節能降耗中熱能與動力工程的應用分析

徐世澤

（武威市工業節能監測中心，甘肅 武威 733000）

在我國經濟快速發展的同時，對于能源的需求也在不斷地提高，我國的能源消耗已經連續多年位居全球的前列，因此我國經濟發展與能源供需、環境之間的矛盾越來越明顯。目前，煤炭、石油、天然氣等能源都是國家建設發展的重要能源，而且煤炭、石油、天然氣等也是我國目前的能源結構中最重要的一種。因此，對新的潔凈能源的探索和進一步的應用已成了人們的共識，而地熱能、生物能和太陽能等可再生資源的開采和應用技術還沒有在實踐中被廣泛應用，熱能與動力工程的節能降耗是一個需要進行的問題。

1 熱能與動力工程概況

能源包含了傳統的能量，如水、煤、石油，還有新的能源，如核能、風能、太陽能、生物能，還有將來會被大量使用的氫能。熱能與電力工程可以進行能量的轉換，在特定的設備的影響下，將熱能轉變為電力，再將電力轉變為熱能和電力，在進行能量轉換的過程中，可以獲得日常生活所需要的電力。燃煤電廠在生產過程中，必須遵守能量守恒原則，保證其正常轉換，因此，熱力學在這一過程中起著重要的作用。盡管熱-電-力學技術的能量轉化表面上看起來很容易實現，但是其在常規產業中的應用卻是非常困難的[1]。

2 我國傳統工業遇到的發展困境

2.1 重工業化產生的環境污染問題

隨著我國的“重工業化”進程的加快，在經歷了一段時間的迅速發展之后，其對我國的生態系統造成了嚴重的影響。主要表現在：河北，山西，河南，湖北，遼寧，主要是一些重工業化的地區，這些地區的河流水質較差；將近三億農民生活用水不達標，大量的工廠廢水積聚在一起。我國發生了大范圍、長時程的灰霾現象。這一系列的生態環境問題，向我國的發展問題發出了嚴重的警示，在這些問題之中，重工業化發展過程中所產生的高污染、高物耗、高能耗問題是首要的、無法回避的問題。所以，在新的發展階段，有關重工業一定要認識到，既要提升建設效率，又要將節約能源作為發展的重點[2]。

2.2 技術創新力度不夠

目前，在我國的傳統產業中缺乏對雇員進行創新的激勵和培養的制度。在進行公司相關建設技術的創新過程中，一些傳統行業缺乏整體規劃，存在著盲目引進以及對高新技術進行反復引進的問題。因此，引進技術在很大程度上轉化為對公司的生產設備進行提升。傳統產業是技術引進者，但其具有較低的戰略價值。從所引入的技術種類來看，具有國際領先水準的生產制造的關鍵技術所占據的比例較低[3]。從對技術進口的消化吸收狀況來觀察，大多數的傳統行業企業都僅僅是對先進的高新技術進行了靜止地引入，而沒有能夠產生出“引入-消化-吸收-創新”的一種動態的新模式。

為此，加強傳統產業的技術創新，構建以“大”為核心的“大”的技術創新系統，已成為我國經濟發展的必然選擇[4]。

2.3 新型技術在傳統工業中應用的不足

熱能與動力工程專注于對能量的更有效的使用，對其進行了大量的研究，然而，在現實生活中，卻沒有將有關技術應用到生產運營中。而傳統產業是實施產業提升的主要對象，也是產業提升的出發點，所以要加強在產業發展過程中對新技術的運用[5]。

3 熱能與動力在傳統工業中的應用

3.1 利用多級汽輪機的重熱現象提高電能

在多級透平的運轉中，會產生較大的熱量，而上一次透平損耗的熱量可以為下一次透平所使用，因此，對這種熱量的高效使用，將是對火力發電技術的一種合理應用。在機組運轉時，要使機組的重熱值保持在一個較優的值，調整機組的重熱值，使機組的發電效果更好。因為在設計上，各種機組之間存在著很大的差別，因此，它們的重熱系數也并不十分一致，因此將其最優的重熱系數控制在0.04～0.08 之間，這樣就可以充分地發揮出多級蒸汽透平的重熱效應，并使機組處于最佳的工作狀況[6]。

