节能降耗中热能与动力工程的运用探析

节能降耗中热能与动力工程的运用探析

王德亮

大连市热电集团有限公司 辽宁大连 116000

摘要:近年来，资源枯竭与环境污染问题无时无刻困扰着全球人民。因此，传统的先发展而后治理的发展模式逐渐被淘汰。世界各国都开始加大对可持续发展的投资力度，作为能够为世界社会提供足量电力能源的工厂，发电厂会在为人民生活提供便利的同时给环境带来负面影响。尽管当前国家正在倡导开发风能核能以及潮汐能等环保能源，但是火力发电依旧是当前国内的主要电力能源获取方式。该文主要分析节能降耗中热能与动力工程的实际运用，具体如下。

关键词：热能与动力工程；节能降耗；应用分析

引言

在火力、水力发电和制造业等生产领域，热能转换与动力设备和系统是完成机械能、热能和电能等能量形式转换并服务于生产、生活需要的关键。而电能生产是能源开发与利用的核心环节，不仅要保障能量得到有效利用，而且其生产工艺设计、管理技术的应用还关系到排放指标的控制问题。所以，基于信息技术、能源科技和自动控制技术的应用，探索发电厂的热能转换与动力设备及系统的节能减排措施，有助于提升资源利用效率和能源开发利用的环境效益。

1 基本概述

所谓火力发电，主要是指借助一些化石燃料或是焚烧垃圾来获取相应的内能，并通过发电动力转换装置来产生电力能源，其经历的主要过程是：由燃烧化学能转变为蒸汽动能，进而通过机械能的过渡转换，最终生成电力能源。考虑到当前发电厂中多数情况下都存在燃料燃烧不充分的现象，致使国内乃至全球的化石燃料出现资源浪费。与此同时，在燃料的燃烧过程中，还会产生一些二氧化硫和二氧化碳等气体，会给大气造成破坏，给整个环境带来空气污染。受到设备性能本身的限制，导致国内乃至全球发电厂的整体能量转化率较低，这也是当前绝大多数发电厂所面临的问题。

2 影响因素

2.1 锅炉运行情况

如今，电力生产的方式大多数是利用锅炉来将各类能源进行燃烧，从而将热能转变为动能，来进行发电。但其作为机械设备运作方式中的一种，常常会受到许多风险以及故障的影响。电厂的生产效率和锅炉的质量与运行效率都取决于一定环境下锅炉所释放出来的热能。热能会随着锅炉燃烧时产生的热量而发生多种变化。因此，改善锅炉的性能与系统来保障它的准确性是提高锅炉热能运行效率的重要途径。

2.2 凝汽装置的工况缺乏稳定性

因为生产运行的热效率取决于发电运作过程中冷凝装置，所以冷凝装置是如今这一阶段发电生产的必要装置。通过对凝汽式汽轮机特征的研究分析得出，由于凝汽式汽轮机本身复杂的整体结构，各类因素都会妨碍到其运作，且其稳定性不足。在汽轮机应用的过程中，其工作效率会受到外部因素的影响。汽轮机的运行状态会由于外部的气压与环境而产生较大的波动，影响到运行的结果，从而影响到发电的质量与效率。

3 实际运用

3.1 发电机组的优化设计

优化发电机组的设计对能量转换效率具有根本性影响，所以，结合流体力学、热工设备运行原理，优化汽轮机组的配置方式，或者改造燃煤、燃气锅炉的燃烧和热量传递系统构造，可以显著提高燃料能量的利用率，并且减少排放物中的有害成分。首先，基于对系统重热系数的精确计算优化汽轮机组的设计，可以提高蒸汽中热能的利用率，实践中应将重热系数控制在0.6±0.2的范围；其次，改进锅炉的燃烧和热量传递系统，通过优化燃料供给方式和使用高性能的保温、导热材料，确保燃料能够完全燃烧，同时提高热量传递到下一生产流程的效率。

