如何提高热电厂热能与动力工程的效力

【摘要】随着我国社会经济的快速发展，人们的用电需求越来越高，对电厂的压力也越来越大。本文对热电厂发电原理与流程进行了概述，并从四个方面就如何提高热电厂热能与动力工程的效力，提出了若干建议。

【关键词】热电厂；热能与动力工程；效力

一、热电厂发电原理与流程概述

1.原理

简单来讲，热电厂发电实际上是这样一个过程：首先利用煤炭燃烧所产生的热量使锅炉产生蒸汽，再利用管道将蒸汽输送到汽轮机组之中，蒸汽巨大的冲击力会带动汽轮机进行转动，进而带动发电机令其发电。然后汽轮机会将气体排进凝汽器之中，将气体进行冷却变为液态水，水泵再将这些液态水输送回锅炉之中进行循环利用[1]。

2.流程

热电厂的发电方式是火力发电，热源主要来自于煤炭燃烧。热电厂首先将煤炭处理成煤灰，以便它能够充分燃烧。煤灰传送带输送到锅炉之中，燃烧所产生的热量将锅炉中的水变为水蒸汽，进入高压缸中，带动汽轮机组。这一过程是第一次加热，为了提高热效率，有些热电厂还需要对水蒸汽进行第二次加热，然后再将水蒸汽输送到中压缸中，进而带动汽轮机组进行发电[2]。

二、提高热电厂热能与动力工程的方法

1.降低蒸汽损失

蒸汽自锅炉产生，进入机组对动叶栅做完功之后，将会依靠自身余下的动能离开机组进入凝汽系统。那么这部分动能实际上是在机组之中未转化成机械能的那部分能量，我们通常将这一部分能量称之为“余速损失”。具体表现为：一是蒸汽在对动叶栅进行做功时，将会有部分蒸汽凝结为水，那么凝结的这部分蒸汽并未做功，进而动能降低。二是锅炉所产生的蒸汽，并非是百分之百的蒸汽，其中包含着大量的水珠，而水珠的流速显然要远远的低于蒸汽的流速，那么在对动叶栅做功的过程中，低速运动的水珠将会牵制高速运动的蒸汽，这样也会损失部分动能。三是当运动的水珠撞击到喷管的背弧时，将会影响主流，进而造成一定的动能损失，同时喷管背弧在受到水珠的撞击之后，还会影响动叶栅的正常旋转，从而降低叶轮的有用功[3]。因此，为了提高热能与运力的效用，我们必须要采取有效措施，降低蒸汽的损失。一是锅炉工作人员尽量要保证蒸汽的各项参数维持在一定额度之中，从而使蒸汽的输出能够持续、稳定。二是保证全部的减温水调门要灵活、可靠。三是针对一些大中型的机组而言，我们可以采取增添去湿仪器设备、增加中间再次热循环工序以及改造喷管等方式进行改进，从而降低蒸汽损失。四是在汽轮机方面，我们可以采取降低推力轴承与支持轴承之间摩擦阻力的方式，降低相应的机械损失。

2.降低调压调节损失

对运行中的发电机组采取调压调节的目的是为了提高发电机组的可靠性、稳定性以及对负荷适应性，最终提高发电机组的经济性[4]。但需要注意的是，调压调节是有一定限度的，比如在调压调节不足的情况下，如果我们仍然坚持对高负荷区进行滑压调节，那么往往会事得其反，会导致一部分动能的降低，这显然会违背生产经济性原则，因此，这就决定了调压调节有时会影响整个发电机组的正常转动，进而降低热能与动力工程的效力产生一定的损失。而这种损失产生的原因主要是由于机组运行机理造成的，不是人为原因，也不是系统运行出现故障原因。那么如何降低调压调节所产生的损失还需要我们进一步探索，现阶段可以运用一些高科技产品来提高热能与动工程效率。

3.利用好重热现象

重热现象是指在多级汽轮机内上一级损失中的一小部分可以在以后各级中得到利用，这种现象称为多级汽轮机的重热现象①。具体来讲，是在多级的汽轮机组之中，上一级机组中的热损失会被后一级机级所吸收并利用，从而使后一级的进汽焓值大大提高，以此类推，那么整个机组的总焓降数值将会低于各级机组的焓降数值之和。但这只是一个理想状态，在实际生产的过程中，理论与实践往往会存在着较大的差异，同时设备本身的理论热回收效率与实际热回收效率也存在着一定的差距，这些因素都将会导致热损失是无法全部被回收的[5]。针对这一点，热电厂可以按照实际生产情况对重热系数进行科学、合理的设计，从而在保证发电效率的基础上，提高对热能与动力工程运用的效能。具体还要需要注意以下几点：一是对各个调节阀进行认真检查，保证各调节阀的流量是相等的；二是要考虑到调节阀开启的数量会对焓降构成一定影响；三是当工况发生变化时，将会引发调节级气室温度产生变化，进而影响机组的适应性。因此，对重热现象加以利用需要我们从热电厂的生产实际出发，综合考虑多种因素，最终才能够保证热能与动力工程效力的提高。

4.做好调配选择

适当的调配选择对于热能与动力工程的提高有着重大意义，但是想要清晰的论述调配选择是有一定难度的，因此，笔者在这里以背压式汽轮机为例进行阐述，进而希望对调配选择的分析更加清晰。为了增强背压式汽轮机的效率，我们采取了在背压式汽轮机上面装置了一个后置式低压凝汽式汽轮机的改进方法。通过这种改进，背压式汽轮机在运转过程中所排出的热气，直接被低压凝汽式汽轮机所利用，进而形成双重发电的机理，基于这一点，就构成了凝汽式汽轮机发电机组系统，不但高了热能与动力工程的效用，也提高了热电厂的生产效率。凝汽式汽轮机发电机组系统的特点是调频的速率较高，机组之间的差异性较大，调控难度较高。当电力系统的电网负荷产生较大变化时，如果只采取一次调频，那么会增加频率恢复的难度，所以需要进行二次调频，才能保证整个电力系统的稳定运行。二次调频主要分为自动调频与手动调频两种模式。现阶段，自动调频的应用更为广泛一些。热电厂在实际生产的过程中，必须要从生产的实际情况出发，合理的选择调配方式，从而提高机组的运行效率，否则将会因调配不当而降低热能的效力。

参考文献

[1]王文才.热能动力设计研究[J].中国新技术新产品，2011（22）

[2]于光佐.论热电厂中热能与动力工程的有效运用[J].科技创新导报，2012（28）

[3]黄景利.热电厂中的热能与动力工程[J].黑龙江科技信息，2010（27）

[4]李铎，彭勃.电厂热工自动化技术的现状及进展研究[J].科技与企业，2013（19）

[5]梁辉.电厂热能及动力工程中存在的主要问题分析[J].机电信息，2013（30）

注释

①重热现象[EB/OL].见：http：//baike.baidu.com/view/2148762.htm.访问时间：2014-1-10.

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