节能降耗中热能与动力工程的运用探讨

学术论文 2017-07-07 09:41:25
    环境污染及资源消耗已经成为我国在发展过程中的固有问题,这也在一定程度上限制了我国可持续发展的进程,为此在生产活动中如何进行节能降耗已经成为社会中的热点话题。在现今社会生产及生活中离不开电能的应用,为此电厂的建设一直在不断的扩张,同时电厂也是资源消耗及环境污染的主要因素之一,因此更要注重引导电厂向着节能降耗的方向发展。目前在对电力生产过程的研究中发现,热能与动力工程的应用可以有效地降低能源消耗量,其可以应用余热发电的特点有效地降低废气的排放量,达到能源的高效转化,使整個发电过程具有节能减排的作用。
    1 热能与动力工程在电厂发电中的作用
    1.1 热能与动力工程发电概述
    热能与动力工程所需要遵循的为能量守恒定律,其在运用中主要是根据这一原理将热能转化为动能,又从动能转化为电能。而在电厂进行生产活动的过程中主要是在能源燃烧反应中释放出足够的热量,这部分热量通过蒸发器及高压水泵的作用而产生大量的水蒸气,之后水蒸气推动了汽轮机,之后利用汽轮机的运转来带动发电机组产生电能,这部分电能则通过电力装置传输出来,由变电站进行电能的分配使用。
    1.2 利用热能与动力工程进行节能降耗的作用
    根据以上的介绍可以初步了解在热能与动力工程的应用中的特点,其对整个生产环节产生了一定的主导作用,因此在电力工程中需要对热能与动力工程进行着重研究,并在此条件下探讨如何将热能与力学进行全面的结合。目前在我国经济发展的过程中电厂作为我国重要的支柱型产业之一在未来必定还会不断的建设及发展,因此为了在最大限度上保证可以产生一定的环境效益,必须要掌握其在生产中的核心内容,热能与动力工程就是直接关系着电厂运行的部分,并且在热能与动力工程中需要注意开发出其能源工程及热力发动机排放与环境工程的作用,研究如何降低能源消耗,从而提高发电效率和能源利用率,最终达到节能减排的目的。
    2 影响电厂电能生产的主要因素
    2.1 锅炉运行情况
    目前在电力生产过程中多数是应用锅炉进行能源的燃烧,之后将其燃烧所得热能转化为动能进行发电工作,但是此种发电方式本身就是依靠机械设备来进行的,因此其存有的故障、风险等因素也较多,尤其是在故障隐患问题处理不及时的情况下极易造成电能生产效率低下的问题。作为特种设备的锅炉在生产应用中需要对其运行情况重点进行关注,锅炉在运行的过程中其燃烧及热能的释放并不是以固定的形式进行运行作业的,在实际中受到多种因素的影响,在释放热能上的效率也有一定的变化。为此,在实际中可以说锅炉在特定的环境下其热能的释放决定了锅炉的运行效率,也决定了电厂的生产效率。因此在提高锅炉热能运行效率上需要注重对锅炉性能进行改造,并在运行工况的调节做到更精准、细致。
    2.2 电厂设备的选择及热能损失
    在电力生产的过程中,设备运行工况直接影响热能的利用,利用率低将导致热能损失增加,因此在实际中多数电厂所选用的设备在节能降耗上没有取得进展,存在设备配比不足,热能损失难以控制。虽然目前在电厂中有一些设备采用变频调节,有了一定功效,但是在实际中这些设备存在着成本高、技术可靠性差、技术要求高等特点,这些都是节能降耗所需要面对的主要问题。
    2.3 凝汽装置的工况不稳定
    在发电的过程中,凝汽装置关系着在生产过程中的热效率问题,也是发电生产活动中的核心装置之一。根据凝汽式汽轮机的特点,其结构在实际中非常复杂,因此在实际运行中存在的不稳定因素也较多,同时汽轮机在生产使用中还较为容易受外界因素的影响出现运行上的问题,造成装置施工效率得不到良好的保障,再加上受外界环境及工作气压产生的一定影响,汽轮机在使用中的状态波动过大,无法稳定的依据理想设计要求进行生产运行,降低了整体的发电效率。
