发电厂热能与动力工程问题及其主要性能的应用

余英先 徐美 赵占喜 褚文强

【摘 要】伴随着我国的综合国力在不断的加强我国的经济得到了快速的发展，人们对电力的需求越来越大。为了实现现代社会对电力的需求、建设资源友好型的社会愿望，提升电厂的电力产出效率显得尤为重要。因此，在简要介绍热能动力工程的基础上，重点对发电厂热能动力工程存在的问题、解决方法和主要性能的应用进行分析，希望为国家发电厂工作提供一定的理论基础。

【关键词】发电厂；热能动力工程；主要性能

引言

如今，环境污染问题以及资源枯竭问题时时刻刻牵动着世界人民的心，因而过去的“先污染，后治理”的发展模式逐渐被淘汰，世界各国开始寻求可持续发展的道路。发电厂在为社会供应电力资源的同时不但会污染环境，还会因为能力转化率不高而消耗大量的化石资源。虽然现在国家在大力提倡水能、风能、核能和潮汐能的利用，但是火力发电在现阶段仍然是不可取代的主要电能获取方式。文章就“如何优化热能动力系统，提高能量转化率；从而降低环境污染，提高资源利用率”进行了探讨并提出了几点建议。

1优化系统的现实意义

发电厂是一個高能耗的生产型企业，在长期的发展过程中，消耗掉了大量的煤炭资源，由此产生出一系列的问题，已经影响到了当前的全球生态。面对煤炭能源的紧缺、严峻的环境污染等现实问题，只有全面进行技术提升，才能保证良好效益。要在可持续发展理念指导下，树立全新的环保理念与意识，充分挖掘企业自身能力，形成综合效益提升，要把节能技术放在创新首位，对自身系统进行优化改良，提升系统的整体功能与效率。可以说，在发电厂各类设备中，热能动力系统是最具有开发提升潜力的设备系统，在节能上有着巨大的潜力可挖，要在现代科学技术指导下，全面合理进行系统优化改造，提高能源利用效果，缓解环境保护的压力。

2发电厂热能动力工程主要性能的应用分析

2.1节流调节的应用分析

节流调解中没有调节级的说法，在第一级调节即可完成全周进汽。这种设计的优点是，一旦工况发生变化，各级温度的改变很小，几乎可以忽略不计，同时表现出较好的抗负荷特性，使节流调节能够应用于基本负荷的大机组和小容量机组。但是，工况彼此会产生一定的节流损失，使发电厂热能动力工程在热电厂的实际运行中表现出较差的经济适用性。因此，减少节流损失显得尤为必要。理论研究表明，可以使用弗留格尔公式（变工况前后机组均未达到临界状态时，机组流量和其前后压力平方根成正比）进行计算，得出最适宜的压力比，进而进行调节。实际调节中，先运用弗留格尔公式计算同流量下各级的压差和比焓降，确定各零件的受力和工作功率，再检查汽轮机是否正常流通。该过程也可以被看做在已知流量的前提下，对各级压力公式符合度进行计算，最终得到节流面积变化，确定节流量。经过多年的验证可以认为，弗留格尔公式的出现不仅保证了有效的节流调节，而且为热能与动力工程在热电厂的应用提供了可能性。

2.2加强对现有煤炭的利用

将优质煤炭利用到利润更高的冶金化工行业也是无可厚非的，有时间指责煤炭供应的不公，还不如多花些心思在如何加强对现有的煤炭利用上。如，对燃烧锅炉进行相应改造以提高煤炭的燃烧效率，或者研究如何使劣质煤炭能够在锅炉中稳定燃烧的技术，从而最大程度地利用现有资源。

