熱能與動力工程在電廠中的合理運用分析

姚瑞 王文曼 王啟軍

摘要：通過在電廠中合理利用熱能和能源技術(shù)，可以提高系統(tǒng)的效率。在合理利用發(fā)電廠時，要正視熱能和能源技術(shù)的短板，通過分析短板對其進行優(yōu)化和彌補。根據(jù)科學技術(shù)的發(fā)展利用發(fā)電廠的資源能力，根據(jù)發(fā)電廠的需要進行熱能和電力項目選擇和優(yōu)化。通過科學技術(shù)的進一步發(fā)展和管理的運用，盡可能開展節(jié)能減排工作，提高電廠的經(jīng)濟效益和應(yīng)用效率。

關(guān)鍵詞：熱能與動力工程;電廠;合理運用

1、前言

熱能與動力工程是一門綜合性很強的學科，涵蓋了多種科學和技術(shù)。熱能與能源技術(shù)借助能量轉(zhuǎn)換裝置，可以實現(xiàn)熱能與動能的相互轉(zhuǎn)換。整個過程符合能量守恒定律，但要求技術(shù)操作水平高，工藝流程復雜。目前，發(fā)電廠主要是將熱能轉(zhuǎn)化為電能，在此基礎(chǔ)上，熱能和能源技術(shù)已成為電廠正常生產(chǎn)經(jīng)營的重要方面。合理利用熱能和能源技術(shù)，實現(xiàn)熱能和電能的高效轉(zhuǎn)換，是當前電廠普遍存在的問題。

2、熱能動力工程的需求和重要性

2.1發(fā)電廠對熱能和能源技術(shù)的需求

從當前我國社會經(jīng)濟發(fā)展形勢和科學技術(shù)發(fā)展來看，熱能和能源技術(shù)的利用對電廠的日常生產(chǎn)具有重要意義。首先，本項目符合可持續(xù)發(fā)展節(jié)能減排的時代要求。我國目前仍處于經(jīng)濟高速發(fā)展階段，能源消耗量很大。這種情況使得我國經(jīng)濟嚴重依賴能源，能源影響著我國未來經(jīng)濟發(fā)展的走向。但是，現(xiàn)階段，我國的能源問題還很嚴重。能源行業(yè)生產(chǎn)力相對較低，能源資源非常稀缺。從我國目前的情況來看，我國國內(nèi)能源生產(chǎn)遠遠落后于社會經(jīng)濟發(fā)展形勢。通過應(yīng)用熱能和能源技術(shù)，電廠可以降低生產(chǎn)過程中的能源消耗，實現(xiàn)能源的更充分利用。

2.2熱能技術(shù)在電廠中的重要性

在全球資源匱乏的情況下，火力發(fā)電是我國的主要發(fā)電方式，煤炭是我國火力發(fā)電的主要燃料來源。然而，燃料來源終究是有限的，提高發(fā)電效率成為亟待解決的普遍問題?；鹆Πl(fā)電在運行過程中，能耗非常高，對生態(tài)環(huán)境造成嚴重污染。熱能與能源工程可以充分整合和優(yōu)化傳統(tǒng)火力發(fā)電廠的發(fā)電方式，將熱能轉(zhuǎn)化為電能和部分能源作為新的驅(qū)動力。同時，可以有效減少火力發(fā)電廠使用的煤炭等不可再生能源的可用量，提高使用率。污染物排放也大大減少，從而達到環(huán)保節(jié)能的目標，兼顧火電廠可持續(xù)發(fā)電的理念，長期運行更穩(wěn)定、更環(huán)保。

3、發(fā)電廠熱能及能源技術(shù)利用存在的問題

3.1熱能再利用存在的問題

為實現(xiàn)能源再利用，目前電廠發(fā)電過程中的熱能一般采用再加熱方式，這也是發(fā)電過程中最常用的方法。具體來說，在電廠的整體運行中，前一階段產(chǎn)生的未利用熱量被用于下一個工作階段。一方面可以使用新燃料，另一方面也大大減少廢物的排放。但是從實際情況來看，電廠的正常運行在使用過程中還是會出現(xiàn)一些不必要的問題。對整個電廠的主要危害是：會導致電場的電能存儲數(shù)據(jù)不準確[1]，并且蒸汽機的顯示值也會出現(xiàn)波動，對工作過程中的氣壓和發(fā)電質(zhì)量也有負面影響。

3.2濕氣損失問題

究其原因，主要分解歸納為三個方面：一是蒸汽本身在蒸汽機運轉(zhuǎn)過程中膨脹產(chǎn)生小水滴加上電能中的動能，這些小水滴的存在直接影響到水的質(zhì)量。發(fā)電機組產(chǎn)生的水蒸氣，從而導致自身受潮，遭受損失;二是由于水蒸氣和水滴的質(zhì)量密度不同，在相同的環(huán)境下運動速度也會明顯不同。在這種情況下，蒸汽的運動速度往往比水滴的運動速度快，即兩者在運動過程中會有所不同;三是噴嘴與機組水滴之間的相對運動。隨著兩者之間的相對運動的發(fā)展[2]，設(shè)備的主流運動的正常運行受到影響，從而導致熱能的損失。

3.3節(jié)流調(diào)節(jié)

