热电厂性能优化中热能动力工程的实践应用

2021-11-23冯向刚

商品与质量 2021年7期

冯向刚

青岛热电股份有限公司山东青岛 266011

1 热电厂性能优化中热能动力工程应用的重要意义

在热能动力工程实践应用中，热电厂逐步探索了基于降低能耗、减少排放、提高效率的节约环保型发展模式，不断深化创新推广，从而提高节能减排效率，节约成本，带来良好综合效益。就环保角度而言，热电厂运转过程中极易造成环境污染，而且废弃物排放还会导致大气污染。现代化社会理念主张必须严格遵循生态效益与节能环保理念，污染问题不容忽视，所以，热电厂为进一步适应社会发展需求，树立良好形象，需科学合理利用热能动力工程性能[1]。

2 热电厂的热能动力工程应用现状分析

2.1 热能动力工程运行转化分析

热电厂大多都采用火力发电形式转换能量，其中能量转换最为关键。通过热电厂运行工作原理分析可知，热电厂运转过程中，热能与动能间互相转换，动能基于汽轮机发电作用转换为电能，其他能量通过汽轮机输出。在此转换过程中，将会损失部分热能，所以造成热电厂运行能耗快速上升，效率却逐步下降。煤炭是热电厂的主要能源，经过处理会转变为煤灰，基于皮带传输技术向锅炉中输送煤灰，在充分燃烧后便会释放，转化成水蒸气，再次加热后，水蒸气便会进入高压缸。所以为了提升锅炉加热效率，可循环加热处理。在此环节中，可将水蒸气输送于中压缸，如此便可通过中压缸蒸汽驱动汽轮机运转，从而生成电能[2]。

2.2 热能动力工程选址问题分析

在热电厂热能动力工程分析中，还需注重热电厂选址问题。热电厂运行负荷性质与大小等要素与热电厂装机容量密切相关，所以我国热电厂机组运行规模明显小于火力发电厂主流运行机组容量。热电厂主要功能即放热与发电，所以需适度增加锅炉运行容量。而在原料与技术水平限制下，热电厂选址时，应选择在热负荷中心位置与城镇人口密度较大的区域，以确保热电厂供热系统稳定运转，同时还需构建健全的热力管网。

3 基于热能动力工程优化热电厂性能

3.1 基于工况科学选择调配方式

平行运行机组在外界负荷变化与电网频繁变动时，会根据自身差异化动态特性，适度增减负荷以自动运转，进而保持电网周波，此过程便为一次调频，其具有频率调节速度快的特性，然而发电机组因为调整量不同存在一定差异，且调整量相对有限，导致调度人员难以控制。而电力系统负荷与电力变化过大时，一次调频根本无法恢复常规频率，这就需要二次调频。一般二次调频分为自动调频与手动调频，自动调频不仅便捷，且使用范围广泛。在热电厂工作过程中，通过充分了解并网运行机组情况，以选择合适的调配方式，防止由于调配方式失误造成热能动力工程应用效率下降，进而实现设备运行能力有效提升。与此同时，汽轮机工况与焓降变化之间息息相关，在全开第一阀，工况流量增多的情况下，压力会增大，相比焓降，需适度调小调节级，反之则调大调节级。在关闭第二阀，第一阀全开的情况下，相比焓降，调节级需高达最大中间级，此时工况变化，焓降与中间级压力比可始终保持不变，还可为调节实际工况提供有力参考，基于实际需求所获的焓降变化，可基于此调整工况，满足热能动力工程在热电厂性能优化中应用的具体需求[3]。

3.2 合理利用机组内节流调节性能

节流调节不存在调节级，所以在第一级时，便可实现全周进汽，而工况变化，各级温度便会降低，负荷适应性良好，同时适用于小容量机组与基本负荷大机组，但是经济性较差，节流损失严重。热电厂日常运转过程中，可利用弗留格尔公式提高热能动力工程利用率，并基于公式应用要求计算相同流量视域下，各级压差与比焓降，以明确零件受力状态与功率，并监控汽轮机流通情况。简言之，在既知流量下，根据运行时组前各级压力公式负荷情况，详细评估流动部分面积变化状态。在引进弗留格尔公式之后，可确保机组内节流调节，以此为热能动力工程在热电厂性能优化中的应用创造良好条件。

3.3 科学优化热能动力系统流程

就热电厂而言，热能动力系统运行时产生的部分能耗与能量损失，可以系统流程优化的方式实现降低。在系统运行中产生的湿气损失是由于湿蒸汽在既定条件下凝结为液态水，且部分凝结的水珠，极易造成蒸汽流动动能降低。就此热能动力系统损失较多的情况而言，需以一定流程进行系统优化，防止由此导致能量损失。在具体生产中，基于中间再热与去湿装置，适度降低湿气损失，或利用轴流式的汽轮机通过压力作用驱动蒸汽流动，从而实现能耗降低，电厂资源利用率提升，能源节约。

3.4 全面强化湿气损耗控制

湿气损失是热电厂能耗损失的重要组成部分，有效降低湿气损失，可提高热能动力工程使用效率，确保热电厂正常运行。为防止湿气损失，降低危害，在热电厂运行过程中，需采取科学可行措施加以弥补，即利用去湿装置或附带吸水缝的喷灌，改进优化机组，提高抗冲蚀能力，引进中间再热循环等等。在汽轮机正常工作时，不仅要克服支持轴承与推力轴承的摩擦力，还需及时启动主油泵与调速器，但是这些操作环节也会导致一定能量损失，即机械损失，对此可采用轴流式汽轮机，一侧引进高压蒸汽，一侧排除低压蒸汽，如此便可在无形中形成高压指向低压的闭环，这样一来，就可有效降低能耗，提高热能动力工程使用效率[4]。