節(jié)能降耗中熱能與動力工程的運(yùn)用探討

馬超

摘 要：在國家電網(wǎng)覆蓋面積不斷擴(kuò)展的背景下電力生產(chǎn)過程中所造成的大氣污染及資源消耗的問題，尤其是在現(xiàn)今人們對生態(tài)環(huán)境極度關(guān)注的影響下，使電廠生產(chǎn)中的節(jié)能環(huán)保問題也成為其發(fā)展中研究的重點(diǎn)之一。在電廠發(fā)電的過程中離不開熱能與動力工程的應(yīng)用，其在實(shí)際中關(guān)系著能源轉(zhuǎn)換效率，可以說直接影響了電廠在能源上的消耗量。為此文章將熱能與動力工程的基本原理內(nèi)容作為研究的基礎(chǔ)，指出現(xiàn)今電廠在電力生產(chǎn)的過程中能源消耗過多的原因，針對這些固有問題提出如何利用熱能與動力工程進(jìn)行改善，從而使能源所含價(jià)值可以被開發(fā)出來，減少能源浪費(fèi)情況。

關(guān)鍵詞：節(jié)能降耗；熱能與動力工程；運(yùn)用；影響；措施

環(huán)境污染及資源消耗已經(jīng)成為我國在發(fā)展過程中的固有問題，這也在一定程度上限制了我國可持續(xù)發(fā)展的進(jìn)程，為此在生產(chǎn)活動中如何進(jìn)行節(jié)能降耗已經(jīng)成為社會中的熱點(diǎn)話題。在現(xiàn)今社會生產(chǎn)及生活中離不開電能的應(yīng)用，為此電廠的建設(shè)一直在不斷的擴(kuò)張，同時電廠也是資源消耗及環(huán)境污染的主要因素之一，因此更要注重引導(dǎo)電廠向著節(jié)能降耗的方向發(fā)展。目前在對電力生產(chǎn)過程的研究中發(fā)現(xiàn)，熱能與動力工程的應(yīng)用可以有效地降低能源消耗量，其可以應(yīng)用余熱發(fā)電的特點(diǎn)有效地降低廢氣的排放量，達(dá)到能源的高效轉(zhuǎn)化，使整個發(fā)電過程具有節(jié)能減排的作用。

1 熱能與動力工程在電廠發(fā)電中的作用

1.1 熱能與動力工程發(fā)電概述

熱能與動力工程所需要遵循的為能量守恒定律，其在運(yùn)用中主要是根據(jù)這一原理將熱能轉(zhuǎn)化為動能，又從動能轉(zhuǎn)化為電能。而在電廠進(jìn)行生產(chǎn)活動的過程中主要是在能源燃燒反應(yīng)中釋放出足夠的熱量，這部分熱量通過蒸發(fā)器及高壓水泵的作用而產(chǎn)生大量的水蒸氣，之后水蒸氣推動了汽輪機(jī)，之后利用汽輪機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)來帶動發(fā)電機(jī)組產(chǎn)生電能，這部分電能則通過電力裝置傳輸出來，由變電站進(jìn)行電能的分配使用。

1.2 利用熱能與動力工程進(jìn)行節(jié)能降耗的作用

根據(jù)以上的介紹可以初步了解在熱能與動力工程的應(yīng)用中的特點(diǎn)，其對整個生產(chǎn)環(huán)節(jié)產(chǎn)生了一定的主導(dǎo)作用，因此在電力工程中需要對熱能與動力工程進(jìn)行著重研究，并在此條件下探討如何將熱能與力學(xué)進(jìn)行全面的結(jié)合。目前在我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展的過程中電廠作為我國重要的支柱型產(chǎn)業(yè)之一在未來必定還會不斷的建設(shè)及發(fā)展，因此為了在最大限度上保證可以產(chǎn)生一定的環(huán)境效益，必須要掌握其在生產(chǎn)中的核心內(nèi)容，熱能與動力工程就是直接關(guān)系著電廠運(yùn)行的部分，并且在熱能與動力工程中需要注意開發(fā)出其能源工程及熱力發(fā)動機(jī)排放與環(huán)境工程的作用，研究如何降低能源消耗，從而提高發(fā)電效率和能源利用率，最終達(dá)到節(jié)能減排的目的。

