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浅析节能降耗中热能与动力工程的实际运用白睿

发表时间：2020/3/3 来源：《电力设备》2019年第20期作者：白睿

[导读] 摘要：为了解决现有热能动力系统优化时未考虑系统的直流调制关系，导致节能效果较差的问题，提出基于直流功率调制和暂态能量跟踪融合的热能动力系统节能控制和改造技术。

        (晋能大土河热电有限公司山西吕梁 033000)
        摘要：为了解决现有热能动力系统优化时未考虑系统的直流调制关系，导致节能效果较差的问题，提出基于直流功率调制和暂态能量跟踪融合的热能动力系统节能控制和改造技术。采用多直流调制协调稳定性调节方法，进行热能动力系统的机组节能控制。以功角、角速度、机械功率等为约束参量，对热能动力系统的机组输出特征量进行稳态特征分解，结合分解得到的稳态特征，对热能动力系统的节能稳态性控制进行分析。根据热能动力系统的转子角与转子角速度的直流调制关系，进行暂态能量跟踪融合处理，实现热能动力系统的优化与节能改造设计。
        关键词：热能与动力；节能降耗；应用
        1 引言
        在社会经济快速发展的过程中，中国的电力能源的使用得到了大力发展。尤其是在电厂的发电中，对热能与动力工程的应用非常广泛。在当前的电网面积增加以及热能与动力工程的不断应用中，电厂开始将目光转向对资源的合理运用上，其中节能降耗是其中的重点，节能降耗这项技术的发展是保证电厂可持续发展的重要技术。
        2 热能与动力工程的概念
        热能与动力学工程是通过工程学、力学、计算机等学科的发散性技术理论，在热能的生产过程中对能量进行管控以及优化的效果，以此来使能量的转换效率得到提高，并且使能量的损耗降到最低。与此同时，对动力工程在内燃机等动力系统中的合理运用，对热能转化为动能的效率的提升效果显著，可以合理有效降低能量的损耗。
        3 影响电厂电能生产的原因分析
        3.1 热能的损失
        在电厂的运作中，最常出现的能量之间的转换即为热能的转化，但热能在转换中最容易出现能量的流失损耗。基于此，在电厂的节能降耗工作中一直将控制热能的损耗作为工作的重点。但实际上在电厂的节能降耗工作中，由于会使用到大规模的热能的传递以及转化，并不能保证每一个环节的热能都不会损耗，因此会出现损耗的热能累积到下一环节的情况。所以，在这一环节中，热能过剩的现象如果不能及时得到解决，则可能会导致重热现象的发生，这样的情况一旦出现会引起整个系统运行中的能量失衡现象，会造成不可挽回的后果。
        3.2 设备和用电频率的问题
        通过相关的调查发现，由于设备的工作时间较长以及没有对设备进行及时的维修和养护，导致“带病”运行的情况时有发生，对设备的运行与使用来说有着较为严重的影响。在用电频率上也存在着不小的风险，会造成设备的稳定性及安全性降低，这样一来就会影响电厂的生产并且会使变工的进程降低，对变工的顺利开展提出了挑战。
        4 热能与动力工程的实际运用策略
        4.1 提高能量转换率
        对于能源方面的应用，热能动力工程覆盖面比较广泛，包括风电、水电、火电、地热能等，均是依靠热能动力工程建设获取相应产物，为人们日常生活和工作提供能量的同时，还为多领域技术水平的提升奠定了基础。本研究将从技术层面和人才层面分别探究能量方面的发展。基于技术层面，随着热能动力工程的不断改进，提高了能源利用率，大部分能源利用率从60%提升到90%以上，实现了能源的高效利用。与此同时，带动了水力发电、火力发电等领域的快速发展，为其能源的开发提供了可靠工具。目前，已经成功研发出高效开发能源技术，通过技术改良，降低了技术投入生产成本，进一步提高了经济效益。另外，能源安全开采也融入到热能动力工程中，根据能源开发注意事项，从技术角度出发，设定了一些安全操作技术指导策略，以此提高能源开发安全性。基于人才层面，热能动力工程专业人才越来越多，且各大高校加大了考核力度，除了理论考试以外，增加了实践操作考核，并提高了此部分考核比例，使得该专业人才具备一定实践操作能力，能够快速适应岗位要求，为能源开发管理提供可靠技术支撑。

