王文浩 苑泽桐 唐颖 闫世瞳 李文雨
（南京工程学院 江苏 南京 210000）
摘要：碳中和与碳达峰逐渐被提上我国绿色生态化发展的日程上来，能源消耗和环境污染成为社会热点话题。在此背景下，如何协调好电厂在提升能源利用率和环境保护方面发挥作用，改进热能与动力工程的应用方向，缓解能源紧缺问题和环境污染问题，成为掣肘电厂可持续化、生态化发展的重中之重。基于此，文章主要阐述了电厂在运用热能与动力工程中存在的主要问题，并就此提出了一系列具有针对性的对策和建议，旨在改善电厂的能源利用状况，提升电厂的生产效率，推动其在环境保护过程中实现长远发展。
关键词：热能与动力工程；电厂；运用
一、热能与动力工程概述
热能与动力工程是一门综合性很高的学科，其中包含有多门科学技术，诸如现代能源科学技术、信息科学技术等，主要应用于热能动力设备与系统的环境保护、能源高效清洁利用、自动控制等方向，是电厂发电的主要共工作原理之一。热能与动力工程能够借助能源转化装置实现热能与动能的双向转换，整个过程符合能量守恒定律，但是对技术的操作要求较高，且工艺流程复杂[1]。目前，电厂发电的主要途径是将热能转换为电能，基于此，热能与动力工程成为电厂正常生产运营的重要方面。如何合理运用热能与动力工程，实现热能与电能的高效转化，是当前电厂面临的普遍问题。
二、热能与动力工程运用于电厂中存在的问题
（一）重热现象方面
目前，我国多数电厂的发电模式以火力发电为主。在火力发电的过程中，会产生大量的热量，如果这部分热量不能得到充分利用，就会造成发电效率的损耗。因此，电厂一般会想方设法对这部分热量进行再次利用。重热现象主要表现为机器设备在下一次运转时，上次损耗产生的热量对其正常运转产生干扰。如果这部分热量不能得到有效处理或利用，会严重影响蒸汽机的数值，并降低火力发电过程中燃烧的充分性，削弱热能资源的有效利用[2]。此外，重热现象还会导致设备运转环境的气压出现波动，产生电能的品质有所降低，降低电厂的发电效率。
（二）湿气损耗方面
在设备运行过程中，动能在蒸汽作用下转化成电能，实现发电的最终目的。但如果此时环境温度发生变化，蒸汽可能会由气态变为液态，凝集产生水滴，消耗大量环境中的湿气。此外，水滴会产生空间上的移动变换，其移动速度会作用于湿气消耗环节。如果蒸汽流通速度快于水滴的移动速度，那么湿气消耗会变得更为严重[3]。特别是水滴移动干扰到主流运动时，设备的喷管会对水滴移动进行处理，这属于多余的设备操作范畴，带来了更大的能量损耗和湿气消耗。
（三）节流调节方面
节流调节是电厂发电工作中的重要内容，其通过影响蒸汽机工作功率，最终作用于发电效率。节流调节不得当，很容易引发大量能源消耗的问题，不仅造成资源的浪费，也会阻碍电厂的正常工作。从目前节流调节的整体情况来看，节流调节方法的选择需要考虑其应用的具体条件，特别是发电设备机组的规模大小，电厂应该尽量将节流调节措施应用于三级以内。此外，节流调节措施更适用于容量相对较低的发电设备机组中，此时这种方法更容易发挥出明显的改善效果。
三、优化热能与动力工程在电厂中的合理运用的路径
（一）科学利用重热现象
重热现象是电厂运用热能与动力工程时常见的现象。在电厂设备的运行阶段，某一机器的运行损耗会被下一级机器吸收，甚至作用于下一级机器的运行环节，产生更大的蒸发量。