因此，在火力發電廠中，對火力發電廠進行適當的運用，可以有效地改善火力發電廠的運行效果，進而增加火力發電廠的總發電量。

3.2 提高汽輪機的射水抽氣器系統

在燃煤發電方面，我國是為數不多的以燃煤發電為主要動力的一次能源大國，但是燃煤發電的能耗巨大，并且對生態環境造成了很大的污染。所以，需要對整個火電站的運行進行全面的計劃和設計，而在這些計劃之中，熱力技術的運用是降低火電站能耗的關鍵。在中小規模的電站中，由于其對冷凝系統的真空度和運行效果有著重要的作用，因此應選擇射流式冷凝系統作為冷凝系統的首選。與射水抽氣相比，射水抽氣不僅可以降低消耗在射水抽氣中的蒸發量，而且不需使用制冷機，大大增加了熱電廠的效益和生產效率[7]。

3.3 優化強化傳熱在實踐中的應用

進入21 世紀后，我國所面對的是一種新的、日益嚴重的、由能量轉換引起的過度消耗，使這種狀況在某種意義上進一步惡化。提高能量轉換效率對國家的節能減排具有重要意義。換熱器是一種傳熱裝置，它在能量的產生中扮演著至關重要的角色。強化傳熱是使換熱器高效、連續工作的重要手段。總之，它可以提升已有的換熱器的傳熱能力，改善工作條件，降低工作阻力，這在能量的高效輸送和強化方面具有重要的意義。所以，運用熱力學和熱力學技術，改造已有的換熱管，并將其用于能量產出，將是節約能耗的一大利器。

4 節能降耗中熱能與動力工程在實際運用中的注意事項

在節能降耗中，對熱能與動力工程的具體使用，所牽涉的改革應用項目比較多，從目前技術發展的現實情況和技術應用的現實結果來看，在節能降耗中，對熱能與動力工程的應用，總體上的使用結果是比較理想的。但是，在現實發展的時候，因為在電站的使用中，有很多的改造以及很多的控制策略優化，所以在現實發展中，還有很多的經濟性、安全性和穩定性等需要考慮的問題[8]。

4.1 經濟性

從電廠節能降耗技術及概念應用的具體目標來看，其主要目標是：節省資源，提高資源利用率，減少經營費用，提高企業的現實利潤。根據這一類型目標的背景，在使用節電技術時，經濟是最重要的考量因素。保證在發電廠企業發展過程中，在節能降耗的概念及技術的運用上具有一定的科學性和可行性，降低由于盲目地采用節能降耗技術而沒有對其進行相應的試驗研究和仿真評價，從而導致的經濟損失等不利的情況。

4.2 安全性

電能生產的流程具有很大的風險，所以對節能降耗在熱能及動力工程中的具體運用進行剖析，并將安全性貫徹到技術概念的應用中，成為需要考慮的重要問題。在對安全防范措施的執行與管理進行分析的過程中，電站企業應該從技術模擬分析評估、人員管理以及可靠性評估等幾個角度展開對技術應用安全性的評估。在需要的時候，可以采用地區壓力測試的方法，對在該技術的使用下電力系統的運轉狀況進行檢測，從而能夠對該技術的使用下的電力系統的運轉品質進行合理的評價。

4.3 穩定性

在熱、電、氣等領域，如果技術應用不穩定，故障率高，停機頻繁，將極大地降低技術應用的效率，從而降低技術應用的效率。以此類現象為基礎對其進行了深入的研究，可以切實、高效地提高技術適用的效果，對技術適用中的穩定性進行了強化，并對其進行了評價，同時也是技術適用中需要重點考慮的問題。在實現穩定控制的過程中，發電廠公司應該從智能控制系統的操作品質、操作可靠性、實際控制效果、使用者反饋等多個角度來評價它的控制系統操作品質，并適時地對其操作體系進行改進，從而保證技術在使用過程中的安全和穩定，提高公司利潤，保證技術的正確使用。

