热能与动力工程中的节能技术应用

热能与动力工程中的节能技术应用

龙星

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摘要：随着我国经济发展水平的不断提升，能源消耗量也在不断增大，我国每年的能源消耗量已经达到了世界首位，这也让我国国内能源供需问题、经济发展问题和生态文明建设问题更加严峻。在社会能源体系之中，天然气、石油以及煤炭是较为重要的能量供应资源，而其对于环境的污染较为明显且无法再生，在这种情况下，更应该对热能与动力工程的节能降耗措施进行深入的研究，才能为我国工业发展提供坚实的保障和依托。

关键词：热能；动力工程；节能技术

一、热能与动力工程分析

热能与动力工程的运作目标在于进行能源的供应，一般来说会通过燃料的燃烧来释放热能，然后将热能转化为机械能。一般来说，当前的工业体系之中包含了热能装置包含了蒸汽机、内燃机以及燃气轮机等多种形式。

蒸汽机诞生于第一次工业革命，蒸汽机通过化石能源的燃烧获取大量的热能，而蒸汽机内部承载了大量的水，会通过特殊的管线将热量传递到水中，而水在不断加热之下会蒸发形成水蒸气，水蒸气在迅速膨胀之下，让蒸汽机相应的设备设施进入到活塞运动的状态，进而使热能转化为机械能[1]。

内燃机则能够将空气与染料混合，进而燃烧产生高温高压气体，在气体碰撞后会作用于活塞开展活塞运动，从而输出机械能，进而达到将热能转化为机械能的目的。

燃气轮机则依托于高温气体，在高温高压的环境之下，以蒸汽带动叶轮的旋转，从而确保热能向着机械能不断转化，这种设备设施更常应用到大规模大功率的设备设施之中。

动力工程则是工业体系之中较为重要的组成部分，而在实际应用过程之中，技术人员应该对热能与动力工程的整个系统运作方式进行全面的探究，对动力工程的装置与设备进行全面的优化和升级，从而确保生态文明建设水平与社会发展水平得到全面提升。当前我国社会之中存在着能源供应不足的问题，为了确保相关问题得到更加合理的解决，需要从热能与动力工程的本质出发，构建出行之有效的节能技术运用策略，才能更好的解决国内能源结构存在的缺陷与问题。

二、热能与动力工程损耗对环境造成的影响

热能与动力工程的相关设备设施都是将热能转化为机械能的过程，然而在多种因素的限制之下，热能往往无法百分之百的转化为机械能，很多热能会在转化的过程之中散逸流失，这种问题将对资源造成一定的浪费，同时也不符合我国当前的可持续发展理念。而从实际情况来看，在热能与动力工程运作过程之中，动力工程往往会因为多种因素出现潮湿气体，而这些气体会对体系之中的热量进行吸收，导致相应的热能难以转化为机械能，在面对这种问题时，应该采取去除湿气的设备设施，并做好防潮手段，才能确保热能利用效率的不断提升，为热能供应水平起到应有的保障作用。

在社会全面发展的今天，能源的不断使用会导致热能的全面排放，而热能与动力工程的运作是无法完全避免相应问题的，这也将对环境造成不良影响。

当前很多企业选择煤炭作为染料进行供应，开展热能与动力工程进行作业，在煤炭的使用过程之中会释放二氧化碳气体，而这种气体的不断释放会对气候与环境造成破坏，是全球气候变暖以及臭氧层空洞产生的元凶，而很多热能与动力工程的设备设施在运作过程之中会发出大量的噪声，这也导致噪音污染问题的产生。热能与动力工程对应的领域在于住宅供暖、公路交通和工业生产，这些领域都将排放大量的热能，导致城市温度的全面提升，最终引发热岛效应，而核电站和炼钢厂等能源消耗量较大的企业会不断使用热能与动力工程技术，为了确保水温得到全面的冷却，为了保障设备设施的有序运作，需要应用大量的冷却水，水温的不断升高会导致水中溶解氧的不断减少，大量的水生生物会因此走向死亡，导致水质出现富营养化的问题，对人类环境的改善造成较为不利的影响，从这里也可以看到，将节能技术应用到热能与动力工程之中有着较为重要的意义。

三、热能与动力工程中节能技术分析

（一）调频技术

在热能与动力工程之中，调频技术是较为常见的节能技术，其优势在技术较为简单且更加实用。在应用过程之中，需要技术人员根据能源使用的具体情况设计调频技术的应用方案，防止出现因为外界因素影响导致的电负荷变化情况。在调频过程之中，应该重点对工作负荷频率的变化加以分析，确保调速器的工作处于较为平衡的状态，要对频率调节的具体情况加以有效的控制，从而切实有效的防止出现能源被过度浪费的问题。在发电机组运行过程之中，应该引入自动与手动相结合的调频模式，通过有效的二次调频，确保其运行效率的不断提升[2]。

