引言
在社会经济不断发展背景下，电力需求也日益增长，而火电在我国电力结构中占据较大的比例，能够为各行业生产发展提供电能支持，但是受到火电厂是一个高能源消耗的行业影响，如何降低火电厂热能动力工程能耗也引发各界广泛关注。特别是在火电厂热能动力工程过程中，对锅炉生产环节、汽轮机组运行、生产管理方面等，采用科学合理的节能降耗方法，可以取得较好节能降耗效果，并提高火电厂热能动力工程效率，火电厂也能获得更加健康稳定发展。
1热能与动力工程的相关概述
热能与动力工程属于综合性的学科，通俗来讲指的就是热能与动力工程不像传统的学科一样，单指某一个方面的知识，而是把不同的知识综合在一起，所涉及的范围较为广泛，例如化工、电工或者是机械制造等。热能与动力工程的研究是从化工机械发展起来的，热能与动力工程在进行研究的过程当中所涉及的知识是完成各种能量之间的相互转化，而在整体研究过程当中，最为重要的一点就是实现动力和热能之间的转换[1]。
2热能动力工程运行消耗大的原因
目前，发电厂多利用热能发电，为了提高能源输送效率、降低能耗，需要对相关系统进行改造。但是，在实际应用中存在很多制约因素：
（1）电力用户分散、电压等级多，会直接影响电力生产过程；
（2）热能设备需要更新，老旧热能设备无法适应现代发展需要，导致出现资源浪费问题。
随着社会经济的迅速发展，发电厂的运行规模不断扩大，资源的浪费也日益严重。因此，有关部门必须对热能动力工程进行合理的优化与改造，确保达到节能优化效果[2]。
3热能动力工程节能改造措施
3.1化学补水系统设计
发电机组是发电厂的主体设备，为确保机组的正常工作，必须采用化学补水系统。需要将凝结水补充到电容器或脱氧机，并在设备运行时对水温进行严格控制，如果水温较低，需利用设备提高水温，以保证凝结水的迅速流入。化学补水系统一般采用喷雾补水的方式，该作业方式可回收部分废气余热，从而改善冷凝器的真空状态。为了提升补水量，还可以使用低压加热器，使凝结水逐步升温，从而实现对高能蒸汽的控制。
在化学补水系统的设计中，可应用水泵辅助冷凝器的热井进行补水，如果需要对锅炉上水，可以启动水泵、管道等进行补水。在正常工作状态下，可打开辅助泵的旁通阀，通过切断辅助泵，利用补水罐和凝汽器的压力差，实现自流式补水效果。
可通过安装冷凝器补充水管，通过主、副两个调节阀调节冷凝器的热井水位。在正常工作状态下，需要根据热井位信息，通过主调节阀实现对水位的自动控制。在水位较低的情况下，应该打开主调节阀；在水位持续降低、水位信号告警的情况下，应在集控室迅速打开旁通辅助阀以增加供水。在热井水位较高的情况下，关闭阀门；在水位持续上升的情况下，打开高压排水调节阀，凝结水通过凝结水泵、除盐装置和升压泵送至补给槽，完成补水操作。
3.2废烟余热回收利用
在室外排烟管路上增加烟-水换热装置，以实现废烟余热回收利用，通过生产高温热水（88～98℃），同时降低排烟温度，可提供主要的驱动能源。随后可采用2台余热制冷机取代原有的电冰箱来生产制冷剂。通过这样的优化改造，既可以保证环境质量，又可以大大降低系统的能源消耗，具体操作如下。
（1）夏季：采用余热制冷机生产制冷剂，供空调、工艺及烟气降温（预留）。
（2）过渡期：根据不同的冷量，自动启动对应的余热制冷系统和辅助设备，确保系统的正常工作。同时，还可采用余热水进行预热、加热和采暖。
（3）冬季：采用烟气换热后的热水取代传统锅炉成为供暖热源。当室外的温度达到某一特定值时，可采用“免费”的冷却塔生产制冷剂，供工艺冷却和烟道进行再冷却处理。
3.3废水余热回收利用
3.3.1系统构成
