節能降耗中熱能與動力工程的運用探討

馬超

摘 要：在國家電網覆蓋面積不斷擴展的背景下電力生產過程中所造成的大氣污染及資源消耗的問題，尤其是在現今人們對生態環境極度關注的影響下，使電廠生產中的節能環保問題也成為其發展中研究的重點之一。在電廠發電的過程中離不開熱能與動力工程的應用，其在實際中關系著能源轉換效率，可以說直接影響了電廠在能源上的消耗量。為此文章將熱能與動力工程的基本原理內容作為研究的基礎，指出現今電廠在電力生產的過程中能源消耗過多的原因，針對這些固有問題提出如何利用熱能與動力工程進行改善，從而使能源所含價值可以被開發出來，減少能源浪費情況。

關鍵詞：節能降耗；熱能與動力工程；運用；影響；措施

環境污染及資源消耗已經成為我國在發展過程中的固有問題，這也在一定程度上限制了我國可持續發展的進程，為此在生產活動中如何進行節能降耗已經成為社會中的熱點話題。在現今社會生產及生活中離不開電能的應用，為此電廠的建設一直在不斷的擴張，同時電廠也是資源消耗及環境污染的主要因素之一，因此更要注重引導電廠向著節能降耗的方向發展。目前在對電力生產過程的研究中發現，熱能與動力工程的應用可以有效地降低能源消耗量，其可以應用余熱發電的特點有效地降低廢氣的排放量，達到能源的高效轉化，使整個發電過程具有節能減排的作用。

1 熱能與動力工程在電廠發電中的作用

1.1 熱能與動力工程發電概述

熱能與動力工程所需要遵循的為能量守恒定律，其在運用中主要是根據這一原理將熱能轉化為動能，又從動能轉化為電能。而在電廠進行生產活動的過程中主要是在能源燃燒反應中釋放出足夠的熱量，這部分熱量通過蒸發器及高壓水泵的作用而產生大量的水蒸氣，之后水蒸氣推動了汽輪機，之后利用汽輪機的運轉來帶動發電機組產生電能，這部分電能則通過電力裝置傳輸出來，由變電站進行電能的分配使用。

1.2 利用熱能與動力工程進行節能降耗的作用

根據以上的介紹可以初步了解在熱能與動力工程的應用中的特點，其對整個生產環節產生了一定的主導作用，因此在電力工程中需要對熱能與動力工程進行著重研究，并在此條件下探討如何將熱能與力學進行全面的結合。目前在我國經濟發展的過程中電廠作為我國重要的支柱型產業之一在未來必定還會不斷的建設及發展，因此為了在最大限度上保證可以產生一定的環境效益，必須要掌握其在生產中的核心內容，熱能與動力工程就是直接關系著電廠運行的部分，并且在熱能與動力工程中需要注意開發出其能源工程及熱力發動機排放與環境工程的作用，研究如何降低能源消耗，從而提高發電效率和能源利用率，最終達到節能減排的目的。

2 影響電廠電能生產的主要因素

2.1 鍋爐運行情況

目前在電力生產過程中多數是應用鍋爐進行能源的燃燒，之后將其燃燒所得熱能轉化為動能進行發電工作，但是此種發電方式本身就是依靠機械設備來進行的，因此其存有的故障、風險等因素也較多，尤其是在故障隱患問題處理不及時的情況下極易造成電能生產效率低下的問題。作為特種設備的鍋爐在生產應用中需要對其運行情況重點進行關注，鍋爐在運行的過程中其燃燒及熱能的釋放并不是以固定的形式進行運行作業的，在實際中受到多種因素的影響，在釋放熱能上的效率也有一定的變化。為此，在實際中可以說鍋爐在特定的環境下其熱能的釋放決定了鍋爐的運行效率，也決定了電廠的生產效率。因此在提高鍋爐熱能運行效率上需要注重對鍋爐性能進行改造，并在運行工況的調節做到更精準、細致。

2.2 電廠設備的選擇及熱能損失

在電力生產的過程中，設備運行工況直接影響熱能的利用，利用率低將導致熱能損失增加，因此在實際中多數電廠所選用的設備在節能降耗上沒有取得進展，存在設備配比不足，熱能損失難以控制。雖然目前在電廠中有一些設備采用變頻調節，有了一定功效，但是在實際中這些設備存在著成本高、技術可靠性差、技術要求高等特點，這些都是節能降耗所需要面對的主要問題。

