如何提高熱電廠熱能與動(dòng)力工程的效力

唐浩

摘要：熱力發(fā)電是我國現(xiàn)階段的一種主要發(fā)電方式，當(dāng)今科學(xué)技術(shù)水平不斷提高的同時(shí)，熱力發(fā)電工藝也在不斷改進(jìn)。但近年來，我國煤炭資源越來越少，從而給熱電廠帶來了一定的影響。這樣的背景下，必須采取有效措施，提高熱電廠熱能與動(dòng)力工程的效力，并促進(jìn)熱電轉(zhuǎn)化效率的提升，從而更好地滿足人們的用電需求，同時(shí)也有利于實(shí)現(xiàn)熱電廠經(jīng)濟(jì)效益的提升。本文對(duì)如何提高熱電廠熱能與動(dòng)力工程的效力進(jìn)行探討。

關(guān)鍵詞：熱電廠;動(dòng)力工程;效力

1熱電廠發(fā)電

首先，可以在三個(gè)方面對(duì)熱電廠的發(fā)電原理進(jìn)行分析，一是根據(jù)煤炭的具體狀況，準(zhǔn)確計(jì)算煤炭在燃燒的時(shí)候產(chǎn)生的熱量，這些熱量會(huì)轉(zhuǎn)化為蒸汽;二是熱量所轉(zhuǎn)化的蒸汽，會(huì)通過管道進(jìn)入汽輪機(jī)，經(jīng)過高速運(yùn)轉(zhuǎn)，而形成一部分動(dòng)能，從而帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電;三是根據(jù)汽輪機(jī)的運(yùn)行原理，將上一環(huán)節(jié)中產(chǎn)生的氣體排放到凝汽器之內(nèi)，經(jīng)過冷卻作用之后，這些氣體變成了液態(tài)水，然后進(jìn)行循環(huán)使用。其次，對(duì)熱電廠的發(fā)電流程進(jìn)行分析的時(shí)候，對(duì)我國熱電廠的實(shí)際情況進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)，其目前是以火力發(fā)電為主，第一步是對(duì)煤炭進(jìn)行處理，然后將煤炭燃燒，煤炭燃燒的過程中會(huì)產(chǎn)生蒸汽、水;第二步是高壓缸帶動(dòng)汽輪機(jī)運(yùn)作，提高機(jī)組運(yùn)行效率;第三步是對(duì)煤炭燃燒過程中出現(xiàn)的水蒸氣實(shí)施二次加熱處理，從而對(duì)煤炭燃燒產(chǎn)生的熱量進(jìn)行充分利用。

2熱電廠熱能與動(dòng)力工程效力的提升策略

2.1減少蒸汽損耗現(xiàn)象的出現(xiàn)

第一，推動(dòng)葉輪轉(zhuǎn)動(dòng)的時(shí)候，由于蒸汽的溫度要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于葉輪的溫度，因此，在這一環(huán)節(jié)中蒸汽不可避免地會(huì)出現(xiàn)液化現(xiàn)象，也就是在葉輪表面冷卻液化為水，而液化成水的蒸汽，沒有進(jìn)行有效做功，是一種蒸汽損失;第二，只有溫度達(dá)到一定程度之上，蒸汽才會(huì)完全氣化，但這是一種理想狀態(tài)，實(shí)際上，鍋爐內(nèi)部的蒸汽，只是“半氣化”的狀況，大量微小水滴夾雜在蒸汽之中。而這些微小水滴本身便有一定重量，在伴隨蒸汽進(jìn)行運(yùn)動(dòng)的時(shí)候，水滴流速要小于蒸汽的流速，因此對(duì)葉輪推動(dòng)做功的過程中，因?yàn)樗蔚牧魉佥^低，所以做功也相對(duì)較低，若是蒸汽中含有的水滴較多，則會(huì)大大降低蒸汽做功效率，從而導(dǎo)致大量熱量的損耗。

