熱能和動力工程在電廠中的應(yīng)用分析

摘 要：熱能和動力工程在學(xué)科應(yīng)用中是一項復(fù)雜的工程，主要是因為其涉及范圍較廣，包含很多專業(yè)，應(yīng)用非常廣泛。熱能和動力工程在電廠中的應(yīng)用對我國電力工業(yè)起到了巨大的推動作用，在此基礎(chǔ)上，實現(xiàn)了電廠相關(guān)企業(yè)的高效運轉(zhuǎn)和經(jīng)濟效益的提升。文章主要通過介紹熱能和動力工程的相關(guān)概念及其在電廠中的應(yīng)用問題，并對此提出看法，準(zhǔn)確地闡述熱能和動力工程在電廠中應(yīng)用的高效方法。

關(guān)鍵詞：熱能和動力工程;電廠;應(yīng)用

我國現(xiàn)在的工業(yè)生產(chǎn)主要以火力發(fā)電為基礎(chǔ)，但火力發(fā)電存在的弊端至今沒有得到有效的控制，導(dǎo)致消耗的能量過多。在現(xiàn)代社會高發(fā)展、高耗能的時代特征下，各個領(lǐng)域的能源需求量都非常大，中國乃至全世界對于能源的依賴性都非常強，一旦能源不能再生，人類的生存發(fā)展將受到巨大影響[1]。面對全球性的資源短缺問題，各國都十分重視節(jié)能環(huán)保，在發(fā)電領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)節(jié)能環(huán)保也成為熱能和動力工程應(yīng)用的主要目的。

研究熱能和動力工程在電廠中的應(yīng)用可以推動我國發(fā)電廠的發(fā)展進步，同時，對提高電廠相關(guān)企業(yè)的經(jīng)濟收益、改善運轉(zhuǎn)都具有重要影響，而這些都依靠熱能技術(shù)的保障。熱能和動力工程在發(fā)電系統(tǒng)中的應(yīng)用，一方面能夠提升電廠的發(fā)電效率，另一方面對節(jié)能減排起到非常重要的作用。

1 ? ?熱能和動力工程概述

熱能和動力工程就是實現(xiàn)熱能轉(zhuǎn)化為動力或者動能的過程，主要研究熱能在動力、動能、電能三者之間的轉(zhuǎn)化方法[2]。本研究在節(jié)能減排方面意義重大，并且由于電廠涉及專業(yè)范圍較廣，研究也非常復(fù)雜。熱能和動力工程在電廠中的應(yīng)用可以有效提高電廠運行效率，降低經(jīng)營成本，達到增加盈利的最終目的[1]，對推動時代發(fā)展和人類命運共同體的建設(shè)具有重要作用。

2 ? ?電廠鍋爐設(shè)備及基本特點

2.1 ?嚴(yán)密的構(gòu)造帶動設(shè)備運轉(zhuǎn)

外殼在整個鍋爐運轉(zhuǎn)中有著舉足輕重的作用，是能量轉(zhuǎn)化的核心。外殼對于整體機械來說主要起支撐固定作用，同時，對燃燒器起到固定作用。設(shè)備底部配備專用水箱，與墻面緊密連接，發(fā)揮固定殼底的功能。這種構(gòu)造起到了整體保護作用，且積極追求整體運轉(zhuǎn)效果的提升，大力引進計算機技術(shù)發(fā)展成果，實現(xiàn)計算機全程自動控制，大大提高了工作效率。

2.2 ?全自動控制技術(shù)的應(yīng)用

燃?xì)忮仩t在電廠鍋爐各項組成要素中是必不可少的，所以，對操作的要求更高，其操作水平的高低直接影響電廠鍋爐技術(shù)的發(fā)展前景，高水平的控制技術(shù)對電廠發(fā)電效率有著極大的促進作用。隨著現(xiàn)代經(jīng)濟的發(fā)展，現(xiàn)代鍋爐已經(jīng)推進智能化應(yīng)用，實現(xiàn)了全自動控制，在控制技術(shù)上有了保障，雖然增加了在智能化上的投入，但是人力成本相對降低，生產(chǎn)效率明顯提高，為電廠減少了投入資本，增加了盈利額，對電廠的發(fā)展有著極為重要的意義。

3 ? ?應(yīng)用中出現(xiàn)的問題

3.1 ?熱能的循環(huán)利用率有待提升

就目前的能源儲備情況來看，必須增加能源使用次數(shù)，提高重復(fù)利用率。因此，現(xiàn)在電廠發(fā)電一般采取重?zé)岬霓k法來進行熱能轉(zhuǎn)化，這種方法已經(jīng)成為大勢所趨。準(zhǔn)確地說，在發(fā)電系統(tǒng)中電廠工人一般會把上一個階段產(chǎn)生并且沒有完全利用的熱能在下一個階段進行循環(huán)利用，這樣能夠提高燃料的利用率，減少新燃料的投入，最重要的是能減少廢棄物的排放。但是在電廠實際運用的過程中，還是不可避免地會出現(xiàn)一系列問題，包括電場電能數(shù)據(jù)儲存、數(shù)值的顯示等方面。

