淺談節(jié)能降耗中熱能與動(dòng)力工程的實(shí)際應(yīng)用

薛峰 甘肅省特種設(shè)備檢驗(yàn)檢測(cè)研究院（集團(tuán)）

我國(guó)經(jīng)濟(jì)持續(xù)中高速增長(zhǎng)，與此同時(shí)對(duì)能源的需求亦急劇增加，能源消費(fèi)總量連年位于世界前列，經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)與能源供需、環(huán)境的矛盾日益突出。在當(dāng)前社會(huì)能源體系中，煤炭、石油和天然氣等是其主要組成部分，但這些資源具有不可再生的特點(diǎn)且使用后對(duì)環(huán)境污染程度較高。于是，尋找開(kāi)發(fā)以及進(jìn)一步利用新型清潔能源已經(jīng)成為共識(shí)，而地?zé)崮?、生物能和太?yáng)能等可再生資源開(kāi)采利用技術(shù)并未在實(shí)際中得到普遍運(yùn)用，熱能與動(dòng)力工程節(jié)能降耗值得深入研究分析。

一、熱能與動(dòng)力工程應(yīng)用中節(jié)能概述分析

熱能動(dòng)力系統(tǒng)發(fā)電是指利用化石燃料等可燃物燃燒產(chǎn)生熱能，然后經(jīng)過(guò)發(fā)電動(dòng)力裝置轉(zhuǎn)換為電能。從系統(tǒng)能量轉(zhuǎn)化過(guò)程來(lái)看，最初為生物化學(xué)能，之后依次轉(zhuǎn)化為熱能、機(jī)械能和電能。在系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中，受燃燒不充分因素影響，化石能源遭到大量浪費(fèi)，能量轉(zhuǎn)化程度較低。與此同時(shí)，燃燒將產(chǎn)生大量二氧化碳和二氧化硫，如果未經(jīng)有效處理就排放至空氣中，會(huì)引發(fā)嚴(yán)重環(huán)境污染。在建設(shè)熱能動(dòng)力系統(tǒng)時(shí)，電廠需要綜合考量各類(lèi)技術(shù)，參照國(guó)家、行業(yè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)各種機(jī)械設(shè)備進(jìn)行合理選用和組合，完成系統(tǒng)性能綜合分析，在保證系統(tǒng)可靠運(yùn)行的同時(shí)，盡可能提升能量轉(zhuǎn)化率。此外，技術(shù)應(yīng)用方面，要綜合考慮技術(shù)水平，在保證系統(tǒng)先進(jìn)性的同時(shí)，為日后維護(hù)提供便利，使系統(tǒng)建設(shè)帶來(lái)可觀經(jīng)濟(jì)效益。在系統(tǒng)建設(shè)過(guò)程中，除了保證設(shè)備投資不超預(yù)算，還要保證后期產(chǎn)生的損耗費(fèi)和維修費(fèi)低于經(jīng)濟(jì)效益。近年來(lái)，伴隨國(guó)家節(jié)能環(huán)保政策推行，電廠因能源過(guò)度損耗和污染治理承擔(dān)的成本逐漸增加。但目前建設(shè)的系統(tǒng)大多關(guān)注經(jīng)濟(jì)效益，缺少對(duì)社會(huì)效益的足夠考量，最終影響系統(tǒng)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性。因此，要對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化和節(jié)能改造，提升系統(tǒng)工作質(zhì)量，為電廠的可持續(xù)發(fā)展提供保障。

二、熱能與動(dòng)力工程在節(jié)能降耗中的運(yùn)用措施

（一）余熱回收技術(shù)運(yùn)用

在電能生產(chǎn)和能源利用過(guò)程中，為了實(shí)現(xiàn)有效的能源輸送和科學(xué)轉(zhuǎn)化，整個(gè)能源改造中會(huì)有熱量散失的問(wèn)題。因此，為了減少熱損失，應(yīng)根據(jù)電廠的運(yùn)行狀況分析容量損失現(xiàn)象，并具體分析余熱恢復(fù)過(guò)程。在余熱回收中，需要改變以前的工藝，通過(guò)處理余熱回收資源來(lái)減少余熱排放，然后根據(jù)余熱的數(shù)量和質(zhì)量的基本特征來(lái)確定余熱回收的方法。結(jié)合目前的熱能和電力系統(tǒng)的運(yùn)行狀況，應(yīng)用加熱冷凝裝置可以有效提高電力裝置的運(yùn)行效率，節(jié)約燃料，有效減少熱損失現(xiàn)象。此外，在電廠運(yùn)行過(guò)程中，由于生產(chǎn)需求會(huì)限制整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行，通常會(huì)產(chǎn)生大量廢水等，需要對(duì)這些廢水資源進(jìn)行科學(xué)、系統(tǒng)的處理，從而實(shí)現(xiàn)余熱回收技術(shù)的節(jié)能價(jià)值。

（二）及時(shí)優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)

