如何提高熱電廠熱能與動力工程的效力

【摘要】隨著我國社會經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，人們的用電需求越來越高，對電廠的壓力也越來越大。本文對熱電廠發(fā)電原理與流程進(jìn)行了概述，并從四個方面就如何提高熱電廠熱能與動力工程的效力，提出了若干建議。

【關(guān)鍵詞】熱電廠；熱能與動力工程；效力

一、熱電廠發(fā)電原理與流程概述

1.原理

簡單來講，熱電廠發(fā)電實際上是這樣一個過程：首先利用煤炭燃燒所產(chǎn)生的熱量使鍋爐產(chǎn)生蒸汽，再利用管道將蒸汽輸送到汽輪機(jī)組之中，蒸汽巨大的沖擊力會帶動汽輪機(jī)進(jìn)行轉(zhuǎn)動，進(jìn)而帶動發(fā)電機(jī)令其發(fā)電。然后汽輪機(jī)會將氣體排進(jìn)凝汽器之中，將氣體進(jìn)行冷卻變?yōu)橐簯B(tài)水，水泵再將這些液態(tài)水輸送回鍋爐之中進(jìn)行循環(huán)利用[1]。

2.流程

熱電廠的發(fā)電方式是火力發(fā)電，熱源主要來自于煤炭燃燒。熱電廠首先將煤炭處理成煤灰，以便它能夠充分燃燒。煤灰傳送帶輸送到鍋爐之中，燃燒所產(chǎn)生的熱量將鍋爐中的水變?yōu)樗羝M(jìn)入高壓缸中，帶動汽輪機(jī)組。這一過程是第一次加熱，為了提高熱效率，有些熱電廠還需要對水蒸汽進(jìn)行第二次加熱，然后再將水蒸汽輸送到中壓缸中，進(jìn)而帶動汽輪機(jī)組進(jìn)行發(fā)電[2]。

二、提高熱電廠熱能與動力工程的方法

1.降低蒸汽損失

蒸汽自鍋爐產(chǎn)生，進(jìn)入機(jī)組對動葉柵做完功之后，將會依靠自身余下的動能離開機(jī)組進(jìn)入凝汽系統(tǒng)。那么這部分動能實際上是在機(jī)組之中未轉(zhuǎn)化成機(jī)械能的那部分能量，我們通常將這一部分能量稱之為“余速損失”。具體表現(xiàn)為：一是蒸汽在對動葉柵進(jìn)行做功時，將會有部分蒸汽凝結(jié)為水，那么凝結(jié)的這部分蒸汽并未做功，進(jìn)而動能降低。二是鍋爐所產(chǎn)生的蒸汽，并非是百分之百的蒸汽，其中包含著大量的水珠，而水珠的流速顯然要遠(yuǎn)遠(yuǎn)的低于蒸汽的流速，那么在對動葉柵做功的過程中，低速運動的水珠將會牽制高速運動的蒸汽，這樣也會損失部分動能。三是當(dāng)運動的水珠撞擊到噴管的背弧時，將會影響主流，進(jìn)而造成一定的動能損失，同時噴管背弧在受到水珠的撞擊之后，還會影響動葉柵的正常旋轉(zhuǎn)，從而降低葉輪的有用功[3]。因此，為了提高熱能與運力的效用，我們必須要采取有效措施，降低蒸汽的損失。一是鍋爐工作人員盡量要保證蒸汽的各項參數(shù)維持在一定額度之中，從而使蒸汽的輸出能夠持續(xù)、穩(wěn)定。二是保證全部的減溫水調(diào)門要靈活、可靠。三是針對一些大中型的機(jī)組而言，我們可以采取增添去濕儀器設(shè)備、增加中間再次熱循環(huán)工序以及改造噴管等方式進(jìn)行改進(jìn)，從而降低蒸汽損失。四是在汽輪機(jī)方面，我們可以采取降低推力軸承與支持軸承之間摩擦阻力的方式，降低相應(yīng)的機(jī)械損失。

2.降低調(diào)壓調(diào)節(jié)損失

對運行中的發(fā)電機(jī)組采取調(diào)壓調(diào)節(jié)的目的是為了提高發(fā)電機(jī)組的可靠性、穩(wěn)定性以及對負(fù)荷適應(yīng)性，最終提高發(fā)電機(jī)組的經(jīng)濟(jì)性[4]。但需要注意的是，調(diào)壓調(diào)節(jié)是有一定限度的，比如在調(diào)壓調(diào)節(jié)不足的情況下，如果我們?nèi)匀粓猿謱Ω哓?fù)荷區(qū)進(jìn)行滑壓調(diào)節(jié)，那么往往會事得其反，會導(dǎo)致一部分動能的降低，這顯然會違背生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)性原則，因此，這就決定了調(diào)壓調(diào)節(jié)有時會影響整個發(fā)電機(jī)組的正常轉(zhuǎn)動，進(jìn)而降低熱能與動力工程的效力產(chǎn)生一定的損失。而這種損失產(chǎn)生的原因主要是由于機(jī)組運行機(jī)理造成的，不是人為原因，也不是系統(tǒng)運行出現(xiàn)故障原因。那么如何降低調(diào)壓調(diào)節(jié)所產(chǎn)生的損失還需要我們進(jìn)一步探索，現(xiàn)階段可以運用一些高科技產(chǎn)品來提高熱能與動工程效率。