3.2 废烟气的余热回收技术

在“节能减排”的方针下，提高锅炉效率、减少锅炉排污、加强锅炉高温废气的充分利用是工业生产中需要注意的问题。在工业生产中，可利用锅炉运行过程中这部分烟气的余热进行热力系统循环利用，同时在锅炉尾部安装低压省煤器，在最佳取水位置与热力系统相连，充分利用锅炉烟气余热。安装低压省煤器不但可以将烟气的整体温度降下来，而且能够有效提升热能动力系统的利用率，这一方面可以在节约能源的同时提高企业的经济效益，另一方面能够减少环境污染。锅炉烟气余热回收有两种方式：预热工件和助燃预热空气。由于预热工件往往受操作场地的限制，锅炉烟气余热回收主要采用预热空气助燃，布置在加热炉上，加强锅炉的能量燃烧，充分利用资源，节能的综合效果非常显著。

3.3 蒸汽凝结水回收技术

在工业生产中，大量的能源和工业用水被用来产生蒸汽热，实现工业生产过程。然而，在工业生产过程中，蒸汽完成放热过程以后所形成的凝结水通常会被浪费掉，废蒸汽冷凝水占蒸汽总热量的四分之一左右。如果这些高温冷凝水能够充分利用，不但可以降低对工业用水的使用量，而且还能够大大降低燃料能源消耗量。因为用蒸汽凝结水回收技术可以将低压蒸汽替换为蒸汽水余热，借助凝结水余热的作用来实现节能的目标。值得一提的是，压力回水以及背压回水是冷凝水回收的最主要方式。其中，背压回水主要是指借助疏水阀的背压作为主要动力，实现凝结水及水蒸汽的传输，该类回水方式能够显著提高水蒸汽的利用率，从而达到节能环保的效果。

3.4 完善热能损耗排查分析流程，有效控制热能损耗

在电厂运行过程中，为了清楚地了解热能的实际使用时出现能源损耗的各源头，以及明白热能损耗出现在这些地方的缘由，需要有关的管理人员来改进热能损耗时的排查分析流程，以便实施更深入的排查。另外，电厂还应当建立起风险隐患甄别排查体系来解决有关热能损耗严重以及有关企业历史管理资料与实际运营状况等方面的问题。不仅如此，为了让调频工作更加准确，电厂还需要持续地进行技术革新，并引进相关二次调频的技术。

3.5 燃烧控制技术的技术创新

在电厂发电过程中，燃烧操作技术的重要性尤为关键，特别在能量转变过程中，所以诸多电厂对锅炉技术改进予以了高度重视，借助现代化控制技术，自行投放燃料，为节能减排目标的实现奠定基础。在燃烧操作技术中，对于空燃比里连续操控技术来说，通过热电偶，可以对数值进行检查，使探测的数值在PLC中进行迅速传递，在数据对比的帮助下，其偏差值在微分计算后，可以将相应的电信号进行传递，为调整比例阀门和电动阀的数值带来便利性，从而对锅炉内部温度进行有效调整。该方法存在着一些不足的地方，就是温度操控的准确性严重缺失，要对额定数值进行严格确认。而对于双交叉先付控制技术来说，主要借助温度传感器，实现测量的温度向电信号的顺利转化，从实际测量温度出发，与期望达到的温度进行对比，通过PLC自动对燃料和空气流量阀门的闭合进行改变，加强电动方法定位的应用，严格操作和控制空气和燃料的比例，并且将孔板与差压变送器等联合在一起，将空气量保持在可控范围内，加强操控装置的应用，将锅炉内温度调整至最佳。基于此，可以满足节约部件需求，而且温度操作的准确性较高。

结束语

通过对热能与动力工程的实际运用，能够有效降低能源损耗，使电厂的实际生产效率可以获得显著的提高。以目前状况来看，电厂在运作中仍存在不少问题，节能降耗工作受到阻碍。因此，电厂应积极探寻解决问题的有效方式，从而真正节约电能，最终电厂能够获得长远、健康发展。

参考文献

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