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中圖分類號:TK-1 文獻標識碼:A 文章編號:1009-914X(2017)05-0103-01
經濟的發展離不開安全、高效的能源供應。在改革開放過去的近40年中,我國依托大量的傳統能源供應,使工業水平得到了飛速發展。但隨著經濟的發展和人民生活水平的提高,人們對生產活動中能源使用的高效性、清潔性提出了更高的要求。如何提高能源利用的效率,使有限的能源更加全面的服務于國家的發展,是熱能與動力工程相關領域需要重點關注的課題。只有依托于科技創新,落實節能減排新理念,才能在鍋爐、熱電、空調等領域取得更大的技術進步。
1 熱能與動力工程的基本概念
國家的經濟建設必然伴隨著能源需求的上升,能源行業一直在國民生產活動中扮演著十分重要的角色。而熱能與動力工程就是為了解決能源與動力問題而誕生的學科,其以工程熱物理理論為基礎,研究各類動力工程和機械的運行規律,以實現燃料的高效、安全使用。我國的熱能與動力工程專業涵蓋了熱能過程與控制、動力機械、流體機械和電廠熱能工程等多個專業方向,所培養的人才在各大發電廠、電力設計研究院、制冷設備企業、高校和政府環境規劃相關部門發揮著重要的作用。
2 熱能與動力工程在現代生產活動中的應用
2.1 在鍋爐工程中的應用
熱能與動力工程在鍋爐中的應用,主要體現在燃燒控制技術的開發和改進上。所謂燃燒控制,就是對鍋爐內燃料的燃燒轉化幅度進行動態調整的技術。傳統的鍋爐燃燒,是靠人工向鍋爐內填充燃料,但在計算機控制技術不斷發展的今天,許多先進的鍋爐設備已經應用了自動化、智能化填料設備。燃燒控制技術的主要思想,就是利用燃燒控制器、熱傳感器(熱電偶)、流量控制設備和PLC等組成自動控制系統,PLC根據傳感器實測的鍋爐溫度,與預設溫度相比較,根據差值的大小和方向驅動流量控制設備,以對燃燒狀態進行調整。
2.2 在熱電廠生產中的應用
在熱電廠生產設備中,汽輪機可以將鍋爐所產生的蒸汽(熱能)轉化為輪機轉子的動能,是主要的熱能-動能轉化設備。在熱能-動能轉化過程中,一部分熱能轉化為動能后,經過發電機再轉化為電能輸送出去;但還有一部分熱能通過熱傳導損耗掉了。因此,熱能與動力工程再熱電廠生產中起到的最重要作用,就是研究減少熱損耗的方法,提高能源的利用效率。一般來說,熱電廠可以利用多級汽輪機的重熱現象來提高能源的利用率。所謂重熱現象,就是指蒸汽在上一級汽輪機做功的損失,可以被下一級汽輪機所利用的現象。重熱現象是提高熱電廠熱能利用率的重要理論基礎,一般可以用重熱系數來表征。
2.3 在空調工程中的應用
在空調工程中,以電能為代表的能源通過流體與制冷機械設備轉化為機械功。因此空調工程是熱能與動力工程中流體機械領域的一個典型應用。在空調工程中,電力驅動壓縮機,使得電力能源轉化為制冷劑的機械能,具備一定壓力和流速后的推動制冷劑按照冷凝器、節流閥、蒸發器的順序流動,使得制冷劑在房間內部的蒸發器內蒸發吸熱,在外部的冷凝器完成冷凝放熱,以達到熱交換的目的。
3 熱能與動力工程的前沿科技創新
3.1 燃燒控制技術的優化創新
鍋爐燃燒控制技術的優化創新,主要體現在節能和減排兩個方面。所謂節能,就是通過合理調節送料量和送風量以優化燃料的燃燒效率,達到節省燃料的目的。在國家推行節能減排政策力度不斷加大的背景下,可以采用燃燒優化技術改造(Advanced Process Control,簡稱APC)系統來實現。APC系統可以通過外掛的計算機通信設備對鍋爐燃燒實現閉環或開環控制,其中采用的模糊邏輯控制技術可以應付多種工業控制問題。在已經采用了APC技術的鍋爐燃燒控制系統中,鍋爐符合升降能力明顯提高,負荷爬坡能力增強;同時實現了過熱溫度優化控制、噴水控制和智能吹灰控制等,達到了較好的節能效果。在減排方面,燃料用量的減少,使得溫室氣體排放量得到控制,同時,通過燃煤送風量的智能控制,可以促使煤的完全燃燒,減少氮氧化合物的排放,也降低了鍋爐飛灰的排放
3.2 熱電廠節能降耗技術創新
熱電廠是熱能與動力工程技術應用最為廣泛的領域,其在節能降耗技術創新中也走在前列。其中,超超臨界機組的應用使得熱效率明顯提高,具有顯著的節能減排效果。所謂超超臨界機組,是以鍋爐內部介質的工作壓力為判別標準的。當鍋爐內蒸汽壓力在31MPa以上時,被稱為超超臨界鍋爐,在超超臨界機組機組中,燃煤具有更高的熱效率。另外,在百萬千瓦級的超超臨界機組中,由于其設備數量較多、機組結構極為復雜,在進行手動操作數,容易由于誤操作引起設備事故,因此機組自停控制技術的應用顯得十分必要。機組自停控制系統(Automatic Power Plant Starup And Shutdown System,稱APS),可以通過安裝在鍋爐、汽輪機等各處的監視系統,監控系統的實時運行狀態,并利用預先寫入的程序調動各個設備的順序控制系統,以實現機組的自啟自停。APS作為具有先進控制理念的控制技術,對于提高熱電廠運行效率和自動化水平,以更好實現節能降耗具有重要的作用。
3.3 空壓機余熱回收技術創新
