探究熱能與動(dòng)力工程中的節(jié)能技術(shù)

呂偉超

（廣東啟程新能源科技有限公司 廣東惠州 516000）

0 引言

能源為國(guó)家發(fā)展提供了基礎(chǔ)性支持，其在當(dāng)前發(fā)揮的作用越來(lái)越大，已然成為人們生活、生產(chǎn)中不能缺少的物質(zhì)基礎(chǔ)?，F(xiàn)階段，世界范圍內(nèi)雖已經(jīng)積極推動(dòng)清潔、可再生能源的開發(fā)與利用，但是使用能源的90%依舊為傳統(tǒng)不可再生能源?；谶@樣的情況，探究、應(yīng)用熱能與動(dòng)力工程節(jié)能技術(shù)極為必要。

1 熱能與動(dòng)力工程的裝置簡(jiǎn)述

1.1 熱能裝置

對(duì)于熱能裝置來(lái)說(shuō)，其主要指人們生活、生產(chǎn)中所需要的主要設(shè)備形式，依托能源燃燒釋放大量的熱量，并在相應(yīng)裝置內(nèi)部對(duì)轉(zhuǎn)變?yōu)槠渌芰啃问健．?dāng)前，常見的熱能裝置包括蒸汽機(jī)、內(nèi)燃機(jī)、燃?xì)廨啓C(jī)、內(nèi)燃機(jī)等等。想要達(dá)到節(jié)能降耗的效果，就必須要盡可能保證能源燃燒后產(chǎn)生的熱量全部轉(zhuǎn)化為其他動(dòng)能，避免出現(xiàn)不必要的能源損耗。

1.2 動(dòng)力工程裝置

動(dòng)力工程裝置是當(dāng)前工業(yè)生產(chǎn)中極為重要的設(shè)備，其與動(dòng)力裝置、熱能裝置相結(jié)合，共同構(gòu)成了工業(yè)動(dòng)力系統(tǒng)。依托動(dòng)力工程裝置的優(yōu)化設(shè)計(jì)，可以達(dá)到提升能源利用率的效果，并降低有害氣體的排放量，實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排。

2 熱能與動(dòng)力工程中能源損耗產(chǎn)生的主要類型分析

2.1 熱能損耗

在熱能裝置與動(dòng)力工程裝置的實(shí)際運(yùn)行中，會(huì)產(chǎn)生大量的熱能。這些熱能一部分進(jìn)行轉(zhuǎn)化，被應(yīng)用于其他的生產(chǎn)實(shí)踐中；還存在部分熱能消耗，導(dǎo)致資源浪費(fèi)。這樣的熱能消耗一方面降低了裝置運(yùn)行質(zhì)量，另一方面，也不利于相應(yīng)行業(yè)企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益的增強(qiáng)。理論上來(lái)說(shuō)，節(jié)流器會(huì)在設(shè)備超過額定功率時(shí)，依托初始設(shè)設(shè)定數(shù)值完成設(shè)備運(yùn)行調(diào)節(jié)，以此達(dá)到降低設(shè)備運(yùn)行負(fù)荷的效果。但是在實(shí)際的運(yùn)行中，調(diào)節(jié)器會(huì)發(fā)生故障，造成熱量損失，不利于設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行與節(jié)能降耗目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。

2.2 濕氣損耗

在熱能與動(dòng)力工程裝置的運(yùn)行中，除了熱能損耗之外，還存在著濕氣損耗的問題，不利于節(jié)能減排的實(shí)現(xiàn)。這樣的濕氣損耗主要表現(xiàn)為：①蒸汽在蒸發(fā)、膨脹的過程中普遍會(huì)產(chǎn)生小水滴，當(dāng)小水滴大量聚集，會(huì)對(duì)蒸汽系統(tǒng)的正常運(yùn)行產(chǎn)生阻礙。②蒸汽的移動(dòng)速度高于小水滴的移動(dòng)速度，造成兩者在同等距離內(nèi)的移動(dòng)時(shí)間時(shí)長(zhǎng)不相同，也導(dǎo)致濕汽損耗的產(chǎn)生。③在小水滴大量聚集的情況下，極易形成水滴流，降低了濕氣正常的運(yùn)行速度，最終產(chǎn)生熱量損失。

3 熱能與動(dòng)力工程中的具體節(jié)能技術(shù)探究

3.1 調(diào)頻技術(shù)

