冶金企業節能降耗中熱能與動力工程的應用

王耀杰

（河鋼唐剛能源科技分公司，河北 唐山 063000）

當前，冶金企業主要采用汽輪機組工作的形式進行發電。在這個過程中，會出現龐大的熱能，這些熱能除了有一部被用來發電、供熱外，還有一部分未能得到有效的利用。由于國內資源節約意識不斷提高，所以提高熱能與動力工程運用的效率，就成為了當前冶金企業發展的關鍵。

1 熱能與動力工程的概述

熱能與動力工程實際就是能量的相互轉換，在二者的相互轉換中，通過一定的裝置將熱能轉換為動力資源，而在能量的轉換過程中，便能得到人們所需要的電能。電能的轉換并不是非常容易，冶金企業在生產電能進行能源轉換時，必須要遵循能量守恒定律，因此，在這個過程中，熱能與動力工程便在能量轉換中發揮了重要的作用。冶金工業是耗能型的工業，對于熱能與動力工程的應用也是十分的需要的。熱能與動力工程在節能降耗中廣泛的運用到了環保技術，因此在許多行業和領域得到了應用。當前，環保是人們所最為關注的一個問題，冶金企業在生產電能時，不免會出現熱能耗能較高的問題。因此熱能與動力工程發揮了重要的作用。

2 熱能與動力工程的關系

2.1 熱能轉換成動能的相關過程

冶金企業在進行電能生產時，主要是分為兩個主要的部分，一是將部分的熱能轉換為動能，通過相關的步驟將動能轉化為動力資源；另一部分則是將剩余的電能通過發電機再次轉化為電能，并且供應給人們使用。但是，在進行電能生產時，并非所有的熱能都能最大程度上得到轉化，有一部分的熱能在發電過程中往往會被內部的蒸汽所消耗掉。因此，這個過程就在一定程度上浪費了能源，不利于節能降耗。想要減少能源的浪費，就要改進整個電能轉換技術的水平，實現節能的目的。

2.2 造成機組變工的相關因素

冶金企業在進行發電時，無法大量的儲存電能，這是當前我國發電站普遍存在的一個問題。并且電功率往往會較容易的受外界因素影響，無法實現相應的穩定性。由于發電爐在發電過程中有著極大的不穩定性，因此產生的電能也就存在著變數。若是電能資源在生產時，受到相關雜質和電網的影響，就會導致生產機組發生一定的變化。

3 影響電能生產的相關因素

冶金企業在進行電能生產的時候，會有著一系列的步驟，因此，必須要對各個過程做好保障，若是某一個步驟出現問題，就會導致重熱現象的出現。冶金企業在生產電能時，往往會受到多種因素的影響而出現狀況，對于能耗較高的冶金產業來說更是有所影響。

（1）鍋爐運行情況的變化。鍋爐運行的情況是復雜多變的，極易受到相關因素的影響，在這種情況下，就使得汽輪機在運行的過程中一定程度上會影響生產電能。鍋爐是熱電作業中燃燒幅度波動較大的設備，在燃燒時具有一定的不穩定性，當汽輪機接收蒸汽后，相關參數的變化程度較大，會對熱能與動力工程應用有效率產生影響，所以就會制約汽輪機自身性能的有效發揮，進而熱能應用的有效率就會降低。

（2）儲存電量較少。當前我國的發電站普遍存在電能儲存較少的問題，因為電能的儲存極為的困難，因此，這就導致電功率會出現不穩定的狀況，在一定程度上影響能耗較高的產業的發展。儲蓄一定數量的電能是熱電作業必須要做的工作，這樣在外界用電功率出現較大變化時，才能有效應對。若冶金企業儲存的電能過多、未能及時應用，則會造成大量熱能的浪費。若儲蓄電能較少，則會降低開發、利用熱能的效率。

4 節能降耗中熱能與動力工程的實際運用

（1）選擇合適的調頻方案。將熱能與動力工程合理的運用于電能生產中，對節能減耗有著顯著作用，但是，在運用時并不是非常容易，因此，必須要制定相關的合理措施來實現節能降耗，這就需要制定合理的調頻方案。相關工作人員在電能生產過程中，必須要全方位的掌握電網的運行頻率，根據外界的實際負荷情況來靈活的調整電網頻率，為更好的節能降耗提供一定的保障。在進行調頻的過程中，一定要進行多次調頻，采用不同方式進行操作，這樣才能確保操作的準確性。

