冶金企業(yè)節(jié)能降耗中熱能與動(dòng)力工程的應(yīng)用

王耀杰

（河鋼唐剛能源科技分公司，河北 唐山 063000）

當(dāng)前，冶金企業(yè)主要采用汽輪機(jī)組工作的形式進(jìn)行發(fā)電。在這個(gè)過(guò)程中，會(huì)出現(xiàn)龐大的熱能，這些熱能除了有一部被用來(lái)發(fā)電、供熱外，還有一部分未能得到有效的利用。由于國(guó)內(nèi)資源節(jié)約意識(shí)不斷提高，所以提高熱能與動(dòng)力工程運(yùn)用的效率，就成為了當(dāng)前冶金企業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵。

1 熱能與動(dòng)力工程的概述

熱能與動(dòng)力工程實(shí)際就是能量的相互轉(zhuǎn)換，在二者的相互轉(zhuǎn)換中，通過(guò)一定的裝置將熱能轉(zhuǎn)換為動(dòng)力資源，而在能量的轉(zhuǎn)換過(guò)程中，便能得到人們所需要的電能。電能的轉(zhuǎn)換并不是非常容易，冶金企業(yè)在生產(chǎn)電能進(jìn)行能源轉(zhuǎn)換時(shí)，必須要遵循能量守恒定律，因此，在這個(gè)過(guò)程中，熱能與動(dòng)力工程便在能量轉(zhuǎn)換中發(fā)揮了重要的作用。冶金工業(yè)是耗能型的工業(yè)，對(duì)于熱能與動(dòng)力工程的應(yīng)用也是十分的需要的。熱能與動(dòng)力工程在節(jié)能降耗中廣泛的運(yùn)用到了環(huán)保技術(shù)，因此在許多行業(yè)和領(lǐng)域得到了應(yīng)用。當(dāng)前，環(huán)保是人們所最為關(guān)注的一個(gè)問(wèn)題，冶金企業(yè)在生產(chǎn)電能時(shí)，不免會(huì)出現(xiàn)熱能耗能較高的問(wèn)題。因此熱能與動(dòng)力工程發(fā)揮了重要的作用。

2 熱能與動(dòng)力工程的關(guān)系

2.1 熱能轉(zhuǎn)換成動(dòng)能的相關(guān)過(guò)程

冶金企業(yè)在進(jìn)行電能生產(chǎn)時(shí)，主要是分為兩個(gè)主要的部分，一是將部分的熱能轉(zhuǎn)換為動(dòng)能，通過(guò)相關(guān)的步驟將動(dòng)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)力資源；另一部分則是將剩余的電能通過(guò)發(fā)電機(jī)再次轉(zhuǎn)化為電能，并且供應(yīng)給人們使用。但是，在進(jìn)行電能生產(chǎn)時(shí)，并非所有的熱能都能最大程度上得到轉(zhuǎn)化，有一部分的熱能在發(fā)電過(guò)程中往往會(huì)被內(nèi)部的蒸汽所消耗掉。因此，這個(gè)過(guò)程就在一定程度上浪費(fèi)了能源，不利于節(jié)能降耗。想要減少能源的浪費(fèi)，就要改進(jìn)整個(gè)電能轉(zhuǎn)換技術(shù)的水平，實(shí)現(xiàn)節(jié)能的目的。

2.2 造成機(jī)組變工的相關(guān)因素

冶金企業(yè)在進(jìn)行發(fā)電時(shí)，無(wú)法大量的儲(chǔ)存電能，這是當(dāng)前我國(guó)發(fā)電站普遍存在的一個(gè)問(wèn)題。并且電功率往往會(huì)較容易的受外界因素影響，無(wú)法實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的穩(wěn)定性。由于發(fā)電爐在發(fā)電過(guò)程中有著極大的不穩(wěn)定性，因此產(chǎn)生的電能也就存在著變數(shù)。若是電能資源在生產(chǎn)時(shí)，受到相關(guān)雜質(zhì)和電網(wǎng)的影響，就會(huì)導(dǎo)致生產(chǎn)機(jī)組發(fā)生一定的變化。

3 影響電能生產(chǎn)的相關(guān)因素

冶金企業(yè)在進(jìn)行電能生產(chǎn)的時(shí)候，會(huì)有著一系列的步驟，因此，必須要對(duì)各個(gè)過(guò)程做好保障，若是某一個(gè)步驟出現(xiàn)問(wèn)題，就會(huì)導(dǎo)致重?zé)岈F(xiàn)象的出現(xiàn)。冶金企業(yè)在生產(chǎn)電能時(shí)，往往會(huì)受到多種因素的影響而出現(xiàn)狀況，對(duì)于能耗較高的冶金產(chǎn)業(yè)來(lái)說(shuō)更是有所影響。