5 節能降耗中熱能與動力工程的實際應用

5.1 采用強化傳熱技術

國家對環保與資源的合理使用，以及在產業中推行的各種節能技術，都是從戰略性的角度來考慮的。以熱交換為主要手段的轉換技術，提高了能量的使用效率，極大地提高了熱能和電力工程學在工業上的發展成效。作為第二代換熱技術，作為一種新型的換熱技術，通過對其進行增強和改進來提升其換熱效果，從而達到最大限度地改善其換熱效果。通過對換熱過程中的換熱，可以有效地改善換熱效果，減少對液體的輸運能耗，從而確保了裝置的正常運行。通過對換熱特性的改進，可以大大地提升能量的利用率，進一步推動能量的有效利用。

5.2 提高鍋爐風機效率

在火力發電機組中，鼓風機是最主要的部件之一，對火力發電機組的安全穩定運行有著舉足輕重的影響。它的工作機理是利用轉動的葉片獲得風力，并將機械能轉化成空氣壓力，使氣體流入鍋爐中，氣體向外擴散，使燃油充分地燃燒。然而，在目前的情況下，國內很多電站的鍋爐中，因其廠房內的工作條件較差，導致了機組在運轉過程中工作時間較長，工作強度較大。為此，需通過引進熱力學，增加其負荷，從而達到改善其運轉性能的目的。

5.3 蒸汽凝結水回收利用

在熱力聯合生產中，低壓水蒸氣機組是保證能源高效轉換的重要設備。在整個過程中，低壓蒸汽發動機是一個主要的動力，它可以保證有關設備的穩定運轉，從而保證整個過程的順利進行。在低壓蒸汽發動機的運轉和應用中，不可避免地會產生許多蒸汽，這些蒸汽通常來自機械廢熱，若得不到充分的利用，則會導致系統的能耗損失。所以，為了達到熱能和電力聯合生產的高效節能，必須強化對這一段廢熱的使用，并從各個環節進行管理，對于蒸氣冷凝水的循環，可以采用反壓回水和加壓回水兩種方式進行。兩種再生方法在實際使用時各不相同，要根據實際情況，根據不同的再生方法進行再生。

5.4 鍋爐余熱回收再利用技術

為了適應工業的現代化發展需要，就需要對鍋爐進行適當的節能優化。在進行節能的最佳設計時，最重要的就是增加能耗，降低某些無謂的能耗，盡可能地將其進行循環再利用。通常，可以采用鍋爐余熱循環技術：（1）煙氣和熱量的循環和再循環。在燃煤電廠中，由于燃煤過程中要進行脫硫脫硝，所以，每一家工業公司都需要安裝一套脫硫和脫氮設備，并且要加大對新技術和新材質的運用，對流入脫硫塔中的高溫煙霧進行有效的控制，并在煙霧中安裝脫鹽水換熱器，從而達到對煙霧中熱量的循環使用。（2）下水道排出的熱量的再循環。在鍋爐的運轉中，不可避免地會產生很多污水，污水在排出時也會攜帶很多的廢熱，若在進行系統的節能設計時，可以對排污水進行多階段的增容，讓污水流入排污水冷卻器、除氧器之后，可以對廢熱進行高效的處置，保證了其較好的節能效果。

6 結語

總而言之，熱能與動力工程屬于一種建立在熱物理學科之上的工程，它也屬于與國家的防務和國民經濟發展有關的一個關鍵行業，它可以對整個社會的發展產生積極的影響。隨著我國的快速發展，各個行業對于能量的要求越來越高，導致了我們國家的能量短缺，這也是目前我國人民所關心的一個問題。為此，相關人員應就熱能電力工程的發展趨勢做好謀略，為減少能耗、提升相關的效益、最大限度地利用其為社會價值打下一個好的基礎。