淺談節能降耗中熱能與動力工程的實際運用

王 標（廣州粵能電力科技開發有限公司，廣東 廣州 510800）

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淺談節能降耗中熱能與動力工程的實際運用

王 標
（廣州粵能電力科技開發有限公司，廣東 廣州 510800）

摘 要：電能是我國主要的能源，被廣泛應用于各行業。人們頻繁地使用電能，所以電廠肩負著巨大的供電責任，電廠的產能成為衡量其生產的重要指標。然而，由于受到諸多因素的影響，電廠在工作過程中消耗的能源較多，因而電廠必須采取有效措施節約電能。由于熱能與動力工程對電廠節能工作的開展起到了重要作用，因此，本文針對熱能與動力工程進行了分析，并將熱能與動力工程在電廠中合理地運用，從而最大限度地提高電廠電能的利用率。

關鍵詞：熱能與動力工程；電廠；合理運用

節能環保已經成為全世界十分關注的熱點話題，所以我國電廠開始關注合理利用能源問題，將提高電廠生產效率作為主要目標，并早日實現節能環保。電廠的供熱機組在運行過程中，應該將熱能轉化成電能，充分運用剩余熱能為供熱系統的運行提供能源。但是，我國大部分電廠的生產方式是電能聯產，在實際工作中，這種方式的生產效率相對偏低，甚至是存在一些問題亟需解決。熱能與動力工程在電廠中的合理運用，能夠為節能工作的開展奠定良好的基礎，從而為電廠的可持續發展創造有利條件。

一、熱能與動力工程概述

熱能與動力工程能夠實現能量的轉化，在轉化過程中，熱能在一定裝置的作用下，將其轉化成動力能源，并將動力能源轉換成熱能和電能，在能量轉化期間，最終實現獲取我們想要的電能。電廠在生產電能時，為了確保能源的順利轉化，需要遵循能量守恒定律，所以熱能與動力工程對電廠電能的生產發揮了巨大作用。其中，圖1是蒸汽中間再熱系統，在汽輪機的帶動下，冷凝器中內容凝結成液體，然后低壓水泵和給水加熱器加熱水，并通過高壓水泵，給予鍋爐一定的能量，促進能量的轉換。熱能與動力工程中，包含著燃燒學的部分，那么，再將熱能與動力工程應用在電廠中，電廠工作人員會運用燃燒動力學的相關知識，從而高效地生產電能。動力學主要有工程流體力學、燃燒動力學等內容，在燃料燃燒過程中，液體、固體等燃料的著火點不同，所以所消耗的能源有所不同。燃料在燃燒時，會產生SO2、NOX氣體，所以電廠需要對燃燒污染物加以處理。此外，為了保證蒸汽中間再熱系統的正常運行，需要做好手動調頻工作，24h后維護人員再次操作，而且一定要發揮噴管的作用，工作人員根據閥門運行的個數進行流量峰值調節，從而確保熱能與動力工程在電廠中合理地運用。因此，雖然熱能與動力工程能量的轉換看似簡單，但轉化的過程十分復雜，但將熱能與動力工程合理地運用于電廠電能的生產，能夠提高電能生產效率。

二、影響電廠電能生產的主要因素

電廠在實際電能生產過程中，由于存在諸多環節，如果某一環節存在問題，將導致出現重熱現象。重熱現象主要指的是重復利用熱能。當然，在電廠相關熱能系統運行過程中，重熱現象的產生是在所難免的，因為有效地利用能量能夠促進節能環保，所以如何合理利用能量將成為關注的問題。然而，在電廠生產電能期間，由于受到諸多因素的影響，容易出現變工況的情況產生，導致變工況出現有只要如下幾個原因：第一，鍋爐運行情況的改變。由于鍋爐運行情況并不是一成不變的，所以造成汽輪機在運行過程中并沒有一定的規律產生。鍋爐的運行能夠實現將熱能釋放的過程，它是改變熱能的主要手段，因而在某種程度上會影響電廠電能的生產。第二，電能存儲不便影響變工況。因為電能的存儲并不是十分方便，因而對電廠生產工作的開展產生了一定的影響，所以會容易導致電功率不穩定的情況產生，限制了變工況的實施。第三，凝汽裝置的工況不穩定。凝汽裝置作為電廠電能生產中十分關鍵的裝置，其中的氣壓會發生改變，所以在變工況施工過程中，由于凝汽裝置的工況不穩定，從而導致生產結果與預期存在一定的差距。第四，通氣設備的老化和用電頻率問題。當設備運行時間較長，而且未能得到及時養護和修理，將造成設備的運行發生較大變化。同時，當存在用電頻率問題同樣會導致機器設備運行的穩定性降低，從而限制了電廠電能的生產，在一定程度上影響變工況。