对此，需要结合电厂实际运行情况，在再热系数方面进行深入探索，并在此基础上设计出重热结构，对重热现象进行科学利用与处理，提高电厂设备的运转效能。一方面，对热能与动力工程的调节阀进行检查，确保各个调节阀不存在故障，能有效地调节阀流量，电厂设备可以正常运行。另一方面，开发应急预案，以快速对重热现象做出反馈和调整。控制阀会影响焓降值，当外部条件发生改变时，会导致调节阀升温，最终影响电厂设施的适应性能。若做好紧急预案对这一热力问题进行积极防控，便能在问题发生的第一时间进行处理，保障热力设备的正常运转。
（二）有效降低调压能耗
为了有效提高电厂设备在运行阶段的稳定性和可靠性，可以从降低调压调节的角度入手，改善设备的超负荷运转状态，以降低调压能耗来降低运行成本。在电厂发电过程中，由于长时间超负荷运转，容易出现设备生产率降低的问题。此时，为保证正常的生产状态，电厂通常会选择调节发电机组压力的方式，来保证设备的正常运转。在调节发电机组压力的过程中，会造成能源的损耗。针对这种现象，需要针对问题产生的原因进行具有针对性的处理。首先，要对调压调节的限度进行预设，避免出现调压调节不足而导致设备超负荷运转的状态。其次，尽量选用高品质的发电机组，这样可以有效降低调压而造成的能源消耗，节约电厂设备的运行成本。
（三）合理降低湿气损失
电厂设备在运转过程中会产生大量的热能，这其中亦会产生大量的湿气，导致设备组能耗的损失。特别是在温度较低的环境下，湿气在损耗时会消耗更多的热能，加深机组的能耗损耗问题。因此，电厂需要采取有效措施，对湿气损失进行合理把控，以保证发电设备机组的正常运转。例如，可以结合电厂运行实际，在设备上安装再热循环装置，通过控制中间环节的热能损耗，来降低设备整体的湿气损失；同时，对做功后的蒸汽进行再次加热，保证加热过的蒸汽温度与主蒸汽温度相一致，设备正常运转。这种中间加热措施能有效改善循环热效率，在保证排气湿度符合规范要求的同时，也降低了湿气对发电机叶片的侵蚀。在采取降低湿气损失的措施时，还要注意所采取的措施不能影响电厂设备的正常使用，避免落入顾此失彼的窠臼。
（四）提升节流调节效率
节流调节是电厂设备安装中至关重要的环节之一，节流调节的好坏直接影响着系统根蒸汽循环的效果。如果设备的运行环境状况发生变化，可能会导致层级温度的不断降低，即使是适应性很高的电厂设备，也会因为节流的损耗而导致经济收益的下降，危及整个电厂的可持续发展。因此，电厂需要根据弗莱格尔规律，选用专业人员对每一阶层的焓降值和压差值进行精确的测算，切实保证汽轮机在正常状态下循环运转，从而保障电厂设备的每个组件在正常状态下运转，整个设备处于良好的运行效率区间。如果设备的流量处于一个已知的数值，那么可以通过调整流动部分的面积来实现情形的变换。
四、结语
综上所述，国际与国内的能源资源紧缺、环境污染形势日益严峻，引起社会广泛关注。电厂作为重要的能源消耗单位，其在发电过程中如何兼顾生产效率与环境保护，是其未来发展将要面对的重要课题。因此，电厂有必要在其日常生产经营中对热能与动力工程进行合理运用，重点突破解决运用过程中存在的重热现象、湿气损耗、节流调节等现象，提高资源利用效率和生产效能。此外，还需要重视对工作人员的技能培训，扩展对能源消耗的可控范围，多手段入手，缓解能源紧缺与环境污染问题。
参考文献
[1]于万民.试论热能与动力工程的应用及其对环境的影响[J].现代工业经济和信息化,2019,9(07):51-52+55.
[2]王海铮.新时期热能与动力工程在电厂中的创新分析[J].科学技术创新,2020(02):173-174.
[3]赵进.浅谈热电厂热能动力工程装置的检修维护[J].智能城市,2020,6(10):247-248.