2.3 凝汽裝置的工況不穩定

在發電的過程中，凝汽裝置關系著在生產過程中的熱效率問題，也是發電生產活動中的核心裝置之一。根據凝汽式汽輪機的特點，其結構在實際中非常復雜，因此在實際運行中存在的不穩定因素也較多，同時汽輪機在生產使用中還較為容易受外界因素的影響出現運行上的問題，造成裝置施工效率得不到良好的保障，再加上受外界環境及工作氣壓產生的一定影響，汽輪機在使用中的狀態波動過大，無法穩定的依據理想設計要求進行生產運行，降低了整體的發電效率。

3 熱能與動力工程在電廠中的合理運用

3.1 選擇合理的調頻方案

熱能與動力工程能量間轉化是相輔相成的，動力工程的效率促進了熱能的轉化率，熱能的利用率也促進了動力工程的合理化進程，熱能與動力工程有效運用在電廠裝置和設置中，保證電能的生產過程和生產流程更加符合相關規范，減弱了電能的損耗和消耗。由于用電系統也是存在變化的，外界的自然干預使得用電負荷處于變數變化中，故而電網頻率也是存在波峰波谷的動態變化狀態的。所以，合理的調頻方案可以實現熱能與動力工程的良好配合，發揮合理的作用并運用在電廠中，具體結合實際的負荷電網頻率，并網運行機組時時刻刻根據頻率調節自身的動態運行性能，自行接受外部負荷并承受的外界負荷，維系電網工作頻率的正常化。

并網運行機組一般被稱為一次調頻，根據外部環境負荷功率是一次調頻的工作負荷頻率的變化的主要依據，而后平衡調速器的工作狀態，實現快速的頻率調節選擇一次調頻方案就能夠解決這個問題。適當的對調頻方案改進改造，有選擇性的進行二次調頻，尤其是在發電機組運行過程中，可以手動調頻和自動調頻兩種相結合的兩種方式，如果一次調頻解決問題不徹底，可以采用二次手動調頻的方式解決問題，促進發電機的運行功率效率提高。

3.2 采用調配選擇及工況變動的方法

為了保證汽輪機可以得到高效利用，可以采用調配選擇來使熱能與動力工程可以在電廠中得到高效利用，同時利用調配選擇還可以有效的提高發電過程中的可靠性，使發電計劃更具有可行意義。在此種條件下需要注意對凝汽裝置性能進行提升，從而保證在實際中具有良好的使用效率，主要通過增加輔助裝置來提高汽輪機的利用效率，使其在實際中具有較好的熱效率。并且在調配選擇的作用下可以使裝置根據電廠的實際工作狀況的變化進行汽輪機工作負荷的調節，避免在實際中出現工作負荷過大而造成汽輪機應用受到影響或是汽輪機負荷過小熱效率不足的情況。并且在調配選擇中還需要注意對閥門情況進行監控，由于汽輪機會進行工況變動，為此閥門全開時系統可能無法承載其施加的作業壓力，為此必須要由工作人員進行調控，避免在短時間內峰值陡然增高，進而保證汽輪機可以對能量進行高效轉化。

3.3 有效利用多級汽輪機的重熱現象

汽輪機在使用中具有重熱現象，因此為了可以使能源得到高效利用需要對此部分能量進行回收利用。在電廠中增加汽輪機的數量，并根據其實際的發電情況對汽輪機進行重新布置，通過對汽輪機的排布布局來使其重熱得到利用。其排布狀況通常是以上下級的形式分布，這樣可以使汽輪機在出現熱損耗時這部分的熱能可以被其他汽輪機進行回收利用，多重汽輪機重熱回收可以有效的對此部分熱損耗進行重新利用，使熱能與動力工程融入到熱損耗回收利用中，保證可用能源的高效利用，體現出其節能降耗的作用。一般情況下，汽輪機最佳的重熱系數應該控制在0.04-0.08，由于其機組的差異性不同必然也是一個界定的范圍內，不能完全固化為特定的數值。

4 結束語

目前在電廠電能生產活動中存在著較為嚴重的資源浪費情況，再加上電廠生產關系著人們的日常生產活動，為此在每日生產中造成的資源浪費會帶來極大的損失，并且未燃燒充分的廢氣直接排放到大氣中造成了空氣受到嚴重的污染。為此，在現今電廠生產中開始注重節能技術及環保技術的使用。例如通過煙氣及余熱進行二次發電作業，或是在煙氣排放的過程中進行脫硫脫硝處理。雖然在節能降耗上許多電廠已經開始應用相關技術，但是在大多數電廠中仍然存有資源消耗量過大的情況，為此更要注重對熱能和動力工程中的專業理念進行應用，為我國電力行業的良好正常發展打下基礎。

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