節(jié)能降耗應(yīng)用與措施
時(shí)間:2022-05-02 08:22:26
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摘要:我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)正處于高速發(fā)展階段,國(guó)家電網(wǎng)覆蓋面積將不斷擴(kuò)展,電力資源將在很長(zhǎng)一段時(shí)間成為我國(guó)生產(chǎn)生活中耗用最多的能源之一。熱能與動(dòng)力工程具有較強(qiáng)的綜合性與系統(tǒng)性,本文基于電廠熱能與動(dòng)力工程中影響節(jié)能降耗的主要因素,提出了基于節(jié)能降耗的熱能與動(dòng)力工程的合理運(yùn)用措施,以為電廠高效穩(wěn)定發(fā)展提供理論基礎(chǔ)。
關(guān)鍵詞:熱能與動(dòng)力工程;電廠;節(jié)能;應(yīng)用;措施
隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,電力能源得到了推廣與應(yīng)用。而在電廠發(fā)電的過(guò)程中離不開(kāi)熱能與動(dòng)力工程的使用。目前,在國(guó)家電網(wǎng)覆蓋面積及熱能與動(dòng)力工程應(yīng)用不斷擴(kuò)大的背景下,我國(guó)電廠開(kāi)始關(guān)注合理利用能源問(wèn)題,尤其開(kāi)始重視節(jié)能降耗在熱能與動(dòng)力工程中的應(yīng)用,以維持電廠的可持續(xù)發(fā)展。
1.熱能與動(dòng)力工程及其在發(fā)電廠中的應(yīng)用
(1)熱能與動(dòng)力工程熱能(thermalenergy)是生命的能源。熱能與熱量不同,熱量只有在熱傳遞中才會(huì)出現(xiàn),是過(guò)程量,而熱能是狀態(tài)量,是需要被消耗的能量。動(dòng)力的范圍廣闊,現(xiàn)代新動(dòng)力不僅包括傳統(tǒng)的水、石油和煤炭等,還包括風(fēng)能、核能及氫能等。熱能及動(dòng)力能源需要一定的載體如鍋爐、內(nèi)燃機(jī)等才可實(shí)現(xiàn)其價(jià)值。而熱能與動(dòng)力工程就是通過(guò)裝置的作用實(shí)現(xiàn)能量轉(zhuǎn)化的一項(xiàng)工程。(2)熱能與動(dòng)力工程在發(fā)電廠中的應(yīng)用自然界中萬(wàn)物遵循能量守恒定律,而熱能與動(dòng)力工程能夠?qū)崿F(xiàn)能量的轉(zhuǎn)化。通過(guò)熱能與動(dòng)力工程,可將熱能轉(zhuǎn)化為動(dòng)力,進(jìn)而再轉(zhuǎn)化為電能及熱能。在我國(guó),熱能與動(dòng)力工程涉及到的領(lǐng)域比較廣泛。一般來(lái)說(shuō),在電廠的發(fā)電過(guò)程中更離不開(kāi)熱能與動(dòng)力工程的應(yīng)用,可以說(shuō),熱能和動(dòng)力工程對(duì)發(fā)電廠的電力能源產(chǎn)生了主導(dǎo)性的作用。
2.影響電廠電能生產(chǎn)節(jié)能降耗的主要因素
一般而言,影響電廠電能的主要因素有鍋爐運(yùn)行情況、電廠設(shè)備的選擇及熱能損失、電能儲(chǔ)存、凝汽裝置的工況等。具體如下:(1)鍋爐運(yùn)行情況。鍋爐作為一種特定的電能生產(chǎn)設(shè)備,其運(yùn)行能夠?qū)崿F(xiàn)熱能的釋放,且其在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中會(huì)受到燃料質(zhì)量、大氣環(huán)境等多方面影響,因而在某種程度上會(huì)影響電廠電能的生產(chǎn)。(2)電廠設(shè)備的選擇及熱能損失。目前,多數(shù)電廠在設(shè)備的選用上存在設(shè)備配比不足,熱能損失難以控制等現(xiàn)象,直接影響電力生產(chǎn)中熱能的利用。(3)電能儲(chǔ)存。電能存儲(chǔ)方式影響電廠的生產(chǎn)工作效率,目前電廠不方便的電能儲(chǔ)存狀況導(dǎo)致電功率不穩(wěn)定的情況產(chǎn)生,嚴(yán)重的限制了電廠中其他方面環(huán)節(jié)生產(chǎn)效率。(4)凝汽裝置工況。凝汽裝置也是發(fā)電生產(chǎn)活動(dòng)中的核心裝置之一,其結(jié)構(gòu)在實(shí)際中非常復(fù)雜,實(shí)際的工作氣壓也存在著一定的變化,工作不穩(wěn)定的狀況也較為常見(jiàn)。此外,通氣設(shè)備的老化和用電頻率問(wèn)題,也會(huì)危害到電廠電能的產(chǎn)生。