（1）鍋爐運(yùn)行情況的變化。鍋爐運(yùn)行的情況是復(fù)雜多變的，極易受到相關(guān)因素的影響，在這種情況下，就使得汽輪機(jī)在運(yùn)行的過(guò)程中一定程度上會(huì)影響生產(chǎn)電能。鍋爐是熱電作業(yè)中燃燒幅度波動(dòng)較大的設(shè)備，在燃燒時(shí)具有一定的不穩(wěn)定性，當(dāng)汽輪機(jī)接收蒸汽后，相關(guān)參數(shù)的變化程度較大，會(huì)對(duì)熱能與動(dòng)力工程應(yīng)用有效率產(chǎn)生影響，所以就會(huì)制約汽輪機(jī)自身性能的有效發(fā)揮，進(jìn)而熱能應(yīng)用的有效率就會(huì)降低。

（2）儲(chǔ)存電量較少。當(dāng)前我國(guó)的發(fā)電站普遍存在電能儲(chǔ)存較少的問(wèn)題，因?yàn)殡娔艿膬?chǔ)存極為的困難，因此，這就導(dǎo)致電功率會(huì)出現(xiàn)不穩(wěn)定的狀況，在一定程度上影響能耗較高的產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。儲(chǔ)蓄一定數(shù)量的電能是熱電作業(yè)必須要做的工作，這樣在外界用電功率出現(xiàn)較大變化時(shí)，才能有效應(yīng)對(duì)。若冶金企業(yè)儲(chǔ)存的電能過(guò)多、未能及時(shí)應(yīng)用，則會(huì)造成大量熱能的浪費(fèi)。若儲(chǔ)蓄電能較少，則會(huì)降低開(kāi)發(fā)、利用熱能的效率。

4 節(jié)能降耗中熱能與動(dòng)力工程的實(shí)際運(yùn)用

（1）選擇合適的調(diào)頻方案。將熱能與動(dòng)力工程合理的運(yùn)用于電能生產(chǎn)中，對(duì)節(jié)能減耗有著顯著作用，但是，在運(yùn)用時(shí)并不是非常容易，因此，必須要制定相關(guān)的合理措施來(lái)實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗，這就需要制定合理的調(diào)頻方案。相關(guān)工作人員在電能生產(chǎn)過(guò)程中，必須要全方位的掌握電網(wǎng)的運(yùn)行頻率，根據(jù)外界的實(shí)際負(fù)荷情況來(lái)靈活的調(diào)整電網(wǎng)頻率，為更好的節(jié)能降耗提供一定的保障。在進(jìn)行調(diào)頻的過(guò)程中，一定要進(jìn)行多次調(diào)頻，采用不同方式進(jìn)行操作，這樣才能確保操作的準(zhǔn)確性。

（2）采用調(diào)配選擇與工況變動(dòng)的方法。將熱能與動(dòng)力工程運(yùn)用到節(jié)能降耗中，通常是運(yùn)用一定的方法，最常用的方法就是工況變動(dòng)法與調(diào)配選擇法。使用這兩種方法時(shí)，需要借助一定的輔助裝備才能夠更好的來(lái)完成。就像是可以將低壓凝氣裝置安裝在汽輪機(jī)上，利用這兩種方法來(lái)進(jìn)行調(diào)節(jié)，進(jìn)而更好的實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗，降低資源的浪費(fèi)。

做好工程變動(dòng)狀況的選擇與合理調(diào)配，將提高汽輪機(jī)組運(yùn)行期間對(duì)外界負(fù)荷波動(dòng)現(xiàn)象適應(yīng)的能力，實(shí)現(xiàn)了有效應(yīng)用熱能和動(dòng)力工程的目的。在進(jìn)行一次調(diào)頻實(shí)現(xiàn)快速調(diào)節(jié)頻率時(shí)，由于蒸汽機(jī)組等之間的調(diào)頻幅度差異性較大，所以，在工程變動(dòng)狀況選擇與調(diào)配時(shí)必須予以關(guān)注。

在一次調(diào)頻不能滿(mǎn)足大負(fù)荷波動(dòng)狀態(tài)后，可通過(guò)二次調(diào)頻技術(shù)對(duì)一次調(diào)頻的不足進(jìn)行彌補(bǔ)。通?？赏ㄟ^(guò)手動(dòng)或自動(dòng)的方式完成二次調(diào)頻，而熱電廠(chǎng)主要利用自動(dòng)調(diào)頻技術(shù)完成二次調(diào)頻。合理運(yùn)用自動(dòng)調(diào)頻技術(shù)完成二次調(diào)頻，將減少濕氣耗損量。另外，還能配合濕氣裝置，通過(guò)中間再循環(huán)，改善機(jī)組的沖蝕抵抗能力，從而就提高了應(yīng)用熱能和動(dòng)力工程的效率。

