熱電廠熱能動力工程特性的應(yīng)用分析

摘要：眾所周知，電能是社會發(fā)展過程中的重要基礎(chǔ)能源之一，它直接關(guān)系著社會是否能夠穩(wěn)定發(fā)展。結(jié)合當前電廠運行情況，因為環(huán)境因素使得電廠面臨嚴重挑戰(zhàn)，在中國不斷推行環(huán)保工程的背景下，電廠在運行過程中要積極采取節(jié)能降耗措施，以便達到節(jié)能環(huán)保的目的，推動中國環(huán)保工程順利開展，緩解環(huán)境壓力。簡要研究了節(jié)能降耗中熱能與動力工程的應(yīng)用，希望能為中國電廠實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展提供幫助。

關(guān)鍵詞：節(jié)能降耗;熱能;動力工程;電廠

1 引言

隨著溫室效應(yīng)的不斷積累，全球變暖問題也引起了人們的關(guān)注。全球變暖的主要原因是近幾十年來工業(yè)企業(yè)的不斷發(fā)展，工業(yè)污染問題日益嚴重。伴隨著工業(yè)污染問題同時產(chǎn)生的還有能源的消耗問題，兩種問題的日益嚴峻使得工業(yè)企業(yè)不得不改善自身的生產(chǎn)技術(shù)。

2 熱能與動力工程概述

熱能與動力工程是工程熱物理科學(xué)中的一個研究方向，它涉及到了計算機技術(shù)、力學(xué)、機械原理等理論，主要是針對熱能生產(chǎn)活動中出現(xiàn)的能量轉(zhuǎn)換現(xiàn)象進行管控與計算分析，以便不斷優(yōu)化此過程，提高能量轉(zhuǎn)化效率，減少能量損耗。與此同時，還要利用動力工程中的相關(guān)理論，對動力機械以及內(nèi)燃機等設(shè)備的運行進行科學(xué)分析，以提高熱能轉(zhuǎn)化為動能的效率，或者其他能量轉(zhuǎn)換為動能的效率，降低能量損耗。從當前中國社會發(fā)展形式來看，其發(fā)展離不開電力的支持。所謂“電力”，指的是以電能為動力的一種能源，在人類社會中的應(yīng)用十分廣泛。在各大電廠生產(chǎn)運行過程中，要想提高能源轉(zhuǎn)化率，減少能源浪費現(xiàn)象，就需要考慮能量守恒定律，由此可見熱能與動力工程的重要性。雖然理論上的能量轉(zhuǎn)化問題較為簡單，但在實際操作過程中，有關(guān)能量轉(zhuǎn)化守恒問題卻十分復(fù)雜，只有將熱能與動力工程科學(xué)合理應(yīng)用到工業(yè)當中，才能夠提高電廠運行效率，最終起到節(jié)能降耗的作用。

3 影響內(nèi)燃機熱動力及節(jié)能性的主要因素

內(nèi)燃機主要是通過利用燃料燃燒產(chǎn)生的能量，驅(qū)動相關(guān)裝置運轉(zhuǎn)的設(shè)備。從內(nèi)燃機本身的角度來講，影響其熱動力和節(jié)能性的主要因素包括以下幾個方面：其一，燃料燃燒程度。在內(nèi)燃機燃燒室內(nèi)，燃料燃燒是否充分，將直接影響第一時間產(chǎn)生的能量。因內(nèi)燃機本身構(gòu)造設(shè)計、工藝水平的影響，都可能影響燃料燃燒程度。其二，熱損失。內(nèi)燃機運行時，要對燃料燃燒產(chǎn)生的能量進行轉(zhuǎn)化，使之成為驅(qū)動相關(guān)系統(tǒng)運轉(zhuǎn)的動力。內(nèi)燃機在熱能產(chǎn)生及轉(zhuǎn)化過程會出現(xiàn)能量損失，一般表現(xiàn)為熱損失。常規(guī)內(nèi)燃機系統(tǒng)燃料燃燒產(chǎn)生的能量僅有37%左右可以轉(zhuǎn)化為有功輸出，而其中又有7%左右在活塞、水泵等裝置運行時產(chǎn)生的摩擦力中被損耗。需要強調(diào)的是，多數(shù)內(nèi)燃機系統(tǒng)中分別有28%以及32%的熱能被冷卻系統(tǒng)和排氣系統(tǒng)消耗。目前，雖然內(nèi)燃機技術(shù)和工藝在不斷進步，燃料燃燒率達到了一個趨于當前技術(shù)條件下較難取得進一步突破的水平。因此，關(guān)于內(nèi)燃機熱動力及節(jié)能性改造的研究，主要在于降低熱損耗、實現(xiàn)熱能回收利用等方面。

4 熱電廠熱能動力工程特性的應(yīng)用

4.1 冷卻系統(tǒng)改造

常規(guī)內(nèi)燃機一般是通過水冷卻的方式進行冷卻，以保證系統(tǒng)處于安全溫度范圍。在內(nèi)燃機處于溫度為80℃左右的工況時，其運行效率更高，而此時冷卻系統(tǒng)進口水溫一般也設(shè)定為80℃。內(nèi)燃機系統(tǒng)的運行，溫度控制很重要，一般如果溫度小于40℃，需要通過預(yù)熱系統(tǒng)進行加熱，在高溫水從內(nèi)燃機系統(tǒng)流出之后，先進入1號溫控閥，待水溫小于70℃后，1號溫控福閥門打開，讓高溫水進入水泵，再回到內(nèi)燃機系統(tǒng)。如果內(nèi)燃機系統(tǒng)溫度超過80℃，開啟2號溫控閥，讓高溫水流入換熱器，通過風冷系統(tǒng)進行冷卻，再回流至2號溫控閥?？傮w來講，該優(yōu)化方案的核心理念在于，通過冷卻水在水泵和換熱器之間的交換流動，結(jié)合風冷裝置，可以在滿足冷卻功能的基礎(chǔ)上，減少熱損耗。