圖1 蒸汽中間再熱系統

三、熱能與動力工程在電廠中的合理運用

（一）選擇合理的調頻方案

熱能與動力工程能夠實現能量間的轉化，所以將熱能與動力工程合理地運用在電廠中，可以確保電能的生產更加規范，減少電能的損失。外界負荷處于不斷變化中，因而電網頻率呈現波動狀態。因此，為了實現熱能與動力工程科學的運用在電廠中，必須選擇合理的調頻方案，結合電網頻率，并網運行機組時刻調節自身的動態性能，自行增加或者減少所承受的外界負荷，使得電網頻率正常。并網運行機組稱之為一次調頻，增加一次調頻的負荷是根據負荷功率隨頻率的變化，然后平衡調速器，選擇一次調頻方案能夠實現快速的頻率調節。此外，當調節量不同，而且不同的發電機組還有較大的差異，所以為了在一定范圍內，通過選擇一次調頻方式保證電網頻率還是有難度的。因此，必須對調頻方案加以優化，選擇二次調頻，在發電機組運行過程中，通過采用手動調頻和自動調頻兩種方式，使得發電機的運行效率得到提高。總之，將熱能與動力工程運用在電廠中，選擇合理的調頻方案，從而實現電廠電能的生產的高效性。

（二）采用調配選擇與工況變動方法

采用調配選擇與工況變動方法能夠為熱能與動力工程在電廠中的運用奠定良好的基礎，為了提高背壓式汽輪機的利用率，需要在背壓式汽輪機上安裝后置式的低壓凝汽式汽輪機，然后運用調配選擇與工況變動方法，自動增減負荷。此外，汽輪機的變工況焓降變化有很大的關系，當閥門全開時，工況流量增多，壓力增大，那么需要對工況的變化情況加以調節，從而確保熱能與動力工程在電廠中有更好的應用。

（三）有效利用多級汽輪機的重熱現象

多級汽輪在運行過程中，會產生重熱現象，上一級汽輪機損失的熱能能夠被下一級汽輪機所利用，所以有效利用多級汽輪機的重熱現象，可以使得熱能與動力工程合理地運用于電廠中。并不是重熱系數較高能源利用率也隨之增高，在發電機運行過程中，工作人員應該將重熱系數控制在最佳范圍內，通過調節重熱系數，從而提高發電機發電的效率。由于不同發電機組從設計上有較大的差異，所以其重熱系數并不完全相同，將最佳的重熱系數應該控制在0.04～0.08，此時多級汽輪機的重熱現象才能得到有效利用，而且使得發電機組達到最佳的運行狀態。

為了確保熱能與動力工程合理的運用在電廠中，可以結合工況變化對汽輪機進行改革和升級，然后進行調配，從而最大限度的提高汽輪機的利用率。例如，在對背壓式汽輪機進行改造過程中，為了增強汽輪機的利用率，應當在背壓式汽輪機的上安裝后置的低壓凝氣式汽輪機，低壓凝汽式汽輪機是后置式的，背壓式汽輪機作為氣源，進而達到雙重發電的效果，將背壓式汽輪機與低壓凝氣式汽輪機整合在一起，使得凝汽式汽輪機的發電系統更加完善。在汽輪機運行期間，外界負荷變動，機組將呈現動態特征，并實現自動增加動作，使得電網的電波更加平穩，這個完整的過程叫作跳頻，其速度調節相對較快。為了促進熱能與動力工程在電廠中的應用，應該選擇合理的調配方式，避免焓降變化對汽輪機運行工況的影響。

結語

電廠在生產電能過程中，為了有效利用能源，需要合理地運用熱能與動力工程，使得電廠的工作效率有明顯的提高。在解決我國用電量不斷增加問題時，要貫徹落實節能環保，降低能源的消耗，電廠通過提高工作效率，使得電能的生產效率得到提升。

參考文獻

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中圖分類號：TM621

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