熱電廠性能優化中熱能動力工程的實踐應用

馮向剛

青島熱電股份有限公司 山東青島 266011

1 熱電廠性能優化中熱能動力工程應用的重要意義

在熱能動力工程實踐應用中，熱電廠逐步探索了基于降低能耗、減少排放、提高效率的節約環保型發展模式，不斷深化創新推廣，從而提高節能減排效率，節約成本，帶來良好綜合效益。就環保角度而言，熱電廠運轉過程中極易造成環境污染，而且廢棄物排放還會導致大氣污染。現代化社會理念主張必須嚴格遵循生態效益與節能環保理念，污染問題不容忽視，所以，熱電廠為進一步適應社會發展需求，樹立良好形象，需科學合理利用熱能動力工程性能[1]。

2 熱電廠的熱能動力工程應用現狀分析

2.1 熱能動力工程運行轉化分析

熱電廠大多都采用火力發電形式轉換能量，其中能量轉換最為關鍵。通過熱電廠運行工作原理分析可知，熱電廠運轉過程中，熱能與動能間互相轉換，動能基于汽輪機發電作用轉換為電能，其他能量通過汽輪機輸出。在此轉換過程中，將會損失部分熱能，所以造成熱電廠運行能耗快速上升，效率卻逐步下降。煤炭是熱電廠的主要能源，經過處理會轉變為煤灰，基于皮帶傳輸技術向鍋爐中輸送煤灰，在充分燃燒后便會釋放，轉化成水蒸氣，再次加熱后，水蒸氣便會進入高壓缸。所以為了提升鍋爐加熱效率，可循環加熱處理。在此環節中，可將水蒸氣輸送于中壓缸，如此便可通過中壓缸蒸汽驅動汽輪機運轉，從而生成電能[2]。

2.2 熱能動力工程選址問題分析

在熱電廠熱能動力工程分析中，還需注重熱電廠選址問題。熱電廠運行負荷性質與大小等要素與熱電廠裝機容量密切相關，所以我國熱電廠機組運行規模明顯小于火力發電廠主流運行機組容量。熱電廠主要功能即放熱與發電，所以需適度增加鍋爐運行容量。而在原料與技術水平限制下，熱電廠選址時，應選擇在熱負荷中心位置與城鎮人口密度較大的區域，以確保熱電廠供熱系統穩定運轉，同時還需構建健全的熱力管網。

3 基于熱能動力工程優化熱電廠性能

3.1 基于工況科學選擇調配方式

平行運行機組在外界負荷變化與電網頻繁變動時，會根據自身差異化動態特性，適度增減負荷以自動運轉，進而保持電網周波，此過程便為一次調頻，其具有頻率調節速度快的特性，然而發電機組因為調整量不同存在一定差異，且調整量相對有限，導致調度人員難以控制。而電力系統負荷與電力變化過大時，一次調頻根本無法恢復常規頻率，這就需要二次調頻。一般二次調頻分為自動調頻與手動調頻，自動調頻不僅便捷，且使用范圍廣泛。在熱電廠工作過程中，通過充分了解并網運行機組情況，以選擇合適的調配方式，防止由于調配方式失誤造成熱能動力工程應用效率下降，進而實現設備運行能力有效提升。與此同時，汽輪機工況與焓降變化之間息息相關，在全開第一閥，工況流量增多的情況下，壓力會增大，相比焓降，需適度調小調節級，反之則調大調節級。在關閉第二閥，第一閥全開的情況下，相比焓降，調節級需高達最大中間級，此時工況變化，焓降與中間級壓力比可始終保持不變，還可為調節實際工況提供有力參考，基于實際需求所獲的焓降變化，可基于此調整工況，滿足熱能動力工程在熱電廠性能優化中應用的具體需求[3]。

3.2 合理利用機組內節流調節性能

節流調節不存在調節級，所以在第一級時，便可實現全周進汽，而工況變化，各級溫度便會降低，負荷適應性良好，同時適用于小容量機組與基本負荷大機組，但是經濟性較差，節流損失嚴重。熱電廠日常運轉過程中，可利用弗留格爾公式提高熱能動力工程利用率，并基于公式應用要求計算相同流量視域下，各級壓差與比焓降，以明確零件受力狀態與功率，并監控汽輪機流通情況。簡言之，在既知流量下，根據運行時組前各級壓力公式負荷情況，詳細評估流動部分面積變化狀態。在引進弗留格爾公式之后，可確保機組內節流調節，以此為熱能動力工程在熱電廠性能優化中的應用創造良好條件。

3.3 科學優化熱能動力系統流程

就熱電廠而言，熱能動力系統運行時產生的部分能耗與能量損失，可以系統流程優化的方式實現降低。在系統運行中產生的濕氣損失是由于濕蒸汽在既定條件下凝結為液態水，且部分凝結的水珠，極易造成蒸汽流動動能降低。就此熱能動力系統損失較多的情況而言，需以一定流程進行系統優化，防止由此導致能量損失。在具體生產中，基于中間再熱與去濕裝置，適度降低濕氣損失，或利用軸流式的汽輪機通過壓力作用驅動蒸汽流動，從而實現能耗降低，電廠資源利用率提升，能源節約。

3.4 全面強化濕氣損耗控制

濕氣損失是熱電廠能耗損失的重要組成部分，有效降低濕氣損失，可提高熱能動力工程使用效率，確保熱電廠正常運行。為防止濕氣損失，降低危害，在熱電廠運行過程中，需采取科學可行措施加以彌補，即利用去濕裝置或附帶吸水縫的噴灌，改進優化機組，提高抗沖蝕能力，引進中間再熱循環等等。在汽輪機正常工作時，不僅要克服支持軸承與推力軸承的摩擦力，還需及時啟動主油泵與調速器，但是這些操作環節也會導致一定能量損失，即機械損失，對此可采用軸流式汽輪機，一側引進高壓蒸汽，一側排除低壓蒸汽，如此便可在無形中形成高壓指向低壓的閉環，這樣一來，就可有效降低能耗，提高熱能動力工程使用效率[4]。

4 結語

隨著現代化工業進程不斷加快，熱電廠的作用越來越突出，在熱電廠能量轉換時，多數能量會從動能轉換為電能，但部分能量在轉換時依舊會被直接損耗，以此產生熱損耗與焓降現象，所以需深入探究如何有效降低熱量損耗，提高能量轉化率。而熱能動力工程可有效解決這一問題，因此以其優化熱電廠性能勢在必行。