热能与动力工程在热电厂的实际应用

梁程鹏

摘要：电能是人们日常生活中不可或缺的能源，尤其是随着我国社会经济的迅速发展，城市化进程的加快，各种设备对电能的巨大消耗，使得这种需求正在变得越来越重要，导致我国的能源供应变得比较紧张。本文在长期的工作中总结经验，探讨热能与动力工程在热电厂中的实际应用，以求为各位同行提供借鉴，实现更大的经济效果。

关键词：热能与动力工程；热电厂；应用

引言

热电厂使用的汽轮机组在运转过程中会产生巨大的热能与动力，如果对其进行有效利用会产生很高价值。这些热能与动力可以作为动力能源，在一定程度上能够有效的节约热电厂的成本投入。当然这对热电厂来说既是机遇也是挑战，热电厂需要利用“热电联产”、“热动联产”、“动电联产”等相关技术，此类技术在不久的将来会广泛的应用于我国各大热电企业，这将为我国的热电企业带来一次重要的技术和设备变革，对我国未来的技术革新产生巨大的影响。

1降低热能损耗的方法

在目前的大多数热电厂中，热能损耗是一个极其重要的损耗形式。在热电厂进行发电的过程中，热电设备会产生大量的热能，如果能够采取措施将这些热能加以回收利用，就能够在很大程度上降低热电厂的生产成本，还可以提高经济效益，一举两得。目前，国内的热电厂通常情况下会拥有多级汽轮机，每一级汽轮机都会在运转过程中损失大量的热功，这些损失的热功可以加以回收利用，转换成热能并重新被下一级汽轮机吸收，以此来提高汽轮机进汽焓值，这样能够使各级汽轮机理想状态的焓降值之和大于总压降范围内的焓降数值总和，这种现象被称为重热现象。这里涉及到一个名词：重热系数，重热系数是指在热电厂机器在每次运行过程中，产生的热能的总量，除以热电厂整体运行过程中产生的热量所得到的数值。众所周知，单次热能利用的效率要比各级热能的利用效率低得多，这就是节能降耗的关键。根据上述理论，重热系数值与回收率是正比的关系。不过在一般情况下，是不必过高的追求重热系数的，只要能使部分的热量得到重复利用就可以，重热系数可以控制在4%～8%的范围内。热电厂可以结合实际情况确定自己的重热系数值，在能够保证正常发电的基础上，可以更加科学合理地利用热能动力能，实现效益的最大化。要想降低热能的损耗，提高能源的利用效率，就需要重复利用热能以提高单次运行的利用率。这也就是说，需要合理的控制重热系数，以此来提高热能的利用效率，并增强操作人员对机组的熟悉程度。

2科学确定调配

在热电厂并网运行的过程中，如果热电厂的汽轮机组的电网频率发生变化，就需要依据电器设备的状态调整负荷，保持电网周波的过程就被称之为“调频”。调频有一个显著的特点就是需要比较快的频率。在文章中，筆者根据具体的实例进行分析调配与工况的作用。在许多热电厂中背压式汽轮机的应用比较广泛，但是为了提高机器的效率，必须做出相应的技术改造。安装低压凝汽式汽轮机之后，背压式汽轮机在运行时排出的气体便供低压凝气汽轮机使用，两者相互结合，便可以实现双重发电的功能。汽轮机组在日常运行的过程中，值班人员可以通过对机组频率的适当调整，来对机组进行控制。

3降低调压调节的损失

调压调节的优点与缺点并存，优点是在热电厂发电机组的运行过程中增加其可靠性以及负荷的适应性，一方面增加汽轮机组的经济效益，另一方面，创造了有利的条件来运用动力工程及热能；缺点就是，经济性不够明显，尤其是在高负荷区域内的滑压调节显得尤为突出。热电厂中都会具有调压调节的损失，这说明，热能和动力工程在运行过程中所产生的的损失并非只系统故障或人为操作的原因，很大程度上还是汽轮机组在运行机理方面存在的问题。大机组蒸汽在动叶栅内做完功之后，机械能会进行功力转换，同时也会产生鼓风损失、蒸汽余速损耗、斥气损失等。为降低热能和动力工程方面的损失，需要积极开展在热电厂生产过程中可调压调节损失方面相关技术的研究，通过改进调压调节的工艺技术，降低此类损失，使用更加先进的新产品和新技术，更加明显的提高使热电厂热能与动力工程的使用效率。

