1热能与动力工程的实际运用策略
1.1制订科学的调频方案
制定合理、科学的频率调制方案的关键是减少能源消费,这主要是因为热能与动力工程的能量转换存在的同时,发挥互补作用,合理制定频率调制方案能使合作更好的热能与动力工程,热能与动力工程有效地利用该装置可以解决电厂发电的损耗问题。目前,我国使用的调频设备主要是变型-直接转换设备。该设备具有调频效率高、附加能耗小、运行稳定等优点,可将热能和动力工程科学应用于电能生产。基于这些优点,应大力推广该变频设备的使用。为了确保热能与动力工程提供了发挥自己的优势,有必要制定科学调频措施的前提下结合电网的频率,以便并网操作单位可以自己调整,进一步进行相应更改到外部网络,以保证电网的频率稳定度。并网运行的机组也称之为一次调频,机组的负荷功率会随着频率的改变而产生相应的变化,因此,在增加负荷时要主要考虑到这一因素。在平衡调速器的过程中,使用一次调频能调节频率。在调节量的不断变化下,发电机组之间的变化也各有不同,所以,在选择一次调频时,也要确保其在规定的范围之内进行。对调频方案进行优化或有选择地进行二次调频,这就会使发电机组中出现两种调频的方式,即手动调频与自动调频,这两种方式的出现对提高发电机组的运行效率以及质量有很大的提升效果,能够有效提高发电机的运行效率,这一过程对电厂电能的生产效率的提高也是十分有效的。
1.2废热的回收利用
在污水排放过程中,电厂会浪费大量的废水和热量。此时,扩容方法可以减少污水排放过程中对环境的影响,并将污水连续排放过程产生的余热进行回用,从而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。
1.3有效利用多级汽輪机的重热现象
在运行多级汽轮的过程中会出现重热现象,这是由于上一级汽轮机损耗的热能接着被下一级所使用,因此对多级汽轮机的有效利用能够保证热能与动力工程的合理有效使用。重热系数与能源利用率之间并不存在必然联系,不会出现重热系数越高使得能源利用率也随着提高的情况。在发电机的运行之中,通过工作人员对重热系数的合理控制,保证其在有效的范围之内,接下来对重热系数的调节能够使发电机的发电效率得到提升。
1.4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。
2热能与动力工程中的节能减排途径
在将燃料的热能转化为电能并加以利用的过程中,能源的利用率取决于燃料中热能的释放是否充分、热能的传递情况以及最终转化为电能的效率。另一方面反映在火电厂整个工艺过程的散热和驱动机组及其辅助设备的能耗上。所以,探索节能和减排途径应从提高能量转换、传递效率和降低热量散失、设备能耗两方面着手。
2.1余热的回收及利用
在热能与动力工程设备及系统的运行过程中,热能的产生、传递和转换依靠燃料燃烧、水蒸气驱动汽轮机和发动机的运行完成,各个环节未能完成转换的热能存在于锅炉烟气、冷凝水和炉渣当中,在不采取回收利用措施的情况下,这部分热能会被排放至外界。而据相关研究和统计结果显示,在现有的节能技术支持下,工业生产领域中的余热有60%可以得到有效利用。首先,火力发电厂汽轮机组的蒸汽余热可以通过热电联产等多种形式进行回收,用于城镇供暖或进入汽轮机组回热系统二次利用;其次运用节能技术还可以优化对燃料燃烧、热量传递过程的控制,减少锅炉通过烟气、炉渣散失的热量,从而提升热能转化和利用的效率,并且优化电能生产过程中的排放指标。此外,设备运行过程中的冷却用水也会带来热能散失,通过优化工艺路线同样可以加以利用。
2.2提升能量转换率和降低能耗
通过优化热能与动力工程设备和系统的运行或者改进生产工艺,可以直接提高能量转换效率和降低能耗,达到节能减排的目的。首先,锅炉、汽轮机及其辅助设备的运行均需依赖电力驱动,基于热能与动力工程学相关原理,通过改进自动化控制系统或优化生产工艺、机组构成,根据电网负荷变化精确控制各个环节的设备工况,可以使之在高效状态下运行,从而降低机组运行中的能量损耗;其次,对汽轮机和锅炉等核心设备的构造进行改进,通过提升其性能和减少燃料燃烧、热能传递等关键流程的能量损失,也可以有效提高燃料、蒸汽中能量的转换效率,达到节约能源并优化各项排放指标的目的。
2.3过剩能量的存储和利用
电能的生产和利用是人类消耗自然资源与能源的最主要方式,在其不间断的生产和分配过程中,由于电力负荷处于动态变化之中。所以,为了保障电能供应的稳定性,必须对发电厂的机组运行状态进行相应的调控,通过改变燃料供应量、蒸汽压力等方式,让电能输出与终端用电负荷相匹配。而这一过程势必导致汽轮机等设备的有功概率下降,而且由于系统响应时间问题,无法避免电力负荷变化对电力系统的冲击。所以电能存储与利用是热电厂节能技术研究和应用的主要方向之一。
2.4基于新技术应用优化火力发电厂的运营模式
在火力发电厂的生产过程中,燃料燃烧产生的热能只有成功转化为汽轮机动能的部分才有机会被转换为电能和有效利用,而其余部分的利用则受到蓄热和导热技术的制约,在其回收和利用的过程中,能够被有效利用的比例不高。而近年来兴起的热泵技术与蓄冷、蓄热技术,则给优化热电厂的运营模式、提高热能的利用效率带来了新的思路。依赖这几项技术实现热能、电能以及冷量的联产,是未来热电厂生产运营的发展方向。
结束语
热能与动力工程的关键是资源和能源的转换和利用,分析火力发电厂的节能减排,通过优化单元配置,提高设备关键部件的设计,并使用自动控制、人工智能技术等能量转换的过程中,传播和利用进行精确控制,结合蓄热,导热性和新能源技术的应用,可以有效提高能源的利用率,降低烟气中废弃物等污染物的浓度,减少生产活动对自然环境的负面影响,实现资源和环境效益的最大化。
参考文献
[1]高世臣.浅谈热能与动力工程的应用及其对环境的影响[J].工程技术(引文版),2016,000(004):P.17-17.
[2]欧丹.热能与动力工程中的节能技术探讨[J].中国战略新兴产业(理论版),2019,000(005):1-1.
[3]王家有.节能降耗在热能与动力工程中的应用与措施分析[J].建筑工程技术与设计,2018,000(031):3295.