（二）废热回收技术

在热能与动力工程运作过程之中，往往会产生对应的热能损失，这也是为了确保能量能够科学合理转化的关键所在，而在节能技术的应用过程之中，往往也会以此为切入点，从降低热能损耗的角度出发应用废热回收技术。这也就要求了在节能技术应用过程之中，能够结合实际情况，对容量损耗的现象进行深入的分析，以相应的技术对余热资源进行全面回收，结合热能与动力工程的运作情况，引入加热冷凝装置，不断提升动力装置的运行效率，从而达到节约能源的目的，确保热量不会出现大幅度损失的情况。而在废热之外，电能也将产生对应的废水余热，这部分的能量也可以进行回收和利用，从而最大程度的控制资源浪费的情况。在除氧器的运作过程之中，蒸汽的排放也会导致热量损失和质量损失的问题，在这种情况之下，可以在对应的热能动力系统之中引入冷却装置，从而确保热量损失问题得到有效的控制，在污水排放的过程之中，也应该不断拓展容量，降低压力，从而对排放污水之中的余热进行有效的收集和利用，达到对整个热能与动力工程体系能量二次利用的目的，同时也可以引入排污热回收装置，将锅炉之中的污水余热进行有效的存储，通过这种方式能够确保能源的利用效率得到全面提升，同时也能达到节能环保，降低排放量和减少损耗的目的。

（三）湿气损失降低技术

在热能与动力工程运作过程之中，湿气损失是能量转化过程之中常见且难以避免的情况，而在节能技术应用过程之中，也应该以此为切入点，不断控制生产过程之中出现的能源损失，以此提升对应的经济效益和社会效益。技术人员应该深入探究湿气产生的主要原因，并引入更加具体且具有针对性的策略来控制湿气损失的问题。可以在热能与动力工程系统之中引入除湿设施，防止设备内部出现过多水滴的情况，并将加热循环装置引入到整个传动体系之中，进而克服湿气带来的不良影响和问题。相应的管理人员和技术人员应该做好设备设施的管理，强化维修养护的力度，防止因为设备故障问题出现的湿气损失情况。湿气的产生原因在于温差的出现，如果在热能与动力工程之中，动叶栅做功完成之后，就会依托于剩余动能，让蒸汽转移到凝气体系之中，而在这个过程之中，蒸汽剩余的动能以及机组无法转化的能量都会被损耗殆尽，想要确保这部分能量得到有效的利用，技术人员和管理人员就应该对仪表状态给予更多的关注，一旦发现存在着压力过低或者温度过低的情况，就必须不断提升温度，同时强化压力。过低的温度会对液态水汽化过程产生一定的影响，同时也将导致整体系统的运作效率产生严重的阻碍，因此必须确保其温度符合要求，尽量维持持续做功状态，同时要对蒸汽输出的稳定性加以有效的控制，才能达到节能降耗的预期目标。

（四）传热实践技术

我国目前已经对热能与动力工程节能技术加以全面的应用，而传热实践技术则是较为常见的节能技术，这种技术在火电厂等工业企业之中的应用较为广泛，这种技术往往依托于换热器达到节能的要求。对于换热器而言，主要是将热流体的热量传递给冷流体设备设施之中，这种技术在化工、石油、动力和食品加工领域有着较为广泛的应用，在化工生产之中应用优势较为显著，在换热器的支持之下，能够确保能源利用水平的全面提升，从而使热能与动力工程的节能效果达到预期[3]。

（五）多重汽轮机重热回收技术

在热能与动力工程的运作过程之中，往往会出现重热现象，为了确保能源利用符合高效的要求，达到预期的节能目标，就需要对重热进行合理的回收和利用，在这种情况下，需要以实际情况为依托，不断增加汽轮机的数量，并对其布置情况进行合理的规划，从而提升重热的利用效率。在这个过程之中，需要结合实际情况，按照上下级的方式进行排布，从而确保汽轮机热损耗的利用效率得到全面提升，同时也要根据多重汽轮机重热回收技术的应用情况，不断提升热损耗的利用效率，确保热能与动力工程能够对热损耗进行全面的回收，达到提升能源利用效力，强化利用效果的目的，在一般情况之下，汽轮机的重热系数范围在0.04到0.08之间，这里的主要原因在于机组之间的差异性存在着特定的范围，而在多种汽轮机中热回收难以对重热系数加以全面固化处理的情况下，需要将其设定为相应的数值。

