提高火力發電廠能源轉換效率的研究

魯冠軍，周俊

（1.重慶電力高等專科學校；2.重慶市楊家坪中學，重慶 400050）

雖然火力發電廠可以為社會提供大量的能量，但是日常可見的大煙囪里冒出涓涓的白色蒸汽是火力發電廠燒盡能源時排放的有毒氣體。而發電廠排出的氣體，帶著熱量就這樣白白散失了。發電廠消耗的熱量成為可以提高能源轉化效率的重點，顯然可以把這個重點作為突破口，盡最大可能去提高火力發電廠的能源轉換效率。

1 關于熱氣的熱參數

1.1 提高蒸汽的初始溫度

提高蒸汽的初始溫度，常常可以提升高熱經濟性。由此可以得到，氣體的初溫得到升高，會導致排放的氣體濕度降低，進而減輕了氣體濕度損失過多的現象。還提升了蒸汽的容納量，讓不小心漏出的蒸汽體積減少。

1.2 減小蒸汽的初始壓強

提高蒸汽的初始壓強，會導致排氣濕度的提高，加大了潮濕氣體的損失和浪費。減少了可盛裝氣體的容積，所以更多的氣體被浪費了。因此我們要盡量減小蒸汽的初始壓強，可以更好的減少損失。

2 降低蒸汽的終參數

2.1 降低終參數對機組的影響

如若降低終參數，朗肯循環效率會一直提高，排放氣體的潮濕感會上升。

2.2 凝氣器冷卻系統

電廠的用水多種多樣。在用比較冷的水流沖擊的情況下，火電廠的用水量巨大，會造成不可估量的經濟損失，所以，水源是建立火力發電廠的重要因素。火電廠的建立最好離水源較近，可以良好的運用地理位置的資源，節省運送成本和時間。

2.3 機組的最佳排汽壓力

火力發電廠運行時的蒸汽參數又被稱作真空度，是影響氣輪機器組的經濟性的重要指標。并且，真空數值能很好的表達出系統壓強的實際數值。

3 采用蒸汽再熱循環

3.1 理想化

把熱機的工作流程簡單化，把復雜的不可以逆向的過程的一個循環近乎為簡單、典型、可以逆向過程的一個循環。

3.2 蒸汽動力的循環

水蒸氣在現實生活中主要應用于火力發電和核電兩種。動力循環是以做功為目的。循環中的工質偏離液態很接近，有時會是液態，有時會是氣態，所以對蒸汽動力循環的研究必須結合水蒸氣的特性和熱力過程。又因為水和水蒸氣不能燃燒，所以只能從空氣中吸收熱量，所以必須配置鍋爐設備。燃燒的生成物不參與循環，蒸汽的設備可以使用各種各樣的常規固體、液體、氣體燃料或者核燃料，可以廢物利用劣質煤和工業的廢棄熱量，還可以利用太陽能和水能、地熱能等能源。

4 給水流回熱循環

4.1 回熱抽氣系統

在蒸汽熱力的循環系統中，一般要從汽輪機的中間抽取一部分蒸汽，送到給水加熱器的中間。

4.2 抽氣回熱系統的作用

抽氣回熱系統原則上是熱力系統基本組成的一部分。采用抽取一部分熱氣給鍋爐加熱的方法，減少了冷能源的浪費，一定抽氣容量的蒸汽做功之后不會再抽氣到冷凝器里的冷水放熱。從而避免了熱蒸汽的能量被冷水帶走，使得高溫熱氣的能量不會白白浪費，得到了充分的利用，能量的消耗率會大大的下降。同時，因為用到了高溫的蒸汽來給水流加熱這一方法，讓水的溫度升高。每一個做功在實際中都會有不可避免的熱量損失，無法做到百分之百的利用效率，如上所說的做法可以大大減少了給水加熱的不可逆損失，在鍋爐中對能量的吸收會減少，利用率大大提高。

4.3 提高系統循環熱效率的措施

在現實的生活中，給水溫加熱并不是加熱到最合適的溫度，因為受條件和技術資金運轉等一系列問題的制約。另外，給水流加熱提高溫度導致消耗的資源量、排氣量、排煙量等都大大的增加，鍋爐的效率大大的降低，迫使資金投資增加。第二，因為持續不斷的加熱使鍋爐的蒸發量和汽輪機的高壓流通量都相應的遞增。給水回熱的越多，耗費的資源越多，雖然火力發電廠的能源轉換效率提高了，但是資金成倍的大增，這是任何一個企業都不愿意做的。畢竟，企業最主要的既為盈利、利潤。