熱電廠熱能與動(dòng)力工程的效力會(huì)受到蒸汽損耗的影響，因此為實(shí)現(xiàn)熱能與動(dòng)力工程效力的提高，必須采取有效的措施，減少蒸汽損耗。可以從兩個(gè)方面入手：第一，煤炭燃燒的過程中，鍋爐管理人員應(yīng)當(dāng)對(duì)鍋爐儀表情況進(jìn)行仔細(xì)觀察，一旦發(fā)現(xiàn)鍋爐的溫度、壓力等參數(shù)低于標(biāo)準(zhǔn)要求之后，便要及時(shí)采取相應(yīng)措施進(jìn)行升溫、升壓。原因在于，溫度不足會(huì)導(dǎo)致液態(tài)水無法完全氣化，降低蒸氣做功效率;壓力過低則會(huì)導(dǎo)致水蒸氣氣化不足，增加蒸汽中的水滴含量。同時(shí)，還要對(duì)鍋爐進(jìn)行有效控制，確保蒸汽的穩(wěn)定、持續(xù)輸出，從而保障做功的持續(xù)性。第二，熱電廠發(fā)展過程中也要考慮到科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，對(duì)老化、落后的零部件進(jìn)行及時(shí)更換，多應(yīng)用新設(shè)備、新材料，如可以使用新型高分子材料，來減少蒸汽傳輸中的阻力，從而降低由于機(jī)械摩擦而導(dǎo)致的熱能損耗。

2.2降低濕氣損失

第一，熱電廠生產(chǎn)中，受到濕蒸汽膨脹作用的影響，部分蒸汽發(fā)生凝結(jié)，形成水珠，導(dǎo)致濕氣損失的出現(xiàn);第二，凝結(jié)的水珠給蒸汽流動(dòng)速度造成一定的影響，導(dǎo)致大量蒸汽動(dòng)能不必要地被消耗;第三，濕蒸汽過冷的情況下，也會(huì)使得蒸汽動(dòng)能出現(xiàn)一定的流失。為了有效降低濕氣損失，可以采取以下措施：第一，應(yīng)用去濕裝置;第二，提高機(jī)組的抗沖蝕能力;第三，添加中間再熱循環(huán)系統(tǒng);第四，使用帶吸水縫的噴灌。熱電廠生產(chǎn)中，汽輪機(jī)運(yùn)行的過程中，除了對(duì)支持軸承、推力軸承的摩擦進(jìn)行克服，還要將主油泵、調(diào)速器啟動(dòng)，這些工作的完成，均需要造成一定能力的消耗，即機(jī)械損失。為確保熱電廠熱能與動(dòng)力工程的效力，可以使用軸流式汽輪機(jī)，其工作原理為，高壓蒸汽導(dǎo)入至汽輪機(jī)的一端之后，經(jīng)過軸流式汽輪機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)之后，其另一端便會(huì)排除低壓蒸汽，從而在軸流式汽輪機(jī)的內(nèi)部形成了一個(gè)高壓向低壓的力。應(yīng)用軸流式汽輪機(jī)，可實(shí)現(xiàn)能耗的降低，還可以提高熱能與動(dòng)力工程效力。

2.3對(duì)重?zé)岈F(xiàn)象進(jìn)行高效利用

重?zé)岈F(xiàn)象指的是，在多級(jí)汽輪機(jī)中，上一級(jí)損失的部分熱能，可以在后續(xù)各級(jí)中進(jìn)行利用，這便是多級(jí)汽輪機(jī)的重?zé)岈F(xiàn)象。上一級(jí)機(jī)組出現(xiàn)的熱損失，在后一級(jí)機(jī)組中進(jìn)行應(yīng)用，可提高后一級(jí)機(jī)組的進(jìn)汽焓值，使得整個(gè)機(jī)組的總焓降數(shù)值要小于各機(jī)組焓降數(shù)值相加之和。但這是一個(gè)理想的狀態(tài)，理論與實(shí)踐往往存在巨大的差異，而設(shè)備的實(shí)際熱回收率也與其理論熱回收率存在明顯差異。因此，不可避免地會(huì)存在一部分熱損失不能被回收。面對(duì)這樣的問題，熱電廠應(yīng)根據(jù)自身實(shí)際生產(chǎn)情況，科學(xué)設(shè)計(jì)重?zé)嵯禂?shù)，確保發(fā)電效率的前提下，促進(jìn)熱電廠熱能與動(dòng)力工程效力的提高。首先，應(yīng)仔細(xì)檢查各個(gè)調(diào)節(jié)閥的情況，確保其流量相同;其次，對(duì)閥開啟的數(shù)量進(jìn)行調(diào)節(jié)的時(shí)候，會(huì)對(duì)焓降產(chǎn)生一定的影響，應(yīng)充分考慮到這一點(diǎn);最后，工況改變的時(shí)候，調(diào)節(jié)級(jí)氣室溫度也會(huì)出現(xiàn)改變，從而給機(jī)組的適應(yīng)性產(chǎn)生一定的影響。因此，在實(shí)際應(yīng)用重?zé)岈F(xiàn)象的時(shí)候，必須充分考慮熱電廠的實(shí)際情況。