3.熱能與動(dòng)力工程節(jié)能降耗的作用與意義
目前為止,隨著工業(yè)化程度的不斷提升,我國(guó)煤炭生產(chǎn)與消耗量已高居首位,其導(dǎo)致的環(huán)境污染問(wèn)題也越來(lái)越突出。電廠作為我國(guó)重要的支柱型產(chǎn)業(yè)之一,在我國(guó)城鄉(xiāng)一體化進(jìn)程不斷推進(jìn)的背景下,未來(lái)發(fā)展不言而喻。同時(shí),電廠也是我國(guó)耗煤大戶,其能源利用率的提高對(duì)煤炭生產(chǎn)和消耗意義重大。然而,要想使電廠真正的降低煤炭消耗,提高能源利用率,就必須要掌握其在生產(chǎn)中的核心內(nèi)容,即熱能與動(dòng)力工程部分。因此,熱能與動(dòng)力工程的節(jié)能降耗是發(fā)電廠節(jié)能降耗的關(guān)鍵。換言之,只有采取有效的強(qiáng)化措施,使發(fā)電技術(shù)得到改善,使熱能與動(dòng)力傳遞水平得到提升,才能最大限度地避免電力損耗,實(shí)現(xiàn)能源消耗的有效控制,最終減輕發(fā)電過(guò)程中對(duì)環(huán)境產(chǎn)生的破壞。
4.基于節(jié)能降耗的熱能與動(dòng)力工程的合理運(yùn)用及措施分析
(1)減少調(diào)壓調(diào)節(jié)損失的方式在發(fā)電過(guò)程中,調(diào)壓調(diào)節(jié)至關(guān)重要。通過(guò)調(diào)壓調(diào)節(jié),一方面可有效地提高發(fā)電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)能力,使得相關(guān)發(fā)電效率進(jìn)一步提升;另一方面也可以使發(fā)電機(jī)組穩(wěn)定性得到提升,進(jìn)而提高供電效率。雖然減少調(diào)壓調(diào)節(jié)損失在熱能與動(dòng)力工程中得到了進(jìn)一步的發(fā)展,但仍存在一些問(wèn)題需要注意,如調(diào)壓調(diào)節(jié)在高負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)條件下付出的成本較高,不具有經(jīng)濟(jì)性;在機(jī)組運(yùn)行過(guò)程中,尤其對(duì)于大機(jī)組蒸汽運(yùn)行而言,由于蒸汽會(huì)轉(zhuǎn)化成動(dòng)能,機(jī)械問(wèn)題時(shí)有發(fā)生,減少調(diào)壓調(diào)節(jié)損失會(huì)提升熱能能耗,降低機(jī)組的運(yùn)行效率等。因此,在電廠的熱能與動(dòng)力工程中,應(yīng)根據(jù)具體情況適當(dāng)減少調(diào)壓調(diào)節(jié)損失。(2)選擇合理的調(diào)頻方案合理的調(diào)頻方案是實(shí)現(xiàn)熱能與動(dòng)力工程科學(xué)在電能生產(chǎn)中降低能耗的重要措施。因?yàn)闊崮芘c動(dòng)力工程能量間轉(zhuǎn)化是相輔相成的,合理的調(diào)頻方案可以實(shí)現(xiàn)熱能與動(dòng)力工程的良好配合,使其有效運(yùn)用在電廠裝置和設(shè)置中,減弱電能的損耗和消耗。當(dāng)前我國(guó)使用交—直—交變頻設(shè)備,該設(shè)備調(diào)頻方式效率高,額外耗能少,運(yùn)行較穩(wěn)定,能夠科學(xué)地將熱能與動(dòng)力工程運(yùn)用到電能生產(chǎn)中,因此可以根據(jù)情況適當(dāng)推廣使用。此外,并網(wǎng)運(yùn)行機(jī)組一般被稱為一次調(diào)頻,而適當(dāng)?shù)膬?yōu)化調(diào)頻方案,有選擇性的進(jìn)行手動(dòng)或自動(dòng)二次調(diào)頻,也是促進(jìn)發(fā)電機(jī)運(yùn)行效率提高,提高電廠電能生產(chǎn)效率的有效措施。