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节能降耗中热能与动力工程的应用

2019-12-10张展阁

中国科技纵横 2019年20期
关键词:动力工程热能节能降耗

张展阁

摘 要:随着我国能源消耗不断加剧,各大电力生产企业在生产运行中越来越重视节能降耗。发电企业在生产运行中要想有效控制能源消耗,就必须控制生产设备运行中的能量损耗,而应用热能与动力工程技术能够有效改善发电企业生产过程中的能量损耗。因此本文阐述热能与动力工程概念,分析热能与动力工程在发电厂电力生产中具体应用,并提出应用过程中影响发电厂电能生产的主要因素,旨在提升发电企业的电能生产效率,提高企业经济效益。

关键词:节能降耗;热能;动力工程;应用

中图分类号:TM621 文献标识码:A 文章编号:1671-2064(2019)20-0001-02

电力资源是我国国民经济发展的基础性资源,我国发电企业是我国电力供应的源头企业,电力企业要想生存发展,节能降耗是核心理念。发电企业在电力生产中主要是通过应用热能与动力工程进行能量转化,从而达到生产电能的目的。而在发电企业电力生产中贯彻节能降耗理念,就必须合理的调整热能与动力工程的应用方式,这对发电企业提高生产效率,降低能源消耗,提升企业经济效益具有重要的现实意义。

1 热能与动力工程概述

动力是一种应用范围十分广泛的力量能源,而动力能源的涵盖范围较大,其中包括风能、太阳能、水资源以及煤炭资源都属于动力能源。动力工程则是应用动力能源的主要途径,而在发电厂的电力生产过程中,应用动力能源需要大量的承载设备,如发电机、汽轮机以及锅炉等设备。发电厂生产电力资源是基于热能与动力工程将动力与热能进行相互转化,从而达到生产电能的目的。而发电企业在利用電能生产设备的基础上,应用热能与动力工程对能量进行转化,是发电企业保证电能生产效率的重要前提条件。

2 影响发电厂电能生产的主要因素

2.1 锅炉运行因素

当前我国火电厂的电力生产中,应用最为广泛的就是利用锅炉对能源进行燃烧,通过对煤炭能源燃烧后产生的热能作为发电机的动能,实现电力生产。由于这种电力生产方式主要依托于机械设备,因此不可避免的会存在诸多不确定的故障因素和风险因素,这种锅炉运行因素对发电厂的电能生产效率有着较大的影响。锅炉作为火电厂电能生产中最为重要的特种设备,在实际电力生产过程中,必须对锅炉设备的运行情况进行重点关注,这是由于锅炉设备在电能生产过程中,对煤炭能源的燃烧以及热能的释放是通过多种形式来作业运行的,这就导致在实际电力生产过程中影响电能生产效率的因素具有很多种,锅炉运行时煤炭燃烧的热能释放效率也会因各种因素导致不断变化。据此可以明确认为,锅炉在不同的运行环境下其煤炭燃烧的热能释放效率是决定锅炉运行效率的重要因素,同时也是发电厂电能生产效率的主要影响因素。因此要想提高发电厂的电能生产效率,应对锅炉的性能做好全面了解,并对其进行合理改造,从而有效提高锅炉的产热效率,继而提高发电厂的电能生产效率。

2.2 设备的选择及热能损失因素

发电厂要想有效的节能降耗,必须注重对发电厂生产设备的选择以及电能生产过程中热能损失的计算。发电厂生产设备的选择与热能损失有着密切的关系。电能生产设备的运行工况是直接关系热能损耗量的重要因素,若是电能生产设备对热能利用率较低将直接导致的发电厂的生产能耗加大,这对发电厂的节能降耗是十分不利的。而我国目前的部分发电厂在电能生产设备的选择上还难以到达节能降耗的基本要求,电能生产设备配比不合理,导致热能损耗难以控制在限定范围内,成为当前发电厂需要迫切解决的问题。在解决此问题的过程中,虽然我国部分发电厂采用了能够具有变频调节功能的电能生产设备类型,并取得了不错的应用效果。但在实际应用这些生产设备的过程中,还存在诸多需要解决的问题,如生产成本增加、技术难度较大、技术可靠性低等,这些问题都极大的限制了发电厂的节能降耗,因此要想有效解决这些问题,必须对电能生产设备的选择加大重视力度,同时做好热能损耗的控制。

2.3 凝气装置的工况缺乏稳定性因素

发电厂电能生产过程中,凝气装置是发电装置中的核心部位,凝气装置的运行工况对电能生产过程中的热效率有着直接影响。凝气装置是由凝气式汽轮机为主,其他辅助设备为辅共同组成,而在发电厂发电过程中,凝气式汽轮机由于其结构较为复杂,同时电能生产过程中影响因素众多,导致在实际的运行过程中其运行工况的稳定性控制难度较大。此外,凝气式汽轮机在电力生产过程中受外界因素影响,致使其施工运行效率难以得到有效保障,同时由于其运行环境因素以及工作状态下气压的产生都会导致其在运行过程中出现较大的状态波动,这种情况就会致使凝气装置的整体运行工况缺乏稳定性,无法实现理想状态下的运行工况,导致对发电厂的电能生产效率造成一定的影响。

