浅析中小型热电站热机专业设计的关键环节
【摘要】随着中小型热电站的不断发展，相关的设计工作已经逐渐走向成熟，不仅增加了多项设计任务，也在设计中广泛应用了CAD，呈现出“模块化”发展趋势。然而，在实际的工程设计工作中，对于不同的热电站，还是不能实施设计照搬。因此，笔者以多年的设计经验为依据，详细总结了热电站设计工作的关键，分析了设计中存在的一些问题，提出了优化措施。
【关键词】热电站；热机设计；关键环节
随着社会的不断进步，中小型热电站得到了蓬勃的发展，相关设计工作正在得到不断更新，设计思想也在不断得到转变。尤其是随着热电站的不断增多，社会对于热机的设计有了进一步的重视，更加关注设计的科学性。因此，在热机设计中，必须进一步明确专业设计标准，尽最大程度避免能量的损失，大力提高能量动力效率。本文以热电站热机工作为视角，展开对设计工作的论述。
一、中小型热机设计研究概述
作为一种机器，热机工作的主要方式是通过对热能的利用，有效将其转化成机械能[1]。在热机工作中，需要燃烧燃料，产生高温高压水蒸气，以此推动活塞运动，进行工作。图1为柴油机工作原理。
随着社会的不断发展，人们的工作和生活对电力的需求越来越大，对供电能力提出了更高的要求。为了更好的满足社会的用电需要，一大批的发电设备得到了更新。但是，从实际情况来看，这还远远不够，社会用电还是主要依靠发电厂发电，可以说供电压力尤为巨大。虽然随着科学技术的不断进步，人们加强了对新能源的研发，然而就我国的发展国情来讲，在未来的较长时间内，要想发展电力工业，还必须继续使用火力发电，以燃煤发电作为主要的发电途径。对于火力发电厂来讲，既向社会输送了大量电能，其本身又耗费了大量的能源，而要想实施对火力发电厂的运行经济性考核，就必须通过热力系统，所以，必须进一步加强对热力系统的继续研究，这具有极为重要的现实意义。因为只有如此，才能继续实施热力系统的技术改造，更新热力系统的设计内容，做到热力设备运行的可持续发展性和经济性。
在热机设计研究工作中，怎样做到热机设计的专业性，实现热机设计的智能化发展，提高热机设计的精确度，使之更好地应用于计算机计算是重点的研究内容。笔者认为，可以在现有的研究基础上，通过全面分析电厂热力系统计算手段，着手于传统的定律，以此引入矩阵思想，进行精密的数学推导计算，由此完成热力系统分析方程，使之适用于热电厂的供电工作。通过这一系列工作，能够以更加直接的方式对热经济性指标进行准确描述，更有利于以一种数学语言的形式清楚表达热力特性，明确热力系统结构，最终促进热机工作效率得到有效提升，使热机设计呈现简单化发展。
二、中小型热机设计关键
（一）加强创新，提升热机效率
在中小型热机相关设计工作中，设计人员的整体设计水平还有待进一步的提高，加上一些不符合标准的操作行为，使得发电厂的经济效益长时间内无法获得提高，直接阻碍了发电厂的发展。从发电厂的整体发展来看，必须符合社会经济的发展需要，遵循可持续发展原则，以节约能源为基本发展条件，务求用最低的成本投入获得较高的经济效益。因此，在设计工作中就必须加强创新，改变传统的设计观念，通过一些新的设计发展途径来使得热机工作高效进行。鉴于热电站的发展有一定的局限性，因此在热机设计工作中会不可避免的出现一些问题，如若得不到及时的解决，将会在很大程度上阻碍设计工作质量的提升。因此，在热机设计中，必须注重热机效率的有效提升，推动热机的顺利运行，这也是热机设计的关键内容。
（二）注重节能环保
从现阶段我国发电厂的发展来看，很大程度上存在着热机使用效率低下的问题，这主要是因为在应用过程中，出现了火力能源的严重浪费。要想改变现阶段发电厂热机使用效率不高的局面，就必须重视节能应用[2]。针对热机利用率不高的问题，有必要在设计工作中提高节能环保标准，加强对能源的有效利用，以此促进经济效益的提升。从我国现阶段的社会发展来看，节能环保工作要贯穿于能源应用的每一个环节，从开采、运输、转换等多个方面节约能源，避免不必要的能源浪费，推动可持续发展。由此，在热机设计工作中，更要加强节能设计，提高能源利用率。
（三）具体节能设计工作
在具体的节能设计工作中，要从发电厂的实际情况出发，制定针对性的措施，加强热电联产，推动热电改造的顺利进行。在可持续发展理念中，建设资源节约型社会，就必须充分发挥热电联产的作用。鉴于热机参数具有多样性的特点，加上供热管网又具有较高的热损失、无法实现较大的管网规模等各方面因素的限制，在我国的热电站发展中，仍然是以中小热电站为主。但是，在中小型热电站发展中，不能很好的对热机加以利用，还会经常发生由于降低工程成本而简化工艺系统的行为，这就使得中小型热电站产生了持续较高的煤耗量，导致热机利用率相对低下，发挥不了较佳的节能作用。而之所以会出现热机效率低下，很大程度上是由于电站设计工作中不能正确选择设备引起的，此外，还有不能全面考虑工艺系统的原因。所以，在中小型热电站发展中，热机工作设计应在节能方面加强研究。
三、热机设计优化展望
在热机设计工作发展中，必须加强设计思路的进一步优化，具体优化办法如下：根据热电厂的实际情况，通过对机组运行状态的有效考察，将热机系统作为主要的模型参考，着手于生物质燃料设计研究，结合设计工作中的主辅机选型、热机系统问题以及主厂房布置等问题，进行设计优化，进一步深化生物质发电技术的研究，促进其得到更大发展。
从世界工程设计技术来看，最具有代表性的莫过于三维设计[3]。该技术是设计手段的重大创新，其相关三维软件的广泛应用，为工程设计建设做出了重大贡献。在新的社会发展形势下，有必要加强热电站设计的进一步优化，实施全面有效的项目管理，这不仅能够提高电厂运营盈利，也能够保障工程的正常运营。最近几年，我国加强了对热机利用率的研究，取得了阶段性的成就，然而从整体上讲，还是存在着较大的热机应用问题。而且，现阶段我国的电厂发展中，主要项目还是以价格作为主要市场竞争内容，在技术上并没有太大的建树。所以，在未来的电厂热机发展中 ，研究方向应该提高技术水平为主，在确保电厂经济效益的同时，尽最大程度保证热机利用率的有效提升，解决更多热机设计工作中出现的问题。
结语：
在本文中，主要以中小型热电站为视角，浅谈热机设计工作，总结了当前热机设计工作的关键，提出了设计工作中出现的问题，最后进行了设计优化展望，以期为广大热机设计工作者提供有效性的参考。在具体的热机设计工作中，设计者应该掌握关键的设计环节，有效明确整体的设计思路，进行模块化的热电站设计，为提高热电站设计工作效率和设计质量做出更多努力。
【参考文献】