熱能和動力工程在電廠中的應用分析

摘 要：熱能和動力工程在學科應用中是一項復雜的工程，主要是因為其涉及范圍較廣，包含很多專業(yè)，應用非常廣泛。熱能和動力工程在電廠中的應用對我國電力工業(yè)起到了巨大的推動作用，在此基礎上，實現(xiàn)了電廠相關企業(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概念及其在電廠中的應用問題，并對此提出看法，準確地闡述熱能和動力工程在電廠中應用的高效方法。

關鍵詞：熱能和動力工程;電廠;應用

我國現(xiàn)在的工業(yè)生產(chǎn)主要以火力發(fā)電為基礎，但火力發(fā)電存在的弊端至今沒有得到有效的控制，導致消耗的能量過多。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)電領域?qū)崿F(xiàn)節(jié)能環(huán)保也成為熱能和動力工程應用的主要目的。

研究熱能和動力工程在電廠中的應用可以推動我國發(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的保障。熱能和動力工程在發(fā)電系統(tǒng)中的應用，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，研究也非常復雜。熱能和動力工程在電廠中的應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具有重要作用。

2 ? ?電廠鍋爐設備及基本特點

2.1 ?嚴密的構造帶動設備運轉(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 ?全自動控制技術的應用

燃氣鍋爐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的發(fā)展前景，高水平的控制技術對電廠發(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)推進智能化應用，實現(xiàn)了全自動控制，在控制技術上有了保障，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)，提高重復利用率。因此，現(xiàn)在電廠發(fā)電一般采取重熱的辦法來進行熱能轉(zhuǎn)化，這種方法已經(jīng)成為大勢所趨。準確地說，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，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，影響機械設備的正常運作，直接導致熱能的消耗。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用

在電廠重熱現(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上增加大量額外的能源消耗，導致經(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?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知識的培訓，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，就會對電廠的正常運作造成很大的負面影響[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備和水蒸氣循環(huán)設備，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 ? ?結語

熱能和電力工程在電廠中的應用越來越廣泛，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)能減排的基礎上提升電廠的經(jīng)濟效益，成為相關研究人員以后所要探究的主要課題。

[參考文獻]

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[6]金茜.熱能動力工程在鍋爐和能源方面的發(fā)展概況[J].科技與企業(yè)，2014（23）：78.

[7]嚴永輝.熱能動力工程在電廠中的有效應用[J].內(nèi)燃機與配件，2018（14）：228-229.

作者簡介：姜廣洲，鍋爐技師。