浅谈节能降耗中热能与动力工程的实际应用

2020-01-18薛峰甘肃省特种设备检验检测研究院集团

环球市场 2020年36期

薛峰甘肃省特种设备检验检测研究院（集团）

我国经济持续中高速增长，与此同时对能源的需求亦急剧增加，能源消费总量连年位于世界前列，经济增长与能源供需、环境的矛盾日益突出。在当前社会能源体系中，煤炭、石油和天然气等是其主要组成部分，但这些资源具有不可再生的特点且使用后对环境污染程度较高。于是，寻找开发以及进一步利用新型清洁能源已经成为共识，而地热能、生物能和太阳能等可再生资源开采利用技术并未在实际中得到普遍运用，热能与动力工程节能降耗值得深入研究分析。

一、热能与动力工程应用中节能概述分析

热能动力系统发电是指利用化石燃料等可燃物燃烧产生热能，然后经过发电动力装置转换为电能。从系统能量转化过程来看，最初为生物化学能，之后依次转化为热能、机械能和电能。在系统运行过程中，受燃烧不充分因素影响，化石能源遭到大量浪费，能量转化程度较低。与此同时，燃烧将产生大量二氧化碳和二氧化硫，如果未经有效处理就排放至空气中，会引发严重环境污染。在建设热能动力系统时，电厂需要综合考量各类技术，参照国家、行业技术标准，对各种机械设备进行合理选用和组合，完成系统性能综合分析，在保证系统可靠运行的同时，尽可能提升能量转化率。此外，技术应用方面，要综合考虑技术水平，在保证系统先进性的同时，为日后维护提供便利，使系统建设带来可观经济效益。在系统建设过程中，除了保证设备投资不超预算，还要保证后期产生的损耗费和维修费低于经济效益。近年来，伴随国家节能环保政策推行，电厂因能源过度损耗和污染治理承担的成本逐渐增加。但目前建设的系统大多关注经济效益，缺少对社会效益的足够考量，最终影响系统运行的经济性。因此，要对系统进行优化和节能改造，提升系统工作质量，为电厂的可持续发展提供保障。

二、热能与动力工程在节能降耗中的运用措施

（一）余热回收技术运用

在电能生产和能源利用过程中，为了实现有效的能源输送和科学转化，整个能源改造中会有热量散失的问题。因此，为了减少热损失，应根据电厂的运行状况分析容量损失现象，并具体分析余热恢复过程。在余热回收中，需要改变以前的工艺，通过处理余热回收资源来减少余热排放，然后根据余热的数量和质量的基本特征来确定余热回收的方法。结合目前的热能和电力系统的运行状况，应用加热冷凝装置可以有效提高电力装置的运行效率，节约燃料，有效减少热损失现象。此外，在电厂运行过程中，由于生产需求会限制整个系统的运行，通常会产生大量废水等，需要对这些废水资源进行科学、系统的处理，从而实现余热回收技术的节能价值。

（二）及时优化产业结构

在热能与动力工程领域中，为改变该产业能耗大的运行方式及发展现状，产业结构优化是其产业革命不可或缺的环节。产业结构调整切入点可以从如下几个方面进行：第一，调整产业发展所需的能源结构，走出去学习节能技术，引进来高效节能设备，完善工艺流程，建立轻污染乃至无污染生产方式，提高行业经营发展效率。第二，在技术厘革中，要坚持因地制宜的准则，把地方的水资源贮藏转化为能源动力优势，综合运用热能资源。例如，应用空气单元热回收技术回收热能，可以实现热能和电力工程资源的节能应用。第三，通过更新工业生产设施，提高热能机组和动力工程机组的功用和运用效率，是实现能源高效循环使用的重要途径。

（三）全面强化湿气损耗控制

湿气损失是热电厂能耗损失的重要组成部分，有效降低湿气损失，可提高热能动力工程使用效率，确保热电厂正常运行。为防止湿气损失，降低危害，在热电厂运行过程中，需采取科学可行措施加以弥补，即利用去湿装置或附带吸水缝的喷灌，改进优化机组，提高抗冲蚀能力，引进中间再热循环等等。在汽轮机正常工作时，不仅要克服支持轴承与推力轴承的摩擦力，还需及时启动主油泵与调速器，但是这些操作环节也会导致一定能量损失，即机械损失，对此可采用轴流式汽轮机，一侧引进高压蒸汽，一侧排除低压蒸汽，如此便可在无形中形成高压指向低压的闭环，这样一来，就可有效降低能耗，提高热能动力工程使用效率。

（四）选择合理的调频方案

调压调节可保障机组的负荷适应能力，促使机组稳定运行，还可带来良好经济效益，进而提高热能动力工程具体运行效率。但是调压调节性能依然存在一定局限性，即在高负荷区域内，滑压调节的经济性不足，且动叶栅内大机组蒸汽工作之后发生机械能转化现象，导致蒸汽余速严重损失。在热能动力工程实践应用过程中，因为机组运行机理不正确，时常会导致调压调节损失，为防止这种问题出现，需引进先进科学技术与工艺，同时详细分析调压调节损失问题。

（五）采用强化传热技术

我国已经在战略高度上重视环境保护和能源利用并在工业生产领域大力推广节能技术。传热应用技术通过换热器提升能源利用率，从而使热能与动力工程的产业发展效果得到大幅改善。第二代传热技术之称的强化传热技术，可以显著提高换热器的传热性能，采用强化传热元件和改变壳程的支撑结构，以提高换热效率，实现换热过程的最优化。强化传热不仅可以提高热效率，降低流体输送功消耗，还能保证生产设备的安全使用。换热器传热性能的改善会使能源利用率显著提高，促进能源高效利用。