探究热能与动力工程中的节能技术

吕伟超

（广东启程新能源科技有限公司 广东惠州 516000）

0 引言

能源为国家发展提供了基础性支持，其在当前发挥的作用越来越大，已然成为人们生活、生产中不能缺少的物质基础。现阶段，世界范围内虽已经积极推动清洁、可再生能源的开发与利用，但是使用能源的90%依旧为传统不可再生能源。基于这样的情况，探究、应用热能与动力工程节能技术极为必要。

1 热能与动力工程的装置简述

1.1 热能装置

对于热能装置来说，其主要指人们生活、生产中所需要的主要设备形式，依托能源燃烧释放大量的热量，并在相应装置内部对转变为其他能量形式。当前，常见的热能装置包括蒸汽机、内燃机、燃气轮机、内燃机等等。想要达到节能降耗的效果，就必须要尽可能保证能源燃烧后产生的热量全部转化为其他动能，避免出现不必要的能源损耗。

1.2 动力工程装置

动力工程装置是当前工业生产中极为重要的设备，其与动力装置、热能装置相结合，共同构成了工业动力系统。依托动力工程装置的优化设计，可以达到提升能源利用率的效果，并降低有害气体的排放量，实现节能减排。

2 热能与动力工程中能源损耗产生的主要类型分析

2.1 热能损耗

在热能装置与动力工程装置的实际运行中，会产生大量的热能。这些热能一部分进行转化，被应用于其他的生产实践中；还存在部分热能消耗，导致资源浪费。这样的热能消耗一方面降低了装置运行质量，另一方面，也不利于相应行业企业经济效益、社会效益的增强。理论上来说，节流器会在设备超过额定功率时，依托初始设设定数值完成设备运行调节，以此达到降低设备运行负荷的效果。但是在实际的运行中，调节器会发生故障，造成热量损失，不利于设备稳定运行与节能降耗目标的实现。

2.2 湿气损耗

在热能与动力工程装置的运行中，除了热能损耗之外，还存在着湿气损耗的问题，不利于节能减排的实现。这样的湿气损耗主要表现为：①蒸汽在蒸发、膨胀的过程中普遍会产生小水滴，当小水滴大量聚集，会对蒸汽系统的正常运行产生阻碍。②蒸汽的移动速度高于小水滴的移动速度，造成两者在同等距离内的移动时间时长不相同，也导致湿汽损耗的产生。③在小水滴大量聚集的情况下，极易形成水滴流，降低了湿气正常的运行速度，最终产生热量损失。

3 热能与动力工程中的具体节能技术探究

3.1 调频技术

在节能降耗中，调频技术的使用更为常见，且技术简单、实用性强。在此过程中，需要重点完成以下几项任务：①结合能源的使用情况优化调频方案，避免由外界干扰引发的用电负荷变化问题发生。②在调频的过程中，着重参考工作负荷频率的变化，以此保证调速器工作状态的平衡。结合对频率调节的快速控制，能够避免的能源浪费。③在发电机组的运行中，引入自动调频与手动调频相结合的模式，合理展开二次调频处理，促使其与运行效率提升。

3.2 废热回收技术

在电能生产过程中，为了确保能量有效传递、科学转化，必然会出现一定的热能损失。因此，在节能降耗中，可以从降低损失的热能入手完成。此时，需结合实际生产情况，深入分析容量损耗现象，并引入废热回收技术，具体的流程如图1所示。

图1 废热回收系统

回收余热资源后，结合热能及动力系统的实际情况，依托加热冷凝装置的使用，能够推动动力装置运行效率的提升，达到节约能源的效果，避免热量的大幅度损失。

除了废热之外，电能生产中还会形成一定的废水余热，也需要进行回收利用，最大程度的降低资源的浪费[1]。例如，在除氧器的实际运行过程中，蒸汽的排放会造成热量与质量的损失。此时，可以在热能动力系统中引入冷却器，实现热量损失的降低。在污水排放环节中，应当实施扩容降压，以此达到对持续排放污水中的余热进行二次利用的目的；也可以使用排污热回收器将有效的锅炉污水余热进行存放。利用这样的方式，不仅能够进一步提高能源的使用效率，同时还可以实现节能环保以及节能减耗。

3.3 湿汽损失降低技术

结合上文的分析能够了解到，在热能与动力工程的能量转换环节中，湿汽损失的产生极为常见，且难以避免。基于此，为了进一步降低生产中的能源损失，并获取最大的经济效益，引入相关节能技术降低湿汽损失是必然选择。笔者认为，应当从使湿气产生的不同原因入手，针对性的落实应对策略以完成湿气损失的有效减少，具体有：在设备中加设除湿装置，避免设备内部生成大量水滴；将加热循环装置引入热能传动过程中，以此减少湿汽损失；加大设备的日常维护保养力度，防止由于设备故障而引发的湿汽损失产生。

湿气的产生一般是由于温度差距造成。例如，在锅炉设备中，当动叶栅结束做功后，依托余下动能，蒸汽脱离机组入至凝汽系统之中。而在这一过程中，蒸汽所存在的余下动能且机组未能及时转化的能量为“余速损失”。想要更好的实现节能、降低蒸汽损失，则要实时关注仪表状态。一旦发现压力过低、或者温度过低的状况，必须及时进行温度及压力的升高。当温度较低时，会对液态水气化产生影响，同时也会对做功效率产生阻碍，所以应对其温度予以保证。同时，还要尽可能维持做功的连续状态，并控制蒸汽的输出性稳定性，以此实现节能降耗。

3.4 传热实践应用技术

就当前的情况来看，热能与动力工程节能技术已然得到了我国工业领域的广泛应用。其中，传热实践应用技术就是一项较为常见的节能技术，在火电厂等工业企业的生产实践中更加常用[2]。在该技术中，主要依托换热器完成节能。对于换热器来说，其主要将热流体的部分热量传递给冷流体的设备，在化工、石油、动力、食品及其它许多工业生产中占有重要地位，其在化工生产中换热器可作为加热器、冷却器、冷凝器、蒸发器和再沸器等，有着极高的应用优势[3]。在换热器的支持下，可以促进能源利用效率的明显提升，最大程度的发挥出热能与动力工程节能技术的效果。

3.5 多重汽轮机重热回收

在汽轮机实际的运行过程中，重热现象的产生相对常见。而为了提升能源利用的高效性，切实达到节能减排的效果，就必须要对其实施回收利用。基于这样的情况，需要结合实际情况与现实需求增加汽轮机的数量，对汽轮机的布设进行重新规划，以此确保保障重热可以有效利用。

在此过程中，依托上下级的方式展开排布分布，能够提升汽轮机热损耗的利用效率。同时，结合多重汽轮机重热回收，可以实现部分热损耗的利用率增高，进而促使热能以及动力工程在热损耗的回收利用中展开，以此达到能源利用效率、效果提升的目标。一般情况下，汽轮机最佳的重热系数稳定在0.04～0.08的范围内，这主要是由于机组之间存在的差异性素质也存在于特定范围内所造成的。因此，在多重汽轮机重热回收无法对汽轮机的重热系数进行完全性的固化处理，只能将其设置为特定数值。

4 总结

综上所述，从当前热能装置与动力工程装置的运行情况来看，产生热能损耗与湿气损耗的情况极为常见，需要进一步处理。在明确设备运行实际情况的前提下，通过调频技术、废热回收技术、湿汽损失降低技术、传热实践应用技术、多重汽轮机重热回收的选择与使用，实现了热能损耗与湿气损耗的降低，提升了热能装置与动力工程装置的运行效率，为节能降耗目标的达成提供了有力支持。