熱能動力工程在電廠中的有效運用

李榮祖

（山東省實驗中學(xué)，山東 濟(jì)南 250001）

熱能動力工程在電廠中的有效運用

李榮祖

（山東省實驗中學(xué)，山東 濟(jì)南 250001）

隨著我國經(jīng)濟(jì)和社會的不斷發(fā)展和進(jìn)步，我國逐漸將社會生產(chǎn)主力定位在發(fā)電方面，現(xiàn)如今我國主要使用的發(fā)電系統(tǒng)是火力發(fā)電系統(tǒng)，但是火力發(fā)電耗能過多，對全球資源短缺的影響不容忽視。本文通過對熱能動力工程的概念，以及在電廠中應(yīng)用熱能動力工程的必要性，進(jìn)行了分析和探討，總結(jié)歸納出熱能動力工程在電廠中的具體運用策略。

熱能動力工程；電廠；有效運用

我國現(xiàn)如今大多都是以火力發(fā)電為主要生產(chǎn)力，但是火力發(fā)電有一個弊端就是耗能過大，在這個全球資源短缺的情況下，必須要將工作重點放在能源動力工程的運用中，才能夠真正意義上實現(xiàn)發(fā)電工程的節(jié)能環(huán)保目標(biāo)。在電廠供熱設(shè)備運行時，將設(shè)備運行產(chǎn)生的熱能轉(zhuǎn)化成電能，并且以此作為供熱系統(tǒng)的源動力，從而在節(jié)約地球能源的前提下，為人類的生活提供基本條件，但是由于能源動力工程在我國發(fā)展較晚，所以其中仍然存在著一些問題。

1 熱能動力工程的概念

顧名思義，熱能動力工程是將熱能轉(zhuǎn)化成為動力、動能，再將這個動力、動能轉(zhuǎn)為電能和熱能，以供人們的日常生活所需。熱能動力工程主要研究的方向，就是熱能和動能之間的相互轉(zhuǎn)變和轉(zhuǎn)化，這種轉(zhuǎn)化其實都遵循著一個規(guī)律，這個規(guī)律就是能量守恒定律。能量守恒定律是所有能源轉(zhuǎn)化、轉(zhuǎn)變的重要依據(jù)，并且根據(jù)能源守恒定律還能夠及時的發(fā)現(xiàn)能量轉(zhuǎn)化、發(fā)電過程中出現(xiàn)的所有能源問題，并且可以根據(jù)能源守恒定律進(jìn)行有效的解決，從而提升電廠設(shè)備的整體運行效率。

熱能動力工程其實內(nèi)在概念和意義是十分復(fù)雜的，因為其不僅涉及了多個知識領(lǐng)域，其中包含的學(xué)科知識也很多。在電廠中合理、有效的運用熱能動力工程，不僅能夠最大限度提升電廠的整體工作效率，還能夠最大程度上降低電廠的運行成本，從而提升電廠的整體經(jīng)濟(jì)效益。可以說熱能動力工程是一項符合現(xiàn)代社會發(fā)展的現(xiàn)代化工程項目，對于地球的能源保護(hù)和環(huán)境保護(hù)方面有著較高的作用。

2 在電廠中應(yīng)用熱能動力工程的必要性

2.1 符合時代的需求和發(fā)展

我國現(xiàn)如今大多是以火力發(fā)電為主要生產(chǎn)力，但是火力發(fā)電有一個弊端就是耗能過大，在這個全球資源短缺的情況下，必須要將工作重點放在能源動力工程的運用中，才能夠真正意義上實現(xiàn)發(fā)電工程的節(jié)能環(huán)保目標(biāo)。在電廠供熱設(shè)備運行時，將設(shè)備運行產(chǎn)生的熱能轉(zhuǎn)化成電能，并且以此作為供熱系統(tǒng)的源動力，從而在節(jié)省地球能源的前提下，為人類的生活提供基本條件，可以說熱能動力工程符合社會時代大發(fā)展的要求，因為現(xiàn)如今我國正處于一個經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展、社會能源快速消耗的階段，各領(lǐng)域?qū)τ谀茉吹男枨蠖际蔷薮蟮模⑶乙蕾囆允指撸梢哉f現(xiàn)如今人類生活一旦離開了能源的支撐，不僅國民經(jīng)濟(jì)會停滯不前，還會嚴(yán)重影響人們的日常生活。

