探讨电厂提升热能与动力工程操作技能的方式

朱怿

[摘    要]热力发电厂的主要工作原理是通过热能和动能之间的转换来发电，在转换过程中会产生一定的能量损失，因此必须采取相应的措施。文章主要针对如何提高热力发电厂的热能与动力工程的操作技能进行了探讨，并借鉴现有技能理论的基础上提出了一些策略。

[关键词]热电厂;动力工程操作技能;重热现象

[中图分类号]TM621 [文献标志码]A [文章编号]2095–6487（2021）10–0–02

Discuss How Power Plants Can Improve Their Operating Skills

in Thermal Energy and Power Engineering

Zhu Yi

[Abstract]The main working principle of a thermal power plant is to generate electricity through the conversion between thermal energy and kinetic energy. A certain amount of energy loss will occur during the conversion process， so corresponding measures must be taken. The article mainly discusses how to improve the operational skills of thermal energy and power engineering in thermal power plants， and proposes some strategies based on the existing skills and theories.

[Keywords]thermal power plant; power engineering operation skills; reheat phenomenon

在热力发电厂的实际日常工作中，在有关汽轮机机组设备运行工作后，会产生一部分热能并排出，形成蒸汽的焓降和热损失，大大提高了运行成本。因此，文章将对相关问题进行研究和分析，并采取有效措施提高热能与动力工程的操作技能。

1 热电厂现状分析

随着国家经济的不断加快发展，人民生活水平也随之提高，生活垃圾在城市中的处理问题日益严重。如今焚烧垃圾处理技术措施的持续发展，以及在实际处理过程中能够呈现出相应的优势和具体国家政策的支持，掀起了一股建设垃圾焚烧电厂风向。到2018年年底，国内建设并运行开展的垃圾焚烧发电厂约400座;直到2019年，在全国范围内准备建设的和涉及垃圾焚烧发电的相关项目高达430项，对全国的多个地区进行大面积覆盖。

本文以某垃圾焚烧发电厂为例，该发电厂的处理垃圾规模每天可达约1 300 t，焚烧线采用750 t/d的2台机械炉排炉，主蒸汽的配置参数为4 MPa（g）、汽轮机设备的总容量为30 MW，卧式余热锅炉可达450 ℃，发电机为2×15 MW。磁閥式可控电抗器工况在工作运行下2台锅炉可提供的蒸汽量约为每小时143.2t供发电使用，全年运行约7 900 h，年发电总量约每年232 kW，年上网总电量约每年189 kW;净化烟气工艺采用“氨水+半干法+干法+活性碳吸附+袋式除尘器”，严格按照国家超低标准执行烟气排放，全厂总循环冷却水流量约8 500 m2。由于该厂位置偏北，冬季气温和室温较低，按相关的规范要求全厂设置了生产和生活所需的车间供暖系统[1]。

2 探讨汽轮机在变工况时焓降的变化

汽轮机变工况过程中的变化主要针对各级工况焓降的变化，对汽轮机变工况焓降过程起调节作用。汽轮机工况下焓降时，调节级主要指第一阀全开时工况变化。当流量增加时，压力比同时增加，调节级降低了比焓降。即当流量减小时，压力比减小，调节器的比焓降增大。当第一个阀门全开而第二个阀门未打开时，调节级中的比焓降出现在最大中间级。主要体现在以下5个方面。

（1）在经过每个调节阀时的最大流量所产生的数值不一定相同。调节阀的功能主要就是对通过其自身的最大流量加以控制，所以，在实际生产过程中要提高控制方面的相关问题。由于各调节阀的作用并不一样，所以最大流量通过每个调节阀时的大小也并不相同。

（2）部分负荷的效率要比节流调节的效率更高。负荷调节的作用主要是指在生产过程中，产生部分负荷情况时，节流调节要比其他情况下产生的效率更高。

（3）调节阀的开启次数有调节阶段和时间阶段的变化过程。在实际实践生产过程中需要特别注意，在提高调节阀作用的过程中要加强对调节级的约束控制，保证其能够更好地保证汽轮机在不同工况下每个焓降的具体变化情况以及实际数值，让调节工作顺利地展开。

（4）同步器是一种将各种汽轮机调节系统的静态特性线平移的相关装置。同步器可以将其静态特性线发生地所有变化保持在一个相对平衡限制范围内，这能起到一个非常重要的作用。

（5）工况发生变化时，调节级中的汽室温度出现的变化较大，负荷产生的适应性变差。工况发生变化常常会直接影响一系列设备出现温差变化，在这样的工作运行状况下，负荷性也会受其影响降低其适应能力。汽轮机工作流程如图1所示。

3 提升热能与动力工程操作技能的方式

3.1 合理运用重热现象，对汽轮机变工况进行调节

关于重热现象，多级汽轮机设备中一级损失上的一小部分可在后期的各级中得到充分运用，提高进汽焓，并且每级所需进汽焓的降低值的总和一定会超过整体设备中的总焓降的数量，这就是重热现象。从实际运行操作中就可以看出，实际数据和操作原理之间的区别相差较大，而且机器和相关设备自身的热回收数据和产生的效果也有所不同。因此，并不是所有的热损耗都可以被再次吸收。基于此，热电厂必须严格按照实际的制造生产状况，结合适当的重热参考数据，在保证发电质量和发电效果的前提下，完成有关热能方面的使用[2]。

