浅谈热能与动力工程在电厂中的应用

【摘 要】电能是一种环保优质的能源，现在应用的范围日益广泛，需求量也越来越大。电厂是我国电力能源的主要生产单位，在其生产过程中应用热能与动力工程，可以显著地降低能源消耗，提高电厂的产能、效率与效益。本文先对热能与动力工程进行了概述，在此基础上，重点研究了其在电厂中的应用，以供相关理论与实践参考。

【关键词】热能与动力工程;电厂生产;应用策略

随着煤炭、石油、天然气等能源的急剧减少，以及环境与大气污染的不断加剧，需要加快寻找替代能源。电能是一种清洁优质的能源，而且，除了电厂外，风能、电能、核能等也都可转化成电能，其来源广泛，当前在各领域的应用越来越广泛。火力发电是我国主要发电形式，在绿色发展、节能降耗减排理念推动下，电厂也必须要进行转型升级，顺应节能环保的发展趋势，合理应用热能与动力工程来节约能源消耗，提高产电效率和效益。

一、热能与动力工程概述

熱能与动力工程具体来说，就是利用技术手段，将普通的热能进行转变，使之成为动能或是把动能转化成为热能。简言之，就是在热能和动力之间转换产生能量，继而再将这种能量应用于实际生产中。热能与动力工程属于新能源，其涉及的内容比较多，具体你操作流程也比较繁杂。电厂是利用热能与动力工程来不断地进行能量转换的，应用热能与电力工程可以提高能源利用率，减少能源浪费，对电厂的生产与发展具有重要的意义。

二、热能与动力工程在电厂中的应用问题分析

（一）重热现象问题

电厂运行过程中，重热现象主要主要是指热能的重复利用。从表面来看，重热实现了对热能的循环高效使用，然而，实际上，这一问题会对电力生产造成许多的危害，严重制约电厂能源利用率的提高。因为重热会使电厂无法及时存储电能，进而影响发电燃烧环节的稳定性，同时，发电燃烧过程中，还会对蒸汽机数值产生破坏，降低电厂气压的稳定与安全，而电压的波动，还会直接降低电能的品质，不利于电厂的可持续发展。

（二）湿气损失问题

电厂在应用热能动力工程的过程中，湿气损失问题也是比较突出的问题。导致湿气损失的原因有很多。动能在蒸汽作用下会转化成电能，在转化时，蒸汽就会发生膨胀，形成大量的水滴，在一定程度上引起蒸汽损失。同时，蒸汽也一直是处于不断的运动状态的，在运动时，蒸汽的运动速度往往是比水滴的运动速度快的，这就使得水滴会对蒸汽产生影响，主流运动会受到喷管干扰，导致湿气的消耗。有时候还会造成多余设备操作，而这又会消耗更多湿气。

（三）节流调节问题

节流调节是电厂生产顺利开展的重要保证，在电厂中的应用比较广泛。如果发电设备的运行状态发生变动，电力生产系统能源消耗加大时，节流调节就会利用其调节作用，保证系统的正常运行。在容量额度相对较小的生产设备，节流调节是非常适用的，对系统的正常生产具有积极的促进作用。不过，依据相关理论可知，应用节流调节也是需要一定的条件的，的运用存在一定的条件，那就是机组的级数需要大于三级，通过不同机组的电流量值也必须要接近相同，这样才能充分发挥节流调节的作用，保持生产系统稳定。如果设备运行负荷较大，就会使得机组的数量相应地减少，导致系统能耗增大，降低电厂的经济效益。

三、热能与动力工程在电厂中的应用策略

（一）对重热进行合理利用

在电厂热能与动力工程应用中，如果发生重热问题，就说明多级汽轮机组内部运行中与上一级相比，出现明显的损失，降低电能使用率。所以，必须要合理利用重热，以确保重热系数得到有效控制。以汽轮机为例，要对其再热热段管道的完整性进行严格控制，并对热段管道口径进行适当增大，这样可以有效减少对管道的压损及热量消耗，降低凝汽器背压，不过，凝汽器的背压不能无限地降低，应控制在9.55kPa。在电厂热能转化中，还可在多级汽轮机设备中安装吸收式热泵，来对重热进行利用。吸收式热泵主要由发生器、冷凝器、吸收器和蒸发器构成，其能使下一级设备主动循环利用上一级设备热能转化产生的余热或新能量，从而提高热量的转化效率。重热系数的区间范围在0.04-0.08，如果系数越大，就说明热能的重复利用机率也越高，热能损耗量就会明显降低。在具体确定数值过程中，要充分考量设备实际运行状况，综合考虑得出恰当数值，并对重热情况进行密切监测，根据变化情况进行有效调整，确保重热现象得到合理、有效的利用。

（二）减少湿气损失

提升热能及动力工程实际工作效率，就要解决热能与动力工程的湿气损失问题。湿气损耗时会消耗部分热能，增加机组能耗。可在热能与动力工程装置中加设再热循环装置，将作功后的蒸汽导入再热装置中，就可对蒸汽进行再次加热，使蒸汽温度接近主蒸汽温度，返回汽轮机中进行再次作功。通过这种方法，显著降低了湿气耗损，提高循环热效率，也保证了排气湿度达标，还能有效降低叶片的侵蚀，延长设备的使用寿命。此外，还要提高机组生产的抗冲蚀能力，喷灌设备选择使用带有吸水缝的种类，也能有效降低电厂运行过程中的湿气损失，实现节能减耗的目的。

（三）优化节流调节

在电厂发电作业中，应用热能与动力工程时，就会放入所有的气体，系统的运行温度会随着设备的运行状态发生改变，这样就会导致能源损耗问题。解决此问题，可使用带正常负载的装置，结合实际情况来合理调节控制阀，利用控制信号和动力操作，来对介质的力量、压力等进行优化改变，从而提高节流调节的可能性。发电机组可自动完成一次调频作业，但这难以有效满足发电实际需求，还需要人工进行精准把握，开展二次调频作业，从而有效降低节流带来的能耗。

四、结语

综上所述，随着时代发展对节能减排的要求越来越高，现在热能与动力工程在电厂中的应用越来越多。为充分发挥其功能作用，有效降低电厂运行中能源损耗，电厂应认识到热能与动力系统的重要作用，结合实际运行情况，分析热能与动力工程应用出现的主要问题，有针对性地采取切实可行的策略，来提高电厂的电能的生产效率，加电厂的生产效益，推动电厂实现健康、可持续发展。

参考文献：

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[2]张杰，廖隽捷.探究火电厂中热能与动力工程的改进方向[J].城市建设理论研究（电子版），2019（20）：5.

[3]李爱军.火电厂中热能与动力工程的改进探讨[J].科技经济导刊，2017（05）：77.

作者简介：

王展治 441423198508143332 华润电力（海丰）有限公司  广东工业大学  2008年8月参加工作，汽机工程师。

（作者单位：华润电力（海丰）有限公司）