2 影響電廠電能生產(chǎn)的主要因素

2.1 鍋爐運(yùn)行情況

目前在電力生產(chǎn)過程中多數(shù)是應(yīng)用鍋爐進(jìn)行能源的燃燒，之后將其燃燒所得熱能轉(zhuǎn)化為動能進(jìn)行發(fā)電工作，但是此種發(fā)電方式本身就是依靠機(jī)械設(shè)備來進(jìn)行的，因此其存有的故障、風(fēng)險(xiǎn)等因素也較多，尤其是在故障隱患問題處理不及時的情況下極易造成電能生產(chǎn)效率低下的問題。作為特種設(shè)備的鍋爐在生產(chǎn)應(yīng)用中需要對其運(yùn)行情況重點(diǎn)進(jìn)行關(guān)注，鍋爐在運(yùn)行的過程中其燃燒及熱能的釋放并不是以固定的形式進(jìn)行運(yùn)行作業(yè)的，在實(shí)際中受到多種因素的影響，在釋放熱能上的效率也有一定的變化。為此，在實(shí)際中可以說鍋爐在特定的環(huán)境下其熱能的釋放決定了鍋爐的運(yùn)行效率，也決定了電廠的生產(chǎn)效率。因此在提高鍋爐熱能運(yùn)行效率上需要注重對鍋爐性能進(jìn)行改造，并在運(yùn)行工況的調(diào)節(jié)做到更精準(zhǔn)、細(xì)致。

2.2 電廠設(shè)備的選擇及熱能損失

在電力生產(chǎn)的過程中，設(shè)備運(yùn)行工況直接影響熱能的利用，利用率低將導(dǎo)致熱能損失增加，因此在實(shí)際中多數(shù)電廠所選用的設(shè)備在節(jié)能降耗上沒有取得進(jìn)展，存在設(shè)備配比不足，熱能損失難以控制。雖然目前在電廠中有一些設(shè)備采用變頻調(diào)節(jié)，有了一定功效，但是在實(shí)際中這些設(shè)備存在著成本高、技術(shù)可靠性差、技術(shù)要求高等特點(diǎn)，這些都是節(jié)能降耗所需要面對的主要問題。

2.3 凝汽裝置的工況不穩(wěn)定

在發(fā)電的過程中，凝汽裝置關(guān)系著在生產(chǎn)過程中的熱效率問題，也是發(fā)電生產(chǎn)活動中的核心裝置之一。根據(jù)凝汽式汽輪機(jī)的特點(diǎn)，其結(jié)構(gòu)在實(shí)際中非常復(fù)雜，因此在實(shí)際運(yùn)行中存在的不穩(wěn)定因素也較多，同時汽輪機(jī)在生產(chǎn)使用中還較為容易受外界因素的影響出現(xiàn)運(yùn)行上的問題，造成裝置施工效率得不到良好的保障，再加上受外界環(huán)境及工作氣壓產(chǎn)生的一定影響，汽輪機(jī)在使用中的狀態(tài)波動過大，無法穩(wěn)定的依據(jù)理想設(shè)計(jì)要求進(jìn)行生產(chǎn)運(yùn)行，降低了整體的發(fā)電效率。

3 熱能與動力工程在電廠中的合理運(yùn)用

3.1 選擇合理的調(diào)頻方案

熱能與動力工程能量間轉(zhuǎn)化是相輔相成的，動力工程的效率促進(jìn)了熱能的轉(zhuǎn)化率，熱能的利用率也促進(jìn)了動力工程的合理化進(jìn)程，熱能與動力工程有效運(yùn)用在電廠裝置和設(shè)置中，保證電能的生產(chǎn)過程和生產(chǎn)流程更加符合相關(guān)規(guī)范，減弱了電能的損耗和消耗。由于用電系統(tǒng)也是存在變化的，外界的自然干預(yù)使得用電負(fù)荷處于變數(shù)變化中，故而電網(wǎng)頻率也是存在波峰波谷的動態(tài)變化狀態(tài)的。所以，合理的調(diào)頻方案可以實(shí)現(xiàn)熱能與動力工程的良好配合，發(fā)揮合理的作用并運(yùn)用在電廠中，具體結(jié)合實(shí)際的負(fù)荷電網(wǎng)頻率，并網(wǎng)運(yùn)行機(jī)組時時刻刻根據(jù)頻率調(diào)節(jié)自身的動態(tài)運(yùn)行性能，自行接受外部負(fù)荷并承受的外界負(fù)荷，維系電網(wǎng)工作頻率的正?；?。