在熱能與動(dòng)力工程領(lǐng)域中，為改變?cè)摦a(chǎn)業(yè)能耗大的運(yùn)行方式及發(fā)展現(xiàn)狀，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化是其產(chǎn)業(yè)革命不可或缺的環(huán)節(jié)。產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整切入點(diǎn)可以從如下幾個(gè)方面進(jìn)行：第一，調(diào)整產(chǎn)業(yè)發(fā)展所需的能源結(jié)構(gòu)，走出去學(xué)習(xí)節(jié)能技術(shù)，引進(jìn)來(lái)高效節(jié)能設(shè)備，完善工藝流程，建立輕污染乃至無(wú)污染生產(chǎn)方式，提高行業(yè)經(jīng)營(yíng)發(fā)展效率。第二，在技術(shù)厘革中，要堅(jiān)持因地制宜的準(zhǔn)則，把地方的水資源貯藏轉(zhuǎn)化為能源動(dòng)力優(yōu)勢(shì)，綜合運(yùn)用熱能資源。例如，應(yīng)用空氣單元熱回收技術(shù)回收熱能，可以實(shí)現(xiàn)熱能和電力工程資源的節(jié)能應(yīng)用。第三，通過(guò)更新工業(yè)生產(chǎn)設(shè)施，提高熱能機(jī)組和動(dòng)力工程機(jī)組的功用和運(yùn)用效率，是實(shí)現(xiàn)能源高效循環(huán)使用的重要途徑。

（三）全面強(qiáng)化濕氣損耗控制

濕氣損失是熱電廠能耗損失的重要組成部分，有效降低濕氣損失，可提高熱能動(dòng)力工程使用效率，確保熱電廠正常運(yùn)行。為防止?jié)駳鈸p失，降低危害，在熱電廠運(yùn)行過(guò)程中，需采取科學(xué)可行措施加以彌補(bǔ)，即利用去濕裝置或附帶吸水縫的噴灌，改進(jìn)優(yōu)化機(jī)組，提高抗沖蝕能力，引進(jìn)中間再熱循環(huán)等等。在汽輪機(jī)正常工作時(shí)，不僅要克服支持軸承與推力軸承的摩擦力，還需及時(shí)啟動(dòng)主油泵與調(diào)速器，但是這些操作環(huán)節(jié)也會(huì)導(dǎo)致一定能量損失，即機(jī)械損失，對(duì)此可采用軸流式汽輪機(jī)，一側(cè)引進(jìn)高壓蒸汽，一側(cè)排除低壓蒸汽，如此便可在無(wú)形中形成高壓指向低壓的閉環(huán)，這樣一來(lái)，就可有效降低能耗，提高熱能動(dòng)力工程使用效率。

（四）選擇合理的調(diào)頻方案

調(diào)壓調(diào)節(jié)可保障機(jī)組的負(fù)荷適應(yīng)能力，促使機(jī)組穩(wěn)定運(yùn)行，還可帶來(lái)良好經(jīng)濟(jì)效益，進(jìn)而提高熱能動(dòng)力工程具體運(yùn)行效率。但是調(diào)壓調(diào)節(jié)性能依然存在一定局限性，即在高負(fù)荷區(qū)域內(nèi)，滑壓調(diào)節(jié)的經(jīng)濟(jì)性不足，且動(dòng)葉柵內(nèi)大機(jī)組蒸汽工作之后發(fā)生機(jī)械能轉(zhuǎn)化現(xiàn)象，導(dǎo)致蒸汽余速?lài)?yán)重?fù)p失。在熱能動(dòng)力工程實(shí)踐應(yīng)用過(guò)程中，因?yàn)闄C(jī)組運(yùn)行機(jī)理不正確，時(shí)常會(huì)導(dǎo)致調(diào)壓調(diào)節(jié)損失，為防止這種問(wèn)題出現(xiàn)，需引進(jìn)先進(jìn)科學(xué)技術(shù)與工藝，同時(shí)詳細(xì)分析調(diào)壓調(diào)節(jié)損失問(wèn)題。

（五）采用強(qiáng)化傳熱技術(shù)

我國(guó)已經(jīng)在戰(zhàn)略高度上重視環(huán)境保護(hù)和能源利用并在工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域大力推廣節(jié)能技術(shù)。傳熱應(yīng)用技術(shù)通過(guò)換熱器提升能源利用率，從而使熱能與動(dòng)力工程的產(chǎn)業(yè)發(fā)展效果得到大幅改善。第二代傳熱技術(shù)之稱(chēng)的強(qiáng)化傳熱技術(shù)，可以顯著提高換熱器的傳熱性能，采用強(qiáng)化傳熱元件和改變殼程的支撐結(jié)構(gòu)，以提高換熱效率，實(shí)現(xiàn)換熱過(guò)程的最優(yōu)化。強(qiáng)化傳熱不僅可以提高熱效率，降低流體輸送功消耗，還能保證生產(chǎn)設(shè)備的安全使用。換熱器傳熱性能的改善會(huì)使能源利用率顯著提高，促進(jìn)能源高效利用。

三、結(jié)束語(yǔ)

隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的持續(xù)發(fā)展，社會(huì)各界對(duì)電力資源的需求量與日俱增，熱能與動(dòng)力工程在工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域應(yīng)用廣泛，但其消耗能源與對(duì)環(huán)境的影響要給予重視。中國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展與能源供需、環(huán)境的矛盾仍是主要矛盾之一，節(jié)能減排勢(shì)在必行。