2.4減少調(diào)壓調(diào)節(jié)帶來的損失

熱電廠發(fā)電機(jī)組運(yùn)行過程中，為提高其對(duì)負(fù)荷的適應(yīng)性及穩(wěn)定性、可靠性、經(jīng)濟(jì)性，需要對(duì)其進(jìn)行調(diào)壓調(diào)節(jié)。但是，必須在一定限度之內(nèi)來進(jìn)行調(diào)壓調(diào)節(jié)。如調(diào)壓調(diào)節(jié)不足，若是依然對(duì)高負(fù)荷區(qū)實(shí)施滑壓調(diào)節(jié)，則會(huì)適得其反，不僅達(dá)不到應(yīng)有的效果，還會(huì)導(dǎo)致動(dòng)能降低。所以說，調(diào)壓調(diào)節(jié)有的時(shí)候會(huì)對(duì)機(jī)組正常轉(zhuǎn)動(dòng)造成一定的影響，進(jìn)而降低熱電廠熱能與動(dòng)力工程的效力，而這是由機(jī)組運(yùn)行機(jī)理所致，而非系統(tǒng)運(yùn)行故障、人為原因所致。如何減少調(diào)壓調(diào)節(jié)帶來的損失是現(xiàn)階段仍需進(jìn)一步探索、攻克的難題。

2.5提高對(duì)調(diào)配選擇的重視

適當(dāng)?shù)摹⒑侠淼恼{(diào)配選擇，有利于實(shí)現(xiàn)熱電廠熱能與動(dòng)力工程效力的提升，但是，目前關(guān)于調(diào)配選擇方面依然存在一定的難度，現(xiàn)以背壓式汽輪機(jī)為主要案例，對(duì)調(diào)配選擇方面的內(nèi)容進(jìn)行了分析。為實(shí)現(xiàn)背壓式汽輪機(jī)整體運(yùn)行效率的提升，可以在其上面安裝一個(gè)后置式低壓凝汽式汽輪機(jī)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)背壓式汽輪機(jī)的優(yōu)化與改進(jìn)。采取這樣的改進(jìn)方式，使得背壓式汽輪機(jī)運(yùn)行中產(chǎn)生的熱氣可以被后置式低壓凝汽式汽輪機(jī)直接利用，達(dá)到了雙重發(fā)電的效果，也就是構(gòu)建了凝汽式汽輪機(jī)發(fā)電機(jī)組系統(tǒng)，該系統(tǒng)具有調(diào)頻速率較高、調(diào)控難度較高以及機(jī)組間差異較大的特點(diǎn)。電力系統(tǒng)電網(wǎng)負(fù)荷出現(xiàn)明顯改變的時(shí)候，若是僅應(yīng)用一次調(diào)頻方式，則頻率恢復(fù)難度往往會(huì)大幅度增加，因此，必須開展二次調(diào)頻，二次調(diào)頻的時(shí)候，可以采取自動(dòng)調(diào)頻的方法，也可以采取手動(dòng)調(diào)頻的方式，目前最為常用的便是自動(dòng)調(diào)頻方式，但不管是哪種調(diào)頻方式，均可以為電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行運(yùn)動(dòng)提供良好的支持。熱電廠必須以自身實(shí)際生產(chǎn)情況為根據(jù)，對(duì)調(diào)配方式進(jìn)行合理選擇，以實(shí)現(xiàn)機(jī)組運(yùn)行效率的提高，避免由于調(diào)配不當(dāng)而導(dǎo)致的熱能效力降低的問題。

結(jié)束語

綜上所述，經(jīng)濟(jì)迅速發(fā)展的背景下，為更好地滿足當(dāng)前人們對(duì)電力資源不斷提高的需求，熱電廠實(shí)際生產(chǎn)過程中，應(yīng)采取減少蒸汽損耗現(xiàn)象的出現(xiàn)、降低濕氣損失、對(duì)重?zé)岈F(xiàn)象進(jìn)行高效利用、減少調(diào)壓調(diào)節(jié)帶來的損失、合理選擇調(diào)配方式等措施，來實(shí)現(xiàn)熱電廠熱能與動(dòng)力工程效力的提高。

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