（2）采用調配選擇與工況變動的方法。將熱能與動力工程運用到節能降耗中，通常是運用一定的方法，最常用的方法就是工況變動法與調配選擇法。使用這兩種方法時，需要借助一定的輔助裝備才能夠更好的來完成。就像是可以將低壓凝氣裝置安裝在汽輪機上，利用這兩種方法來進行調節，進而更好的實現節能降耗，降低資源的浪費。

做好工程變動狀況的選擇與合理調配，將提高汽輪機組運行期間對外界負荷波動現象適應的能力，實現了有效應用熱能和動力工程的目的。在進行一次調頻實現快速調節頻率時，由于蒸汽機組等之間的調頻幅度差異性較大，所以，在工程變動狀況選擇與調配時必須予以關注。

在一次調頻不能滿足大負荷波動狀態后，可通過二次調頻技術對一次調頻的不足進行彌補。通常可通過手動或自動的方式完成二次調頻，而熱電廠主要利用自動調頻技術完成二次調頻。合理運用自動調頻技術完成二次調頻，將減少濕氣耗損量。另外，還能配合濕氣裝置，通過中間再循環，改善機組的沖蝕抵抗能力，從而就提高了應用熱能和動力工程的效率。

（3） 加強對系統節流環節的相關調控。龐大的蒸汽流量固然為機組帶來了龐大的動力，不過也伴隨著過度能耗現象。因此，利用節流方法管理蒸汽，精準的計算、調節單位時間里通過的流量，將提高動能均衡性、避免缺乏動力的現象發生。在運行期間要通過弗留格爾公式的應用對熱能和動力工程運用效率進行保障，同時，還要與相應的條件進行有機結合實施壓差、比焓降的推算，這樣才能夠對一些零部件的受力狀況以及功率、效率等情況進行有效確定。發電的機電組在進行發電時，即使裝置再先進，也不免會出現一定的節流浪費現象，因此，要想最大程度的實現電能轉化和節能降耗就必須要改進技術，不斷的加強節流的工作。在使用大功率裝置進行發電時，往往會造成能源的浪費，所以，在使用大功率裝置進行發電時，一定要提高對節流的調控能力，降低資源的浪費。而熱能與電力系統在發電過程中便能夠有效的實現節流控制。

（4）要減少能耗與濕氣的相關損耗。在一些發電機進行發電時，往往在高溫的情況下凝結出蒸汽，這就導致了發電過程中的環境變得潮濕起來。而在這種條件下通常會提高能源的消耗，直接的會影響到發電設備。熱能和動力工程的運用受到濕氣耗損的嚴重影響，若不加以控制，除了會浪費大量的熱能外，還會導致溫室效應加劇。因此，應該從以下若干個方面完成濕氣耗損的控制與減少，從而改善熱能和動力工程的運用效果：首先，濕蒸汽在正常工況中發生輕微膨脹的現象屬于正常情況，若膨脹程度較大，那么就會發生凝結大量蒸汽的現象，從而致使蒸汽總量快速降低、引發蒸汽耗損。其次，水珠流速低于蒸汽流速，受水珠的牽制作用，大量的動能在此過程中被無端消耗，導致濕氣出現損失。最后，要想保證濕蒸汽狀態長期穩定，就必須使其時刻處于高溫狀態。而發電期間，一旦保溫工作出現問題，導致濕蒸汽溫度降低，就會引發濕氣耗損加劇現象。而導致濕氣損失過大的原因主要是動葉進氣邊緣耗損嚴重導致的，特別是受葉頂背弧沖蝕現象影響更為嚴重。為了有效解決上述誘因導致的熱能和動力工程應用效率較低的問題，通常可采取以下措施處理問題：首先，為蒸汽設備安裝整套新型的去濕設備；其次，提高汽輪機組整體的沖蝕抵抗能力；然后，將傳統噴灌設備用攜帶吸水縫的設備代替；最后，提高操作中間再熱循環的水平。基于蒸汽輪機工作角度分析，支撐軸承摩擦力是造成機械損失的主要原因，所以應該使用軸流式汽輪機，制造高、低壓指向力，減少熱能損耗，提高熱能與動力工程的運行效率。

5 結語

在經濟快速發展的今天，節約能源，保護環境成為了當下人們所關注的焦點。因此，本文主要分析了電能生產過程中存在的一些問題，也簡要分析了熱能與動力工程在冶金行業和相關領域的應用，希望對今后的節能降耗有著一定的幫助，促進技術的改進和促進熱能與動力工程的進一步發展。