2.2 使用熱能動力工程存在的問題

熱能動力工程運用在電廠中存在著很多問題，最大的問題就是由于能源動力工程在我國發(fā)展得較晚，所以熱能動力工程運用在電廠中時，經(jīng)常性的會存在著一些問題，而這些問題并不是單單依靠較短時間就能夠解決。現(xiàn)如今各個電廠企業(yè)在利用熱能動力工程時，效果并不是那么明顯，甚至有一些企業(yè)不僅沒有做到降低能源的消耗，還會對生態(tài)環(huán)境和能源資源帶來較大的破壞，更有甚者會加大環(huán)境污染的相關(guān)問題。所以必須要合理、科學(xué)、有效的利用熱能動力工程，通過合理的利用熱能動力工程，來提升電廠的生產(chǎn)率和工作質(zhì)量，從而為我國建設(shè)資源節(jié)約型發(fā)展大國打下良好的基礎(chǔ)。

3 熱能動力工程在電廠中的具體運用策略

3.1 減少調(diào)壓過程的消耗

電廠在利用熱能動力工程時，經(jīng)常性的會出現(xiàn)氣壓過高的問題，所以在將熱能動力工程運用在電廠中最主要的一點，就是要減少因為調(diào)壓過程造成的能源消耗，因為發(fā)電機(jī)組裝系統(tǒng)在運行過程中，經(jīng)常性的需要調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)組合裝系統(tǒng)出力，從而提升發(fā)電機(jī)組裝系統(tǒng)的壓力適應(yīng)力，從而保證發(fā)電機(jī)組裝系統(tǒng)的電壓負(fù)荷一直處在一個較為平穩(wěn)、穩(wěn)定的狀態(tài)之下。而通過發(fā)電機(jī)調(diào)節(jié)機(jī)組的負(fù)荷變化來進(jìn)行調(diào)節(jié)，就能夠最大限度上提升發(fā)電機(jī)組系統(tǒng)的整體工作效率，從而最大程度上降低電廠的發(fā)電成本，使電廠的經(jīng)濟(jì)效益最大化。但是在調(diào)節(jié)負(fù)荷電壓機(jī)組的時候，很容易對其造成能源上的消耗，甚至?xí)档桶l(fā)電機(jī)組裝系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)運行性。比如發(fā)電機(jī)組裝系統(tǒng)的電壓負(fù)荷較大時，必須要對其進(jìn)行壓力負(fù)荷的調(diào)節(jié)，但是這種滑壓式調(diào)節(jié)操作，會導(dǎo)致發(fā)電機(jī)組裝系統(tǒng)生產(chǎn)出并沒有實際用處的機(jī)械能，這種沒有實際用處的機(jī)械能，將會導(dǎo)致發(fā)電機(jī)組裝系統(tǒng)的運行效率降低。

3.2 調(diào)頻方案的優(yōu)化和選擇

由于發(fā)電機(jī)組裝系統(tǒng)的負(fù)荷電壓一直都是處于一個不斷變化的狀態(tài)下，所以發(fā)電機(jī)組裝系統(tǒng)的電網(wǎng)頻率也會隨著負(fù)荷電壓的變化而變化，并且在這種頻繁變化的情況下，電網(wǎng)頻率機(jī)組還會根據(jù)并網(wǎng)運行的頻率，來進(jìn)行實時的調(diào)節(jié)自身動態(tài)性能和變化頻率，通過這種自動的調(diào)節(jié)，來減少發(fā)電機(jī)組裝系統(tǒng)帶來的負(fù)荷電壓，以此來維持電網(wǎng)的頻率，這種自身調(diào)節(jié)性能也被稱為“一次調(diào)頻”。“一次調(diào)頻”負(fù)荷電壓的平衡點，是需要實現(xiàn)負(fù)荷電壓功率和調(diào)速器兩者之間的平衡，“一次調(diào)頻”在自身的調(diào)節(jié)過程中，僅僅只能將頻率調(diào)節(jié)控制在一定的范圍內(nèi)，并且在調(diào)節(jié)頻率時，都會具有快速頻率調(diào)節(jié)的特點。所以電廠的工作人員在將熱能動力工程運用在實際工作前，一定要優(yōu)化調(diào)節(jié)、調(diào)配方案，并且必要時還要選擇二次調(diào)頻，從而保證在發(fā)電機(jī)組裝系統(tǒng)運行中，選擇合理、有效的調(diào)頻方式，使運行效率得到全面提升。

