節(jié)能降耗中熱能與動力工程的應用

張展閣

摘 要：隨著我國能源消耗不斷加劇，各大電力生產(chǎn)企業(yè)在生產(chǎn)運行中越來越重視節(jié)能降耗。發(fā)電企業(yè)在生產(chǎn)運行中要想有效控制能源消耗，就必須控制生產(chǎn)設備運行中的能量損耗，而應用熱能與動力工程技術能夠有效改善發(fā)電企業(yè)生產(chǎn)過程中的能量損耗。因此本文闡述熱能與動力工程概念，分析熱能與動力工程在發(fā)電廠電力生產(chǎn)中具體應用，并提出應用過程中影響發(fā)電廠電能生產(chǎn)的主要因素，旨在提升發(fā)電企業(yè)的電能生產(chǎn)效率，提高企業(yè)經(jīng)濟效益。

關鍵詞：節(jié)能降耗;熱能;動力工程;應用

中圖分類號：TM621 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2019）20-0001-02

電力資源是我國國民經(jīng)濟發(fā)展的基礎性資源，我國發(fā)電企業(yè)是我國電力供應的源頭企業(yè)，電力企業(yè)要想生存發(fā)展，節(jié)能降耗是核心理念。發(fā)電企業(yè)在電力生產(chǎn)中主要是通過應用熱能與動力工程進行能量轉化，從而達到生產(chǎn)電能的目的。而在發(fā)電企業(yè)電力生產(chǎn)中貫徹節(jié)能降耗理念，就必須合理的調整熱能與動力工程的應用方式，這對發(fā)電企業(yè)提高生產(chǎn)效率，降低能源消耗，提升企業(yè)經(jīng)濟效益具有重要的現(xiàn)實意義。

1 熱能與動力工程概述

動力是一種應用范圍十分廣泛的力量能源，而動力能源的涵蓋范圍較大，其中包括風能、太陽能、水資源以及煤炭資源都屬于動力能源。動力工程則是應用動力能源的主要途徑，而在發(fā)電廠的電力生產(chǎn)過程中，應用動力能源需要大量的承載設備，如發(fā)電機、汽輪機以及鍋爐等設備。發(fā)電廠生產(chǎn)電力資源是基于熱能與動力工程將動力與熱能進行相互轉化，從而達到生產(chǎn)電能的目的。而發(fā)電企業(yè)在利用電能生產(chǎn)設備的基礎上，應用熱能與動力工程對能量進行轉化，是發(fā)電企業(yè)保證電能生產(chǎn)效率的重要前提條件。

2 影響發(fā)電廠電能生產(chǎn)的主要因素

2.1 鍋爐運行因素

當前我國火電廠的電力生產(chǎn)中，應用最為廣泛的就是利用鍋爐對能源進行燃燒，通過對煤炭能源燃燒后產(chǎn)生的熱能作為發(fā)電機的動能，實現(xiàn)電力生產(chǎn)。由于這種電力生產(chǎn)方式主要依托于機械設備，因此不可避免的會存在諸多不確定的故障因素和風險因素，這種鍋爐運行因素對發(fā)電廠的電能生產(chǎn)效率有著較大的影響。鍋爐作為火電廠電能生產(chǎn)中最為重要的特種設備，在實際電力生產(chǎn)過程中，必須對鍋爐設備的運行情況進行重點關注，這是由于鍋爐設備在電能生產(chǎn)過程中，對煤炭能源的燃燒以及熱能的釋放是通過多種形式來作業(yè)運行的，這就導致在實際電力生產(chǎn)過程中影響電能生產(chǎn)效率的因素具有很多種，鍋爐運行時煤炭燃燒的熱能釋放效率也會因各種因素導致不斷變化。據(jù)此可以明確認為，鍋爐在不同的運行環(huán)境下其煤炭燃燒的熱能釋放效率是決定鍋爐運行效率的重要因素，同時也是發(fā)電廠電能生產(chǎn)效率的主要影響因素。因此要想提高發(fā)電廠的電能生產(chǎn)效率，應對鍋爐的性能做好全面了解，并對其進行合理改造，從而有效提高鍋爐的產(chǎn)熱效率，繼而提高發(fā)電廠的電能生產(chǎn)效率。