在節(jié)能降耗中，調(diào)頻技術(shù)的使用更為常見，且技術(shù)簡(jiǎn)單、實(shí)用性強(qiáng)。在此過程中，需要重點(diǎn)完成以下幾項(xiàng)任務(wù)：①結(jié)合能源的使用情況優(yōu)化調(diào)頻方案，避免由外界干擾引發(fā)的用電負(fù)荷變化問題發(fā)生。②在調(diào)頻的過程中，著重參考工作負(fù)荷頻率的變化，以此保證調(diào)速器工作狀態(tài)的平衡。結(jié)合對(duì)頻率調(diào)節(jié)的快速控制，能夠避免的能源浪費(fèi)。③在發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行中，引入自動(dòng)調(diào)頻與手動(dòng)調(diào)頻相結(jié)合的模式，合理展開二次調(diào)頻處理，促使其與運(yùn)行效率提升。

3.2 廢熱回收技術(shù)

在電能生產(chǎn)過程中，為了確保能量有效傳遞、科學(xué)轉(zhuǎn)化，必然會(huì)出現(xiàn)一定的熱能損失。因此，在節(jié)能降耗中，可以從降低損失的熱能入手完成。此時(shí)，需結(jié)合實(shí)際生產(chǎn)情況，深入分析容量損耗現(xiàn)象，并引入廢熱回收技術(shù)，具體的流程如圖1所示。

圖1 廢熱回收系統(tǒng)

回收余熱資源后，結(jié)合熱能及動(dòng)力系統(tǒng)的實(shí)際情況，依托加熱冷凝裝置的使用，能夠推動(dòng)動(dòng)力裝置運(yùn)行效率的提升，達(dá)到節(jié)約能源的效果，避免熱量的大幅度損失。

除了廢熱之外，電能生產(chǎn)中還會(huì)形成一定的廢水余熱，也需要進(jìn)行回收利用，最大程度的降低資源的浪費(fèi)[1]。例如，在除氧器的實(shí)際運(yùn)行過程中，蒸汽的排放會(huì)造成熱量與質(zhì)量的損失。此時(shí)，可以在熱能動(dòng)力系統(tǒng)中引入冷卻器，實(shí)現(xiàn)熱量損失的降低。在污水排放環(huán)節(jié)中，應(yīng)當(dāng)實(shí)施擴(kuò)容降壓，以此達(dá)到對(duì)持續(xù)排放污水中的余熱進(jìn)行二次利用的目的；也可以使用排污熱回收器將有效的鍋爐污水余熱進(jìn)行存放。利用這樣的方式，不僅能夠進(jìn)一步提高能源的使用效率，同時(shí)還可以實(shí)現(xiàn)節(jié)能環(huán)保以及節(jié)能減耗。

3.3 濕汽損失降低技術(shù)

結(jié)合上文的分析能夠了解到，在熱能與動(dòng)力工程的能量轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)中，濕汽損失的產(chǎn)生極為常見，且難以避免。基于此，為了進(jìn)一步降低生產(chǎn)中的能源損失，并獲取最大的經(jīng)濟(jì)效益，引入相關(guān)節(jié)能技術(shù)降低濕汽損失是必然選擇。筆者認(rèn)為，應(yīng)當(dāng)從使?jié)駳猱a(chǎn)生的不同原因入手，針對(duì)性的落實(shí)應(yīng)對(duì)策略以完成濕氣損失的有效減少，具體有：在設(shè)備中加設(shè)除濕裝置，避免設(shè)備內(nèi)部生成大量水滴；將加熱循環(huán)裝置引入熱能傳動(dòng)過程中，以此減少濕汽損失；加大設(shè)備的日常維護(hù)保養(yǎng)力度，防止由于設(shè)備故障而引發(fā)的濕汽損失產(chǎn)生。