3.3 利用多級汽輪機(jī)

多級汽輪機(jī)最常見的一個現(xiàn)象就是重?zé)岈F(xiàn)象，而重?zé)岈F(xiàn)象一般情況下，指的是在上一輪的汽輪機(jī)中損失的一部分熱能，能夠被下一級甚至接下來的后幾級汽輪機(jī)反復(fù)地利用和使用。通過發(fā)電機(jī)調(diào)節(jié)機(jī)組的負(fù)荷變化來進(jìn)行調(diào)節(jié)，就能夠最大限度上提升發(fā)電機(jī)組系統(tǒng)的整體工作效率，從而最大程度上降低電廠的發(fā)電成本，使電廠的經(jīng)濟(jì)效益最大化。但是在調(diào)節(jié)負(fù)荷電壓機(jī)組的時候，很容易對其造成能源上的消耗，甚至?xí)档桶l(fā)電機(jī)組裝系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)運行性。在發(fā)電機(jī)組裝系統(tǒng)運行過程中，工作人員可以調(diào)節(jié)重?zé)岬睦寐剩瑢⒅責(zé)岬南禂?shù)調(diào)節(jié)到合理范圍之內(nèi)，從而保證多級汽輪機(jī)中的剩余熱能，能夠被下一級甚至后幾級汽輪機(jī)利用，不僅能夠降低電廠的生產(chǎn)成本，還能夠最大限度上降低能源的消耗。

3.4 降低濕氣損失影響

發(fā)電機(jī)組裝系統(tǒng)在運行過程中不僅會產(chǎn)生較多的熱能，還會因為大量的熱能而產(chǎn)生較多的濕氣，這種濕氣的產(chǎn)生是不可避免的，并且根據(jù)熱能傳遞的原理，在產(chǎn)生濕氣的同時，濕氣蒸發(fā)或者氣溫過低時，會同時帶走一部分的熱能，從而產(chǎn)生了不必要的耗能和能源的浪費。現(xiàn)如今最為常見和普遍應(yīng)用的策略，就是在發(fā)電機(jī)組裝系統(tǒng)內(nèi)部安裝一個吸收水蒸氣的裝置，通過這種方式來減少濕氣對熱能的消耗，但是除了這種方式，還可以在發(fā)電機(jī)組裝系統(tǒng)中，安裝祛濕氣的裝置或者水蒸氣循環(huán)裝置，通過這兩種裝置來回收水蒸氣，從而保證能源的再次回收和利用。

3.5 有效的調(diào)節(jié)氣流

熱能動力工程運用在電廠中最主要的一點就是要減少因為調(diào)壓過程造成的能源消耗，因為發(fā)電機(jī)組裝系統(tǒng)在運行過程中，經(jīng)常性的需要調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)組合裝系統(tǒng)出力，從而提升發(fā)電機(jī)組裝系統(tǒng)的壓力適應(yīng)力，從而保證發(fā)電機(jī)組裝系統(tǒng)的電壓負(fù)荷一直處在一個較為平穩(wěn)、穩(wěn)定的狀態(tài)之下。也就是說在汽輪機(jī)流量已知的前提下，將汽輪機(jī)的各級負(fù)荷壓力和固定的弗留格爾公式進(jìn)行對比，根據(jù)結(jié)果來進(jìn)行面積同流的判斷。

4 結(jié)語

綜上所述，我國在電廠中運用熱能動力工程已經(jīng)勢在必行，不僅僅是因為傳統(tǒng)的火力電廠過于損耗資源，還因為在電廠中運用熱能電力工程，將能夠最大限度上提升電廠的整體工作水平，從而提升電廠的整體經(jīng)濟(jì)效益。熱能動力工程在電廠中可以通過減少調(diào)壓過程的消耗、調(diào)頻方案的優(yōu)化和選擇、利用多級汽輪機(jī)以及降低濕氣損失影響等多種方式，來提升熱能動力工程在電廠中的整體運用效果，從而在保障節(jié)能的前提下，提升電廠的整體工作質(zhì)量。

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TM621

A

1671-0711（2017）09（上）-0172-02

課題項目：本論文屬于山東省實驗中學(xué)2016年暑期研究性學(xué)習(xí)項目。