（3） 加強(qiáng)對(duì)系統(tǒng)節(jié)流環(huán)節(jié)的相關(guān)調(diào)控。龐大的蒸汽流量固然為機(jī)組帶來(lái)了龐大的動(dòng)力，不過(guò)也伴隨著過(guò)度能耗現(xiàn)象。因此，利用節(jié)流方法管理蒸汽，精準(zhǔn)的計(jì)算、調(diào)節(jié)單位時(shí)間里通過(guò)的流量，將提高動(dòng)能均衡性、避免缺乏動(dòng)力的現(xiàn)象發(fā)生。在運(yùn)行期間要通過(guò)弗留格爾公式的應(yīng)用對(duì)熱能和動(dòng)力工程運(yùn)用效率進(jìn)行保障，同時(shí)，還要與相應(yīng)的條件進(jìn)行有機(jī)結(jié)合實(shí)施壓差、比焓降的推算，這樣才能夠?qū)σ恍┝悴考氖芰顩r以及功率、效率等情況進(jìn)行有效確定。發(fā)電的機(jī)電組在進(jìn)行發(fā)電時(shí)，即使裝置再先進(jìn)，也不免會(huì)出現(xiàn)一定的節(jié)流浪費(fèi)現(xiàn)象，因此，要想最大程度的實(shí)現(xiàn)電能轉(zhuǎn)化和節(jié)能降耗就必須要改進(jìn)技術(shù)，不斷的加強(qiáng)節(jié)流的工作。在使用大功率裝置進(jìn)行發(fā)電時(shí)，往往會(huì)造成能源的浪費(fèi)，所以，在使用大功率裝置進(jìn)行發(fā)電時(shí)，一定要提高對(duì)節(jié)流的調(diào)控能力，降低資源的浪費(fèi)。而熱能與電力系統(tǒng)在發(fā)電過(guò)程中便能夠有效的實(shí)現(xiàn)節(jié)流控制。

（4）要減少能耗與濕氣的相關(guān)損耗。在一些發(fā)電機(jī)進(jìn)行發(fā)電時(shí)，往往在高溫的情況下凝結(jié)出蒸汽，這就導(dǎo)致了發(fā)電過(guò)程中的環(huán)境變得潮濕起來(lái)。而在這種條件下通常會(huì)提高能源的消耗，直接的會(huì)影響到發(fā)電設(shè)備。熱能和動(dòng)力工程的運(yùn)用受到濕氣耗損的嚴(yán)重影響，若不加以控制，除了會(huì)浪費(fèi)大量的熱能外，還會(huì)導(dǎo)致溫室效應(yīng)加劇。因此，應(yīng)該從以下若干個(gè)方面完成濕氣耗損的控制與減少，從而改善熱能和動(dòng)力工程的運(yùn)用效果：首先，濕蒸汽在正常工況中發(fā)生輕微膨脹的現(xiàn)象屬于正常情況，若膨脹程度較大，那么就會(huì)發(fā)生凝結(jié)大量蒸汽的現(xiàn)象，從而致使蒸汽總量快速降低、引發(fā)蒸汽耗損。其次，水珠流速低于蒸汽流速，受水珠的牽制作用，大量的動(dòng)能在此過(guò)程中被無(wú)端消耗，導(dǎo)致濕氣出現(xiàn)損失。最后，要想保證濕蒸汽狀態(tài)長(zhǎng)期穩(wěn)定，就必須使其時(shí)刻處于高溫狀態(tài)。而發(fā)電期間，一旦保溫工作出現(xiàn)問(wèn)題，導(dǎo)致濕蒸汽溫度降低，就會(huì)引發(fā)濕氣耗損加劇現(xiàn)象。而導(dǎo)致濕氣損失過(guò)大的原因主要是動(dòng)葉進(jìn)氣邊緣耗損嚴(yán)重導(dǎo)致的，特別是受葉頂背弧沖蝕現(xiàn)象影響更為嚴(yán)重。為了有效解決上述誘因?qū)е碌臒崮芎蛣?dòng)力工程應(yīng)用效率較低的問(wèn)題，通?？刹扇∫韵麓胧┨幚韱?wèn)題：首先，為蒸汽設(shè)備安裝整套新型的去濕設(shè)備；其次，提高汽輪機(jī)組整體的沖蝕抵抗能力；然后，將傳統(tǒng)噴灌設(shè)備用攜帶吸水縫的設(shè)備代替；最后，提高操作中間再熱循環(huán)的水平。基于蒸汽輪機(jī)工作角度分析，支撐軸承摩擦力是造成機(jī)械損失的主要原因，所以應(yīng)該使用軸流式汽輪機(jī)，制造高、低壓指向力，減少熱能損耗，提高熱能與動(dòng)力工程的運(yùn)行效率。

5 結(jié)語(yǔ)

在經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的今天，節(jié)約能源，保護(hù)環(huán)境成為了當(dāng)下人們所關(guān)注的焦點(diǎn)。因此，本文主要分析了電能生產(chǎn)過(guò)程中存在的一些問(wèn)題，也簡(jiǎn)要分析了熱能與動(dòng)力工程在冶金行業(yè)和相關(guān)領(lǐng)域的應(yīng)用，希望對(duì)今后的節(jié)能降耗有著一定的幫助，促進(jìn)技術(shù)的改進(jìn)和促進(jìn)熱能與動(dòng)力工程的進(jìn)一步發(fā)展。