火電廠熱能與動力工程的現(xiàn)狀與改進策略

范宇

陽城國際發(fā)電有限責任公司 山西晉城 048000

隨著近年來我國經(jīng)濟的飛速發(fā)展，由熱能與動力工程產(chǎn)生的制約與影響也逐漸顯露出來，尤其是其作為電熱廠與鍋爐運行的關(guān)鍵構(gòu)成，在能源消耗問題日趨嚴重的大背景下，若無法得到科學有效的改革創(chuàng)新，對我國的整體發(fā)展非常不利?；诖?，結(jié)合實際情況創(chuàng)新并優(yōu)化熱能與動力工程非常必要，其不僅能促進能源利用率的有效提升，還能全面增強熱能與動力工程的實際效果，在為電熱廠與鍋爐廠等相關(guān)行業(yè)領(lǐng)域的良好發(fā)展提供更大推動力量的同時，為我國綜合實力的進一步提升奠定基礎(chǔ)。

1 熱能動力工程簡述

熱能動力工程即熱能和工程間關(guān)系下的實體工程。當前，熱能動力工程應用范圍較廣，很多企業(yè)都將熱能發(fā)電機引入到企業(yè)供電設(shè)備中。另外，還有一些企業(yè)將水利電動力工程引入其中，與此同時，還應注意和傳統(tǒng)礦物資源相比，水利電動力工程作為相對環(huán)保的一種工程，實際造價相對較高?，F(xiàn)階段，國家主要倡導節(jié)能環(huán)保建設(shè)，但水利電動力工程多用在大企業(yè)當中。文章提出的鍋爐，主要包含熱力發(fā)電機、熱能轉(zhuǎn)換動力機械等技術(shù)。熱能動力工程無論設(shè)計科目，主要研究熱能和動力二者間關(guān)系，即二者間轉(zhuǎn)換問題，現(xiàn)階段，熱能動力工程多用在熱電廠、自動化方向中，未來將在此基礎(chǔ)上，解決一些能源應用問題。從上面我們了解到，熱能動力工程可以用于解決工業(yè)生產(chǎn)動力問題，所以說熱能動力工程和國民經(jīng)濟建設(shè)密切相關(guān)，熱能動力工程改革有助于推動國內(nèi)可持續(xù)發(fā)展建設(shè)[1]。

2 熱能與動力工程現(xiàn)狀

2.1 主汽壓力系統(tǒng)能耗過高

在火力發(fā)電廠主汽壓力系統(tǒng)運行中可以采用集中管控的方法，將各環(huán)節(jié)進行單元制管理，從而維持系統(tǒng)運行的可靠性。在此過程中，需要對各個單元之間的聯(lián)動能耗，利用相應的數(shù)學計算模型進行驗算，不過這種方式應用的直接后果是，系統(tǒng)能耗量較以往會快速上升。例如火焰中心的高度超過限制，就需要通過熱汽溫調(diào)節(jié)，使得煤水在直流爐中經(jīng)過配比得到校正。校正過程中操作人員的技術(shù)水平非常關(guān)鍵，既要有扎實的理論知識，又要具有實際的操作能力，但是參與校正的過程，很容易出現(xiàn)人為操作容錯率較高的情況，這也降低了系統(tǒng)運行問題的解決效率，并且還會進一步增加系統(tǒng)能耗，提高系統(tǒng)運行過程中的成本投入。

2.2 過熱汽溫系統(tǒng)設(shè)計不合理

在超臨界機組過熱汽溫調(diào)節(jié)過程中，經(jīng)常會使用到粗調(diào)的方式，并且還需要對煤水進行調(diào)節(jié)，以此來達到提升系統(tǒng)運行穩(wěn)定性的作用。結(jié)合以往的應用經(jīng)驗可以得知，對過熱汽溫系統(tǒng)缺陷發(fā)生影響因素有很多，如工作環(huán)境變化過大、系統(tǒng)內(nèi)部管道阻塞、系統(tǒng)運行過載等。由于這些因素也存在著一定的不確定性，所以一旦系統(tǒng)設(shè)計不合理，就會造成過熱汽溫系統(tǒng)缺陷，這種缺陷會導致控制力度不夠，汽溫調(diào)節(jié)失去效用。在傳統(tǒng)系統(tǒng)運行過程中，所采用的系統(tǒng)溫度調(diào)節(jié)方式為減溫水調(diào)節(jié)，但是這種方式對于投資成本來說是不利的。這是因為在熱氣溫系統(tǒng)調(diào)節(jié)有很多種模式，無論是使用擺動式燃燒器，還是循環(huán)噴射熱風都可能造成資源的浪費[2]。