空氣壓縮機,簡稱空壓機,是一種用以壓縮氣體的機械設備,其作用原理和水油壓力泵類似,工廠中能耗較高的動力設備之一。空壓機將輸入的電能轉化為壓縮空氣能,從而驅動其他設備運作,其在流體機械領域有著較為廣泛的應用。但值得關注的是,供應給空壓機的電能,通常僅有兩成轉化為機械能,而剩余八成能量以熱能的形式散失,從而造成了極大的能源浪費,不符合節能減排的生產要求。而空壓機余熱回收技術設備的出現,大大改善了這一狀況。空壓機通過冷熱交換的原理,將壓縮氣體過程中產生的熱量重新利用,將原本耗散到空氣中的熱量收集起來,作為加熱生活、生產用水所需熱能,替代原本的用水加熱設備,大大減少了能量的浪費狀況。
結語
隨著科技和經濟水平的不斷提升,國家對于能動行業的發展提出了更高的要求。傳統的熱能與動力工程粗放、高能耗型應用模式已經不再適用。為了保障可持續發展,提高能源的利用率,相關技術人員和理論研究人員應當從現有的鍋爐、熱電生產、空調等高能耗產業出發,進行優化創新研究針對鍋爐燃燒的節能減排控制技術、熱電廠的高效運行控制、以及空壓機等高能耗設備的節能降耗等進行科技創新,為熱能與動力工程專業研究開辟新的方向。本文僅針對當前能動專業的幾個典型應用實例,給出了一些較有前景的創新方向,對于相關研究工作的進行具有一定的參考意義。
參考文獻
關鍵詞:熱能;動力工程;鍋爐;應用
在我國電力行業中,發電所使用的鍋爐類型較多,不同類型鍋爐在能源分配上存在較多的問題,會造成熱量的損耗。因此,應用熱能與動力工程學,不斷優化鍋爐設計,提升鍋爐的利用率,推動鍋爐的創新,可以有效解決鍋爐能源分配上的問題,減少能源的浪費。
1.熱能與動力工程學在鍋爐中的應用
在我國的發電廠中,鍋爐設備較為常見。鍋爐設備作為一種將熱能轉化為機械能的設備,是電力廠發電中的重要能量轉化設備。鍋爐的工業應用有效的提升了傳統工業的生產效率,實現了水能、熱能向機械能的轉換。在發電廠中,鍋爐的作用主要是將生物或化學材料產生的熱能,轉化為機械能,通過機械能推動發電廠其它設備的運行,從而使整個生產線開始運作,在鍋爐運作的過程中,需要運用到熱能與動力工程學的相關知識[1]。因此,通過熱能與動力工程學相關知識的更新,可以實現鍋爐設計的創新,讓鍋爐更高效的運作,從而實現整條生產線工作效率的提升。
2.熱能與動力工程學在鍋爐中的應用問題
2.1鍋爐風機的損傷問題
風機是鍋爐的重要組成部分,在鍋爐的運行中起著非常重要的作用。風機通過將氣體壓縮與傳輸,實現熱能與機械能之間的轉化,從而實現鍋爐的正常運行。在鍋爐運行的過程中,由于鍋爐生產任務量的不斷增加,風機需要承擔更重的氣體傳輸任務,這在一定程度上會給風機造成一定的損傷。風機在設計的過程中,基本上沒有考慮到風機本身結構的承受能力,因此,氣體壓縮與傳輸的工作量在增加的同時,也會增加對風機的壓力,從而可能造成風機本身結構的損傷,影響到風機正常的運行效果。在風機出現損傷時,鍋爐的其他設備也會受到相應的影響,整條生產線的工作效率會明顯下降。因此,利用熱能與動力工程學進行風機結構的改良顯得尤為重要。
2.2能源效率問題
在鍋爐能源的轉化效率方面,雖然采取了相應的燃燒控制技術,但是鍋爐的燃燒效率還是沒有得到有效的提升。在鍋爐進行熱能轉化的過程中,鍋爐本身的運行會造成大量的熱能損耗,從總體上來看,雖然鍋爐的燃燒效率在不斷的增加,但是在鍋爐能源利用方面上來看,利用的程度還是偏低。因此,當這種情況出現時,要滿足鍋爐的生產需求,就需要從增加鍋爐的燃燒量入手,通過加重鍋爐的燃燒負擔,以保證提高能源的供應,這就會造成鍋爐設備損耗的問題。因此,如何提升鍋爐的能源效率,降低鍋爐自身的能耗,提升鍋爐的能源利用效率,還需要從熱能與動力工程學中尋找到相應的技術支持[2]。
3.熱能與動力工程學在鍋爐中的應用創新
3.1創新鍋爐燃燒控制技術
在鍋爐燃燒過程中,加強對能量轉換的控制,是提升鍋爐能源利用效率的重要部分。在鍋爐的早期生產中,鍋爐燃燒時,主要是依靠人工進行鍋爐燃料的填充。而隨著科學技術的不斷發展,許多電力企業淘汰了人工填料的方式,采用了自動填料。自動填料依靠鍋爐燃燒控制技術,借助各種氣體分析儀以及控制裝置,實現對鍋爐環境的實時監測,同時,利用熱電偶實現對燃燒參數的O定,在利用計算機,實現對數值誤差的計算,以提升計算結果的準確性。鍋爐燃燒控制需要利用熱能與動力工程學的相關計算實現。
3.2鍋爐風機葉片的改進
風機的結構較為復雜,在實際的熱能與動力測量中有較大的難度。當前,我國還沒有形成一整套的風機葉片運行控制體系,無法對風機葉片的制造提供相應的參考借鑒。因此,要實現對風機葉片的設計優化,就需要通過實驗模擬的方式對風機內部氣流的運動進行分析,通過風機運行模擬實驗,實現風向的最優化分離。然后,使用計算機對風機的運行參數進行模擬設定,采用模擬實現的方法,測算不同風速下,葉片運行的不同情況,獲取實驗的對比數據,根據對比數據的差異,自動調機最優化的矢量,得出矢量圖,找出最優的風機葉片設計方案。在設計方案中,需要保證鍋爐風機翼型邊界層分離與攻角的最優關系,從而提升風機自身的承載力。
4.結語