废水余热回收利用系统由定排扩容器、汽包、灰斗、第一室外集水井和室内集水井等组成。其中定排扩容器与蒸发器相连，定排扩容器上设有一旁通管路，旁通管路的一端与定排扩容器相连，另一端与第一电动门相连。第一电动门的另一端与直通空气管道相连，直通空气管道具有第二电动门。一条余热利用主管路与第二电动门和定行扩压器之间的空隙相连，在该余热利用主管路上设有第三电动门。第三电动门与第二户外集水井经由第一管道相连，第二户外集水井经由第二管道与室内集水井相连，室内集水井经由第三管线与第一户外集水井相连，第一户外收集井上余热利用回水母管相连，余热利用回水母管与四个灰斗设备并联。灰斗设备的组成包括1个供汽手动门、1个灰斗加热器、1个灰斗本体和1个手动回水门，供汽手动门的一端与余热利用主管路相连，另一端与安装于电除尘器灰斗本体外壁绝热的灰斗加热器相连。回水阀的一端与灰斗加热器相连，另一端与余热回水母管相连。
3.3.2应用效果
（1）系统采用DCS控制方式，通过增加管道和阀门，实现锅炉高温污水的在线利用。
（2）系统具有结构简单等优点，其中电气机械联锁依靠热控制信号确保系统的安全性和可靠性[3]。
3.4蒸汽凝结水回收利用
凝结水的回收收益高，但也存在问题：
（1）凝结水汇聚点的压力不均匀，压差导致凝结水的回收系统无法正常工作，使前端设备的疏水性和热交换不足；
（2）凝结水的质量存在问题，当凝结水含有大量铁离子时，不仅容易产生铁锈，还会使锅炉的腐蚀加剧，从而影响锅炉的正常使用效果。
在锅炉水蒸气系统中投药，可将凝结水的含铁量降低到0.1mg/L。此外，如果凝结水的酸碱度、硬度、氯根等指标均达到供水要求，可使水质达到回收前的质量或更高。
在锅炉的供水系统中，大部分水都是凝结水，用水处理装置生产的软水只可作为锅炉的补充水。锅炉蒸汽凝结水保护剂为液体，主要通过活塞泵注入锅炉的输水管或分汽缸的输油管线而流入管网。锅炉使用者要确保凝结水管路全部装满（凝结水水位必须在水箱水位以下），避免任何气体进入管道，如氧气，凝结水中溶解氧含量过高会造成腐蚀，从而缩短凝结水管线的使用寿命。在冷凝水进入供水池或凝结池之前，会经过旁通排水阀门和采样点，需定期对凝结水进行采样和检测，以及时发现系统渗漏，并采取相应措施处理，防止对供水造成的污染，达到安全、节能、降耗的运行效果。
3.5热电联产
3.5.1供暖
用换热器对蒸汽或热水进行处理，生成干燥热气，为窑炉、干燥机等设备提供热气。同时，热空气可以和外界新鲜空气混合，使其体积增大，实现较为准确的温度控制。
3.5.2制冷
利用吸收式制冷机生产制冷剂，吸收式制冷机使用热能代替电能，其效能由效能因子（COP）度量。吸收式制冷机结构简单、造价低廉，启动温度可达93℃（200℉），其COP一般为0.7～0.9。更复杂的双效制冷机可以在175℃（347℉）下激活，COP更高，但成本较高。
3.5.3电力生产
发动机可以利用引擎排气热量来增加功率输出，通常由多台发动机将排气输送到锅炉中，将工作液转换成蒸汽，再通过涡轮进行膨胀，以此带动发电机。这种结构与联合循环电站相似，可以增加10%的发电量，增加5%～6%的电力利用率。
3.5.4二氧化碳回收利用
除热量回收外，废气中的二氧化碳是可用于各种用途的副产品。在催化反应器中，可以清洗、冷却富含二氧化碳的引擎排气，并将其送入生产流程。例如，在温室中使用二氧化碳可以帮助农作物快速成长，增加10%～20%的收成；二氧化碳也可以用于碳酸饮料等的生产[4]。
结语
综上所述，火电作为社会主要供电形式之一，要保证供配电质量和促进火电厂可持续发展，就要在火电厂集控运行当中，深化落实好节能降耗工作。为进行热能动力工程的优化与改造，技术人员需明确节能改造的根本目的和实施措施，以此提高系统发电效率，保障达到节能降耗的目标。同时，还应该推进企业的有序管理和绿色生产，以提高企业的整体效益、满足人们的日常生活需要、促进企业的可持续发展。
参考文献
[1]徐怀德,袁荟岭,李芸等.发电厂节能降耗中热能与动力工程的应用探讨[J].大众标准化,2021(18):232-234.
[2]艾旭.节能降耗中热能与动力工程的实际应用分析[J].智能建筑与智慧城市,2021(07):149-150.
[3]张霄.热能与动力工程之节能技术方法分析[J].皮革制作与环保科技,2020,1(23):84-87.
[4]皇海燕,牛黄.浅谈热能与动力工程中的节能措施[J].中国新技术新产品,2019(16):49-50.