濕氣的產(chǎn)生一般是由于溫度差距造成。例如，在鍋爐設(shè)備中，當(dāng)動(dòng)葉柵結(jié)束做功后，依托余下動(dòng)能，蒸汽脫離機(jī)組入至凝汽系統(tǒng)之中。而在這一過程中，蒸汽所存在的余下動(dòng)能且機(jī)組未能及時(shí)轉(zhuǎn)化的能量為“余速損失”。想要更好的實(shí)現(xiàn)節(jié)能、降低蒸汽損失，則要實(shí)時(shí)關(guān)注儀表狀態(tài)。一旦發(fā)現(xiàn)壓力過低、或者溫度過低的狀況，必須及時(shí)進(jìn)行溫度及壓力的升高。當(dāng)溫度較低時(shí)，會(huì)對(duì)液態(tài)水氣化產(chǎn)生影響，同時(shí)也會(huì)對(duì)做功效率產(chǎn)生阻礙，所以應(yīng)對(duì)其溫度予以保證。同時(shí)，還要盡可能維持做功的連續(xù)狀態(tài)，并控制蒸汽的輸出性穩(wěn)定性，以此實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗。

3.4 傳熱實(shí)踐應(yīng)用技術(shù)

就當(dāng)前的情況來(lái)看，熱能與動(dòng)力工程節(jié)能技術(shù)已然得到了我國(guó)工業(yè)領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用。其中，傳熱實(shí)踐應(yīng)用技術(shù)就是一項(xiàng)較為常見的節(jié)能技術(shù)，在火電廠等工業(yè)企業(yè)的生產(chǎn)實(shí)踐中更加常用[2]。在該技術(shù)中，主要依托換熱器完成節(jié)能。對(duì)于換熱器來(lái)說(shuō)，其主要將熱流體的部分熱量傳遞給冷流體的設(shè)備，在化工、石油、動(dòng)力、食品及其它許多工業(yè)生產(chǎn)中占有重要地位，其在化工生產(chǎn)中換熱器可作為加熱器、冷卻器、冷凝器、蒸發(fā)器和再沸器等，有著極高的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)[3]。在換熱器的支持下，可以促進(jìn)能源利用效率的明顯提升，最大程度的發(fā)揮出熱能與動(dòng)力工程節(jié)能技術(shù)的效果。

3.5 多重汽輪機(jī)重?zé)峄厥?/h3>

在汽輪機(jī)實(shí)際的運(yùn)行過程中，重?zé)岈F(xiàn)象的產(chǎn)生相對(duì)常見。而為了提升能源利用的高效性，切實(shí)達(dá)到節(jié)能減排的效果，就必須要對(duì)其實(shí)施回收利用?；谶@樣的情況，需要結(jié)合實(shí)際情況與現(xiàn)實(shí)需求增加汽輪機(jī)的數(shù)量，對(duì)汽輪機(jī)的布設(shè)進(jìn)行重新規(guī)劃，以此確保保障重?zé)峥梢杂行Ю谩?/p>

在此過程中，依托上下級(jí)的方式展開排布分布，能夠提升汽輪機(jī)熱損耗的利用效率。同時(shí)，結(jié)合多重汽輪機(jī)重?zé)峄厥眨梢詫?shí)現(xiàn)部分熱損耗的利用率增高，進(jìn)而促使熱能以及動(dòng)力工程在熱損耗的回收利用中展開，以此達(dá)到能源利用效率、效果提升的目標(biāo)。一般情況下，汽輪機(jī)最佳的重?zé)嵯禂?shù)穩(wěn)定在0.04～0.08的范圍內(nèi)，這主要是由于機(jī)組之間存在的差異性素質(zhì)也存在于特定范圍內(nèi)所造成的。因此，在多重汽輪機(jī)重?zé)峄厥諢o(wú)法對(duì)汽輪機(jī)的重?zé)嵯禂?shù)進(jìn)行完全性的固化處理，只能將其設(shè)置為特定數(shù)值。

4 總結(jié)

綜上所述，從當(dāng)前熱能裝置與動(dòng)力工程裝置的運(yùn)行情況來(lái)看，產(chǎn)生熱能損耗與濕氣損耗的情況極為常見，需要進(jìn)一步處理。在明確設(shè)備運(yùn)行實(shí)際情況的前提下，通過調(diào)頻技術(shù)、廢熱回收技術(shù)、濕汽損失降低技術(shù)、傳熱實(shí)踐應(yīng)用技術(shù)、多重汽輪機(jī)重?zé)峄厥盏倪x擇與使用，實(shí)現(xiàn)了熱能損耗與濕氣損耗的降低，提升了熱能裝置與動(dòng)力工程裝置的運(yùn)行效率，為節(jié)能降耗目標(biāo)的達(dá)成提供了有力支持。