熱電廠熱能動力工程特性的應用分析

摘要：眾所周知，電能是社會發展過程中的重要基礎能源之一，它直接關系著社會是否能夠穩定發展。結合當前電廠運行情況，因為環境因素使得電廠面臨嚴重挑戰，在中國不斷推行環保工程的背景下，電廠在運行過程中要積極采取節能降耗措施，以便達到節能環保的目的，推動中國環保工程順利開展，緩解環境壓力。簡要研究了節能降耗中熱能與動力工程的應用，希望能為中國電廠實現可持續發展提供幫助。

關鍵詞：節能降耗;熱能;動力工程;電廠

1 引言

隨著溫室效應的不斷積累，全球變暖問題也引起了人們的關注。全球變暖的主要原因是近幾十年來工業企業的不斷發展，工業污染問題日益嚴重。伴隨著工業污染問題同時產生的還有能源的消耗問題，兩種問題的日益嚴峻使得工業企業不得不改善自身的生產技術。

2 熱能與動力工程概述

熱能與動力工程是工程熱物理科學中的一個研究方向，它涉及到了計算機技術、力學、機械原理等理論，主要是針對熱能生產活動中出現的能量轉換現象進行管控與計算分析，以便不斷優化此過程，提高能量轉化效率，減少能量損耗。與此同時，還要利用動力工程中的相關理論，對動力機械以及內燃機等設備的運行進行科學分析，以提高熱能轉化為動能的效率，或者其他能量轉換為動能的效率，降低能量損耗。從當前中國社會發展形式來看，其發展離不開電力的支持。所謂“電力”，指的是以電能為動力的一種能源，在人類社會中的應用十分廣泛。在各大電廠生產運行過程中，要想提高能源轉化率，減少能源浪費現象，就需要考慮能量守恒定律，由此可見熱能與動力工程的重要性。雖然理論上的能量轉化問題較為簡單，但在實際操作過程中，有關能量轉化守恒問題卻十分復雜，只有將熱能與動力工程科學合理應用到工業當中，才能夠提高電廠運行效率，最終起到節能降耗的作用。

3 影響內燃機熱動力及節能性的主要因素

內燃機主要是通過利用燃料燃燒產生的能量，驅動相關裝置運轉的設備。從內燃機本身的角度來講，影響其熱動力和節能性的主要因素包括以下幾個方面：其一，燃料燃燒程度。在內燃機燃燒室內，燃料燃燒是否充分，將直接影響第一時間產生的能量。因內燃機本身構造設計、工藝水平的影響，都可能影響燃料燃燒程度。其二，熱損失。內燃機運行時，要對燃料燃燒產生的能量進行轉化，使之成為驅動相關系統運轉的動力。內燃機在熱能產生及轉化過程會出現能量損失，一般表現為熱損失。常規內燃機系統燃料燃燒產生的能量僅有37%左右可以轉化為有功輸出，而其中又有7%左右在活塞、水泵等裝置運行時產生的摩擦力中被損耗。需要強調的是，多數內燃機系統中分別有28%以及32%的熱能被冷卻系統和排氣系統消耗。目前，雖然內燃機技術和工藝在不斷進步，燃料燃燒率達到了一個趨于當前技術條件下較難取得進一步突破的水平。因此，關于內燃機熱動力及節能性改造的研究，主要在于降低熱損耗、實現熱能回收利用等方面。

4 熱電廠熱能動力工程特性的應用

4.1 冷卻系統改造

常規內燃機一般是通過水冷卻的方式進行冷卻，以保證系統處于安全溫度范圍。在內燃機處于溫度為80℃左右的工況時，其運行效率更高，而此時冷卻系統進口水溫一般也設定為80℃。內燃機系統的運行，溫度控制很重要，一般如果溫度小于40℃，需要通過預熱系統進行加熱，在高溫水從內燃機系統流出之后，先進入1號溫控閥，待水溫小于70℃后，1號溫控福閥門打開，讓高溫水進入水泵，再回到內燃機系統。如果內燃機系統溫度超過80℃，開啟2號溫控閥，讓高溫水流入換熱器，通過風冷系統進行冷卻，再回流至2號溫控閥。總體來講，該優化方案的核心理念在于，通過冷卻水在水泵和換熱器之間的交換流動，結合風冷裝置，可以在滿足冷卻功能的基礎上，減少熱損耗。