隨著我國電力需求的不斷增大,電力行業在不斷發展。在電力鍋爐的運行過程中,需要應用到熱能與動力工程學的相關理論。通過熱能與動力工程學可以實現鍋爐的優化設計,降低鍋爐運行的能耗,保障鍋爐的穩定運轉,促進我國的可持續發展。
參考文獻:
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關鍵詞:熱能與動力工程;鍋爐領域;風機監控;燃燒控制
熱能與動力工程在鍋爐領域的應用,是改善我國鍋爐應用中,能源過度浪費、資源量減少的重要舉措。經濟發展需要能源支撐,近些年環保意識提升,對于能源應用方面更注重利用率的提高。作為能源轉換的關鍵媒介,鍋爐的應用領域擴大,逐漸成為熱能與動力工程研究關注的焦點。我國地大物博,有豐富的能源資源,但是若一度過度浪費或者無節制消耗,能源會不斷減少,甚至限制城市建設與經濟發展。在此基礎上,就需要及時將鍋爐領域發展以及熱能與動力工程研究力度加大,推進鍋爐建設步伐的同時,不能忽視熱能與動力工程的創新升級,植入更多學科知識,并激發熱能與動力工程作用,扎實鍋爐發展基礎,提高運行效率,有效節約能源消耗。
1鍋爐應用研究
鍋爐在很多工業生產中都是必備組成。通過化學能轉換的方式,將能源以熱能或者其他能的方式為人們提供,除了化學能與熱能轉換之外,還能夠將蒸汽轉換為機械能,其具體結構詳見圖1。鍋爐實際應用中,與發電機相互配合,將普通能源轉換為電能,滿足生產生活需要的同時,方便產業發展。鍋爐的應用種類受到燃料差別影響存在一些不同,如熱水鍋爐或者蒸汽鍋爐等,天然氣、煤等都是鍋爐運行的關鍵燃料。應用最普遍的為熱水鍋爐,是正常生活的必備器械,滿足民用熱水需求。工業、傳播或者機車等行業則應用的鍋爐類型為蒸汽鍋爐。鍋爐應用為人們生活提供了很多方便,同時也為工業發展等創造更多發展與創新的契機。鍋爐應用價值巨大,但是能源消耗也比較大,這方面是鍋爐長久發展與創新必須關注的內容。如何提高鍋爐應用作用,減少鍋爐運行能耗,是當前鍋爐應用研究的重點內容。
2熱能與動力工程介紹
熱能與動力工程研究中,必須掌握其中的組成內容,這樣才能在提高熱能與動力工程轉化效率方向引導下,取得更理想的創新效果。流體機械、熱力發動機、熱能動力、火力火電、水利水電、制冷低溫工程、能源環境、新能源開發等都是熱能與動力工程研究的重點,尋找更科學的方式,有效轉化熱能與動力,是熱能與動力工程研究的主要方向,同時也是綜合性較強的體現。熱能與動力工程研究中,加大深入研究力度,從系統化角度出發,融入更多自動化元素,簡化能量轉化過程的同時,真正將能源利用率提高,并且為鍋爐的應用與升級提供更多幫助。
3鍋爐領域中熱能與動力工程應用問題剖析
針對當前的鍋爐應用來講,其生產運行期間,風機非常關鍵,是幫助其實現能源轉換的基礎,及時為鍋爐運行輸送所需要的有效氣體。在這種情況下,熱能與動力工程的應用,將其有效滲透到風機運行中,經過行之有效的優化與調整,對鍋爐風機結構加以升級,并且提高鍋爐運行效能。當然整個過程中必須認識到,鍋爐內部結構尤其復雜,特別是葉輪方面,外界因素極易對溫度變化值造成影響,造成鍋爐測量的結果準確性下降,系統安全可靠性降低,這方面必須提高重視。面對這方面的問題,熱能與動力工程植入研究中,雖然不斷尋找更合理的創新方式,但是所提出的處理辦法缺乏確切性。兩者的融入并非一無所獲,熱能與動力工程幫助鍋爐及時對風機葉片燃燒環節進行檢測,不僅能夠精準掌握其速度,同時還能夠根據數據統計對燃燒速度進行模擬,對風機葉片的使用壽命進行高精度模擬與評估,嚴格控制鍋爐運行與燃燒速度,將鍋爐運行期間可能存在的風險排除。
4鍋爐領域熱能與動力工程應用必要性
熱能與動力工程在鍋爐的應用中,根據鍋爐運行依靠的機械工程學原理,及時在其中注入跨熱能動力學內容,從而對轉化規律進行掌握,梳理與總結將能量進行最大化轉化的方法。從整體上來講,熱能與動力工程在鍋爐中的應用,工程專業性特點非常突出。實際應用中,研究的主體為熱能與動力轉化,根據鍋爐應用特點,注重轉化效率提高的同時,還要綜合機械、工程熱物理以及其他領域工程變化規律,以達到鍋爐運行中熱能與動力工程應用目的。作為鍋爐運行中的重要組成,熱能與動力工程實際應用中,必須尊重其中的系統性變化,并且總結鍋爐運行規律。加大信息技術與自動化技術等的應用,明確鍋爐發展的方向,核心在于綜合應用自動化技術,有效將其融合到熱能與動力工程中,將其作用發揮到最大化。與此同時,還要將鍋爐運行效率提高,保證鍋爐運行安全的同時,激發鍋爐運行的經濟價值。
5鍋爐中熱能與動力工程運用創新舉措總結
5.1風機監控中熱能與動力工程的應用
