摘 要：熱能和動(dòng)力工程在學(xué)科應(yīng)用中是一項(xiàng)復(fù)雜的工程，主要是因?yàn)槠渖婕胺秶^廣，包含很多專(zhuān)業(yè)，應(yīng)用非常廣泛。熱能和動(dòng)力工程在電廠(chǎng)中的應(yīng)用對(duì)我國(guó)電力工業(yè)起到了巨大的推動(dòng)作用，在此基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)了電廠(chǎng)相關(guān)企業(yè)的高效運(yùn)轉(zhuǎn)和經(jīng)濟(jì)效益的提升。文章主要通過(guò)介紹熱能和動(dòng)力工程的相關(guān)概念及其在電廠(chǎng)中的應(yīng)用問(wèn)題，并對(duì)此提出看法，準(zhǔn)確地闡述熱能和動(dòng)力工程在電廠(chǎng)中應(yīng)用的高效方法。

關(guān)鍵詞：熱能和動(dòng)力工程;電廠(chǎng);應(yīng)用

我國(guó)現(xiàn)在的工業(yè)生產(chǎn)主要以火力發(fā)電為基礎(chǔ)，但火力發(fā)電存在的弊端至今沒(méi)有得到有效的控制，導(dǎo)致消耗的能量過(guò)多。在現(xiàn)代社會(huì)高發(fā)展、高耗能的時(shí)代特征下，各個(gè)領(lǐng)域的能源需求量都非常大，中國(guó)乃至全世界對(duì)于能源的依賴(lài)性都非常強(qiáng)，一旦能源不能再生，人類(lèi)的生存發(fā)展將受到巨大影響[1]。面對(duì)全球性的資源短缺問(wèn)題，各國(guó)都十分重視節(jié)能環(huán)保，在發(fā)電領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)節(jié)能環(huán)保也成為熱能和動(dòng)力工程應(yīng)用的主要目的。

研究熱能和動(dòng)力工程在電廠(chǎng)中的應(yīng)用可以推動(dòng)我國(guó)發(fā)電廠(chǎng)的發(fā)展進(jìn)步，同時(shí)，對(duì)提高電廠(chǎng)相關(guān)企業(yè)的經(jīng)濟(jì)收益、改善運(yùn)轉(zhuǎn)都具有重要影響，而這些都依靠熱能技術(shù)的保障。熱能和動(dòng)力工程在發(fā)電系統(tǒng)中的應(yīng)用，一方面能夠提升電廠(chǎng)的發(fā)電效率，另一方面對(duì)節(jié)能減排起到非常重要的作用。

1 ? ?熱能和動(dòng)力工程概述

熱能和動(dòng)力工程就是實(shí)現(xiàn)熱能轉(zhuǎn)化為動(dòng)力或者動(dòng)能的過(guò)程，主要研究熱能在動(dòng)力、動(dòng)能、電能三者之間的轉(zhuǎn)化方法[2]。本研究在節(jié)能減排方面意義重大，并且由于電廠(chǎng)涉及專(zhuān)業(yè)范圍較廣，研究也非常復(fù)雜。熱能和動(dòng)力工程在電廠(chǎng)中的應(yīng)用可以有效提高電廠(chǎng)運(yùn)行效率，降低經(jīng)營(yíng)成本，達(dá)到增加盈利的最終目的[1]，對(duì)推動(dòng)時(shí)代發(fā)展和人類(lèi)命運(yùn)共同體的建設(shè)具有重要作用。

2 ? ?電廠(chǎng)鍋爐設(shè)備及基本特點(diǎn)

2.1 ?嚴(yán)密的構(gòu)造帶動(dòng)設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)

外殼在整個(gè)鍋爐運(yùn)轉(zhuǎn)中有著舉足輕重的作用，是能量轉(zhuǎn)化的核心。外殼對(duì)于整體機(jī)械來(lái)說(shuō)主要起支撐固定作用，同時(shí)，對(duì)燃燒器起到固定作用。設(shè)備底部配備專(zhuān)用水箱，與墻面緊密連接，發(fā)揮固定殼底的功能。這種構(gòu)造起到了整體保護(hù)作用，且積極追求整體運(yùn)轉(zhuǎn)效果的提升，大力引進(jìn)計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展成果，實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)全程自動(dòng)控制，大大提高了工作效率。

