新時期熱能與動力工程在電廠中的創新思考

惠振軒

摘 要：隨著經濟的不斷發展，能源資源日益緊缺，環境問題逐漸受到社會的廣泛關注，這對熱能以及動力工程提出了新要求。本文對熱能與動力工程在工廠中的應用情況進行了簡要概述，并立足于當下的實際情況探討其在電廠中提高能源的生產效率的有效方式，以望借鑒。

關鍵詞：熱能;動力工程;濕氣損耗

前言：

我國近年來面臨著資源短缺的嚴峻形勢，環境污染問題不容小覷。在電廠中需要實現能源合理運用，提高使用效率，發揮熱能和動力工程的優勢，提高能源轉化率。但是由于我國工業化進程相對較短，該項技術發展相對不完善，因此相關人員需要予以重視，采取有效措施，推動熱能和動力工程的發展創新。

一、熱能與動力工程在工廠中應用情況

（一）損耗問題

1.濕氣損耗

電廠運行會讓動能在蒸汽的作用下轉化成動能，此時溫度升高，蒸汽也隨之膨脹生成水滴。在這個過程中，消耗了較多濕氣。另外，水滴在移動過程中也會對濕氣產生影響，如果水滴移動速度小于蒸汽的移動速度，就會在一定程度上再次消耗濕氣。并且，水滴對主流運動造成影響時，噴管也會對其進行干擾，形成連鎖反應，造成更多能量和濕氣的損耗。

2.重熱過程造成的損耗

電廠在運行過程中，往往會產生重熱現象，主要表現為熱能的重復利用，在這個工程中存在較多會影響電廠能源利用率的問題，造成能源損耗。電廠的電能在重熱過程出現問題時難以得到有效存儲，在發電和燃燒過程中還會對蒸汽機造成一定的負面影響，破壞燃燒環節的穩定性[1]。甚至會造成氣壓波動，使得電能的品質下降，進而影響到整個發電廠的正常運行。

（二）節流調節作用

電廠為了更好地調節電力的輸出效率，多通過汽輪機運作功率，但這種較小的設備在運作過程中，會造成能源流失。由弗留格爾公式可得，節流調節需要機組級數大于三級。這是因為節流過程中需要科學合理的規劃，進行系統的預測和有效排查。沒有掌握整體系統的運行數據就會在系統和系統之間的配合上產生沖突，增加能耗，甚至影響整個電廠的運行效率。

二、電廠中熱能與動力工程的創新運用

熱能與動力工程作為工學的基礎學科，可以應用到與能源有關的大多數工作中。顧名思義，熱能與動力工程指的是熱能和動能的相互轉化，在提高能源的利用率方面有著顯著的作用，并能夠促進相關行業實現良好有序發展，是緩解能源問題的一劑良方，本文接下來，會就電廠中熱能與動力工程的創新運用，提出相應的建議，如下所述：

（一）減少損耗

1.降低濕氣

濕氣溫度較低，會消耗一部分熱能，降低能源轉換率。若提高對濕氣的控制和管理效率，可在宏觀上對整個機組發電的效率有所助益。在電廠實際運作過程中，濕氣損耗問題一直是工作人員所頭疼的問題，可行的做法是安裝中間再熱循環裝置，將處理過后的蒸汽循環導入到再熱裝置里，再次進行處理。這樣可以使得蒸汽溫度與形成水滴的溫度相靠近，此時蒸汽進入汽輪機熱能損耗可以大大降低。這種中間加熱的方法不僅能夠提高能源使用率，提高電廠發電效率，也能在一定程度下減少對葉片的損傷，大大提高設備使用年限。設備內效率提高了，也降低了能耗，對于電廠的運行而言是有所助益的。另外，若同時能夠提升機組的抗沖蝕能力，比如使用的噴灌裝置添加上吸水縫，能更進一步減少濕氣的損耗。

2.利用重熱

我國電廠發電多使用多級汽輪機，而每一臺設備都會產生一定的能耗，并且在日常應用時，每一臺汽輪機都會產生一定的熱能，導致熱量過剩。而這些熱量對于發電是無效的，科學有效地利用這一部分熱能是非常有必要的，需要通過合理科學的手段回收這部分熱能并加以及時地利用。如果沒有得到及時的利用，這一部分的熱能會被浪費，造成運行過程中的失衡，產生一定的損失[2]。工作人員往往需要運用一些手段來轉化這一部分熱能，此時便運用到了熱能與動力工程的轉化作用。合理排布汽輪機，通過利用位置便利，提高熱能的利用率。這種措施能夠在保證轉化效率的同時不對電廠的正常運行造成影響，并在一定程度上保證電廠的發電效率。