3.利用好重?zé)岈F(xiàn)象

重?zé)岈F(xiàn)象是指在多級汽輪機(jī)內(nèi)上一級損失中的一小部分可以在以后各級中得到利用，這種現(xiàn)象稱為多級汽輪機(jī)的重?zé)岈F(xiàn)象①。具體來講，是在多級的汽輪機(jī)組之中，上一級機(jī)組中的熱損失會被后一級機(jī)級所吸收并利用，從而使后一級的進(jìn)汽焓值大大提高，以此類推，那么整個機(jī)組的總焓降數(shù)值將會低于各級機(jī)組的焓降數(shù)值之和。但這只是一個理想狀態(tài)，在實際生產(chǎn)的過程中，理論與實踐往往會存在著較大的差異，同時設(shè)備本身的理論熱回收效率與實際熱回收效率也存在著一定的差距，這些因素都將會導(dǎo)致熱損失是無法全部被回收的[5]。針對這一點，熱電廠可以按照實際生產(chǎn)情況對重?zé)嵯禂?shù)進(jìn)行科學(xué)、合理的設(shè)計，從而在保證發(fā)電效率的基礎(chǔ)上，提高對熱能與動力工程運用的效能。具體還要需要注意以下幾點：一是對各個調(diào)節(jié)閥進(jìn)行認(rèn)真檢查，保證各調(diào)節(jié)閥的流量是相等的；二是要考慮到調(diào)節(jié)閥開啟的數(shù)量會對焓降構(gòu)成一定影響；三是當(dāng)工況發(fā)生變化時，將會引發(fā)調(diào)節(jié)級氣室溫度產(chǎn)生變化，進(jìn)而影響機(jī)組的適應(yīng)性。因此，對重?zé)岈F(xiàn)象加以利用需要我們從熱電廠的生產(chǎn)實際出發(fā)，綜合考慮多種因素，最終才能夠保證熱能與動力工程效力的提高。

4.做好調(diào)配選擇

適當(dāng)?shù)恼{(diào)配選擇對于熱能與動力工程的提高有著重大意義，但是想要清晰的論述調(diào)配選擇是有一定難度的，因此，筆者在這里以背壓式汽輪機(jī)為例進(jìn)行闡述，進(jìn)而希望對調(diào)配選擇的分析更加清晰。為了增強(qiáng)背壓式汽輪機(jī)的效率，我們采取了在背壓式汽輪機(jī)上面裝置了一個后置式低壓凝汽式汽輪機(jī)的改進(jìn)方法。通過這種改進(jìn)，背壓式汽輪機(jī)在運轉(zhuǎn)過程中所排出的熱氣，直接被低壓凝汽式汽輪機(jī)所利用，進(jìn)而形成雙重發(fā)電的機(jī)理，基于這一點，就構(gòu)成了凝汽式汽輪機(jī)發(fā)電機(jī)組系統(tǒng)，不但高了熱能與動力工程的效用，也提高了熱電廠的生產(chǎn)效率。凝汽式汽輪機(jī)發(fā)電機(jī)組系統(tǒng)的特點是調(diào)頻的速率較高，機(jī)組之間的差異性較大，調(diào)控難度較高。當(dāng)電力系統(tǒng)的電網(wǎng)負(fù)荷產(chǎn)生較大變化時，如果只采取一次調(diào)頻，那么會增加頻率恢復(fù)的難度，所以需要進(jìn)行二次調(diào)頻，才能保證整個電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。二次調(diào)頻主要分為自動調(diào)頻與手動調(diào)頻兩種模式?，F(xiàn)階段，自動調(diào)頻的應(yīng)用更為廣泛一些。熱電廠在實際生產(chǎn)的過程中，必須要從生產(chǎn)的實際情況出發(fā)，合理的選擇調(diào)配方式，從而提高機(jī)組的運行效率，否則將會因調(diào)配不當(dāng)而降低熱能的效力。

參考文獻(xiàn)

[1]王文才.熱能動力設(shè)計研究[J].中國新技術(shù)新產(chǎn)品，2011（22）

[2]于光佐.論熱電廠中熱能與動力工程的有效運用[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報，2012（28）

[3]黃景利.熱電廠中的熱能與動力工程[J].黑龍江科技信息，2010（27）

[4]李鐸，彭勃.電廠熱工自動化技術(shù)的現(xiàn)狀及進(jìn)展研究[J].科技與企業(yè)，2013（19）

[5]梁輝.電廠熱能及動力工程中存在的主要問題分析[J].機(jī)電信息，2013（30）

注釋

①重?zé)岈F(xiàn)象[EB/OL].見：http：//baike.baidu.com/view/2148762.htm.訪問時間：2014-1-10.