4.4 加熱器的性能要求

加熱器的性能要求這方面，盡可能的歸位縮小加入加熱器的蒸汽飽和溫度和加熱器的氣流出口的溫度的△t，為了達到主要的目的，我們目前有兩種方法。第一，采用混合的加熱器，把從機器內部抽取來的氣體在加熱器內直接與水流混合，這樣就能使得蒸汽液化，潛熱會釋放到水中了。第二，可以采用表面式加熱器，結構上采取精密度高的構造設計，盡可能的最大限度去提高加熱的效率和強度。

4.5 原則性熱力系統構成

連接鍋爐、汽輪機內部為主要構成、接排氣管、抽氣回熱的系統、凝結液體系統、排除氧氣系統和水泵連接系統。對于抽氣回熱系統來說，我們常常把除氧器做為分界線，把除氧器之內的稱為除氧器系統，除氧器以后的稱作高壓回熱加熱系統。

5 關于結合水回熱循環

5.1 回熱循環

回熱循環是一種領先在時代前端的燃氣輪機循環的一種方法。為了研究燃氣輪機化學回熱循環熱力化學性能，建立了燃氣輪機化學回熱循環溫熵圖，定義了燃料熱值相對增加率。化學回熱循環效率可以達到55%之上，這是一個相當可觀的數字。化學回熱循環發展到這里更邁進了一大步。

5.2 關于結合水回熱循環的基本內容

回熱循環又被稱之為現在的蒸汽技術，它是在朗肯循環的條件上，對吸收熱量的過程加以升華而產生的結果。在朗肯循環中，剛剛產生的蒸汽的熱量很小，在汽輪機中的做功為30%左右。另外水蒸氣產生的能量占據主導地位，液化過程中被循環水帶走了。其次，進入鍋爐的水溫是凝結作用后的飽和溫度。因為冷凝器里面的溫度極低，故其飽和溫度極低。吸收熱量的平均溫度不高，因此，才產生了利用抽氣加熱的熱力循環――回熱循環。

6 熱電聯產循環系統

6.1 熱電聯產循環

熱電聯產循環是利用火電廠低熱量的熱能來發展的，可以將能量輸送給各個用戶，為用電生產節約能量和燃料，減少浪費，得到最大的經濟效益，成為最高的獲利方。

6.2 熱電聯產循環的定義

熱能的動力裝置采用了一切能夠提高效率、節省開支的方案。它的熱效率得不到良好的提高，常常將廢棄和無法利用的熱量排放到正常的空氣當中，造成和加劇了環境的污染。熱電聯產循環的目的就是在給輸送電力的時間段內，將這一部分排放的熱量用來供熱，一舉兩得，還不會造成環境的污染。將能源利用效率達到超過50%的利用率，減少能源的浪費和損失。

6.3 熱電聯產循環對低品位熱能的有效利用

現在的凝氣式的汽輪發電機發電廠雖然大有成就，做到了一舉兩得，但是其中也有明顯的不足，多半的熱量沒有得到利用就白白浪費掉了，絕對多的熱量在冷凝的過程中被里面的冷水帶走了。所以，怎樣才能更大限度的利用這部分的散失能量，才是當今社會最關鍵、最核心的主要問題。

6.4 關于熱電聯產循環系統的概述

熱電聯產循環系統的最大的好處和利益是節約成本和費用，一舉兩得。能源是我們日常生活的必要的無時不刻也離不開的東西。電力更是如此，每天的每時每刻我們都離不開，更不敢想象沒有電力的生活。但是，現如今巨大的電力耗費也成為另一個問題。熱電聯產可以兩邊顧全，既可以滿足如此龐大的供電需求，又可以從中盈利并得到龐大的經濟利益。

7 結語

綜上所述，我們要不斷的大力完善和提高火力發電廠的能源轉換效率，在合理的規劃以后，將能源利用效率達到超過50%的利用率，減少能源的浪費和損失。