3 熱能與動力工程科技創(chuàng)新的主要方向

3.1 創(chuàng)新調(diào)節(jié)節(jié)流技術(shù)

相關(guān)人員必須明確調(diào)節(jié)節(jié)流技術(shù)創(chuàng)新的重要性。節(jié)流調(diào)節(jié)時，若沒有調(diào)節(jié)級的分類，應及時根據(jù)具體情況采取其他措施，確保節(jié)流調(diào)節(jié)工作的有效性。在汽輪機第一級可全周進汽的情況下，各級溫度會逐漸降低，如果汽輪機組運行狀態(tài)屬良好，可采取小容量機組與基本負荷大機組；若要適當提升其經(jīng)濟性，相關(guān)人員可以節(jié)流損失問題為基點，制定相應的措施并落實。除此之外，要充分發(fā)揮調(diào)節(jié)節(jié)流技術(shù)的重要作用，需要對汽輪機運行功率與零部件受力情況展開檢測，并確保結(jié)果的準確性，這是密切關(guān)注汽輪機運行狀態(tài)的重要途徑，同時相關(guān)人員也要結(jié)合流量等已知條件，依照運行機組的各級壓力公式，對動態(tài)的流動面積展開分析。經(jīng)實踐證明，將沸留格爾公式應用于熱能與動力工程中，不僅能為機組節(jié)流調(diào)節(jié)的效果提供保證，也能為工程運行奠定良好堅實的基礎(chǔ)。

3.2 調(diào)壓能耗在電廠中的應用

在電力生產(chǎn)過程中，發(fā)電機組的負荷會產(chǎn)生一定變化，電廠的工作效率會因為多樣變化受到嚴重影響，因此需要運用合理措施來解決該問題，提高發(fā)動機工作時的調(diào)節(jié)能力就可以有效保證發(fā)動機的負荷更加穩(wěn)定，由此提高發(fā)電機組的穩(wěn)定性和工作效率。但在實際操作過程中，調(diào)壓進行過程中產(chǎn)生一定的能力損耗不可避免，所以在進行調(diào)壓操作時，只能最大程度地使這種損耗降低，這種解決措施也只是起到部分作用。同時，技術(shù)操作處理過程中，技術(shù)人員的專業(yè)水平和操作能力會較大程度影響著能力損耗的多少，在進行調(diào)節(jié)時，技術(shù)人員應及時采取相應操作處理技術(shù)來控制調(diào)壓，否則能量的損耗會額外增加。因此對技術(shù)人員進行常態(tài)化培訓是十分重要的，在這個過程中，能夠使技術(shù)人員的操作水平得到有效提高，為調(diào)壓能耗的控制提供有利條件[3]。

3.3 加強系統(tǒng)的能耗控制

通過加強系統(tǒng)的能耗控制，可以優(yōu)化系統(tǒng)的運行模式，同時也為火電廠經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展，奠定堅實的基礎(chǔ)。在具體的應用環(huán)節(jié)中：一是利用零配件科學管理模式，結(jié)合目前火電廠發(fā)電技術(shù)運行需求，對于火電廠中資源進行合理配置，以防止火力發(fā)電廠在技術(shù)應用時，出現(xiàn)能耗增高的問題。二是對水泵的真空處理技術(shù)，可以對其進行全面優(yōu)化升級，確保水泵能夠充分適應燃煤消耗量控制要求，結(jié)合循環(huán)系統(tǒng)運行，確保技術(shù)改造能夠達到系統(tǒng)能耗降低的目的。三是借助信息技術(shù)搭建技術(shù)平臺，利用新技術(shù)對能耗問題進行合理控制，確保系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性。

3.4 爐內(nèi)燃燒控制技術(shù)