3.2 ?節(jié)流調(diào)節(jié)應(yīng)變性差

在發(fā)電過程中，蒸汽機工作功率的控制是最重要的環(huán)節(jié)?，F(xiàn)如今，一般電廠在這方面最普遍的做法就是節(jié)流調(diào)節(jié)，但是節(jié)流調(diào)節(jié)在使用時的應(yīng)變性比較差，遇到一些意外狀況時能源的消耗就會增加不少。這不僅是能源消耗的問題，也不利于電廠的正常運作，而且節(jié)能調(diào)節(jié)有一定的前提條件，例如發(fā)電機組的規(guī)模必須控制在3級及以下，節(jié)流調(diào)節(jié)在容量較少的機械組中運用效果更佳。

3.3 ?濕氣損失干擾

濕氣的損失在電廠運作的各個階段都存在，而造成濕氣損失的原因是多種多樣的，可以概括為3種情況。（1）動能轉(zhuǎn)化為電能時容易產(chǎn)生蒸汽凝結(jié)，形成的水珠對水蒸氣質(zhì)量產(chǎn)生直接影響，甚至對整個設(shè)備有較大影響，工作人員一不留神，就很有可能造成損傷事故。（2）水蒸氣和水滴在水體中是有明顯差別的，蒸汽的質(zhì)量比水滴小得多，而且運動速度也不一樣，蒸汽的運動速度明顯比水滴快。（3）噴管和水滴之間會發(fā)生相對運動，影響機械設(shè)備的正常運作，直接導(dǎo)致熱能的消耗。這3種情況都是一般工廠中比較常見的濕氣損失干擾問題，其解決措施根本在于工廠設(shè)備的完善和對蒸汽的控制[3]。

4 ? ?解決方案

4.1 ?加強多級汽輪機的應(yīng)用

在電廠重?zé)岈F(xiàn)象中，多級汽輪機是最為普遍的一種現(xiàn)象。一般電廠對發(fā)電機組的負(fù)荷做一點改變，就能大大提升發(fā)電機組整體的發(fā)電效率，不僅降低了電廠的生產(chǎn)成本，還提高了電廠的工作效率。但是這種方法容易在原有的消耗量基礎(chǔ)上增加大量額外的能源消耗，導(dǎo)致經(jīng)濟運行性大大降低。因此，需要對多級汽輪機進行合理的應(yīng)用，提高能源利用率，滿足現(xiàn)代節(jié)能環(huán)保的要求[4]。

4.2 ?減少調(diào)壓消耗，優(yōu)化調(diào)頻方案

幾乎所有電廠都遇到過氣壓過高的問題，解決這一問題的根本在于提高工作人員的重視程度和職業(yè)素質(zhì)水平。一般在運行系統(tǒng)時，工作人員必須不斷調(diào)節(jié)發(fā)電機，在適當(dāng)?shù)臅r機提高系統(tǒng)壓力，保證系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。這時，工作人員的專業(yè)技能水平就決定了系統(tǒng)的安全性能，一批具有良好專業(yè)素質(zhì)的工人，就能夠在減少調(diào)壓消耗、優(yōu)化調(diào)頻方面起到重要作用[5]。對于這個問題的解決方案主要是提升工作人員的勞動素質(zhì)。電廠要積極地對工作人員進行熱能和動力工程相關(guān)知識的培訓(xùn)，提高員工的整體工作素質(zhì)，加深其對工作流程的了解，提高其技術(shù)掌握熟悉度，以便于員工在遇到緊急問題時能夠?qū)嵤┯行У慕鉀Q方案。系統(tǒng)運作時，工作人員的適當(dāng)調(diào)節(jié)可以有效提高發(fā)電機的工作效率，減少成本，但如果工作人員素質(zhì)較低，調(diào)節(jié)不當(dāng)，就會對電廠的正常運作造成很大的負(fù)面影響[6]。

發(fā)電機的股和壓力一直在變化，發(fā)電機組的電力系統(tǒng)頻率也在隨之變化。在這種情況下，就可以對電力系統(tǒng)進行“一次調(diào)頻”，但是其適用的頻率范圍是特定的，必須調(diào)節(jié)至相應(yīng)的頻率，這種調(diào)配具有隨機性，所以，在使用之前，一般需要對調(diào)整方案進行合理的完善，必要時可以進行二次調(diào)配，但是調(diào)頻次數(shù)不宜過多。這樣的調(diào)頻方法可以有效地提高工作效率[7]。

4.3 ?降低濕氣損失的影響

濕氣損失是無法避免的，這種情況一般發(fā)生在濕氣蒸發(fā)和溫度過低的時候，幾乎是現(xiàn)在所有工廠的鍋爐都會出現(xiàn)的問題。所以，電廠一般會在發(fā)電機組上安裝一個吸取水蒸氣的設(shè)備減少水蒸氣的產(chǎn)生，水蒸氣少了，濕氣損失自然就會減少了。另一種辦法就是在發(fā)電機組上安裝祛濕設(shè)備和水蒸氣循環(huán)設(shè)備，對能源轉(zhuǎn)化時產(chǎn)生的水蒸氣進行回收利用。相較而言，第二種方法對水蒸氣進行了二次利用，比較符合資源的可持續(xù)發(fā)展要求，這對電廠的綠色發(fā)展而言也是一大進步。

5 ? ?結(jié)語

熱能和電力工程在電廠中的應(yīng)用越來越廣泛，將成為電廠行業(yè)發(fā)展的趨勢，所以，對于這方面的研究也越來越多。在節(jié)能減排的基礎(chǔ)上提升電廠的經(jīng)濟效益，成為相關(guān)研究人員以后所要探究的主要課題。

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作者簡介：姜廣洲，鍋爐技師。