2.2 設備的選擇及熱能損失因素

發(fā)電廠要想有效的節(jié)能降耗，必須注重對發(fā)電廠生產(chǎn)設備的選擇以及電能生產(chǎn)過程中熱能損失的計算。發(fā)電廠生產(chǎn)設備的選擇與熱能損失有著密切的關系。電能生產(chǎn)設備的運行工況是直接關系熱能損耗量的重要因素，若是電能生產(chǎn)設備對熱能利用率較低將直接導致的發(fā)電廠的生產(chǎn)能耗加大，這對發(fā)電廠的節(jié)能降耗是十分不利的。而我國目前的部分發(fā)電廠在電能生產(chǎn)設備的選擇上還難以到達節(jié)能降耗的基本要求，電能生產(chǎn)設備配比不合理，導致熱能損耗難以控制在限定范圍內，成為當前發(fā)電廠需要迫切解決的問題。在解決此問題的過程中，雖然我國部分發(fā)電廠采用了能夠具有變頻調節(jié)功能的電能生產(chǎn)設備類型，并取得了不錯的應用效果。但在實際應用這些生產(chǎn)設備的過程中，還存在諸多需要解決的問題，如生產(chǎn)成本增加、技術難度較大、技術可靠性低等，這些問題都極大的限制了發(fā)電廠的節(jié)能降耗，因此要想有效解決這些問題，必須對電能生產(chǎn)設備的選擇加大重視力度，同時做好熱能損耗的控制。

2.3 凝氣裝置的工況缺乏穩(wěn)定性因素

發(fā)電廠電能生產(chǎn)過程中，凝氣裝置是發(fā)電裝置中的核心部位，凝氣裝置的運行工況對電能生產(chǎn)過程中的熱效率有著直接影響。凝氣裝置是由凝氣式汽輪機為主，其他輔助設備為輔共同組成，而在發(fā)電廠發(fā)電過程中，凝氣式汽輪機由于其結構較為復雜，同時電能生產(chǎn)過程中影響因素眾多，導致在實際的運行過程中其運行工況的穩(wěn)定性控制難度較大。此外，凝氣式汽輪機在電力生產(chǎn)過程中受外界因素影響，致使其施工運行效率難以得到有效保障，同時由于其運行環(huán)境因素以及工作狀態(tài)下氣壓的產(chǎn)生都會導致其在運行過程中出現(xiàn)較大的狀態(tài)波動，這種情況就會致使凝氣裝置的整體運行工況缺乏穩(wěn)定性，無法實現(xiàn)理想狀態(tài)下的運行工況，導致對發(fā)電廠的電能生產(chǎn)效率造成一定的影響。

3 節(jié)能降耗中熱能與動力工程的應用

3.1 調頻方案的合理性

發(fā)電廠節(jié)能降耗工作中，提高鍋爐的燃煤效率是一種行之有效的方式，提高燃煤效率會在一定程度上提升熱能生產(chǎn)量，從而降低發(fā)電廠的能源消耗。而我國部分發(fā)電廠的提高燃煤效率的主要途徑都是通過調節(jié)電能生產(chǎn)設備破頻率，電能生產(chǎn)設備的頻率調節(jié)通常都是改變定子電源的頻率速度來實現(xiàn)的。這種調頻提高電能生產(chǎn)效率，降低發(fā)電廠能源消耗的手段已經(jīng)在我國多數(shù)發(fā)電廠中得到應用。目前我國的變頻設備通常都是交—直—交的變頻模式，這種變頻模式能夠更好的適應我國多數(shù)發(fā)電廠的實際情況，主要幫助發(fā)電廠電能生產(chǎn)的機械設備保持在穩(wěn)定勻速的運行工況，從而提升發(fā)電廠的電能生產(chǎn)效率。這種調頻方式在電能生產(chǎn)過程中能夠有效減少能源的消耗，同時其應用范圍相對較為廣泛，在多種電動機械設備中都能得到良好的應用，同時使用變頻調速時，電動機械設備的電流較穩(wěn)定，運行效率也有所提高。因此，發(fā)電廠在電能生產(chǎn)過程中，應有效結合電網(wǎng)頻率，選擇科學合理的調頻方案，有利于發(fā)電廠在電能生產(chǎn)中實現(xiàn)對熱能的合理運用，同時電能生產(chǎn)過程中電場的動力工程應用也能有效提高電能生產(chǎn)效率，降低發(fā)電廠能耗。

3.2 廢水余熱回收利用

發(fā)電廠在電能生產(chǎn)過程中，會產(chǎn)生含有大量熱能的水蒸氣，若是只對其進行簡單處理，則會損失大量可供利用的熱能資源，同時還會產(chǎn)生大量的廢水，這對發(fā)電廠的節(jié)能降耗十分不利。而發(fā)電廠電能生產(chǎn)設備中，除氧器是控制水蒸氣的重要設備，若是在除氧器運行過程中，將帶有熱能的水蒸氣大量排放，就會導致大量熱能的損失。因此為了更好的實現(xiàn)熱能最大化利用，通過冷卻器減少熱能損失，不僅能夠降低發(fā)電廠能耗，還能進一步提高電能的生產(chǎn)效率。在發(fā)電廠廢水排污過程中，排污形式分為定期排污以及連續(xù)排污，主要是根據(jù)發(fā)電廠生產(chǎn)效率以及排污效果來決定排污方式。在進行廢水余熱回收過程中，通常會使用擴容器進行降壓，但這種方式雖然可以二次回收廢水余熱，但在實施過程中，回收效率不高，廢水的熱能還會大量損失。當前我國發(fā)電廠的廢水余熱回收利用還處于技術研究階段，為了更好的回收利用廢水余熱，降低發(fā)電廠能耗和減少對周圍的環(huán)境污染，目前通常使用排污熱回收容器來存放鍋爐的余熱廢水，這樣能夠有效提高能源利用率，同時符合發(fā)電廠節(jié)能降耗和環(huán)保要求。

