节能降耗中热能与动力工程的应用分析
摘 要：近年来，在中国工业快速发展的过程中，社会经济得到了大幅提升，但是与此同时带来的环境问题也严重影响了人类的生存环境，因此，受到了社会的广泛关注。在电厂运行的过程中，要积极响应中国大力倡导可持续发展的理念，采用节能降耗措施，提高热能转化率，使其能够变成电能，提高电厂的运行效率，为中国环保事业的发展打下坚实的基础。
关键词：节能降耗；热能；动力工程；电厂
在我国电网系统全面发展的今天，国家电网的覆盖面积获得全面拓展，电力生产过程中，资源消耗、大气污染问题变得十分严重。为迎合社会发展条件与环境情况，需要做好节能降耗研究，分析当前社会发展的能源使用情况。动力工程是社会发展的关键，热能生产需要配合动力工程，才能为人类文明的崛起和进步提供支持。
1 对于热能的来源及热能动力装置的概述
1.1 热能的来源
热能的来源主要有两种，分别是太阳能、电能与机械能。目前市场上所出现的太阳能路灯与太阳能热水器都对太阳能进行了利用，太阳无时无刻都在进行的核聚变，这使得太阳能够不断释放出大量的热能，当该热能到达地面时人们便可对其进行利用。太阳热能对于环境不会造成污染，并且在极长的时间内，太阳热能都是无限的，同时地球表面的地质情况也不会对太阳热能的产生造成影响。而电能与机械热能的产生来自于其他能量的转换，在其他能量转化为电能与机械热能时无法进行完全转换的情况下，造成了能量的损失。电能与机械热能也能通过一定的方式转化为电能或者是其他能量，这样的转换过程，使单一的能量形式变得多样，能够为能量需求不同的设备同时提供能量，从而提高生产工作的稳定性。
1.2 热能装置
热能装置的工作原理就是利用燃料燃烧产生能源来为人们提供热力能源，热能装置也能够作为动力装置，其原理就是将燃料燃烧的热能转化为机械能，在工业生产的过程中，热能装置主要有三种：一是内燃机装置，内燃机在工业生产中可以为发动机提供动力来源，其主要的原理就是在气缸内将燃料燃烧，燃烧产生的燃气不断膨胀，使得发动机的活塞反复运动，推动发动机运转，这也是热能转化为机械能的一种形式。二是蒸汽机装置，蒸汽机装置的工作原理为装置内存储水，燃料燃烧产生的热量可以使水蒸发为水蒸气，然后将水蒸气作为发动机运行的机械能。三是燃气轮机以及蒸汽轮机，汽轮机的工作原理则是蒸汽或燃气驱动发动机叶片，使得叶轮旋转运动。
1.3 动力工程装置
工业动力系统的组成包括热能装置、动力工程装置以及电力装置三部分装置，其中动力工程装置在工业生产的过程中应用的更加广泛，也是工业生产最重要的装置。动力工程装置的工作原理是将热能装化为机械能，再将机械能转换为其他能源，如电能等，动力工程装置一般在火电发电厂中被运用，其具有能源转化和利用两种功能，但传统的动力工程装置的使用工艺会产生一定的工业污染，其能源的转换率也存在着浪费的情况。
2 节能降耗中热能与动力工程的应用
2.1 选择科学合理的调频方案
在电厂运行过程中，要想实现节能环保，首先要从调频方案入手，为热能与动力工程在节能损耗中的应用提供辅助，以便能够尽快达到节能降耗的目的。想要制订科学、合理的调频方案，工作人员首先要掌握电厂的整体运行情况，了解电网运行频率，时刻调整电网运行机组的动态性能。在此过程中，还需要充分考虑电力系统外界实际负荷情况，确保电网频率能够正常运行，这样才能够为电网运行机组节能损耗提供保障。此外，在制订调频方案时，还需要在原调频方案的基础上，选择比一次调频难度低的二次调频，分别采用手动或者自动的方式进行调频。频率调速这种方式对于电厂运行而言，具有耗能少、效率高以及范围广等优点，对于电厂开展节能降耗工作十分有利。总而言之，工作人员想要选择科学、合理的调频方案，就需要从电网的实际运行情况入手，有效落实热能与动力工程的应用，提高电能生产效率。
2.2 废水余热回收利用
针对电厂节能降耗工作，加强废水余热的利用。在除氧器设备运行过程中，如果直接排放蒸汽，可能会导致热能损耗。针对此现象，电厂可以借助冷却器降低热能损耗。此外，对于电厂排污工作而言，一般情况下电厂会采用定期、连续的方式排污，这时，可以采取扩容实施降压的方式，使得污水能够被二次利用。但是，在此过程中需要注意的是，如果污水回收利用率低，不仅会导致大量的废水余热被浪费，还极有可能对废水排放的周边环境造成影响。鉴于此，电厂的工作人员还需要对此技术的实施进行研究，以便能够存放余热，提高热能的利用率。
2.3 降低调压能耗
在实际电能的产生过程中，发电机组不可避免的会发生负荷的变化，而这样的变化会对电厂的生产效率造成影响，并且易引起一系列问题的产生。为了最大程度的减小发电机组中负荷的改变，相关人员应对发电机组的调节作用进行提高和优化，使发电机组能够稳定的运行，使发电机组的工作效率得到提升。同时在调压过程中会造成能量的损耗，为了提高能量的利用率，使能量的损耗变得更少，相关人员应制定出有效的策略，实现能量的高效利用。既要制定策略，使能量的损耗减小，则必须对能量损耗的原因进行探索。据研究显示，导致能量大量损耗的原因有两个，第一个主要是发电机自身设计的问题，由于其自身存在缺陷，导致了调压期间能量的大量损耗，第二个在于技术人员的操作技术以及专业能力都存在着不足，在技术人员进行调整期间，对于调压操作不够熟练，导致了调压操作不够精准等现象的产生，最终造成了能量的损耗。
2.4 合理使用多级汽轮机
汽轮机运行的时候会出现各种不足和问题，为了保障能源的高效率利用，需要合理回收利用能源。电厂生产的时候需要增加汽轮机比例与数量，做好配置管理。通过优化布局的方法保障利用效率。通常来说，上下级分布是很不错的方法，能够提高热损耗的利用能力。
2.5 鼓励运用新型技术
当前热能与动力工程中使用的主要能源还是煤炭、天然气以及石油等不可再生能源，这些不可再生能源的主要来源是大自然，是由大自然所“生产”的能源，随着工业企业的不断发展，这些不可再生能源正在逐渐消失，变得越来越稀有，并且开发使用不可再生能源还会在一定程度上破坏大自然的生态系统。基于此，我国越来越重视新型清洁能源的开发和利用，鼓励使用新型的清洁能源来转化成人们生产和生活需要的能源，新型清洁能源对自然环境的污染较小，而且是可再生的能源，可以有效解决当前能源紧张的现象。因此，热能与动力工程中也应当鼓励运用新型技术，利用新型清洁能源来作为机械能和电能等能源转化的原料，这样不仅可以减少污染，保护自然环境，还能够提高能源的转换率，节省对可再生能源的消耗。
3 结语
综上所述，由于热能与动力工程被诸多领域广泛应用，热能与动力工程对社会经济的发展起了积极的推动作用，同时对社会基础设施的建设也做出了贡献。但在热能与动力工程应用的过程中，也对环境造成了一定的影响。因此，相关企业应注重热能与动力工程运用过程中对于环境的保护问题，使热能与动力工程更加符合当前的社会发展观念。
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作者简介：
赵坤义，男，河北省迁安市人，研究方向：热能与动力工程。