2.2 ?全自動(dòng)控制技術(shù)的應(yīng)用

燃?xì)忮仩t在電廠(chǎng)鍋爐各項(xiàng)組成要素中是必不可少的，所以，對(duì)操作的要求更高，其操作水平的高低直接影響電廠(chǎng)鍋爐技術(shù)的發(fā)展前景，高水平的控制技術(shù)對(duì)電廠(chǎng)發(fā)電效率有著極大的促進(jìn)作用。隨著現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，現(xiàn)代鍋爐已經(jīng)推進(jìn)智能化應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了全自動(dòng)控制，在控制技術(shù)上有了保障，雖然增加了在智能化上的投入，但是人力成本相對(duì)降低，生產(chǎn)效率明顯提高，為電廠(chǎng)減少了投入資本，增加了盈利額，對(duì)電廠(chǎng)的發(fā)展有著極為重要的意義。

3 ? ?應(yīng)用中出現(xiàn)的問(wèn)題

3.1 ?熱能的循環(huán)利用率有待提升

就目前的能源儲(chǔ)備情況來(lái)看，必須增加能源使用次數(shù)，提高重復(fù)利用率。因此，現(xiàn)在電廠(chǎng)發(fā)電一般采取重?zé)岬霓k法來(lái)進(jìn)行熱能轉(zhuǎn)化，這種方法已經(jīng)成為大勢(shì)所趨。準(zhǔn)確地說(shuō)，在發(fā)電系統(tǒng)中電廠(chǎng)工人一般會(huì)把上一個(gè)階段產(chǎn)生并且沒(méi)有完全利用的熱能在下一個(gè)階段進(jìn)行循環(huán)利用，這樣能夠提高燃料的利用率，減少新燃料的投入，最重要的是能減少?gòu)U棄物的排放。但是在電廠(chǎng)實(shí)際運(yùn)用的過(guò)程中，還是不可避免地會(huì)出現(xiàn)一系列問(wèn)題，包括電場(chǎng)電能數(shù)據(jù)儲(chǔ)存、數(shù)值的顯示等方面。

3.2 ?節(jié)流調(diào)節(jié)應(yīng)變性差

在發(fā)電過(guò)程中，蒸汽機(jī)工作功率的控制是最重要的環(huán)節(jié)?，F(xiàn)如今，一般電廠(chǎng)在這方面最普遍的做法就是節(jié)流調(diào)節(jié)，但是節(jié)流調(diào)節(jié)在使用時(shí)的應(yīng)變性比較差，遇到一些意外狀況時(shí)能源的消耗就會(huì)增加不少。這不僅是能源消耗的問(wèn)題，也不利于電廠(chǎng)的正常運(yùn)作，而且節(jié)能調(diào)節(jié)有一定的前提條件，例如發(fā)電機(jī)組的規(guī)模必須控制在3級(jí)及以下，節(jié)流調(diào)節(jié)在容量較少的機(jī)械組中運(yùn)用效果更佳。

3.3 ?濕氣損失干擾

濕氣的損失在電廠(chǎng)運(yùn)作的各個(gè)階段都存在，而造成濕氣損失的原因是多種多樣的，可以概括為3種情況。（1）動(dòng)能轉(zhuǎn)化為電能時(shí)容易產(chǎn)生蒸汽凝結(jié)，形成的水珠對(duì)水蒸氣質(zhì)量產(chǎn)生直接影響，甚至對(duì)整個(gè)設(shè)備有較大影響，工作人員一不留神，就很有可能造成損傷事故。（2）水蒸氣和水滴在水體中是有明顯差別的，蒸汽的質(zhì)量比水滴小得多，而且運(yùn)動(dòng)速度也不一樣，蒸汽的運(yùn)動(dòng)速度明顯比水滴快。（3）噴管和水滴之間會(huì)發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)，影響機(jī)械設(shè)備的正常運(yùn)作，直接導(dǎo)致熱能的消耗。這3種情況都是一般工廠(chǎng)中比較常見(jiàn)的濕氣損失干擾問(wèn)題，其解決措施根本在于工廠(chǎng)設(shè)備的完善和對(duì)蒸汽的控制[3]。

4 ? ?解決方案

4.1 ?加強(qiáng)多級(jí)汽輪機(jī)的應(yīng)用

在電廠(chǎng)重?zé)岈F(xiàn)象中，多級(jí)汽輪機(jī)是最為普遍的一種現(xiàn)象。一般電廠(chǎng)對(duì)發(fā)電機(jī)組的負(fù)荷做一點(diǎn)改變，就能大大提升發(fā)電機(jī)組整體的發(fā)電效率，不僅降低了電廠(chǎng)的生產(chǎn)成本，還提高了電廠(chǎng)的工作效率。但是這種方法容易在原有的消耗量基礎(chǔ)上增加大量額外的能源消耗，導(dǎo)致經(jīng)濟(jì)運(yùn)行性大大降低。因此，需要對(duì)多級(jí)汽輪機(jī)進(jìn)行合理的應(yīng)用，提高能源利用率，滿(mǎn)足現(xiàn)代節(jié)能環(huán)保的要求[4]。

