浅谈节能降耗中热能与动力工程的实际应用

张柏军

新疆西部合盛热电有限公司 新疆石河子 832000

当前，可再生资源不断减少，火电厂生产面临较大的资源压力。与此同时，伴随社会经济的快速发展，生产、生活用电需求量不断增加。面对这一局面，在利用热能动力系统发电的过程中，火电厂要引入先进技术进行系统优化和改造，提高能量转化利用效率，减轻资源利用压力，满足节能生产需求。因此，要加强系统优化与节能改造研究，以科学技术为支撑，推动发电事业的健康发展。

1 热能与动力工程中能源损耗的主要类型分析

1.1 热能损耗

无论是热能装置还是动力装置，二者都会在运行中同时产生大量的热能。这些热能并不能实现完全的转化，只有一部分热能通过转化应用到实际的生产当中，而另一部分热能则直接消耗掉，这无疑导致了宝贵资源的浪费。热能消耗使得装置运行的质量降低，并且也降低了企业的经济效益。很多企业都会采用装设节流器的方法对热能损耗实施预警，其还能根据设置的数值对设备进行运行调节，目的是降低设备的运行负荷，从而减少热能的损耗[1]。

1.2 湿气损耗

在热动装置的运行中，湿气损耗也是重要的损耗类型，对节能减排目标的实现极为不利。湿气损耗主要表现为三种形式：一是蒸汽在蒸发、膨胀的过程中普遍会产生小水滴，一旦小水滴形成大量聚集的水滴团，那么就会对蒸汽系统的稳定运行造成不利影响；二是从移动速度角度来讲，蒸汽的移动要快于小水滴的移动，这样在同等距离下两者的移动时长是不一样的，湿气损耗也由此产生；三是小水滴一旦大量聚集，不可避免地会产生水滴流，那么湿气的运行就会受阻，热量损失也会加重。

1.3 环境污染

热动装置的运行不可避免地会对环境带来一定程度的污染。主要是空气污染、噪声污染、放射性物质污染和热能污染几个方面。传统的能源结构使得我国的重工业生产污染严重，加上城市化进程中大量的汽车尾气污染和居民的取暖，这些都是造成空气污染的重要因素。

2 节能降耗中热能与动力工程的实际应用

2.1 节能改造

结合热能动力系统工作原理可知，利用锅炉产生的蒸汽驱动汽轮发电机组，蒸汽中依然有大量热能被冷却水带走，同时锅炉排出的烟气也将带走大量热能。而在蒸汽膨胀过程中，将有明显水滴出现，引发蒸汽损失。相较于水滴，蒸汽运动速度更快，使其不断与水滴接触，导致大量湿气产生。而只要锅炉运行，就会产生水滴，引发蒸汽损失。调整设备运行频率，可以减少湿气损失，却会导致机组无法保持额定运行状态，同样会引发能量损耗。为避免电力系统产生较大损耗，火电厂会对发电设备进行节流调节。在机组容量较小时，节流调节可以使机组维持相对稳定的运行状态，避免产生较大损耗。但是，若运行负荷较大，节流调节将导致机组数减少，运行级数增加，给火电厂带来经济损失[2]。

系统污染治理方面，为避免大量温室气体排放至空气中引发环境污染，火电厂要引入烟气治理技术，系统尾部安装相关装置。但是，采取 “先污染，后治理” 的方式，同样会带来较大能耗，污染处理效果不理想，不利于行业的可持续发展。综合这些问题，要从多个方面对系统进行节能改造，在减少各种资源、能源损失的同时，加强污染治理，促使系统取得理想的节能改造效果。

2.2 基于工况科学选择调配方式

平行运行机组在外界负荷变化与电网频繁变动时，会根据自身差异化动态特性，适度增减负荷以自动运转，进而保持电网周波，此过程便为一次调频，其具有频率调节速度快的特性，然而发电机组因为调整量不同存在一定差异，且调整量相对有限，导致调度人员难以控制。而电力系统负荷与电力变化过大时，一次调频根本无法恢复常规频率，这就需要二次调频。一般二次调频分为自动调频与手动调频，自动调频不仅便捷，且使用范围广泛。在热电厂工作过程中，通过充分了解并网运行机组情况，以选择合适的调配方式，防止由于调配方式失误造成热能动力工程应用效率下降，进而实现设备运行能力有效提升。与此同时，汽轮机工况与焓降变化之间息息相关，在全开第一阀，工况流量增多的情况下，压力会增大，相比焓降，需适度调小调节级，反之则调大调节级。在关闭第二阀，第一阀全开的情况下，相比焓降，调节级需高达最大中间级，此时工况变化，焓降与中间级压力比可始终保持不变，还可为调节实际工况提供有力参考，基于实际需求所获的焓降变化，可基于此调整工况，满足热能动力工程在热电厂性能优化中应用的具体需求[3]。

2.3 改进完善燃烧方式

对于热能与动力工程科技创新，锅炉燃烧过程必须得到重视，这是由于其不仅是热能与动力工程应用的主要方向，锅炉燃烧过程也以热能转化为主要原理。实践证明，在以往传统的锅炉运行模式中融入智能化元素，一方面能促进锅炉运行稳定性与安全性的有效提升；另一方面对锅炉燃烧实际效率的增强也非常有利。另外，因为锅炉燃烧效率与燃料、炉内空气与温度等都有密切的联系，而通过对智能化操作技术的有效运用，能进一步合理化与科学化上述因素，并在此基础上将各项数值作为根据，转换锅炉燃烧方式，从而实现电热厂综合效益提升的目的。智能化锅炉的另一显著优势，就是在运行之前可进行模拟数值的预设；在对锅炉风机翼型叶片进行合理改造的情况下，锅炉燃烧系数也会随之提高。

3 结语

在节能环保战略得到逐步落实的背景下，火电厂的运营理念开始发生改变。针对热能动力系统能量损耗大、污染排放量大的问题，人们需要通过开展能量阶梯型利用等措施实现系统运行优化，并通过系统节能改造充分利用各种能源，减少污染排放量。