电厂中热能与动力工程的应用探讨

2016-03-15刘英伟

科学中国人 2016年26期

关键词：节流动力工程调频

刘英伟，李　享

沈阳经济技术开发区热电有限公司

电厂中热能与动力工程的应用探讨

刘英伟，李享

沈阳经济技术开发区热电有限公司

电能是当今人类社会不可缺少的重要能源，“热电联产”模式已经大范围地运用到各个电厂中，这种模式既能提高热效率，又能够对环保事业做出积极的贡献。另外伴随着社会用电量的剧增，我国相关的电力部门务必要采取有效的手段来确保电能的稳定和充足供应。其中热能与动力工程在电厂中的应用能够提高能源的有效率。本篇文章就是对电厂中热能与动力工程的实际应用进行探讨。

热能与动力工程；电厂；应用

在电厂的重要设备中，汽轮把锅炉中所产生的蒸汽热能转化为转子的动能，如今普遍采取的“热电联产”模式，就是把汽轮机中各级抽气与缸排气给予用户使用，充分利用了能源，是一种行之有效的生产方式。因此为了能够让热电厂更好地发展下去，务必要对热能与动力工程进行深入的探究，从而提升电厂的能源利用率。

一、依据现场状况，合理选择重热系数

所谓重热现象指的是蒸汽在汽轮机某一级做功过程中所产生的损失集合，并且重新供给到下一级，使其继续吸收。这样一来整体的效率便会远高于每一级的平均效率，有利于极大地提升能源的利用率。不过在实际的运用过程中，并不是全部的损失都能够转送到下一级，这就要求重热系数保持在4%-8%之间，而且数值并不是越高越好。因此电厂务必要依据现场的实际状况，选择符合自身实际的重热系数，保证机组能够更加稳定地运行，从而最大程度地提高能源的利用率。

二、电厂热能与动力之间的关系

（一）热能转换过程

在电厂发电的过程中，热能会转化为动能，而动能则会通过汽轮发电机将其一部分转化为电能，剩余的则被汽轮转送出去。在这个过程中，蒸汽会消耗掉一定的热量，优化转化时不仅会导致电厂在生产过程中降低能耗，还能够提高操作的技能水平。将损失的用于下一级的转化中，并且由下一级将上一级未损耗的理想焓降值增大，从而形成了重热现象。

（二）影响机组变工的原因

电能是无法大量地储存起来的，而且功率会随着外界的变化而变化。进入汽轮中的蒸汽参数会伴随着锅炉内部燃烧的不稳定情况而变化，而凝气也会随着凝气器的压力变化为变化。电网频率的变化、汽轮机内部存在污垢等都是影响机组发生变工的重要原因。第一次调频时，电网频率会随着负荷的改变而改变，每一个发电机组都会依据自身静态的特点，进行系统自动增减负荷；当第一阀所有工况打开之后，电流量就会增加，电压随之增加，因此调节级的比焓降也就会下降。

（三）喷管的调节所适用的场合

负荷通过调节阀的最大流量并不完全相同，当只存在部分负荷时，喷管调节的效率才会比节流的效率高。若工况发生特殊情况时，调节级的温度变化也会较大，从而降低了负荷的适应性。同步器针对其它汽轮机都能够实现静态特性的调节系统。喷管调节是为了使单机在运行的过程中，让机组转速在启动时快速达到额定值，使其在携带负荷运作时，机组能够在任何大小的负荷下保持在额定值。而且在进行并列运行的过程中，同步器也能使汽轮的功率发生变化，对负荷进行重新分配，从而维持电网的频率。

（四）节流调节所适用的场合

当变工况在进行的过程中，各级温度的变化会比较小，负荷的适应性也得到提高。如果在进行变工况的过程中出现节流损失的情况，那么表明机组运行的经济性比较差。节流调节主要适用于带有基本负荷的大容量机组和小容量机组，任何一级在临界时出现的最高背压就是其临界压力，而且级组级数越多，那么临界压力的值也会趋于变小。

三、根据实际需求，科学选择调配方式

为了能够更好地适应外界负荷的变化，并网运行的机组会实现一次调频，也就是自动地对负荷进行增减，从而更加快速、准确地调节频率。不过不同的机组，其调整的幅度是有所差异的，这也给工作带来了一定的难度，这时运行工作人员便可以进行二次调频，在一次调频不足的基础上处理较大负荷的波动。实际上自动调频相比于手动调频来说具有较高的优势，能够准确地选择调配方式，从而为用户提供更加稳定的电能，提升机组运行的能力，减少一些不必要的麻烦。

四、节流调节与降低调压调节损失

节流调节主要是针对那些基本负荷较大的容量机组，并且也经常被适用于小容量的机组中。这是因为节流调节具有较好的负荷适应性，但是在这个过程中也会形成一些损失，从而拉低了整个机组运行的积极性。而调压调节也有自身的优缺点，优点在于机组能够更好地适应外界负荷的变化，使机组运行更加稳定，而缺点则是在高负荷区运行的过程中，借助滑压调节会降低整个机组运行的经济性。因此调压调节的损失是必然存在的，这种损失并不是人为导致的，而是设备自身运行机理的问题。所以我们务必要全方位地、积极地开展有关的课题研究，从而使各种损失降到最低，最大程度地提高电厂运行的热效率。

五、减少能耗与湿汽损失

造成湿汽损失的主要原因有两个，一个是湿蒸汽在特定的条件下会凝结成为水，另一个是凝结出来的水珠会直接影响蒸汽流动时产生的动能。可以说湿汽损失在所有损失当中所占的比例是最大的。因此为了确保机组能够正常地运行，务必要采取必要的措施来降低湿汽损失。在电厂中会借助中间再热和去湿设备等途径来降低湿汽的损失。另外还能通过轴流式汽轮机来减少能耗，提高热效率。因此，最大程度地利用热能与动力工程能够使机组运行更加得当，提高了运行的可靠性和经济性。