4降低湿气损失的方法

在热电厂的生产过程中，湿气的损失也是很重要一方面，如何采取措施降低湿气的损失，对于提高热电厂热能和动力工程的应用水平有着非常重要的现实意义，因此也成为了现在业内研究的热点问题之一。众所周知，动叶进气变化受湿气的危害比较大，尤其是叶顶背弧位置受湿气的冲蚀严重。经验告诉我们，热电厂产生湿气主要有两个原因：第一，湿蒸汽在热电厂生产过程中，发生膨胀，遇冷便会凝结成水珠，造成湿气的损失；第二，蒸汽在流动过程中会受到凝结水珠的牵制，消耗了大量的湿气。如果蒸汽的温度不够高，那么就会造成蒸汽动能的大量流失。在热电厂实际生产的过程中，轴流式汽轮机是提高热能和动力工程利用效率的绝佳选择，其原理是：从汽轮机组的一端导入高压蒸汽，再从汽轮机组另一端排出。在高压蒸汽的导入与排除的过程中会在汽轮机中产生足够的指向力，大大降低了热电厂的能耗，同时也可以大幅度提高热能和动力工程的利用效率。

5节流调节效果

热电厂在生产过程中通常在第一级就能够完成全周的进汽工作，所以说它在调节过程中是没有级别限制的。若工况出现变化，一般各级的温度都会有所降低，并且在负荷适应性上表现十分突出。节流调节比较适合基本负荷较大或发电机组容量较小的情况，但是由于节流方面的损失而缺乏经济性。在温度变化上各级的差距基本上不会有太大的差距，对负荷具有不错的适应性。发电厂在实际的应用中，通常会用弗留格尔公式并结合实际情况对各级压差及焓降值的变化进行推算，生产中热能和动力工程利用率会有显著的提高，同时技术人员也能够准确确定电力机组零部件的使用情况，从而能够实时监控汽轮机组流通状况。该公式在热电厂汽轮机组中的应用非常广泛，这不仅在汽轮机组内实现气流的有效调节有着重要作用，同时也提供了热电厂应用热能与动力工程等方面的相关技术的有利条件。

6热电厂机器的调频方式

（一）当两组机组在电网中同时作业是，由于外界环境的影响，其工况很容易发生变化，造成电频的波动，但是机器自身的的速冻控制装置可以根据实际情况进行相应调整，确保了机器能够安全稳定的运行。这就是单次调频的工作过程，这一过程的主要特征就是响应速度比较快，虽然两个机组拥有不同的响应尺度，但是在实际运行过程中产生的影响可以忽略不计。

（二）电网在实际工作过程中，往往会因为负荷而产生比较强的波动，如果单次调频不能将其恢复到常规的装填，就需要进行二次调频来进行控制，也就是所谓的“两次调频”。两次调频有多种方式可供选择，但在实际操作过程中主要有手动调频和自动调频两种方式。手动调频是指，在热電厂运行过程中，技术人员需要根据生产装置的变化即时对机器的运行状态进行相应调整，保证机器稳定性，此法往往由于机器本身存在的缺陷，响应速度通常很慢，而且，如果工作量太大，根本无法实现调频的目的，从另外一个方面来讲，对于大于24h维护时间的超长维护，技术人员很难达到预期的目的。因此，手动调频有很大的弊端，使用之前必须对调频工作的时间进行预测，判断是否可以采用此种方式。

另一种调频方式是自动调频方式，自动调频方式是指通过自动控制技术来实现调频，可以采取在电气设备与控制系统中安装自动调节设备的方式，来解决运行过程中的存在频率波动问题，有效的缩小复读控制的范围，从而提高整体的运行效率。

7结束语

我国已经进入到技术转型升级的关键时期，经济的发展日新月异，热电厂的管理不断升级，技术革新的周期也持续的缩短。在世界发展的浪潮中，能源危机日益加剧，人们对于热能与动力工程在热电厂的应用也在投入更多的研究。热电厂采用热能与动力工程方面的技术，不仅能够提高资源的利用效率，同时也能够节约成本，提高利润，在不久的将来，此类技术必将广泛的应用于各个方面中。新的技术一定会对工程的应用产生巨大的影响，具有十分重要的实践意义，必将促进我国发电企业技术的变革。

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