汽輪機往往是分成上下級來使用，能更方便地利用該優勢提升能源的使用效率。運用重熱現象，安裝熱泵來吸收熱能可以有效的轉化這部分熱能。熱泵的主要構成為蒸發器，吸收器，發生器和冷凝器，這利用了上一級設備產生的熱能來助力下一級設備的運行，在一定條件下大大地降低了能耗。熱能的反復循環利用在一定程度上提高了熱能的轉換效率以及利用率，避免了能源方面的浪費。需要注意的是，在實際運作過程中，操作人員需要實時監控重熱系數，保證其在0.04-0.08，以個人經驗與知識來判斷它的實時變化，保證其科學合理，處于適當的數值區域內。實時觀測設備的運行情況與重熱發生的情況，據此作出合理的調整來保證重熱過程的安全性與循環的正常運轉。這一過程并非是一成不變的數據，而是實時變化的動態數據，不能進行固化的處理，而是要通過經驗來將數值穩定在合理的范圍內。

（二）優化節流調節

一般來講，一級的節流調節已經能夠保障各個電廠的正常減耗以及全周進氣的國家標準要求，調節的作用相對比較明顯。容量較小的機組以及負荷相對較大的機組里，各級溫度差比較小的時候或者工況變化不大的情況下，調節作用更是有效顯著。但是，但凡有工況變化，都會有相對的能源損失，節能效果相對減弱，熱能與動力工程的效果也會大打折扣。對于降低成本提高收益有負面影響，所以根據弗留格爾公式可以對節流調節進行優化。根據實際的情況對各級焓降和壓差進行計算，借此得到設備的承重，運行功率等等。基于以上數據，可以全方位地對設備的運行情況以及節流調節情況進行預估，并與之前的狀況進行對比，判斷通流情況，提高對熱能與動力工程過程的控制效果。將裝置安裝到汽輪機上還可以幫助檢查機器是否正常運行、是否有缺漏，排查真空系統。并且能夠有效地降低設備溫度，尤其是在夏季，降低安全隱患，最大程度上保證凝氣裝置的有效運行。因此，工作人員需要對每一個環節做到心里有數，能夠明確各個流程，并能對此進行宏觀以及微觀上的處理和排查[3]。特別是在設備出現問題時，例如老化或者運轉失衡，需要及時的應對，主動了解情況并加以分析，尋找產生問題的原因，在最大程度上保證設備的穩定運行。

當然，也要降低外界的負荷，增加電網頻率。外界負荷不可避免，只能在一定范圍內最大額度的降低能耗。而其中的突破口便是穩定電網頻率。調頻可以有效地穩定電網頻率，主要有以下兩個步驟，發電機組自發完成的一次調頻作業以及作業人員控制的二次調頻。這對于作業人員的專業性有較高的要求，需要在滿足發電需求的同時，提高并穩定電網頻率，及時發現問題并快速解決。

這種措施普遍對工作人員的能力有較高的要求，因此電廠應當組織定期的培訓來保證工作人員的專業性。工作人員作業時也要注意保護用品的佩戴來保障自身的人身健康，遵守相關的規定，結合實際情況與自身經驗來保證設備穩定運行。同時也可以輔以電腦控制系統，在人力不及的情況下查漏補缺，動態監測，更加細化的對設備機組進行檢測。也可以在一定程度上指明未來發展的可能性道路，將這一節能降耗的過程自動化，增加工作的效率，進一步提升電廠效益，為電廠發展增加技術支撐。

結論：

由于能源的日益稀少，節能降耗已經成為刻不容緩的必需之計。而電廠作為較大的能源單位，更是肩負著不容推卸的責任。在發展過程中，運用熱能和動力工程的創新之法來節流降耗，不僅能夠降低生產成本提升經濟效益，也能在電廠正常運行的基礎上承擔社會責任，為環境保護添磚加瓦。

參考文獻：

[1]王海錚.新時期熱能與動力工程在電廠中的創新分析[J].科學技術創新，2020（02）：173-174.

[2]戴裕.節能降耗中熱能與動力工程的運用探析[J].湖北農機化，2020（07）：82.

[3]蘇曉寶.熱能與動力工程的應用及其對環境的影響[J].清洗世界，2020，36（09）：58-59.