熱電廠中熱能與動力工程的運用探索

楊斌

熱電廠的主要功能是實現(xiàn)熱能轉(zhuǎn)化為動能，然后動能經(jīng)蒸汽技術推動發(fā)電機工作，其中有些動能轉(zhuǎn)化為電能，而另一些則消耗在這個轉(zhuǎn)換中，因此，會產(chǎn)生的熱損耗與焓降。研究其產(chǎn)生的相關原因，可有助于節(jié)能降耗，以及技術的更新。

一、降低熱能損耗的措施及手段

對于在熱電轉(zhuǎn)換過程時出現(xiàn)的某些現(xiàn)象、技術或方法、為什么會熱能損耗及降耗的技巧等概括如下。

重熱現(xiàn)象：也就是說重復利用熱能，在汽輪機中前一次損耗的熱能，能夠被下一次運行所應用，這就是所謂的重熱。在每次運行中所產(chǎn)生的焓降累加后超過總體運行是所產(chǎn)生的焓降再除以整體運行所產(chǎn)生的焓降所得到的結果稱之為重熱系數(shù)。雖然各級熱能的利用效率都高于單次的利用效率，然而這是以節(jié)能降耗為基礎的，這能說部分熱量得到了利用，并不追求高重熱系數(shù)。合理的利用熱能，控制好恰當?shù)南禂?shù)，既有利于能量利用率，也能增強操作人員對機組的熟悉程度。

二、導致變工況的因素及特點

當機器啟動后，產(chǎn)生變工況的原因也有很多，但主要有以下各種因素：

第一、電能的不方便存儲，況且由于其他方面所引起的電功率不穩(wěn)定；第二、鍋爐運行的情況也非一直不變的，從而導致汽輪機的運行情況產(chǎn)生無規(guī)律變化；第三、凝汽裝置的工況也不穩(wěn)定，使得其中的氣壓時時改變；第四、另外還有諸多原因：如用電的頻率、通氣設備的老化等。當機器運行情況有很大變化時，就要考慮以上各個因素了，具體情況具體分析，最終維護機器的穩(wěn)定運行。

兩次調(diào)頻：對于電網(wǎng)運行時，其系統(tǒng)中負載產(chǎn)生大的波動，單次調(diào)頻難以滿足平息波動的需要，而再次進行頻率控制。其方式有兩種：手動操作與自動操作。

手動調(diào)頻：電能產(chǎn)生的過程中，技術維護工依據(jù)裝置的改變來調(diào)整機器的狀態(tài)，維持其頻率穩(wěn)定，但其據(jù)點顯得易見，響應遲緩，面對大的調(diào)頻情況時，通常難以實現(xiàn)。再者，24小時超長時間維護對維護人員來說操作時間長，強度高。

自動調(diào)頻：利用自動控制技術來實現(xiàn)自動調(diào)頻是當前的主流技術，它是依靠在發(fā)電設備與控制系統(tǒng)中加裝自動調(diào)節(jié)設備，從而解決整個運行中產(chǎn)生的頻率波動，能將其變化幅度控制在很低水平。這種自動控制系統(tǒng)是其整個自動化系統(tǒng)的重要控制裝置，它負責整個系統(tǒng)的調(diào)頻、維持功率穩(wěn)定及整體調(diào)節(jié)等功能。

汽輪機運行狀況的改變，每次運行中焓降也隨之改變，調(diào)節(jié)過程中不關閉閥門的工作情況，其隨著流量變大，壓力比變大，而焓降變小。與些相反的情況。流量變少，焓降則變大。中間級狀態(tài)時，當閥門處于一開一閉的情況，焓降增到最大，此時，即使工作狀態(tài)發(fā)生改變，其壓力也保持穩(wěn)定，此時，焓降也保持穩(wěn)定。最后一級，流量變大，壓力變小，但此時焓降變大。清楚各級各個參數(shù)的變化對維護系統(tǒng)運行有很大的作用。

三、容易出現(xiàn)的問題

損耗濕汽的因素：第一，濕潤的氣體發(fā)生膨脹，其中有些因氣溫降低而變成了水，從而不能做功；第二，這些液態(tài)水的流速小于氣流速度，從而會降低氣體的速度，也會產(chǎn)生一定的動能損耗；第三，液態(tài)水都粘在管壁上了，既產(chǎn)生水的損耗又產(chǎn)做了無用功，使葉輪做功減少；第四，遇冷的水蒸汽使得汽量減少，而且還會損害葉輪的邊沿，尤其是會造成其背面彎處產(chǎn)生腐蝕。

防止?jié)衿麚p耗的要點：第一，實現(xiàn)過程中熱能再利用；第二，加裝減濕互環(huán)節(jié)；第三，使用帶收集液態(tài)水功能的噴管；第四，增強其抗腐蝕作用。整體裝置運行過程中，要實現(xiàn)好各部件間的潤滑效果，還可以使泵裝置、速度控制裝置的運行，因為這些過程可能產(chǎn)生無用功，造成機械能損耗。

氣體沿軸流動的裝置中，一般是蒸汽從氣壓強的入口端進入、而從氣壓弱的出口端流出，這等同于對整個裝置的轉(zhuǎn)軸產(chǎn)生一個沿軸方向的力，其方向由氣壓強處指向氣壓弱處。從而使轉(zhuǎn)軸發(fā)生偏轉(zhuǎn)，通常稱這個力為沿軸推力。

級間工況變化的特點：第一，當臨界點未出現(xiàn)時，其流量同各級間的壓力呈一定非簡單正比的關系；第二，當臨界點出現(xiàn)時，其流量同各級間的壓力呈正比關系，而且同其它參數(shù)沒有關聯(lián)。

沿軸方向的推力特點：第一，蒸汽凝結成水時，推力變大；第二，液態(tài)水與葉輪發(fā)生撞擊時，推力也變大；第三，負載增大，推力變大；第四，負載被甩時，推力變大。第五、葉片老化，推力變大。

經(jīng)過大量的實際驗證，歸納出熱能及動力間的關聯(lián)或他們之間的變化。熟悉變工況時的情景，弄清楚其真正原因，有助于實際工作時產(chǎn)生各類問題時的維護，有助于提高維護水平。也可以利降焓來減少熱量消耗及再利用的相關知識，提高能量的利用率，節(jié)能降耗。