4.2 ?減少調(diào)壓消耗，優(yōu)化調(diào)頻方案

幾乎所有電廠(chǎng)都遇到過(guò)氣壓過(guò)高的問(wèn)題，解決這一問(wèn)題的根本在于提高工作人員的重視程度和職業(yè)素質(zhì)水平。一般在運(yùn)行系統(tǒng)時(shí)，工作人員必須不斷調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)，在適當(dāng)?shù)臅r(shí)機(jī)提高系統(tǒng)壓力，保證系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。這時(shí)，工作人員的專(zhuān)業(yè)技能水平就決定了系統(tǒng)的安全性能，一批具有良好專(zhuān)業(yè)素質(zhì)的工人，就能夠在減少調(diào)壓消耗、優(yōu)化調(diào)頻方面起到重要作用[5]。對(duì)于這個(gè)問(wèn)題的解決方案主要是提升工作人員的勞動(dòng)素質(zhì)。電廠(chǎng)要積極地對(duì)工作人員進(jìn)行熱能和動(dòng)力工程相關(guān)知識(shí)的培訓(xùn)，提高員工的整體工作素質(zhì)，加深其對(duì)工作流程的了解，提高其技術(shù)掌握熟悉度，以便于員工在遇到緊急問(wèn)題時(shí)能夠?qū)嵤┯行У慕鉀Q方案。系統(tǒng)運(yùn)作時(shí)，工作人員的適當(dāng)調(diào)節(jié)可以有效提高發(fā)電機(jī)的工作效率，減少成本，但如果工作人員素質(zhì)較低，調(diào)節(jié)不當(dāng)，就會(huì)對(duì)電廠(chǎng)的正常運(yùn)作造成很大的負(fù)面影響[6]。

發(fā)電機(jī)的股和壓力一直在變化，發(fā)電機(jī)組的電力系統(tǒng)頻率也在隨之變化。在這種情況下，就可以對(duì)電力系統(tǒng)進(jìn)行“一次調(diào)頻”，但是其適用的頻率范圍是特定的，必須調(diào)節(jié)至相應(yīng)的頻率，這種調(diào)配具有隨機(jī)性，所以，在使用之前，一般需要對(duì)調(diào)整方案進(jìn)行合理的完善，必要時(shí)可以進(jìn)行二次調(diào)配，但是調(diào)頻次數(shù)不宜過(guò)多。這樣的調(diào)頻方法可以有效地提高工作效率[7]。

4.3 ?降低濕氣損失的影響

濕氣損失是無(wú)法避免的，這種情況一般發(fā)生在濕氣蒸發(fā)和溫度過(guò)低的時(shí)候，幾乎是現(xiàn)在所有工廠(chǎng)的鍋爐都會(huì)出現(xiàn)的問(wèn)題。所以，電廠(chǎng)一般會(huì)在發(fā)電機(jī)組上安裝一個(gè)吸取水蒸氣的設(shè)備減少水蒸氣的產(chǎn)生，水蒸氣少了，濕氣損失自然就會(huì)減少了。另一種辦法就是在發(fā)電機(jī)組上安裝祛濕設(shè)備和水蒸氣循環(huán)設(shè)備，對(duì)能源轉(zhuǎn)化時(shí)產(chǎn)生的水蒸氣進(jìn)行回收利用。相較而言，第二種方法對(duì)水蒸氣進(jìn)行了二次利用，比較符合資源的可持續(xù)發(fā)展要求，這對(duì)電廠(chǎng)的綠色發(fā)展而言也是一大進(jìn)步。

5 ? ?結(jié)語(yǔ)

熱能和電力工程在電廠(chǎng)中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，將成為電廠(chǎng)行業(yè)發(fā)展的趨勢(shì)，所以，對(duì)于這方面的研究也越來(lái)越多。在節(jié)能減排的基礎(chǔ)上提升電廠(chǎng)的經(jīng)濟(jì)效益，成為相關(guān)研究人員以后所要探究的主要課題。

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作者簡(jiǎn)介：姜廣洲，鍋爐技師。