熱能與動力工程在鍋爐的運用中,針對鍋爐中的風機進行了優化與創新。對風機的應用進行了客觀分析,認識到風機作為鍋爐結構的重要組成,及時為鍋爐提供運行所需要的氣體,以保證燃料得到充分燃燒。社會建設與經濟發展背景下,鍋爐能源消耗率增加,及時將風機運行時間延長,才能真正將鍋爐運行效率以及能源供應率等提高。部分鍋爐系統運行中,過度追求效率提升,以不科學的手段將風機運行時間延長,如此會增加風機運行負荷,熱量迅速增加,風機結構位置特殊,若熱量增加卻得不到及時措施予以降溫,必然會出現問題,不僅無法將鍋爐運行效率提高,甚至還會對正常運行造成影響,威脅鍋爐運行安全。面對這種情況,熱能與動力工程的應用,及時明確風機運行期間所承受的負荷點,并制定科學合理的散熱方案,保證風機恒溫運行,延長風機使用壽命,提高風機運行效率。熱能與動力工程與風機運行的結合,必須對其內部結構全面了解,認識到風機運行期間溫度數據的測量與統計,常規測量手段并不能滿足其要求,尤其是技術方面存在明顯的限制性因素,在這種情況下,從電氣技術方面著手,利用軟件的方式,對風機葉片燃燒速度進行實時監測,及時統計監測數據并迅速創建二維模型,在網格劃分基礎上,得到風機葉片燃燒的準確速度。求解器的協助下完成計算與結構分析,這種方法在一定程度上解決了風機運行期間溫度控制、燃燒速度等監測短板,當然實際應用中比較容易受到溫度影響而出現一些溫差,這方面還需要進一步深入研究。
5.2鍋爐燃燒控制方面熱能與動力工程的應用
熱能與動力工程在鍋爐中的應用,還體現在燃燒控制方面。鍋爐整體運行中,燃燒控制是重要組成,不僅對能量轉換幅度進行有效調整,同時也是自動化控制升級的關鍵環節。現代化技術與自動化模式的融入,幫助鍋爐實現了人力填充燃料的轉變,升級為步進式自動控制填料,當前部分鍋爐已經實現了全自動燃燒控制,自動化水平明顯提高。結合當前鍋爐中熱能與動力工程應用情況,其與自動控制技術的融合等,科學控制鍋爐的燃燒速度。具體控制方法主要包括兩方面。(1)空燃比例連續控制系統,組成部件包括燒嘴、熱電偶、流量計、PLC、燃燒控制器以及氣體分析裝置、電動蝶閥等。從熱點偶檢測的方式,對燃燒控制數據及時掌握,隨后是數據傳輸,對比鍋爐運行規定數值,通過比例積分以及鍋爐輸出電信號等對存在的偏差值進行調節,還要控制電動蝶閥以及比例閥等開合的具體程度,由此幫助空燃比例連續控制系統實現空氣、燃料比例的嚴格控制,從而達到對鍋爐內溫度有效調節的目的(圖2)。當然這種溫度控制方式在實施中受影響因素較多,所以精確性方面還需要進一步提高,特別是其中的額定數值,必須提前仔細確認。(2)雙交叉限幅控制系統,同樣是熱能與動力工程在鍋爐燃燒控制中的應用體現。此系統的運行,涉及到燒嘴、流量計,還應用到燃燒控制器、熱電偶以及流量閥等。溫度傳感器積極配合熱電偶,將測量溫度的相關信息及時轉換成電信號是基本工作原理。測量點實際溫度便是電信號,結合工藝曲線測定的方式,對電信號進行數值對比,隨后在PLC的幫助下,對空氣流量閥開合程度適當調整,并調整燃料,嚴格按照規定比例對空氣、燃料等加以控制。空氣流量需要孔板與差壓變送器的支持完成測量。在此基礎上還要安裝質量控制裝置,及時對鍋爐燃料量進行控制,保證溫度控制在合理范圍內。
6鍋爐中熱能與動力工程運用發展方向研究
鍋爐中科學應用熱能與動力工程,不僅幫助鍋爐實現了各方面數值的嚴格控制與實時監督,同時也完善了鍋爐內部結構,升級了鍋爐運行性能。熱能與動力工程在其中的應用范圍還在不斷擴大,幫助鍋爐對熱能有效控制,節約鍋爐運行能耗,降低鍋爐對環境的污染,同時協助鍋爐實現熱工自動控制。除此之外,熱能與動力工程的研究,在汽車工程或者制冷低溫工程等方面也有明顯應用。及時對內燃機進行優化,科學控制熱力發動機的運行排放等,協調其與環境的關系。通過低溫技術學以及制冷原理等研究,完善了制冷低溫系統,提高制冷低溫系統運行效率。
7結束語
對于鍋爐來講,熱能與動力工程在其中的運用,不僅從多方面對鍋爐自動化運行水平加以提高,同時也優化了鍋爐運行結構,提高了燃燒效率,協助鍋爐真正實現精細化能耗控制。尤其是風機監控以及燃燒控制等方面,經過有效磨合與優化,鍋爐以及熱能與動力工程都取得明顯進步。
參考文獻
關鍵詞:熱能與動力工程;節能降耗;實際應用
引言
隨著近年來我國經濟的飛速發展,由熱能與動力工程產生的制約與影響也逐漸顯露出來,尤其是其作為電熱廠與鍋爐運行的關鍵構成,在能源消耗問題日趨嚴重的大背景下,若無法得到科學有效的改革創新,對我國的整體發展非常不利。基于此,結合實際情況創新并優化熱能與動力工程非常必要,其不僅能促進能源利用率的有效提升,還能全面增強熱能與動力工程的實際效果,在為電熱廠與鍋爐廠等相關行業領域的良好發展提供更大推動力量的同時,為我國綜合實力的進一步提升奠定基礎。
1 熱能與動力工程應用中節能概述分析
該項節能環保技術主要是通過對力學和工程建筑學,以及計算機等專業學科的發散性理論和技術知識。在電廠熱能生產運行中,要對能量進行合理的控制和優化,從而將能源轉換的基本工作效率提高,且將能源損耗盡量降到最低。同時,熱能動力工程在電廠內燃機等多類動力體系中進行有效應用,其熱能轉為動能的工作效率及效果也逐漸提高,從而降低了能源損耗。現階段,我國城市進程不斷加快,人們對生活水準也提出了更高的要求,而居民的用電量也不斷增大。在電氣應用中,常會消耗大量電力資源,給整個電力工程項目造成很大影響,如頻繁跳閘斷電現象,很容易引發安全問題,對居民用電質量也造成了很大影響。想要緩解以上問題,我們需要依照我國相關電力政策,并高度重視熱能轉換與供電問題,強化分析和研究,對于熱能和動力工程要采取一定的技能措施,強化該項工作的傳遞作用,提升發電的總體能力,從而避免在發電過程出現不必要的浪費和損耗,并充分發揮熱能動力工程環保節能措施的基本作用。此外,現階段電廠生產過程對能源需求量較大,對熱能和動力工程項目采取一定的節能控制措施,可以更好地緩解該類問題,并滿足其生產發展中的基本需求,促使我國社會經濟和生產效益的發展。同時,該類運行模式,可以確保熱能和動力工程項目的開展,并實現我國節能政策的主要目標,對于生態環境和綜合國力的發展與提升有著一定的作用和意義。