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另外，我国还设置了一些技术支持项目，为人才技术及理论水平提升提供了培养机会。在项目中，专业人才可以相互探讨，探究能源开发技术方案，使得方案可靠性得以提升，以此推动能源发展。
        4.2 加强燃烧技术研究
        在电厂锅炉的实际燃烧发电过程中，燃烧操作技术作为最重要的环节之一，在能量转换时发挥着非常重要的作用。通过使用先进的燃烧控制技术，能够明显减少能耗，促进节能减排，因此在进行技术革新时，对燃烧控制技术的创新研究必不可少。燃烧操作技术分两部分内容，分别是空燃比里的连续操控技术以及双交叉形式的先付操控技术。空燃比里的连续操控是把已检测出的数值传递给PLC，使其与自身的数据进行比对，其中产生的偏差值通过计算之后再发出相应电信号，以此来调整锅炉内部的温度。双交叉形式的先付控制技术是通过温度传感器传递电信号，根据实际测量温度和预期温度偏差值的对比，再借助PLC自动改变空气流量阀门和燃料的闭合，通过燃料与空气之间的比例来操作，运用相应的操控装置来调整锅炉内部的温度。这两种方法各有利弊，但是都能有效改善传统燃烧控制技术带来的不足，在一定程度上提升电厂锅炉的使用效率，提高生产效率。例如，在电厂锅炉实际操作中，非常重视燃烧技术的创新，通过使用双交叉形式的先付控制技术降低能源损耗，提高了生产效能。
        4.3 废热的回收利用
        发电厂在排放污水的过程中会出现大量的废水余热浪费现象，这时选择扩容的方式能够降低污水排放过程中对环境造成的影响，还能对污水持续排放过程中所产生的余热进行再利用，满足节能降耗的要求。对相关研究进行分析可以发现，在排出污水时使用排污热回收器能够将污水排放过程中的余热进行保存，这项装置是目前电厂对废水余热回收最科学的方法。比如对辅汽系统疏水和吹灰蒸汽疏水排至蒸汽暖风器，这样一方面提高了进入炉膛风温，回收了热能，同时疏水疏至凝汽器，回收了工质。这一方法能够有效地解决热能损耗问题，对节能降耗起到了不可忽视的作用。
        4.4 采用调配选择与工况变动方法
        使用调配选择能提升发电过程中的可靠性，可靠性的提升对热能与动力工程在电厂中的实际应用起着重要的作用。但需要注意的是，在这样的情况下对凝气装置性能的提升主要利用增加辅助装置来使得汽轮机的使用效率得到提升。比如，在汽轮机上安装低压凝气装置等操作会使实际中的大负荷工作与汽轮机的负荷过小之间的矛盾得以解决。同时，积极查漏，消除真空系统漏点，天气较热时降低凝汽器冷却水温度等，通过这些方式保证凝气系统的稳定运行，能够有效地使运行系统的温度降低。
        5 结束语
        热能动力工程对能源和汽机发展帮助较大，从当前发展情况来看，我国此专业人才逐渐增多，技术得以完善，促进了多领域发展。但是随着科学技术的改进，对工程方案质量的要求越来越高，在未来发展中，需要加强环境保护、技术创新、能源利用率提升、能源合理规划等方面的发展。因此，热能动力工程的发展之路漫长，还有很大的提升空间。
        参考文献：
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        [3] 陈金龙.节能降耗中热能与动力工程的实际运用[J].设备管理与维修,2018(06):159-160.
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