4.2 選擇科學(xué)合理的調(diào)頻方案

在電廠運行過程中，要想實現(xiàn)節(jié)能環(huán)保，首先要從調(diào)頻方案入手，為熱能與動力工程在節(jié)能損耗中的應(yīng)用提供輔助，以便能夠盡快達到節(jié)能降耗的目的。想要制訂科學(xué)、合理的調(diào)頻方案，工作人員首先要掌握電廠的整體運行情況，了解電網(wǎng)運行頻率，時刻調(diào)整電網(wǎng)運行機組的動態(tài)性能。在此過程中，還需要充分考慮電力系統(tǒng)外界實際負荷情況，確保電網(wǎng)頻率能夠正常運行，這樣才能夠為電網(wǎng)運行機組節(jié)能損耗提供保障。此外，在制訂調(diào)頻方案時，還需要在原調(diào)頻方案的基礎(chǔ)上，選擇比一次調(diào)頻難度低的二次調(diào)頻，分別采用手動或者自動的方式進行調(diào)頻。頻率調(diào)速這種方式對于電廠運行而言，具有耗能少、效率高以及范圍廣等優(yōu)點，對于電廠開展節(jié)能降耗工作十分有利。總而言之，工作人員想要選擇科學(xué)、合理的調(diào)頻方案，就需要從電網(wǎng)的實際運行情況入手，有效落實熱能與動力工程的應(yīng)用，提高電能生產(chǎn)效率。

4.3 優(yōu)化工業(yè)企業(yè)的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)

運用熱能與動力工程的生產(chǎn)企業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)就具有消耗能源的特點，要想在熱能與動力工程中實現(xiàn)節(jié)能，就要優(yōu)化生產(chǎn)企業(yè)的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，對產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的構(gòu)成進行合理化的調(diào)整。在優(yōu)化工業(yè)企業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的過程中，主要從三個方面進行優(yōu)化：第一方面就是對工業(yè)企業(yè)的能源結(jié)構(gòu)進行調(diào)整，對生產(chǎn)服務(wù)所需要的能源進行規(guī)劃，將轉(zhuǎn)換能源的機械設(shè)備進行及時的更新，老舊的生產(chǎn)設(shè)備及時淘汰，引進更多先進的生產(chǎn)方式，保證生產(chǎn)效率和生產(chǎn)質(zhì)量，第二方面就是在滿足人們生產(chǎn)和生活需要的前提下，優(yōu)化熱能與動力工程相關(guān)產(chǎn)業(yè)的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，進一步提高對不可再生能源的利用率。第三方面就是要引進更為先進的新技術(shù)，工業(yè)企業(yè)引進新的生產(chǎn)技術(shù)，可以進一步優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，不僅可以提高對能源的利用率，還可以提高生產(chǎn)效率，促進企業(yè)的發(fā)展。

4.4 余熱回收技術(shù)的應(yīng)用

目前比較主流的技術(shù)主要有以下幾種：其一，采暖供熱。在汽車、船舶等系統(tǒng)中，通常有采暖需求，而將內(nèi)燃機系統(tǒng)余熱回收，應(yīng)用于采暖供熱系統(tǒng)，是一種有效的方式。例如，在氣溫較低的時候，通過散熱器對內(nèi)燃機系統(tǒng)冷卻水進行利用，在沒有增加內(nèi)燃機燃油消耗的基礎(chǔ)上，滿足采暖需求，達到節(jié)能目的。其二，余熱制冷。利用內(nèi)燃機余熱來給空調(diào)、冷藏保險系統(tǒng)的運行提供能量，目前比較主流的余熱制冷方式包括吸附式制冷及吸收式制冷兩種。其中吸附式制冷適用于汽車內(nèi)燃機系統(tǒng)中，即利用一些特殊材料，對內(nèi)燃機余熱進行吸收，在空調(diào)開啟時，釋放熱量，降低車內(nèi)溫度。

5 結(jié)束語

綜上所述，從當前中國電廠運行情況來看，要想積極響應(yīng)中國可持續(xù)發(fā)展理念，電廠必須從自身生產(chǎn)入手，有效應(yīng)用節(jié)能降耗措施，提高資源利用率，降低能源損耗。在此過程中應(yīng)用熱能與動力工程時，工作人員一定要從經(jīng)濟性、安全性和穩(wěn)定性等方面對節(jié)能損耗工作進行評估，確保節(jié)能損耗工作能夠有效開展，為提高電廠運行質(zhì)量與效率打下堅實的基礎(chǔ)。

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作者簡介：

姜博 性別：男 出生年月：1987年9月 民族：漢族 籍貫：遼寧省阜新市 學(xué)歷：本科 畢業(yè)專業(yè)：熱能與動力工程 畢業(yè)時間：2011.12.30 現(xiàn)有職稱：助理工程師 研究方向：熱能與動力工程 身份證號碼：210921198709128017