2 傳統電能生產的弊端
2.1 熱能與動力工程對環境的影響
我國在發展經濟的過程中,曾經有過一段重工業時期,雖然通過消耗大量煤炭、石油等資源的方式進行發電確實有效,能使供電不足的問題得到處理,但會對環境造成嚴重的影響。對于以往傳統的熱能與動力工程,生產過程排出的有害氣體一方面會污染生態環境,另一方面也會使人們的身體健康受到影響。但在水力、風力與太陽能等清潔能源出現并應用后,不僅環境污染問題得以改善,也合理節省了煤炭、石油等不可再生能源,在為人們提供一個美好生活環境的同時,促進了人與自然的和諧相處,進而使熱能與動力工程為國家的整體發展提供更多的幫助。
2.2 濕氣損耗
在對熱能和動力項目裝置過程中,不但存在熱能降耗問題,還存在濕氣損耗現象,不利于節能降耗工作的實現。濕氣損耗問題主要包含蒸汽在整個蒸發和膨脹過程產生一定的水滴,當水滴聚集,就會給整個蒸汽運行系統造成影響;蒸汽一旦移動速度過高也會加快水滴聚集的速度,使得兩者在相同距離之內的移動時間長會有很大不同,致使濕氣損耗問題的出現;在大量水滴進行聚集時,也會形成一定的水滴流,從而降低濕氣運行速度的穩定性,出現熱量損失現象。
2.3 新技術與傳統工藝之間的矛盾
現階段,我國對熱能與動力工程的研究較為重視,并鼓勵科研單位、電力企業研究熱能與動力工程的節能降耗控制問題。在國家的大力支持下,相關領域的科研成果不斷涌現,越來越多的新型技術在實際中得到了廣泛的應用。從某種角度來看,新型技術的應用的確可以有效提高熱能與動力工程的節能降耗控制效果,但由于新型技術與傳統工藝存在必然的矛盾性,二者無法從根本上兼容,因而新型技術的實際價值遠遠低于預期的高度。新技術的出現是實現電力生產改革的關鍵,電力企業應當基于辯證角度去看待新技術與傳統工藝之間的矛盾,為新技術的推廣和應用掃清障礙,擴大新技術的推廣范圍,從而實現規模效益。
3 熱能與動力工程在節能降耗方面的應用
3.1 選擇調頻方案
從某種角度看,能量之間的轉換是一種聯系性較強的關系,其具體是指熱能與動能之間的能量轉換,前者提高了后者的合理化,而動能則明顯提高了熱能的轉化率。熱能與動力工程的應用需要建立在與電力生產環節相互融合的基礎之上,并要盡量對電能損耗問題進行控制。在實際中,用電系統并非固定的,其僅僅是一種相對較為穩定的狀態,但也會因為客觀條件的變化和外界干預的存在而導致用電負荷發生變化,因而電網頻率也是處于變化狀態中的。由此可見,調頻方案的選擇和應用不僅可以強化熱能與動力工程之間的契合度,確保二者充分發揮應有的價值,同時也能根據并網運行機組來調整自身的動態運行性能,提高用電系統對外界負荷的抵抗能力,保證電網系統的整體運行穩定與可靠。電力企業需要從熱能與動力工程的應用情況出發,始終堅持節能降耗的基本原則。
3.2 改進完善燃燒方式
對于熱能與動力工程科技創新,鍋爐燃燒過程必須得到重視,這是由于其不僅是熱能與動力工程應用的主要方向,鍋爐燃燒過程也以熱能轉化為主要原理。實踐證明,在以往傳統的鍋爐運行模式中融入智能化元素,一方面能促進鍋爐運行穩定性與安全性的有效提升;另一方面對鍋爐燃燒實際效率的增強也非常有利。另外,因為鍋爐燃燒效率與燃料、爐內空氣與溫度等都有密切的聯系,而通過對智能化操作技術的有效運用,能進一步合理化與科學化上述因素,并在此基礎上將各項數值作為根據,轉換鍋爐燃燒方式,從而實現電熱廠綜合效益提升的目的。智能化鍋爐的另一顯著優勢,就是在運行之前可進行模擬數值的預設;在對鍋爐風機翼型葉片進行合理改造的情況下,鍋爐燃燒系數也會隨之提高。
3.3 減少鍋爐蒸汽損失
在電廠鍋爐中蒸汽作為能量載體的出現,待動葉柵完工后,通過利用剩余動能使得機組進行分離并進入冷凝系統,部分蒸汽所剩余的動能在單位時間之內不可轉化的能量。當蒸汽損失減少,有關人員應及時查看設備情況并了解實際發生的狀況。一旦壓力和溫度過低時,應運用高效的措施進行控制。而當溫度過低時,不但會影響系統液態水出現氣化現象,還會影響其工作效率,所以我們應確保溫度連續運行的狀態,地蒸汽性能及運行穩定性進行實時監控。另外,對電廠未來發展趨勢進行認知,使其能與時俱進,不可忽視。對有關部門和企業來說,還應更新有關設備與技術,最大限度控制其性能,實現我國電廠節能降耗的基本目標。
結語
隨著我國社會經濟的持續發展,社會各界對電力資源的需求量與日俱增,因而控制熱能與動力工程的節能降耗效果對提高電力生產效率、保證電力企業經濟效益有著直接的影響作用。
參考文獻
1熱能動力工程在鍋爐領域的應用情況
