热能与动力工程在汽轮机中的有效运用研究

王成博

【摘  要】随着社会发展和经济水平提升以及现代科学技术的进步，我国各行各业都得到了快速发展。现代科技研究与进步在能源上所倚仗的往往是电力，近年来，我国电力能源的需求不断上涨，这为电力生产技术和设备的研究提出了更高的要求。热能与动力工程一直是国家重点研发的工程，其在发电厂汽轮机运行当中的应用有着较高的节能环保优势，发挥其优势作用能够实现汽轮机热能的利用与能源使用效率的提升。本篇文章首先介绍热能与动力工程的原理以及汽轮机工况，最后，针对热能与动力工程在汽轮机当中的有效运用做出简要的探讨。

【关键词】热能与动力工程;汽轮机;应用

引言

电能是属于清洁能源，是人们日常生活和经济生产当中所必不可少的能源之一，随着我国经济水平的不断进步和人口的增长以及城市化建设规模的不断扩大，电力能源的需求也急剧增长，但同时电能的缺口也越来越明显，尤其在各大城市当中，用电高峰时期对电能的消耗极为巨大，所以，大力研究如何进行热能与动力应用具有较高的实际意义，能够有效改善当前供电不足的情况，这也是我国能源发展的必然趋势和重点研究的课题。

热电厂通过使用汽轮机进行能源使用率的提升，并实现多方面的附加值收益，这对于热电厂未来发展既是机遇，同时也是挑战，汽轮机在发电厂电力能源生产过程中有着极为重要的作用，在恰当的时间排气、抽气能够产生大量的热能，而热能与动力工程的运用是采用一种较为新型的方式进行汽轮机的优化，并以此为基础提高汽轮机运行的稳定性和安全性，确保其操作的便利和可靠性。

1.关于热能与动力工程以及汽轮机工况

1.1热能与动力工程原理

简单来讲，热能与动力工程主要是将热能转化为动能，从节能环保的角度来说，热能与动力工程能够实现热能转化动能过程中动力供给的完成，并且带有一定的节能效果，提高能源的使用率。

热能与动力工程应用的提出是根据可持续发展相关要求，生态文明建设与节能降耗理念中明确提出：各行各业发展必须要能够以保护环境、生态节约能源作为基本指导理念，实现人与自然的和谐共存。

1.2汽轮机变工况和操作原理概述

电能无法进行大量储存，这是公认所知的常识，而由于不同行业、不同市场需求，用电负荷始终处于不断变化的状态，热电厂在进行电力能源生产过程中，锅炉内燃料燃烧并不稳定，而汽轮机当中蒸汽参数也会发生改变，凝汽器压力不断变化会使得凝汽器工况产生改变，由此就会引发汽轮机变工况。

在汽轮机的实际操作过程中，排气、抽气所使用的系统是轴封抽气系统，这一系统的操作使用换热器将产生的蒸汽排出，整个过程中，蒸汽在温度较低环境中就会变成冷凝水，从汽轮机u型管道排出，剩余气体则被抽出，这一过程当中热能的利用率较低，动力主要是以电力为主，也就是汽轮机使用会产生很多的热能，而这些热能会存在一定的损耗，而且并没有被有效地利用，一次能源的浪费情况较为严重。

2.热能与动力工程在汽轮机中的运用

热电厂汽轮机的实际操作和使用过程当中，随着时长的增加，其内部的负荷压力以及温度也会随之上升，这对于汽轮机运行的稳定性有着一定的影响，同时也会增加能源的损耗，汽轮机运行所产生的大量蒸汽变为热能。在实际运用过程当中，需要首先控制其温度和湿气的变化，并进行负荷与压力的调整，从工程特征进行计算机控制系统的构建，系统内录入多项信息数据，包括汽轮机的温度变化以及压力变化值，以便于再根据实际运行不同时间段内产生热能的利用。