3.2 调节配置与变工况

在背压式汽轮机组设备使用过程中，为了提高其使用效果的真实性，可以对其进行适当的改进，在改进过程中还要为其装置后面的汽轮机组设备，这样就可以最大限度地发挥出背压式汽轮机组设备中的排气性能，同时抵押凝汽式汽轮机组设备中的汽源，使之双重发电。据此，可以构建凝汽样式的汽轮机组设备的相关热电设备体系，如果电网频率发生变化，它将利用其不同的动态特性作为参考，来进行载重增减的开启。这种热电设备体系的主要特点是调频速度非常快，设备之间的距离较大，调节数量受到限制，从而提高了调节和控制的困难程度。如果电力系统中的电网载重发生较大的变化时，通过一次调频的方式无法使频率恢复，所以必须进行二次调频。在二次调频过程中，可以采用手动和自动两种方式进行调频操作，自动的调频形式也由于进行二次调频后配置形式发生改变。在热电厂实际工作过程中，要严格选用合适的调节配置方式，提高工作水平，最大限度地减少调节配置，导致热电工程的热能运用效果不高。背压式汽轮机样图如图2所示。

3.3 减少湿气损失

调压的特点是十分复杂，具体在下面的几点中表现出来：①提高机组在部分负荷基础上的经济性。②增加机组运行时的可靠性，同时对负荷相关的适应性改变程度较大。③不经济性的现象出现在高负荷区域中的滑压调节过程中。在单元制的大机组设备中，蒸汽在动叶栅中工作运行后，依靠余速动能脱离动叶栅，这是没有在动叶栅中进行转换变成机械能的一小部分动能，通常把它称为所在这级的余速损失。

从实践过程中可以发现，造成湿气损耗的原因主要在以下几个方面：①水滴的速度要低于蒸汽的速度，低流速的水滴会限制高流速的蒸汽，导致动能的损耗。②湿蒸汽膨胀做功过程中，部分蒸汽凝结成水，从而减少了能够做功的蒸汽量，湿蒸气在膨胀时，大量蒸汽凝结成水滴，很大程度地减少了可以做工的蒸汽量。③喷管背弧在水珠的影响作用下容易发生撞击，对主流进行干扰，产生大量损失，并且喷管背弧在遭受撞击后又会影响动叶旋转，对叶轮的有用功产生消耗。

在湿蒸汽冷却时，就会造成湿气损耗的问题。所以，进行严格控制湿气损耗的现象发生的同时，对提升热能动力工程操作技能作用是十分重要的。这不仅要求相关工作人员尽可能地将新蒸汽参数控制在额定数值间，还要保证整体的调节阀门具有一定的可靠性。这样对于大中型的机组设备而言，可以利用中间再热的循环方式与除湿设备相互结合，对喷管和喷嘴加以改进。例如：通过利用吸水缝方式的空心管提升抗冲蚀的作用。汽轮机在工作运行时，就能够有效地克服推力轴承以及支持轴承之间相互摩擦产生的阻力，带动主油泵和调速器，达到降低机械损耗的目的[3]。

3.4 垃圾焚烧发电厂的具体应用

供暖热源及热负荷形式。全厂工作人员生产及生活车间的换热供暖站主要位于综合厂房的一层，换热站所用的总供暖热负荷约为3.09 MW。供暖热源由汽轮机抽汽其中压强为0.355 MPa，所能承受的最高温度为200 ℃，由立式半即热式换热器交换成80/65 ℃热水采暖，由循环水泵将热源输送至各热用户并利用散热器对生产、生活空间供暖。该系统的蒸汽耗量大约是4 t/h，具体换热效率采用95 %进行考虑，冷凝水的具体温度采用90 ℃进行考虑。采用方案的模拟：安装吸收式溴化锂热泵机组在车间中，采用汽机抽汽作为主要的驱动热源，并且采用厂区内部的循环冷却水当做低温余热热源，该冷却水冬季的温度是28～33 ℃。利用相关的机组设备系统对全厂生产、生活的供暖提供热水，降低汽机抽汽耗量，提高全厂能源利用率，达到节能的目的。

4 结束语

加强热能和动力工程项目操作技能的研究和开发，及时了解汽轮机等相关设备的工况变化以及变化细节，并对其变化的原因进行研究分析，对运行中的相同工况进行有效地处理，提高运行措施和运行水平。另外，通过对降低焓值和减少热损失系统的熟悉和探索，可以提高热能利用率，减少热电厂的支出和工作成本损失，真正的节约能源，避免污染物排放，确保热電行业的发展。

参考文献

[1] 吴祖桥.如何提高热电厂热能与动力工程的效力[J].当代化工研究，2020（9）：32-33.

[2] 陈悦.热能动力工程提升热电厂性能的合理运用探讨[J].工程建设与设计，2019（16）：127-128.

[3] 时占军，张晋波，张静雅.热电厂中的热能与动力工程的有效运用[J].当代化工研究，2019（5）：136-137.