眾所周知,鍋爐是一種非常常見的熱能設備,在我國的工業生產中十分常見,應用極為廣泛,鍋爐的原理是借助于爐內燃料的燃燒來產生熱能,從而提供持續的動力來滿足工業企業的生產需求。目前,國內使用的鍋爐中以工業爐最為多見,工業爐又可以分為多種,最廣為熟知的是燃料鍋爐。工業鍋爐最重要的功能就是工業加熱,提供熱能。工業爐使用數量巨大,應用領域廣泛,正因為工業爐具有的無可比擬的優勢,據相關調查數據顯示,我國超過十種以上的行業都在使用工業爐,但其缺點也是非常明顯的,工業爐的能耗非常大,其消耗量幾乎占到了總體能源消耗量的四分之一,而工業爐中以燃料爐的消耗為最大,占比約為九成左右。
當前,熱能與動力工程在鍋爐領域的應用中一個重要的問題就是污染的問題,這也是制約鍋爐技術發展的一個難點。人們在降低鍋爐污染物排放方面投入了大力的精力來對技術和設備進行研發,經過不斷的努力,也形成了一定的研究成果。鍋爐設備在生產運行中的核心環節是內燃技術和傳感技術,在借助于雙交叉限幅控制的情況下,現在可以對空燃比例進行連續的控制,從而能保證鍋爐中電機運行狀態的良好,也為鍋爐的運轉提供足量的氣體,促進鍋爐內燃料的充分燃燒,也實現了能源節約與環保。
2熱能與動力工程技術在能源領域的應用情況
能源的短缺與匱乏一直是制約能源利用的一個瓶頸,熱能與動力工程的發展,能源利用效率的提高,從一定程度上可以緩解我國能源不足的現狀。緩解能源危機一方面要節約能源,另一方面則要加大新能源的開發力度,將新能源與熱能動力工程很好的結合起來。
眾所周知,風機是一種裝有多個葉片的通過軸旋轉推動氣流的機械。葉片將施加于軸上旋轉的機械能,轉變為推動氣體流動的壓力,從而實現氣體的流動。風機在工業中的應用也極為廣泛,在電廠、鍋爐、工業爐窯、礦井隧道、冷卻塔、車輛船舶以及建筑的通風除塵方面都離不開風機。尤其是在電站中,由于電站機組的容量效率、轉速以及自動化水平都在不斷提高,這也對所用風機的可靠性提出了更為嚴苛的要求。風機是電站耗電最大的環節,電站的送風機、引風機等設備作為鍋爐運行的重要輔機,耗電量極為巨大,如何降低其運行中的電耗是當前電廠工業節能中必須重點關注的問題。此外,鍋爐風機在運行中也經常會有燒壞電機、竄軸的現象,也有葉輪飛車、軸承等故障發生,這些都會對電廠運行的生命財產安全造成負面影響。在風機的發展應用中,必須加強對與熱能動力工程有關的發電設備以及工業爐窯進行研究和創新,加強在通風和引風等方面的技術研發力度,推動新能源和再生能源的發展。同時,在電站和工業鍋爐應用上也要加強熱能動力工程的創新力度,結合新能源的發展,改變傳統能源的供給模式,努力改善我國能源短缺的現狀,為我國工業發展和經濟發展提供高效的能源支撐。
3熱能與動力工程的發展趨勢
第一,在熱能動力和控制工程方面。二者是相輔相成、互相促進、互相發展的。融合中要特別注重綜合鍋爐和汽輪機的優勢,在動力機械設計上可以借助這些理論和專業技術來推動熱力發電的發展和污染治理的良好控制。第二,在水利水電方面的應用。水利水電和熱能動力工程具有很強的淵源,也是密不可分的。在水利水電工程中,要對水利水電動力工程等相關領域進行深入的研究分析,推動理論和技術的互融性發展,并要注重信息技術在水利水電工程中的應用。第三,在熱力發電及和汽車工程方面。應大力發展熱力發電機的深層次研究,推動其在現代汽車工業和新能源汽車工業中的深入應用,促進綠色汽車工業的快速發展。
熱能和動力工程是現代動力工程發展的前提和基礎,針對當前我國現階段熱能動力工程的發展和應用現狀來看,隨著工業產業的不斷進步,其熱能動力工程也得到了較大程度的提升,但人才隊伍的建設還較為乏力,當前,我國高職院校的熱能與動力工程專業人才要基于將學生培養成具備一定的實踐能力、操作能力的應用型人才的目標,大力推動職業院校應用型人才的建設力度。
【關鍵詞】熱能;動力工程;應用;
中圖分類號:TV 文獻標識碼: A
隨著近些年社會的發展,資源緊張問題已經成為當前社會發展的矛盾,熱能動力工程的應用,可以緩解我國的能源短缺問題,是一項非常重要的工程。在對熱能與動力工程研究的過程中,需要以實際的應用為基礎, 通過不斷的觀察總結來掌握熱能與動力工程之間轉換的過程, 從而提高在實踐中的處理方法, 保證日后工作的規范。在研究創新過程中, 要保證以提高工作效率和減少能源的消耗為前提, 使能源能夠最大限度的合理利用。同時根據實踐總結來不斷提高熱能與動力工程在實踐中的應用,從而使能源的利用效率提高到一個新的高度。
1熱能動力工程的研究方向
熱能與動力工程是以工程熱物理學科為主要理論基礎,以內燃機和正在發展中的其它新型動力機械及系統為研究對象運用工程力學、機械工程學、自動控制、計算機、環境科學、微電子技術等學科的知識和內容研究如何把燃料的化學能和液體的動能安全、高效、低(或無)污染地轉換成動力的基本規律和過程研究轉換過程中的系統和設備的自動控制技術。
2 熱能與動力工程的應用
2.1 熱電廠中的應用
2.1.1 噴管調節
調節閥可以通過的最大流量是不盡相同的,隨著調節閥數目的不同而變化,噴管調節就是在滿足負荷適應性的基礎之上,為了能夠提高汽輪機的工作效率,達到平衡各種不同汽輪機的調節以及變化。單機運行與多級運行在控制各類調節的數值過程中是存在差異的單機運行能夠負載控制在有限值之內,并且能夠把增加的機組轉速達到一個合理的范圍內曰多級運行過程中首先要確保電網頻率不會被影響到的情況下,對負載進行重組與分配是新一輪的調頻過程,而與單機運行情況時不同的。
