热电厂中热能与动力工程的应用分析

宋致伟

摘要：电力属于一种高效的、清洁的、不可或缺的能源，在人类的生产及生活中发挥着十分关键的作用。随着能源危机的加深，人们开始重视环保问题，并致力于能源的高效利用。在此背景下，热能与动力工程获得了快速发展，并在热电厂中获得了良好应用。

关键词：热电厂；电厂热能；动力工程

中图分类号：TM621 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2014）03-0137-02

在热电厂的生产过程中，其汽轮机组将会释放一定的热能及动能，如何将它们充分利用起来，便成了一个焦点问题。提高这些能源的利用率将会给热电厂创造可观的额外收益。有鉴于此，下文将针对热电厂中热能与动力工程的应用展开深入的探讨。

1 重热现象及其有效利用

在多级汽轮机运行过程中，可对前1级产生的热力损失进行转化，使其成为一种可被蒸热系统再次利用的热能，从而供给下1级，使其进汽焓值等得到一定程度的提高，如此一来，各级理想焓降相加得到的总和，将会超过全机的总压降范围之内的总理想的焓降数值。上述现象也就是所谓的重热现象。值得一提的是，热损失无法被百分之百的回收，经研究，一般条件下重热系数最高可达8%左右（需要指出的是，重热系数越大越理想）。热电厂应结自身的生产实际，来确定最理想的重热系数，在不影响常规发电的原则下，尽可能地发掘热能和动能科学的应用潜力。

2 调配选择以及工况变动

以背压式汽轮机为例予以相关说明，为进一步提高其综合利用率，对其进行了如下改造：加设一个低压凝气式汽轮机，那么，背压式汽轮机运转过程中释放出来的相关热气便会在运行中排出的热气便会提供给压凝汽式汽轮机，为其供应热源，如此一来，便实现了一种双重发电的效果。上述两种汽轮机的有机组合，构建了一个高效的发电机组系统。

所谓跳频指的是，采用并网运行这种方式的机组一旦碰到电网频率变化问题时，便会结合本身具有的差异动态特性，来自动实现对负荷的有效增减，从而保证电网周波的平稳过渡。对跳频进行分析发现，其明显特点表现在频率的调速快。当调整量发生变化时，发电机组也会表现出一定的差异，同时调整量也存在一定的制约条件，这些问题大幅提高了控制的实际难度，给调度员带来了诸多麻烦。对电力系统进行研究发现，当其负荷存在相对剧烈的波动时，凭借一次调频这种做法很难将其快速而有效地调整到正常状态。为解决这一问题，需要进行二次调频。二次调频通常具有两种形式，一种是手动调频，另一种是自动调频。其中，后者在调频操作中更具优势，所以，在热电厂的运行过程中获得了更为普遍的应用。对于热电厂而言，应结合实际选择和应用最为合理的调频方式，从而保证生产的稳定进行。

值得一提的是，对于汽轮机而言，其工况变化、焓降变化之间存在十分密切的内在关系。当第1阀处于全开状态时，工况流量随之增加，此时压力也将随之变大。当第1阀处于全开状态，而第2阀处于关闭状态时，该条件下的焓降，需要对其调节级进行提升，即调节至允许的最大中间级水平。该种情况下，工况也将发生相应变动，然而，无论是中间级的压力比，或者是焓降，全都维持既有的状态。

以上实验证实，将焓降的相关变化同生产实际有机结合起来，再借助工况变化调节这种方式，能够帮助热电厂在相关生产环节更加有效率地应用热能与动力

工程。

3 节流调节的有效应用

对于热电厂而言，其节流调节通常不涉及调节级的问题。通常而言，在热电厂的整个生产环节中，在第1级的过程中便可实现全周进汽的效果。当工况出现一定变化时，各级温度不会发生明显变化，表现出了良好的负荷的适应性。对于节流降损而言，该形式表现出了较为明显的优势，然而其存在整体费用偏高的弊端，因此，其应用范围也便有了一定的局限性，常应用以下两种机组，一种是容量相对较小的发电机组，另一种是基本负荷相对偏大的机组。在具体生产应用过程中，弗留格尔公式是一种非常有效的工具，对其进行合理应用能够显著提高热能和动力工程所产生的实际应用效果。在弗留格尔公式的帮助下，能较为容易的推算出两大关键参数，一是各级焓降，二是压差，如此一来，相关工作人员便能够更准确且更及时地确定电力机组及其相关零部件的具体信息，尤其是受力大小以及使用效率这两大关键参数。与此同时，还能将汽轮机列为监测对象，对其流通状况予以重点监测。由以上论述可知，在热电厂某些生产环节合理应用弗留格尔公式，可对汽轮机组内节流调节问题产生一个积极的推动作用，提高其效率。

4 调压调节损失的有效控制

对于热电厂发电机组而言，进一步提高其运行的稳定性以及对负荷变化（一定范围内）的适应性是非常必要的，所以，应重视调压调节的研究和应用。在不完全负荷的状态下，促进机组经济性的进一步提高。需要指出的是，当调压调节无法满足实际需要，而不得不通过滑压调节这种方式以实现对高负荷区域的调节时，无法满足经济性的要求，这是因为，滑压调节这种方式将会造成一定的调压调节损失，进而增加热电厂的运营成本。机组运行机理是导致该类损失的一个主要原因，而不应被归结为系统故障吗，也不应被归结为人为操作的失误。基于进一步降低热能与动力工程损失的相关考虑，应对调压调节及其损失问题予以深入研究，与此同时，应积极引入和应用新技术以及新产品，从而不断提高热能与动力工程的实际应用价值。

5 减少湿气损失

对于热电厂而言，湿气损失属于一种十分常见且难以完全克服的现象。如何有效控制湿气损失，从而节约资源，是现阶段各大热电厂一个共同研究的课题。另外，这对提高热能与动力工程的应用价值而言也具有十分积极的现实意义。当存在湿气损失这种问题时，将会对动叶进气边缘（特别是叶顶背弧位置）产生直接而明显的危害。经过分析、总结发现，湿气损失的原因主要包括以下三点：（1）在实际生产环节，受湿蒸汽膨胀影响，一些蒸汽将会发生凝结效应，形成水珠，从而导致湿气出现一定程度的损失；（2）凝结形成的水珠将对蒸汽的正常流动形成一定的限制，导致蒸汽动能在无形之中被严重浪费；（3）当湿蒸汽自身温度偏低时，也会导致蒸汽动能的出现一定的浪费。

降低湿气损失程度的常规做法通常包括：（1）安装去湿设备；（2）增加中间再热循环设计；（3）强化机组本身的抗冲蚀能力；（4）采用带有吸水缝设计的喷灌。对汽轮机的运行特点进行研究发现，其不仅涉及相关轴承的摩擦，同时还涉及主油泵等的启动，这些动作均伴有一定程度的能量消耗，也就是所谓的机械损失。为了进一步提高热能与动力工程的应用效果，建议购置和安装更加先进的汽轮机，如轴流式汽轮机，其原理如下：将高压蒸汽由汽轮机的输入端输入，同时由另一端将低压蒸汽有效排除，如此一来，便在高压、低压之间形成了一种明显的指向力。此类汽轮机的引入和应用能够收到良好的节能降耗目的，还能够明显提高热能与动力工程的实际应用效率。

6 结语

如何进一步提高热能与动力工程的实际应用效率已经成为当前各大热电厂的一项重要研究课题。在此过程中，应做好重热现象的研究，调配选择以及工况变动、节流调节、调压调节损失以及减少湿气损失等方面的研究，只有如此，才能更好地实现提高热能与动力工程应用效率的这一目的。

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