四、热能与动力工程节能的有效措施

（一）合理利用重热现象

热能与动力工程的核心在于将热能转化为机械能，最终以蒸汽机转化为电能，而在这个过程之中，会出现大量的能量损耗，如何控制热能的损耗，则需要对热能进行重复的利用。如果说被损耗的热量能够在热能与动力工程体系运转时重复利用，就能达到预期的效果，而在多重汽轮机重热回收技术应用过程之中可以看到，机械设备在工作过程之中往往会出现回收效率较低导致热能散失的问题，这也将导致相应的节能技术难以达到预期的效果。而从数据分析的情况来看，我国热能与动力工程的重热系数在4%到8%，重热系数越高，重热的利用效率就越高，损耗的热量也就更低，因此电厂在生产过程之中应该适度提升重热系数，确保热能得到更加有效的利用，而工作人员在进行调节过程之中也应该考虑到对应的细节，确保调节阀流量更加均衡。发电机在运作过程之中，不仅会产生热能，同时也将产生大量的湿气，而湿气会带走大量的热能，这也是能量损耗产生的主要原因，因此技术人员应该做好湿气的管理和控制。这里要注意的是，湿气的损失不仅将导致多种热量的散失，同时也将对发电机组产生较为直接的影响，导致动叶边缘出现冲蚀的问题，导致叶片长度与面积减少，因此在应用湿气损失降低技术时，可以着重应用循环装置，从而达到吸收湿气的目的[4]。

（二）开展有效的节流调节工作

在节流调节过程之中，要对热能与动力工程的实际情况进行深入分析，探究工况变化情况，各级温度的变化情况较小的话，说明其适应性良好，更适合应用在小容量和基本负荷较大的设备设施，要确保对应的节流技术运作更具可靠性，可以通过福留格尔公式对相应的工况机组临界状态进行分析，对相应的零部件功率、效率和受力情况进行探究，对汽轮机流通情况进行计算，进而对流动部分面积的变化情况进行分析，以此来确保机组内部节流调节工作的有序开展，从而为热能与动力工程节能水平的全面提升起到应有的促进作用。在这方面也应该更加科学的选择节流调节技术，才能确保多种技术应用的配适性达到预期要求。

（三）减少调压调节的损失

调压调节的主要特点在于能够强化热能与动力工程运行的稳定性，使其对负荷有着更强的适应能力，能够确保机组经济效益的全面提升，为热能与动力工程在电热厂之中的应用提供坚实的保障与依托。然而调压调节也存在着一定的缺陷和问题，其在高负荷区域内进行滑压调节往往会耗费大量的资金，难以符合经济性的要求。大机组蒸汽在动叶栅完成运作后，会出现机械能的转化，从而导致出现蒸汽余速的损耗以及鼓风损失等问题，调节调压缺陷的存在会让汽轮机组经济效益不断下降，然而导致这些问题产生的主要原因在于汽轮机组的运行机制，并非人为问题和系统故障问题，因此需要引入更加优化和完善的节能技术，对相应的工艺流程进行改善，这也就要求我们能够不断的探索调压调节的有效方法和对策，探索出更加科学先进的产品，从而确保能量损失得到有效的控制，在热能与动力工程运作过程之中，应该不断深入探究调压调节损失，在实践过程之中引入多种先进的技术与设备，从而使热能与动力工程的运用效率得到全面提升。

五、结束语

综上所述，在热能与动力工程生产运作过程之中，需要采取对应的手段和措施，确保热能与动力工程有机融合，从而最大限度的控制发电机组产生的能量消耗，确保热能与动力工程的生产运作效率得到全面提升，保障企业生产效率和能源运用效率的不断提高。在能源短缺的大背景之下，热能与动力工程的应用也需要遵循可持续发展原则，将多种节能技术应用到整个体系之中，确保热能与动力工程的运作质量和效率得到全面提升，保障相关企业获取预期的经济效益和社会效益，从而为我国社会环境建设质量的不断提升起到应有的促进作用。

参考文献

[1]郑祺. 热能与动力工程中的节能技术实际应用研究[J]. 建筑工程技术与设计,2020(15):4322.

[2]陈承宝. 探究节能技术在火电厂热能与动力工程中的应用[J]. 数码设计（下）,2021,10(4):108-109.

[3]凌宇. 谈电力行业中热能与动力工程的实际运用[J]. 电力设备管理,2023(1):178-180.

[4]马金星,魏洪坤. 电厂热能工程节能降耗研究[J]. 造纸装备及材料,2022,51(9):153-155.