①空燃比例連續(xù)控制體系；該系統(tǒng)控制是以邏輯控制器與比例閥等部分組成?？杖急壤B續(xù)控制體系可以將鍋爐中的燃燒傳遞至編程邏輯控制器內(nèi)，接著借助比例閥內(nèi)的電子信號傳輸信息，對這一信息進行合理調(diào)節(jié)，便于對鍋爐內(nèi)溫度進行合理控制。但受到科學技術(shù)等方面限制，這一系統(tǒng)在實際應用期間，溫度控制方面精度仍不準確，仍需要很多技術(shù)人員來干預。②雙交叉先付系統(tǒng)。雙交叉先付系統(tǒng)主要是借助溫度傳感器控制鍋爐。系統(tǒng)將會測量鍋爐內(nèi)溫度，然后將溫度信號傳遞至邏輯控制器內(nèi)，接著借助這一裝置對空氣流量閥程度進行合理調(diào)控，然后調(diào)整燃料進出口情況，便于精準控制鍋爐內(nèi)部溫度。熱能動力工程中的鍋爐溫度應與工程現(xiàn)狀相結(jié)合，合理應用燃料控制鍋爐內(nèi)溫度。因不同燃料差異較大，因此有些完善溫度控制相對較淡，有些則反映較為強烈，因而使得溫度控制難度逐漸增加，所以鍋爐燃料填充前，應先掌握燃料特性，詳細對比不同燃燒點情況，最后分析燃燒溫度范圍與可持續(xù)時間，再選擇最佳燃料進行生產(chǎn)加工[4]。

3.5 提高熱能和機械能轉(zhuǎn)化效率

電廠鍋爐的運營原理為能量轉(zhuǎn)換，即提高熱能和機械能的轉(zhuǎn)化效率，為電廠發(fā)電提供能量支持。所以如何提高熱能和機械能的轉(zhuǎn)化效率和質(zhì)量變得尤為重要。電廠應該把機械操作理論技術(shù)與實際能源轉(zhuǎn)化的數(shù)據(jù)相結(jié)合，將鍋爐內(nèi)部零件運營情況與實際能源的產(chǎn)值相結(jié)合，總結(jié)分析鍋爐能源轉(zhuǎn)化過程中存在的問題。電廠應該定期進行機械維修，實施規(guī)范化的管理運營，根據(jù)現(xiàn)有的實際能源產(chǎn)值對機械進行合理調(diào)配，引進新型的機械設(shè)備，調(diào)節(jié)各個結(jié)構(gòu)之間的運營關(guān)系，提升能源的產(chǎn)值，為的電廠的高速發(fā)展提供堅實的保障。技術(shù)人員要結(jié)合現(xiàn)有掌握的技術(shù)，增加能量的轉(zhuǎn)化效率，增強鍋爐的使用性能。第一，技術(shù)人員應該掌握熱能動力學的相關(guān)技術(shù)原理，提高熱能知識儲備和運用能力。第二，定期計算鍋爐運營產(chǎn)生的具體數(shù)值，再結(jié)合實際情況，形成能源運營公式。第三，制定考核表，對機械進行登記管理，實時了解每臺機械的運營狀況。只有這樣才能提高熱能和機械能的轉(zhuǎn)化效率，提高發(fā)電廠的工作效能。以上幾種技術(shù)在使用過程中各存在一定的優(yōu)缺點，但都能對電廠鍋爐起到較好的溫度調(diào)節(jié)作用，可以有效地提高電廠鍋爐的燃燒效率，并且還能起到節(jié)能減排的目的，有效地實現(xiàn)了燃燒技術(shù)的創(chuàng)新[5]。

4 結(jié)語

總而言之，熱能與動力工程相對來講系統(tǒng)性與復雜程度極強，此時只有針對實際需求，對熱能與動力工程進行更深層次的創(chuàng)新研究，才能在提高轉(zhuǎn)化成效的基礎(chǔ)上促進企業(yè)工作效率的真正提升，進一步充分發(fā)揮熱能與動力能在國家發(fā)展與社會運行中的重要作用。在新時代、新形勢的影響下，國家與社會各界都越來越重視生態(tài)改善與環(huán)境保護，而通過對熱能與動力工程技術(shù)的有效創(chuàng)新，是降低此工程對周邊環(huán)境影響與污染的關(guān)鍵途徑，進而推動我國節(jié)約型、環(huán)保型社會發(fā)展目標的順利達成。