浅谈热电厂热能动力效率的提高

摘 要：热电供电是我国电厂重要的供电方式，也是我国电力建设未来重要的发展方向。在当前能源日益紧张，电力负荷不断增大的情况下，设法降低热能发电中的热能损耗，不断提高热能使用效率则是热电厂热能动力工程中重点研究的内容，对于提高热电厂发电效率和经济效益，推动电力行业节能减排，能源高效利用具有重要的作用和意义。本文主要对热电厂降低热能损耗的相关措施进行了探讨。

关键词：热电厂；热能动力工程；效率提高

电力能源是一项基础性的能源，为我国社会发展和国民经济建设提供了最基本的能源保障，现代社会各行各业的生产活动以及人们的日常生活都离不开电能的供给，而热电厂作为重要的供电方则在电能生产方面占有非常重要的地位。随着社会经济的发展和城市化发展进程的不断加快，人们的生产生活对于电能的依赖性越来越强了，由此也加剧了我国电力能源供给的日益紧张和电能使用缺口的不断扩大，在一些用电高峰期，拉闸限电的情况也时有发生。热电厂在发电过程中会产生很大的热能和动力能，如果这些能源不能够充分利用的话，则会造成能源的白白浪费。在当前能源供给紧张，提倡节能减排，能源高效利用的形势下，如何采取措施提高热能使用效率，也成为热电企业迫切需要研究和改进的地方。

1 热电厂发电原理和基本流程概述

热电厂的发电方式为火力发电，一般采用高热值的动力煤作为热能来源。其发电的基本原理是利用煤炭燃烧的大量热能使锅炉产生蒸汽，再通过管道将这些蒸汽输送至汽轮机组，由蒸汽带来的巨大压力和冲击力来推动汽轮机的转动，继而在汽轮的带动下使发电机产生电能。同时，为减少用水量，这些蒸汽在做功凝结之后会通过凝汽器、水泵等重新回到锅炉作为蒸汽来源而循环利用。热电厂的发电是由热能转化为机械能，再转化为电能的过程，在这个过程中，蒸汽热能是电力生产的关键，是主要的能量来源，因此，减少热能浪费，提高热能使用效率，也是热电企业实现节能减排，能源高效利用的重点所在。

2 提高热电厂热能动力效率的措施和建议

2.1 降低蒸汽损失

在蒸汽做工的过程中，由于“余速损失”，使部分热能未能完全转化为机械能，而影响了热能使用的效率。锅炉所产生的蒸汽当中，存在大量的水珠，由于水珠的流速要远低于蒸汽流速，低流速水珠的牵绊作用消耗了一部分动能，造成了蒸汽温度和压力的下降，同时，水珠的凝结还会带走一部分的蒸汽热量，继而造成了部分蒸汽热能的损失。并且，运动的水珠撞击到喷管背弧时，不仅会影响蒸汽主流，还会影响动叶栅的正常旋转，导致热能的损失和叶轮有用功的减少。另一方面，蒸汽管道、阀门密封不严，也是造成蒸汽损失的重要原因。针对以上原因，为减少蒸汽损失，我们可采取以下措施：一是要加强对蒸汽各项参数的控制，将其控制在要求范围内，保持蒸汽持续稳定输出；二是加强工艺技术改进，对于一些大中型的机组设备可在其生产中间环节增加一些去湿设备和热循环工序，减少水珠的形成；三是要加强发电机组设备检维护，确保管道、閥门密封严密无泄露，减温水阀门灵活可靠，各轴承间接触顺滑，摩擦阻力小。通过这些措施达到减少蒸汽损失，提高蒸汽热能使用效率的目的。

2.2 降低调压调节的损失

电网中的用电负荷总是处于不断的变化当中，尤其是用电高峰阶段，其负荷变化更为明显，为使发电机组适应负荷变化，确保其稳定可靠工作，就需要机组进行调压调节，而调压调节本身也是提高能量使用效率的重要办法。但调节调压也有一定的局限性，如在高负荷下的滑压调节，就会导致热电机组发电过程中鼓风损失、斥气损失、余速损失等，导致蒸汽热能使用效率的下降。通过分析，发现这部分热能损失并不是由系统故障，也不是由人为操作失误造成的，很大程度上是由于机组调压调节的运行机理造成的，属于“先天性”的问题。如要降低这部分能量损失，还是需要从优化调压调节的工艺技术方面入手，针对机组对负荷变化的适应性和能量损失的具体原因，依靠技术手段来需求突破。

2.3 合理利用重热现象

在多级汽轮机中，上一级机组中的部分热损失被以后各级所吸收利用，被称为多级汽轮机的重热现象，汽轮机理想焓降部分与各级的理想焓降之和的差值与所占汽轮机理想焓降的比例叫做重热系数。根据重热理论推演由于上一级机组中的热损失会被下一级机组所利用，使后一级进汽焓值增高，那么各级机组的焓降数值只和将高于机组的总焓降数值。但在实际中，热量的理论回收率是与实际回收率存在差距的，热损失也无法被完全回收。针对这个问题，热电厂可通过合理确定重热系数，充分利用好重热现象来提高机组的热量回收使用率，一般而言，重热系统保持在0.04～0.08之间是较为理想的，生产中重热系数的确定还需结合多方面因素综合考虑，并注意调节阀对流量、焓降造成的影响。

2.4 采取合理的调配选择方案

在外界负荷和电网频率的频繁变化影响下，并网运行机组会根据自身差异动态自动增减负荷，以维持电网周波，这个过程被称为一次调频。一次调频的特点是反应迅速，调节速度快，但一次调节调整量较为有限，是有差调节，只能将频率控制在一定范围内，且当负荷变化较大时，选用一次調频也很难恢复常规频率，不利于能量的高效利用。通常在这种情况下，就需要选用二次调频，才能保证系统的高效调频和稳定运行。二次调频分为自动和手动两种调频模式，在热电机组的运行中，需要根据负荷变化和电网频率变化情况，并掌握并网运行机组，选择合理的调频方式，才能更进一步地提高机组运行效率和热能动力的效率。

参考文献

[1]曲顺才.论热电厂中热能与动力工程的有效运用[J].黑龙江科技信息，2014，（3）：69.

[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）：118.

（作者单位：大唐河北发电有限公司马头热电分公司）

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