(3)采用調(diào)配選擇與工況變動(dòng)法采用調(diào)配選擇可以有效的提高發(fā)電過(guò)程中的可靠性,以實(shí)現(xiàn)熱能和動(dòng)力工程在電廠中的應(yīng)用。但在此種條件下需要注意對(duì)凝汽裝置性能進(jìn)行提升,提升途徑主要通過(guò)增加輔助裝置來(lái)提高汽輪機(jī)的利用效率,如在汽輪機(jī)上安裝低壓凝氣裝置等,可以避免在實(shí)際中出現(xiàn)工作負(fù)荷過(guò)大與汽輪機(jī)負(fù)荷過(guò)小的矛盾,實(shí)現(xiàn)通過(guò)調(diào)配選擇與工況變動(dòng)自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)工作量,從而降低系統(tǒng)運(yùn)行的能耗。此外,由工作人員對(duì)閥門進(jìn)行調(diào)控,有效的運(yùn)用多級(jí)汽輪機(jī)的重?zé)岈F(xiàn)象等,也可以低電機(jī)組運(yùn)行時(shí)的能耗情況,在一定程度上實(shí)現(xiàn)電廠中的節(jié)能降耗工作。(4)降低濕氣損耗的附帶作用在供電企業(yè)送電過(guò)程中,大量潮濕氣體會(huì)隨著熱量的產(chǎn)生而產(chǎn)生,而濕氣蒸發(fā)會(huì)帶走一定的熱量,故經(jīng)常出現(xiàn)因濕汽損失而提高能耗的現(xiàn)象。因此,要想提高熱能利用率,就必須圍繞潮濕氣體的處理進(jìn)行深入研究,降低濕氣損耗的附帶作用。而為了解決這一問(wèn)題,可以應(yīng)用再熱與去濕設(shè)備降低因濕氣造成的能耗,如可以通過(guò)外部條件及設(shè)備,在短時(shí)間內(nèi)蒸發(fā)掉潮濕氣體,避免因濕氣長(zhǎng)時(shí)間蒸發(fā)對(duì)熱能的附帶作用,提高對(duì)熱能的使用效率,使熱力能源浪費(fèi)情況得到最大程度的控制。(5)加強(qiáng)廢水余熱的回收利用在發(fā)電廠污水排放時(shí),會(huì)將大多數(shù)的廢水余熱浪費(fèi),而使用擴(kuò)容進(jìn)行降壓不僅避免了污水排放對(duì)環(huán)境的污染,還可以將持續(xù)排放污水的余熱進(jìn)行二次利用,有利于實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗的生產(chǎn)目標(biāo)。據(jù)相關(guān)研究表明,使用排污熱回收器將有效的鍋爐污水余熱進(jìn)行存放,是目前電廠廢水余熱利用與回收相對(duì)最科學(xué)可行的辦法。此外,除氧器在電能生產(chǎn)的過(guò)程中會(huì)排出蒸汽,導(dǎo)致一定程度的熱量損失。為了解決此問(wèn)題,可用冷卻器對(duì)熱能動(dòng)力系統(tǒng)中的熱量進(jìn)行利用,以起到節(jié)能降耗的實(shí)際作用。
綜上所述,電廠電能生產(chǎn)過(guò)程中,消耗能源必不可少。但在中國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展面臨嚴(yán)峻的資源形勢(shì)、環(huán)境形勢(shì)的現(xiàn)狀下,電力企業(yè)中實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗的目標(biāo)已刻不容緩。為控制發(fā)電環(huán)節(jié)中的熱能損耗問(wèn)題,就必須合理有效的使用熱能與動(dòng)力工程,學(xué)會(huì)判斷熱能與動(dòng)力工程運(yùn)用中熱能損失的各種原因,制定合理方案,采用有效方法,改善技術(shù)條件,強(qiáng)化節(jié)能,讓節(jié)能降耗起到實(shí)際作用,以尋求熱能與動(dòng)力工程的可持續(xù)發(fā)展道路。
【參考文獻(xiàn)】
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作者:韓力 單位:河北華熱工程設(shè)計(jì)有限公司山西分公司