節(jié)流調(diào)節(jié)是發(fā)電廠發(fā)電工作的重要組成部分，通過影響蒸汽機的工作性能最終影響發(fā)電效率。油門設(shè)置不當很容易導致高能耗的問題，不僅浪費資源，而且阻礙電廠的正常運行?；诋斍肮?jié)流控制的總體情況，節(jié)流控制方法的選擇必須考慮其應(yīng)用的具體條件，特別是發(fā)電設(shè)施的規(guī)模。另外，油門調(diào)節(jié)措施更適用于容量相對較小的發(fā)電設(shè)備機組，此時這種方法更容易達到顯著的改善效果。

4、電廠合理利用熱能及能源技術(shù)的對策

4.1降低壓力控制過程中的能耗

發(fā)電機組運行時，需要對發(fā)電機組的功率進行合理的調(diào)整，使發(fā)電機組對壓力的適應(yīng)性更強，負荷變化盡可能穩(wěn)定。調(diào)整機組運行負荷，可有效提高機組效率，節(jié)約生產(chǎn)成本，提高電廠效率。然而，調(diào)整過程也會產(chǎn)生能量消耗，對發(fā)電機組的效率產(chǎn)生不利影響。例如，如果發(fā)電機組負載過高，則需要進行滑動壓力調(diào)整。但是，這種調(diào)整過程浪費了發(fā)電機組的機械能，降低了其效率。要徹底解決這個問題，就必須合理利用熱能和動力工程，提高機組的效率。要提高效率，就必須降低調(diào)整過程的能耗。通過研究相關(guān)理論和機械結(jié)構(gòu)，我們可以確定能源浪費問題主要是由設(shè)備的結(jié)構(gòu)[3]和工作原理引起的，而不是由設(shè)備操作不當或故障引起的。因此，要想徹底降低調(diào)壓過程的能耗，就必須改進發(fā)電機組的結(jié)構(gòu)，使發(fā)電機組的結(jié)構(gòu)更加合理。

4.2濕氣損失問題解決方案

在發(fā)電廠中，潮濕是一種非常普遍和困難的現(xiàn)象?？刂剖凸?jié)約資源已成為許多發(fā)電廠面臨的普遍問題。研究表明，影響濕氣損失的主要因素有：一是通過水分的膨脹，蒸汽凝結(jié)成水，減少了蒸汽做的功。另一方面，水滴的流速小于蒸汽的流速，限制了蒸汽的高速流動導致消耗了一定的動能。蒸汽含水量過高也會影響濕氣損失。避免濕氣損失的關(guān)鍵在于，濕氣損失在電廠總損失中占很大比例。為了使設(shè)備正常運行，需要采用一些方法來盡量減少濕氣損失。

4.3廢熱和廢水的利用

余熱回收利用對電廠節(jié)能降耗具有重要意義。在蒸汽排放的情況下，質(zhì)量和熱能都會遭受重大損失。因此，可以使用冷卻器來減少熱損失以避免一些錯誤。廢水排放的主要類型是連續(xù)的和周期性的。為保證廢水排放效果，需要擴容和回用廢水，但也存在實際回收效率差、能耗低等缺點。電廠在排放廢水時不僅浪費大量的廢水和熱量，而且污染環(huán)境。因此，有效進行廢水利用以實現(xiàn)有效的余熱儲存[4]，提高能源利用效率，最終達到節(jié)能降耗的目標。

4.4提高創(chuàng)新意識

新形勢下，要培養(yǎng)創(chuàng)新意識，大膽創(chuàng)新傳統(tǒng)技術(shù)。還需要認識到節(jié)能減排技術(shù)對我國當前發(fā)展的重要性，讓全體員工了解設(shè)備高效運行對電廠發(fā)展的重要性。這是從根本上提高電廠效率，從而使能源企業(yè)獲得發(fā)展，保證了能源企業(yè)的經(jīng)濟效益和社會效益。

5、結(jié)束語

國際和國家能源資源稀缺，環(huán)境污染日益嚴重，引起社會廣泛關(guān)注。電廠作為能源消耗的重要單位，在發(fā)電時注重生產(chǎn)效率和環(huán)境保護，是其未來發(fā)展的重要課題。因此，發(fā)電廠有必要在日常生產(chǎn)經(jīng)營中合理利用熱能和動力工程，重點解決應(yīng)用過程中出現(xiàn)的后熱現(xiàn)象、失水、節(jié)流控制等現(xiàn)象。提高工作效率、資源利用效率和生產(chǎn)效率。此外，還要注意員工的素質(zhì)，擴大能源消耗的可控范圍，啟動多種方法來緩解能源短缺和污染問題。

參考文獻：

[1]于焱.熱能動力工程在電廠鍋爐中的應(yīng)用研究[J].中外企業(yè)家，2019（36）：95.

[2]王會杰.新形勢下電廠鍋爐應(yīng)用在熱能動力的發(fā)展與創(chuàng)新分析[J].科技風，2019（33）：5+15.

[3]張倡凡.電廠熱能動力鍋爐燃料及燃燒特點分析[J].科學技術(shù)創(chuàng)新，2019（33）：24-25.

[4]趙銳芳.熱能動力工程在電廠鍋爐中的應(yīng)用[J].河南科技，2019（31）：62-63.