2.3蒸汽凝结水回收利用

发电厂生产过程中，蒸汽扮演重要角色，蒸汽释放产生大量的热能后，会形成凝结水，这样就出现了热能的浪费，据不完全统计，浪费的蒸汽凝结水占蒸汽总热量20%～30%。只有全面形成科学的利用，才能节约用水、节省燃料，确保电厂经济效益提升。发电厂需要对蒸汽系统做好正确的分析与判断，通过节能改造提高设备效果。借助蒸水余热替代低压蒸汽，此时发挥凝结水的余热，减少低压蒸汽能耗，进而实现良好的节能减排目标。要想全面做好凝结水回收，则需要通过两种方法进行，一种是加压回收，另一种是背压回收。加压回收主要利用气动凝结水加压泵，对凝结水进行加压输送，这种操作方式安全稳定，保证了回收的效果与质量；背压回收借助输水阀背压，对水蒸气与凝结水进行输送，通过这种方式，能够提高水蒸气的利用质量。不论哪种方法，均能够起到回收再利用的作用，节约了能源、减少废气排放，满足环保标准要求。

2.4湿气损失控制的应用分析

湿气造成的能源损耗主要是湿气流动产生的热损失。另外，水蒸汽凝结也会造成热能损失。发电机组在运行过程中会产生热能，随着热传递的进行，温度较低的湿气会将热能传递到其他地方，进而造成热能的损失。因此，加强湿气的控制能在一定程度上降低能耗，保证热能和动力工程在发电厂中的有效运行。结合发电机工作实际，湿气损失的原因为：在湿冷蒸汽受热膨胀的过程中，会有一部分蒸汽发生凝结形成水珠，使蒸汽量减少；水珠的流速远远低于蒸汽流速，进而牵引蒸汽造成部分动能损耗，出现蒸汽过冷状况。湿气损失会使发电机组的动叶进汽边缘产生冲蚀，降低叶片长度，减少叶面实际面积，缩短叶片使用年限，尤其在叶顶背弧处最为严重。为了降低湿气对叶片的损伤，可以采用以下方法：首先应该除湿，可以选用汽水分离加热器，保证低压缸的效率和安全性；其次，可以选用带有吸水缝的喷灌，降低设备湿度；最后，可以降低机械损失（例如：推力轴承与支持轴承的摩擦力、启动调速器等的机械消耗），使用轴流式汽轮机创造高压向低压的指向力，降低能量消耗，提升运行速率。此外，可以改进叶片设计，提高叶片抗冲蚀性能。

2.5热能动力联产技术

传统发电厂有其自身的优势，也存在不足，只有全面做好技术创新，设备改良，才能实现可持续发展要求，推动企业良性发展。发电厂通过诸多节能措施成效甚微。导致这种情况的成因是思想过于保守，仅对单独装置进行改良，而忽视了设备性能的整体性，没有对整体系统实现质的优化与组合，发挥不出设备性能。要想实现节能减排，则需要在整体性与系统化上下功夫，通过蒸汽动力联产、燃气轮机联产等新技术，做好设备改良，使燃气轮机锅炉系统与锅炉汽轮机高压系统联合发挥作用，确保系统优化，减少高能耗企业对环境的污染，推动企业技术创新能力。

2.6优化给水系统

机组内的水循环系统是为了保证机组能正常运转而存在的，但这个过程中由于某些缺陷，导致水资源大量浪费，因为如何对水循环系统进行优化迫在眉睫。发电厂需要大力研究合理的给水系统，再合理地利用给水系统来确保机组能正常运转的同时做到节约资源。

结语

在我国建设资源节约型社会的今天，热能动力工程在电厂运行中越来越受到重视。在一代又一代人的努力下，热能动力工程的应用取得了很大进步，同时也存在很多问题。无论是重热现象、节流调节还是湿气损耗，任何环节的问题都会影响发电厂的稳定运行。因此，发电厂人要不断吸收同行工作者的经验，学习国外的先进技术，不断充实自己，提高自己的技术水平，提升热电厂的热能使用率，为我国发电厂工程的正常运转提供充足的理论保障和实践经验。

参考文献：

[1]于亚男，孙祚琦.简述热能与动力工程的科技创新[J].科技创新与应用，2016，（7）：12-13.

[2]庞伟.浅谈电厂中热能与动力工程的应用分析[J].科技与企业，2015，（13）：120.

[3]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）：142.

[4]曲昱霏，庄廷勇.锅炉领域中热能与动力工程的有效运用策略探究[J].科技创新与应用，2016，（6）：137.

[5]李建平.热能动力工程在锅炉和能源方面的发展状况探析[J].科技与企业，2015，（14）：115.

（作者单位：国电哈密煤电开发有限公司）