并網(wǎng)運(yùn)行機(jī)組一般被稱為一次調(diào)頻，根據(jù)外部環(huán)境負(fù)荷功率是一次調(diào)頻的工作負(fù)荷頻率的變化的主要依據(jù)，而后平衡調(diào)速器的工作狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)快速的頻率調(diào)節(jié)選擇一次調(diào)頻方案就能夠解決這個問題。適當(dāng)?shù)膶φ{(diào)頻方案改進(jìn)改造，有選擇性的進(jìn)行二次調(diào)頻，尤其是在發(fā)電機(jī)組運(yùn)行過程中，可以手動調(diào)頻和自動調(diào)頻兩種相結(jié)合的兩種方式，如果一次調(diào)頻解決問題不徹底，可以采用二次手動調(diào)頻的方式解決問題，促進(jìn)發(fā)電機(jī)的運(yùn)行功率效率提高。

3.2 采用調(diào)配選擇及工況變動的方法

為了保證汽輪機(jī)可以得到高效利用，可以采用調(diào)配選擇來使熱能與動力工程可以在電廠中得到高效利用，同時利用調(diào)配選擇還可以有效的提高發(fā)電過程中的可靠性，使發(fā)電計(jì)劃更具有可行意義。在此種條件下需要注意對凝汽裝置性能進(jìn)行提升，從而保證在實(shí)際中具有良好的使用效率，主要通過增加輔助裝置來提高汽輪機(jī)的利用效率，使其在實(shí)際中具有較好的熱效率。并且在調(diào)配選擇的作用下可以使裝置根據(jù)電廠的實(shí)際工作狀況的變化進(jìn)行汽輪機(jī)工作負(fù)荷的調(diào)節(jié)，避免在實(shí)際中出現(xiàn)工作負(fù)荷過大而造成汽輪機(jī)應(yīng)用受到影響或是汽輪機(jī)負(fù)荷過小熱效率不足的情況。并且在調(diào)配選擇中還需要注意對閥門情況進(jìn)行監(jiān)控，由于汽輪機(jī)會進(jìn)行工況變動，為此閥門全開時系統(tǒng)可能無法承載其施加的作業(yè)壓力，為此必須要由工作人員進(jìn)行調(diào)控，避免在短時間內(nèi)峰值陡然增高，進(jìn)而保證汽輪機(jī)可以對能量進(jìn)行高效轉(zhuǎn)化。

3.3 有效利用多級汽輪機(jī)的重?zé)岈F(xiàn)象

汽輪機(jī)在使用中具有重?zé)岈F(xiàn)象，因此為了可以使能源得到高效利用需要對此部分能量進(jìn)行回收利用。在電廠中增加汽輪機(jī)的數(shù)量，并根據(jù)其實(shí)際的發(fā)電情況對汽輪機(jī)進(jìn)行重新布置，通過對汽輪機(jī)的排布布局來使其重?zé)岬玫嚼?。其排布狀況通常是以上下級的形式分布，這樣可以使汽輪機(jī)在出現(xiàn)熱損耗時這部分的熱能可以被其他汽輪機(jī)進(jìn)行回收利用，多重汽輪機(jī)重?zé)峄厥湛梢杂行У膶Υ瞬糠譄釗p耗進(jìn)行重新利用，使熱能與動力工程融入到熱損耗回收利用中，保證可用能源的高效利用，體現(xiàn)出其節(jié)能降耗的作用。一般情況下，汽輪機(jī)最佳的重?zé)嵯禂?shù)應(yīng)該控制在0.04-0.08，由于其機(jī)組的差異性不同必然也是一個界定的范圍內(nèi)，不能完全固化為特定的數(shù)值。

4 結(jié)束語

目前在電廠電能生產(chǎn)活動中存在著較為嚴(yán)重的資源浪費(fèi)情況，再加上電廠生產(chǎn)關(guān)系著人們的日常生產(chǎn)活動，為此在每日生產(chǎn)中造成的資源浪費(fèi)會帶來極大的損失，并且未燃燒充分的廢氣直接排放到大氣中造成了空氣受到嚴(yán)重的污染。為此，在現(xiàn)今電廠生產(chǎn)中開始注重節(jié)能技術(shù)及環(huán)保技術(shù)的使用。例如通過煙氣及余熱進(jìn)行二次發(fā)電作業(yè)，或是在煙氣排放的過程中進(jìn)行脫硫脫硝處理。雖然在節(jié)能降耗上許多電廠已經(jīng)開始應(yīng)用相關(guān)技術(shù)，但是在大多數(shù)電廠中仍然存有資源消耗量過大的情況，為此更要注重對熱能和動力工程中的專業(yè)理念進(jìn)行應(yīng)用，為我國電力行業(yè)的良好正常發(fā)展打下基礎(chǔ)。

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