2.1.2 節流調節
在熱電廠運行過程中,應注意合理調節節流。在節流調節時,由于不存在調節級的分類,因此應采取其他手段來保證節流調節的有效性。當汽輪機第一級能夠全周進汽時,如果工況發生變化,各級的溫度應呈現出減小的趨勢,如果汽輪機組運行良好,則可以采用小容量機組和基本負荷的大機組,這時如果經濟性較差,則應該針對節流損失問題采取相應的措施。在熱電廠運行中,能夠通過弗留格爾公式來充分保證熱能與動力工程有效利用,弗留格爾公式表明,在相同流量條件下可以對汽輪機各級的壓差、焓降的計算,對汽輪機運行的功率效率及零部件的受力情況進行確定,從而實現對汽輪機的運行狀態的密切關注。在這個過程中,通過流量等已知條件,結合運行機組的各級壓力公式,分析流動面積變化情況。從這個層面上說,弗留格爾公式在火電廠運行中的應用,能夠保證機組節流調節中的有效性,也為熱能與動力工程的有效運行創造了良好的條件。
2.2.3調壓調節
調壓調節的經濟性僅僅用于機組在某些負載荷度的情況下,隨著負荷程度的提高, 調壓調節不再具有經濟性的特征。在工作時,對于機械能的轉換可能存在一部分的機械能損失,因為在這部分中機械能不具備轉換成動能的條件,會帶來一定的機組剩余速度上的損失。
2.2 鍋爐中的應用
熱能與動力工程得益于科學技術的不斷進步以及信息技術的應用使得其能夠被應用在鍋爐中,鍋爐主要就是由外殼以及鍋爐使用過程中的電器控制系統。鍋爐在使用過程中主要就是燃燒的過程,鑒于燃燒使得鍋爐產生極大的熱能,在爐底安裝控制器就是為了能夠隨時監控鍋爐的運行情況,這也是保護鍋爐安全的重要手段之一。在鍋爐實際運行過程中,其自身就會形成一個自我保護系統,它會將一定的機械熱能轉化為其他能量以達到保護自身的目的,但是,往往因為這部分轉化的能量而燒壞鍋爐,隨著科學技術的快速發展,在進行熱能控制中已經逐漸向電腦全自動控制轉換,用電腦來對鍋爐進行智能控制,可以提高鍋爐的運行精密度,保持燃燒的均衡。
3熱能與動力工程的發展科技創新
3.1 在熱電廠方面的發展
3.1.1 合理利用重熱現象
重熱現象在熱電廠運行過程中是不可避免的袁其數值在一定范圍內是可以減少一部分能量的損失袁但是也并不是越大越好袁所以袁就必須對熱電廠中的重熱現象運用合理以及充分袁根據熱電廠的實際運行過程來確定重熱系數也就是重熱數值遙
3.1.2 一次調頻和二次調頻
一次調頻是根據調節發動機的轉速而進行的一種被動調頻措施袁而且這種調節措施只能夠對外界數值的變化進行一定的控制而不能夠進行比較精確的調節曰但是袁在電網頻率保持一定數值的基礎上袁能夠利用智能調節對二次調頻預先設定調頻方程式袁從而可以對機組重新進行分配以及重新組合袁 二次調頻相比于一次調頻更加精確可靠袁能夠有效的對數據進行控制遙
3.1.3 降低濕氣損失
在熱電廠運行中濕氣損失是重要的能耗損失。因此減少濕氣損失不僅能提高汽輪機的運行效率對熱能與動力工程的應用也有很大的好處。濕氣損失主要是由于在汽輪機運行中濕蒸汽會出現膨脹現象由于空氣溫度存在差異蒸汽會出現部分凝結的情況從而導致蒸汽量不斷減少。同時由于蒸汽的流速比水珠的流速要高得多在水珠牽制作用下動能被大量消耗掉了。再者濕蒸汽過冷也會加大蒸汽的損失。在汽輪機運行中不僅應克服支持軸承及推力軸承的摩擦力以外還應該迅速啟動主油泵和調速器在這些動作中需要消耗一部分機械損失。這時河以采用軸流式的汽輪機在一端引入高壓蒸汽而另一端則排除一部分低壓蒸汽這樣就能夠保證高壓往低壓方向偏移,降低了能量的消耗池能夠太大提高熱能與動力工程的運用效率。
3.2 在鍋爐方面的發展
3.2.1 鍋爐燃燒控制技術
在鍋爐燃燒控制中, 如何調節能量轉換才是關鍵, 隨著時代的發展, 鍋爐的類型也在發展著變化著,由從前的人力填充燃料到現在變成智能填充燃料, 還可以對鍋爐的燃燒度進行有效的控制。在燃燒系統中一般有兩類,一類對鍋爐溫度的調節是通過控制空氣與燃料的燃燒調節,是與鍋爐本身的設定值進行比較的, 這種方式雖然運算復雜但沒有達到精確的目的, 對于鍋爐的設定值也要進行反復的確認才能保證技術的準確。
3.2.2 仿真鍋爐風機翼型葉片
目前為止,對于鍋爐葉輪的制造以及運作還沒有一個科學完整的體系,主要是因為鍋爐內部風機結構復雜,運行精密等原因。但是我們可以利用模擬實驗對鍋爐內部的氣體流動做出評估以便能夠獲得比較準確的數值,進而利用電腦對模擬數值進行預先設定,模擬的主要目的就是對不同速度造成的矢量圖進行研究分析,從而可以為鍋爐風機翼型邊界層分離與攻交的關系提供一定的參數依據。
4 結束語
社會發展過程中, 資源問題一直是人們密切關注的問題。社會的發展帶動了科學的進步, 而社會發展與資源問題已經形成了一種矛盾。當前,熱能動力工程的發展更好的解決了這一問題,隨著科技的進步,熱能與動力工程技術也有了提高。對熱能和動力工程進行研究,能夠更好的提高工作效率,同時減少能源的損失,這樣能夠使能源得到最大程度的利用,在不同的場合也是能夠進行調節,提高利用效率,為我國電力事業發展提供強而有力的支撐。
參考文獻:
【1】陳佑乾.淺析熱能與動力工程在熱電廠中的巧妙運用J[]城市建設理論研究,2012(1).