运用信息技术进行汽轮机运行状况的监控，并找出具体的热能与动力工程运用方案，要根据汽轮机压力变化等因素的影响实际情况，研究其应用动力不足，增加成本消耗的原因，提出针对性的方法，要做到汽轮机热能的收集，并将热能统一回收后，根据动力所需进行合理的再分配。优化汽轮机的操作，所以，在实际运用中需要采用以下思路：

首先，要调节汽轮机汽流，调节汽流技术的运用是从生态和环境变化中而来，要能够控制流量与流速，其主要应用在于根据发电厂汽轮机运行的特点，提高其运行的稳定性和效率，并控制设备温度的上升，防止因温度变化而造成设备的损耗。在计算机运行中，无需依据调节级的方式进行调整，而是要使用计算机系统控制，实现对每一个节级变化的有效调控，在第一级汽轮机全周期中，如果机械使用情况发生变化，则温度会不会升高，而是依照情况逐步下降，可承受较大的负荷，因此，在这一方面的应用中需要注意负荷较大的发电机组、容量较小的发电机组，实际运用中，收集汽轮机现有各项数据，从数据中分析和了解汽轮机运行状态，再使用弗留格尔公式与压差、比焓降的变化，对于汽轮机内部零件基本情况作出准确的判断，建立在既定流量依据和各级压力承载基础上对汽轮机节流进行有效调节和准确控制。

其次，控制湿汽损失。湿气是汽轮机和整个发电机组当中常见的损失部分，对于湿汽的控制能够为热能与动力工程的运用提供更加良好的条件，汽轮机出现湿汽损失的主要原因在于蒸汽从高压向低压传输时，其体积会发生膨胀，部分蒸汽会发生凝结，从而产生冷凝水，这会增加蒸汽的损失，而且汽体的流动速度会快于水珠，受水珠移动的影响，汽体的动能会逐渐削弱，或由于温度过低而导致动能损失。汽轮机的调整是设置轴流式零件，在零件的两端放置吸入排除蒸汽的装置，在其前端设置吸收高压蒸汽，而在另一端设置低压蒸汽排出，运用这一方式，汽轮机内高压蒸汽会自动向低压蒸汽移动，从而形成无形的指向力，降低轴承之间的摩擦，减少机械损耗。

再次，合理进行汽轮机调配和汽轮机工况变的调节。汽轮机是发电机组的重要组成部分，其运行的状态直接影响着机组运行的状态，尤其运行调配是否合理是影响决定机组运行情况的重要因素。在并网运行环境中，每次遇到汽轮机变工况，通常是采用控制阀操作使其调整焓降，第一阀全部打开后，机械运行的流量会随之增长，承受的压力也会变大，进行调节级降低，随后打开第二阀，将第一阀全部打开，此时若运行状况发生变化，则汽轮机中级压力不变，焓降也会保持稳定，所以，操作人员可根据汽轮机变工况的实际改变汽轮机压力和动力，科学进行合理调配。

3.结束语

目前，热能与动力工程已经得到国家的高度重视，并投入大量的资金和人才以及物力进行相关应用的研究。而在热力发电领域的应用范围较广，其他行业涉猎较少，因此，如何将热能与动力工程更好地应用到热力发电当中，是工程未来的发展主题，尤其生态文明建设理念下，节能降耗整体效果代表这市场竞争力的增强。在热电厂汽轮机发电过程当中，发电原理是将热能转化为电能，但首先是将热能转化为动能，再由动能转化为电能，通过高温高压蒸汽进入汽轮机，推动汽轮机带动发电机高速旋转，发电机切割磁力线发电，做过部分功的蒸汽能够从汽轮机内抽出用于供热，而整体转化当中，蒸汽在汽轮机中会产生一定的热损失和焓降现象，而采用热能和动力工程，能够有效地优化转换过程，减少生产中能源的消耗，提高能源的利用率，强化操作水平。

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