4.2 選擇科學合理的調頻方案

在電廠運行過程中，要想實現節能環保，首先要從調頻方案入手，為熱能與動力工程在節能損耗中的應用提供輔助，以便能夠盡快達到節能降耗的目的。想要制訂科學、合理的調頻方案，工作人員首先要掌握電廠的整體運行情況，了解電網運行頻率，時刻調整電網運行機組的動態性能。在此過程中，還需要充分考慮電力系統外界實際負荷情況，確保電網頻率能夠正常運行，這樣才能夠為電網運行機組節能損耗提供保障。此外，在制訂調頻方案時，還需要在原調頻方案的基礎上，選擇比一次調頻難度低的二次調頻，分別采用手動或者自動的方式進行調頻。頻率調速這種方式對于電廠運行而言，具有耗能少、效率高以及范圍廣等優點，對于電廠開展節能降耗工作十分有利。總而言之，工作人員想要選擇科學、合理的調頻方案，就需要從電網的實際運行情況入手，有效落實熱能與動力工程的應用，提高電能生產效率。

4.3 優化工業企業的產業結構

運用熱能與動力工程的生產企業產業結構就具有消耗能源的特點，要想在熱能與動力工程中實現節能，就要優化生產企業的產業結構，對產業結構的構成進行合理化的調整。在優化工業企業產業結構的過程中，主要從三個方面進行優化：第一方面就是對工業企業的能源結構進行調整，對生產服務所需要的能源進行規劃，將轉換能源的機械設備進行及時的更新，老舊的生產設備及時淘汰，引進更多先進的生產方式，保證生產效率和生產質量，第二方面就是在滿足人們生產和生活需要的前提下，優化熱能與動力工程相關產業的產業結構，進一步提高對不可再生能源的利用率。第三方面就是要引進更為先進的新技術，工業企業引進新的生產技術，可以進一步優化產業結構，不僅可以提高對能源的利用率，還可以提高生產效率，促進企業的發展。

4.4 余熱回收技術的應用

目前比較主流的技術主要有以下幾種：其一，采暖供熱。在汽車、船舶等系統中，通常有采暖需求，而將內燃機系統余熱回收，應用于采暖供熱系統，是一種有效的方式。例如，在氣溫較低的時候，通過散熱器對內燃機系統冷卻水進行利用，在沒有增加內燃機燃油消耗的基礎上，滿足采暖需求，達到節能目的。其二，余熱制冷。利用內燃機余熱來給空調、冷藏保險系統的運行提供能量，目前比較主流的余熱制冷方式包括吸附式制冷及吸收式制冷兩種。其中吸附式制冷適用于汽車內燃機系統中，即利用一些特殊材料，對內燃機余熱進行吸收，在空調開啟時，釋放熱量，降低車內溫度。

5 結束語

綜上所述，從當前中國電廠運行情況來看，要想積極響應中國可持續發展理念，電廠必須從自身生產入手，有效應用節能降耗措施，提高資源利用率，降低能源損耗。在此過程中應用熱能與動力工程時，工作人員一定要從經濟性、安全性和穩定性等方面對節能損耗工作進行評估，確保節能損耗工作能夠有效開展，為提高電廠運行質量與效率打下堅實的基礎。

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作者簡介：

姜博 性別：男 出生年月：1987年9月 民族：漢族 籍貫：遼寧省阜新市 學歷：本科 畢業專業：熱能與動力工程 畢業時間：2011.12.30 現有職稱：助理工程師 研究方向：熱能與動力工程 身份證號碼：210921198709128017