關鍵詞:熱電廠;熱能;動力工程;運用
中圖分類號:TK11文獻標識碼: A
一、熱電廠中熱能與動力工程的發展現狀
熱與能動力工程是最近幾年新近發展的一門學科,其研究的主要問題現實意義很重要,對于建設節能減排型的環境友好型社會有著非常重要的意義。當前,熱電廠中的熱能與動力工程發展中還存在著一些問題。
1、重熱現象
熱電廠的合理運行過程中,保證能量使用合理、前后環節之間的通道壓差持平,那么下一個環節中的焓值通常會比上一環節低很多,這種現象被稱為“重熱現象”。重熱現象的出現會產生一系列的危害,不僅作用于該現象本身,還會引發多種不利于提高能源使用效率的問題,通常包括下列問題:首先,重熱現象會導致熱電廠中電能的儲存和釋放出現問題,甚至引發用電不穩。其次,重熱現象會對發電過程中燃燒環節的穩定造成影響,導致蒸汽數值發生變化,產生比較大的波動,進而導致整個發電系統的性能也受到影響。最后,重熱現象還會影響到整個發電過程中的氣壓,引發壓力波動,導致電能頻率發生波動,電能品質被減低。
2、節流調節
節流調節在熱電廠的運行中應用范圍較廣。發電設備工作出現變化時,往往系統中的能源消耗會加大,進而對電力公司的經濟效益造成影響。實際情況下,節流調節用在容量額度相對較小的設備中更加適合,機組設備的額定負載最大值只要有任何一級達到,那么級數就會相應增高,同時減少機組數量,進而減低供電壓力的臨界值。只有機組中的級數達到三級以上,節流調節才能正常應用,但是發電設備工作若是沒有變化,那么不同機組中同構的流量值相等。所以,發電設備工作狀態發生變化時,系統仍然可以保持著正常穩定的運行模式。
3、濕汽損失
出現濕汽損失的問題主要原因是多方面共同作用,并不是源于單方面的原因,主要包括下列原因:蒸汽在膨脹的過程中會發生液化形成一些水滴,進而影響到蒸汽,造成濕汽損失;水滴移動速度明顯低于蒸汽的速度時,蒸汽在高速移動中很容易受到影響,進而導致濕汽損失;水滴還會影響到噴管中主流的正常運動,導致能量的損失,有時還會引發多余的設備操作。
二、如何提高熱能與動力工程的有效運用
1、有效合理地利用重熱現象
重熱現象指的是在多級汽輪機中,上一級別的熱功損耗被轉化成了重新被蒸熱后吸收的熱能源,這樣下一個級別的進汽焓值就可以提高了,與此同時,理想狀態之下的焓降值會不斷增加,由此一來,每一個級別的理想狀態下的焓降值會大于總體上理想狀態下的整個汽輪機組的焓降值。在熱電聯產的實際生產過程中,這種現象就是所謂的重熱現象。在汽輪機組重熱的這個進程中,由于理想狀態中的數值和現實中的數值之間難免會有差別,就會在整個設備回收熱能源中的回收率有所差別,不是所有的能源都能夠被回收。經過相關實驗和研究,發現在一般情況下,重熱的系數值多是處于4%-8%這個范圍內,依據上述內容不難發現,重熱系數和回收率成正比例相關。那么熱電廠在生產運行中就需要以實際的運行情況來確定合理科學的重熱系數數值,這樣能夠實現熱能和動力工程的有效合理和科學的運用。
2、進行節流調節操作
所謂節流調節指的是在第一級可以完成的進汽工作,因此這也可以說是一種沒有級別的調節工作。在工況發生改變的時候,每一級的溫度都會出現降低,還表現出比較強的負荷適應性,節流調節一般適用于小容量的或者是所帶基本負荷比較大的機組,但是難免出現節流損失情況的發生。由此其經濟效能大幅度降低了。熱電廠可以采用弗留格爾公式,利用它進行計算,從而有效保證熱能和動力工程能夠實現有效的運用。在同等流量之下,運用公式可以對每一級的壓差和比焓值計算,強化對去論足的監督,以促進其正常流通運行,在確保流量的情況下,將汽輪機組之前的每一級的壓力所運用的公式作為依據,對每一部分的流通變化情況加以正確合理的判斷。通過計算,可以發現利用弗留格爾公式能夠在熱電廠汽輪機組中加以運用,有效保障了節流調節,與此同時,也為熱能和動力工程的有效運用提供的基礎和條件。
3、減少調壓調節的損失的方式
調壓調節有其優勢也有其缺陷,其主要特點就是可以加強機組自身的運行穩定性以及它對負荷的適應能力,它還提高了一部分機組的經濟效益,同時還為動力工程以及熱能在電熱廠中的運用提供了有效的實際條件。其缺陷主要就是在其高負荷區域內進行滑壓調節是不符合經濟性要求的。大機組蒸汽在動葉柵內完成做功后,就會有機械能的功力轉換存在,這樣就在一定程度上產生蒸汽余速的損耗、斥氣損失以及鼓風損失等。調壓調節存在這些損失,表明汽輪機組運行經濟性有所降低,但是造成這些損失的主要原因都是汽輪機組運行機理決定的,而不是單純的人為失誤或者系統故障,這些損失的存在都需要借助先進的工藝技術進行改進和完善。所以,這些損失的存在就迫切需要我們不斷積極的研究和探索調壓調節的方法,爭取研制出更為科學的產品,進一步減少能量損失。為了減少熱能和動力工程的損失,我們應該在電廠生產過程中,深入探索調壓調節損失等問題,在實踐中應用具有更高科技含量的新產品,以此來提高電廠熱能與動力工程的運用效率。
4、降低濕氣帶來的損失和消耗
熱電廠的能源損耗很多,其中濕氣損失是主要的部分,要降低濕氣的損失量,這對于熱電廠中熱能和動力工程的運用來說是十分重要的方面。可以從這樣幾方面來分析濕氣之所以容易損失的原因:首先,濕蒸汽在發生膨脹的過程中一部分蒸汽會凝結成水珠,這就損耗了蒸汽量;其次,水珠的流動速度低于蒸汽的流動速度,受到水珠流動速度的影響日益損耗大量的動能;再次,使蒸汽過冷現象的存在也會造成濕氣的損失。濕氣的損耗會帶來動葉邊緣受到損傷,尤其是在葉頂背弧處,受到的損傷是很嚴重的。要有效的降低濕氣可以采取這樣的辦法,在實際熱電廠的運行過程中采用中間環節再熱循環系統,采取去濕氣設備裝置來增強機組的抵抗損失的能力等等。
三、熱電廠中熱能與動力工程的發展方向
在如今這個經濟飛速發展的信息時代,工業生產正在向著自動化、智能化、信息化、數字化發展,想要保證市場競爭力,必然要在能源管理中下功夫,結合新型的新型先進技術,提高生產效率,增加企業效益。未來熱電廠的發展可以參考下列幾點。對現有的設備進行技術改造,令設備的能源消耗盡量降低,引進先進的配套生產設備;實現全集成自動化生產,將改造工藝和整個生產流程有效結合,實現能源的高校利用;實現全集成能源管理,提高工廠管理的透明度,優化配電成本。
結束語
在未來熱力廠的發展中要有效保證熱能和動力工程的有效運用,這是目前電力行業面對的現實問題,要著手解決現實存在的種種實際問題,更好的實現熱能和電力工程的發展,進一步提高熱電廠的運行和水平,確保熱能與動力工程在熱電廠實現合理有效的運用,要不斷的認真總結和研究,緊密的將實際和理論結合起來,不斷豐富和拓展熱能與電力工程的有效運用。
參考文獻
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[2]趙巖.熱能與動力工程在電廠中的合理運用[J].生物技術世界,2014,07:140.