3.3 蒸汽損失的有效降低

發(fā)電廠生產(chǎn)電能過程中，減少鍋爐的蒸汽損失量是降低發(fā)電廠能耗的有效手段。發(fā)電廠發(fā)電過程主要是通過鍋爐設備燃煤產(chǎn)生熱能，而熱能轉化為機械能帶動發(fā)電機運轉是有蒸汽來實現(xiàn)的。但是發(fā)電機組在蒸汽熱能的作用下對發(fā)電機葉櫥完成做功，在進入凝氣裝置后則是通過的剩余蒸汽中的熱能轉化成機械動能，而這部分能量正是發(fā)電機組為轉化機械能的蒸汽熱能，這部分能量損耗過程一般被稱為“余速損失”。而提高發(fā)電廠的能源利用率，降低能源消耗的有效途徑就是降低這部分的能量損耗。因此需要制定降低鍋爐蒸汽損失的有效策略，這就要求發(fā)電廠鍋爐的管理人員必須對鍋爐的運行狀態(tài)以及鍋爐的各項數(shù)據(jù)參數(shù)做好監(jiān)控，時刻關注鍋爐內部的壓力變化以及溫度變化，當鍋爐內部的壓力和溫度低于標準數(shù)值，鍋爐管理人員應采取適當?shù)拇胧黾渝仩t內部的溫度或壓力，從而保證水蒸氣的損失在規(guī)定范圍內。若是鍋爐壓力過低，水蒸氣中會含有大量的液化水滴，若是溫度不足，則會導致液態(tài)水氣化過程受到影響，這兩種因素都會對水蒸汽熱能轉化為機械動能的效率造成影響。同時要確保鍋爐的熱能應用效率，就必須保證蒸汽做功的連續(xù)性，有效控制鍋爐熱能輸出的穩(wěn)定性、持續(xù)性。

3.4 減少調壓調節(jié)損失的方式

熱能與動力工程在發(fā)電廠節(jié)能降耗的應用中，可以通過調壓調節(jié)對發(fā)電過程中的能量損耗問題進行有效處理，在一定程度上對發(fā)電設備調壓調節(jié)能夠全面提升發(fā)電機的運行效率。在應用熱能以及動力工程的條件下，調壓調節(jié)能夠進一步提高電能的生產(chǎn)效率，全面優(yōu)化發(fā)電廠的生產(chǎn)流程，有效促進熱能和動力工程在發(fā)電廠節(jié)能降耗領域的進一步應用。但同時子啊調壓調節(jié)過程中，也會存在諸多的問題，如長時間高負荷運行、調壓調節(jié)不符合實際生產(chǎn)情況以及與發(fā)電廠的生產(chǎn)效益不成正比等。這類問題的產(chǎn)生通常屬于發(fā)電機組運行不合理導致的，并未人為因素和生產(chǎn)設備故障。而運用新型發(fā)電設備，合理調整發(fā)電流程，能夠有效提高熱能以及動力工程的應用效率，從而有效降低調壓調節(jié)在發(fā)電廠電能生產(chǎn)中產(chǎn)生的能源損耗。在發(fā)電廠發(fā)電過程中，機械設備會不可避免的產(chǎn)生一系列問題，鍋爐設備在運行過程中產(chǎn)生的熱能在轉化為動能時也會產(chǎn)生一定的損耗。由于熱能損耗造成的鼓風損失以及斥氣損失會在一定程度上影響汽輪機運行效率，這些非人為因素和機械故障造成的能耗增大，主要是由于發(fā)電廠發(fā)電設備運行機理不合理導致的，因此發(fā)電廠應全面改進發(fā)點工藝和設備，引入新型設備和技術，從而提升發(fā)電廠熱能和動力工程的應用效率。

4 結語

綜上所述，發(fā)電企業(yè)應用熱能與動力工程技術在電力生產(chǎn)過程中能夠有效降低能源消耗，提升發(fā)電企業(yè)經(jīng)濟效益。在應用熱能與動力工程技術的過程中，應提高熱能與動力工程的實際應用效率，通過該技術的應用要合理制定措施，控制發(fā)電廠的電能生產(chǎn)過程中的能量損耗，優(yōu)化電能生產(chǎn)流程，降低生產(chǎn)設備故障發(fā)現(xiàn)率，減少電能生產(chǎn)中壓力調節(jié)時的熱能損耗，提高發(fā)電企業(yè)點能生產(chǎn)效率，降低企業(yè)能源消耗，提升發(fā)電企業(yè)的經(jīng)濟效益和能源利用率，從而促進我國能源可持續(xù)發(fā)展。

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