3 节能降耗中热能与动力工程的应用

3.1 调频方案的合理性

发电厂节能降耗工作中,提高锅炉的燃煤效率是一种行之有效的方式,提高燃煤效率会在一定程度上提升热能生产量,从而降低发电厂的能源消耗。而我国部分发电厂的提高燃煤效率的主要途径都是通过调节电能生产设备破频率,电能生产设备的频率调节通常都是改变定子电源的频率速度来实现的。这种调频提高电能生产效率,降低发电厂能源消耗的手段已经在我国多数发电厂中得到应用。目前我国的变频设备通常都是交—直—交的变频模式,这种变频模式能够更好的适应我国多数发电厂的实际情况,主要帮助发电厂电能生产的机械设备保持在稳定匀速的运行工况,从而提升发电厂的电能生产效率。这种调频方式在电能生产过程中能够有效减少能源的消耗,同时其应用范围相对较为广泛,在多种电动机械设备中都能得到良好的应用,同时使用变频调速时,电动机械设备的电流较稳定,运行效率也有所提高。因此,发电厂在电能生产过程中,应有效结合电网频率,选择科学合理的调频方案,有利于发电厂在电能生产中实现对热能的合理运用,同时电能生产过程中电场的动力工程应用也能有效提高电能生产效率,降低发电厂能耗。

3.2 废水余热回收利用

发电厂在电能生产过程中,会产生含有大量热能的水蒸气,若是只对其进行简单处理,则会损失大量可供利用的热能资源,同时还会产生大量的废水,这对发电厂的节能降耗十分不利。而发电厂电能生产设备中,除氧器是控制水蒸气的重要设备,若是在除氧器运行过程中,将带有热能的水蒸气大量排放,就会导致大量热能的损失。因此为了更好的实现热能最大化利用,通过冷却器减少热能损失,不仅能够降低发电厂能耗,还能进一步提高电能的生产效率。在发电厂废水排污过程中,排污形式分为定期排污以及连续排污,主要是根据发电厂生产效率以及排污效果来决定排污方式。在进行废水余热回收过程中,通常会使用扩容器进行降压,但这种方式虽然可以二次回收废水余热,但在实施过程中,回收效率不高,废水的热能还会大量损失。当前我国发电厂的废水余热回收利用还处于技术研究阶段,为了更好的回收利用废水余热,降低发电厂能耗和减少对周围的环境污染,目前通常使用排污热回收容器来存放锅炉的余热废水,这样能够有效提高能源利用率,同时符合发电厂节能降耗和环保要求。

3.3 蒸汽损失的有效降低

发电厂生产电能过程中,减少锅炉的蒸汽损失量是降低发电厂能耗的有效手段。发电厂发电过程主要是通过锅炉设备燃煤产生热能,而热能转化为机械能带动发电机运转是有蒸汽来实现的。但是发电机组在蒸汽热能的作用下对发电机叶橱完成做功,在进入凝气装置后则是通过的剩余蒸汽中的热能转化成机械动能,而这部分能量正是发电机组为转化机械能的蒸汽热能,这部分能量损耗过程一般被称为“余速损失”。而提高发电厂的能源利用率,降低能源消耗的有效途径就是降低这部分的能量损耗。因此需要制定降低锅炉蒸汽损失的有效策略,这就要求发电厂锅炉的管理人员必须对锅炉的运行状态以及锅炉的各项数据参数做好监控,时刻关注锅炉内部的压力变化以及温度变化,当锅炉内部的压力和温度低于标准数值,锅炉管理人员应采取适当的措施,增加锅炉内部的温度或压力,从而保证水蒸气的损失在规定范围内。若是锅炉压力过低,水蒸气中会含有大量的液化水滴,若是温度不足,则会导致液态水气化过程受到影响,这两种因素都会对水蒸汽热能转化为机械动能的效率造成影响。同时要确保锅炉的热能应用效率,就必须保证蒸汽做功的连续性,有效控制锅炉热能输出的稳定性、持续性。

3.4 减少调压调节损失的方式

热能与动力工程在发电厂节能降耗的应用中,可以通過调压调节对发电过程中的能量损耗问题进行有效处理,在一定程度上对发电设备调压调节能够全面提升发电机的运行效率。在应用热能以及动力工程的条件下,调压调节能够进一步提高电能的生产效率,全面优化发电厂的生产流程,有效促进热能和动力工程在发电厂节能降耗领域的进一步应用。但同时子啊调压调节过程中,也会存在诸多的问题,如长时间高负荷运行、调压调节不符合实际生产情况以及与发电厂的生产效益不成正比等。这类问题的产生通常属于发电机组运行不合理导致的,并未人为因素和生产设备故障。而运用新型发电设备,合理调整发电流程,能够有效提高热能以及动力工程的应用效率,从而有效降低调压调节在发电厂电能生产中产生的能源损耗。在发电厂发电过程中,机械设备会不可避免的产生一系列问题,锅炉设备在运行过程中产生的热能在转化为动能时也会产生一定的损耗。由于热能损耗造成的鼓风损失以及斥气损失会在一定程度上影响汽轮机运行效率,这些非人为因素和机械故障造成的能耗增大,主要是由于发电厂发电设备运行机理不合理导致的,因此发电厂应全面改进发点工艺和设备,引入新型设备和技术,从而提升发电厂热能和动力工程的应用效率。

4 结语

综上所述,发电企业应用热能与动力工程技术在电力生产过程中能够有效降低能源消耗,提升发电企业经济效益。在应用热能与动力工程技术的过程中,应提高热能与动力工程的实际应用效率,通过该技术的应用要合理制定措施,控制发电厂的电能生产过程中的能量损耗,优化电能生产流程,降低生产设备故障发现率,减少电能生产中压力调节时的热能损耗,提高发电企业点能生产效率,降低企业能源消耗,提升发电企业的经济效益和能源利用率,从而促进我国能源可持续发展。

参考文献

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