    3 热能与动力工程在电厂中的合理运用
    3.1 选择合理的调频方案
    热能与动力工程能量间转化是相辅相成的,动力工程的效率促进了热能的转化率,热能的利用率也促进了动力工程的合理化进程,热能与动力工程有效运用在电厂装置和设置中,保证电能的生产过程和生产流程更加符合相关规范,减弱了电能的损耗和消耗。由于用电系统也是存在变化的,外界的自然干预使得用电负荷处于变数变化中,故而电网频率也是存在波峰波谷的动态变化状态的。所以,合理的调频方案可以实现热能与动力工程的良好配合,发挥合理的作用并运用在电厂中,具体结合实际的负荷电网频率,并网运行机组时时刻刻根据频率调节自身的动态运行性能,自行接受外部负荷并承受的外界负荷,维系电网工作频率的正常化。
    并网运行机组一般被称为一次调频,根据外部环境负荷功率是一次调频的工作负荷频率的变化的主要依据,而后平衡调速器的工作状态,实现快速的频率调节选择一次调频方案就能够解决这个问题。适当的对调频方案改进改造,有选择性的进行二次调频,尤其是在发电机组运行过程中,可以手动调频和自动调频两种相结合的两种方式,如果一次调频解决问题不彻底,可以采用二次手动调频的方式解决问题,促进发电机的运行功率效率提高。
    3.2 采用调配选择及工况变动的方法
    为了保证汽轮机可以得到高效利用,可以采用调配选择来使热能与动力工程可以在电厂中得到高效利用,同时利用调配选择还可以有效的提高发电过程中的可靠性,使发电计划更具有可行意义。在此种条件下需要注意对凝汽装置性能进行提升,从而保证在实际中具有良好的使用效率,主要通过增加辅助装置来提高汽轮机的利用效率,使其在实际中具有较好的热效率。并且在调配选择的作用下可以使装置根据电厂的实际工作状况的变化进行汽轮机工作负荷的调节,避免在实际中出现工作负荷过大而造成汽轮机应用受到影响或是汽轮机负荷过小热效率不足的情况。并且在调配选择中还需要注意对阀门情况进行监控,由于汽轮机会进行工况变动,为此阀门全开时系统可能无法承载其施加的作业压力,为此必须要由工作人员进行调控,避免在短时间内峰值陡然增高,进而保证汽轮机可以对能量进行高效转化。
    3.3 有效利用多级汽轮机的重热现象
    汽轮机在使用中具有重热现象,因此为了可以使能源得到高效利用需要对此部分能量进行回收利用。在电厂中增加汽轮机的数量,并根据其实际的发电情况对汽轮机进行重新布置,通过对汽轮机的排布布局来使其重热得到利用。其排布状况通常是以上下级的形式分布,这样可以使汽轮机在出现热损耗时这部分的热能可以被其他汽轮机进行回收利用,多重汽轮机重热回收可以有效的对此部分热损耗进行重新利用,使热能与动力工程融入到热损耗回收利用中,保证可用能源的高效利用,体现出其节能降耗的作用。一般情况下,汽轮机最佳的重热系数应该控制在0.04-0.08,由于其机组的差异性不同必然也是一个界定的范围内,不能完全固化为特定的数值。
    4 结束语
    目前在电厂电能生产活动中存在着较为严重的资源浪费情况,再加上电厂生产关系着人们的日常生产活动,为此在每日生产中造成的资源浪费会带来极大的损失,并且未燃烧充分的废气直接排放到大气中造成了空气受到严重的污染。为此,在现今电厂生产中开始注重节能技术及环保技术的使用。例如通过烟气及余热进行二次发电作业,或是在烟气排放的过程中进行脱硫脱硝处理。虽然在节能降耗上许多电厂已经开始应用相关技术,但是在大多数电厂中仍然存有资源消耗量过大的情况,为此更要注重对热能和动力工程中的专业理念进行应用,为我国电力行业的良好正常发展打下基础。
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