熱電廠中熱能與動(dòng)力工程的運(yùn)用探索

楊斌

熱電廠的主要功能是實(shí)現(xiàn)熱能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，然后動(dòng)能經(jīng)蒸汽技術(shù)推動(dòng)發(fā)電機(jī)工作，其中有些動(dòng)能轉(zhuǎn)化為電能，而另一些則消耗在這個(gè)轉(zhuǎn)換中，因此，會(huì)產(chǎn)生的熱損耗與焓降。研究其產(chǎn)生的相關(guān)原因，可有助于節(jié)能降耗，以及技術(shù)的更新。

一、降低熱能損耗的措施及手段

對(duì)于在熱電轉(zhuǎn)換過程時(shí)出現(xiàn)的某些現(xiàn)象、技術(shù)或方法、為什么會(huì)熱能損耗及降耗的技巧等概括如下。

重?zé)岈F(xiàn)象：也就是說重復(fù)利用熱能，在汽輪機(jī)中前一次損耗的熱能，能夠被下一次運(yùn)行所應(yīng)用，這就是所謂的重?zé)?。在每次運(yùn)行中所產(chǎn)生的焓降累加后超過總體運(yùn)行是所產(chǎn)生的焓降再除以整體運(yùn)行所產(chǎn)生的焓降所得到的結(jié)果稱之為重?zé)嵯禂?shù)。雖然各級(jí)熱能的利用效率都高于單次的利用效率，然而這是以節(jié)能降耗為基礎(chǔ)的，這能說部分熱量得到了利用，并不追求高重?zé)嵯禂?shù)。合理的利用熱能，控制好恰當(dāng)?shù)南禂?shù)，既有利于能量利用率，也能增強(qiáng)操作人員對(duì)機(jī)組的熟悉程度。

二、導(dǎo)致變工況的因素及特點(diǎn)

當(dāng)機(jī)器啟動(dòng)后，產(chǎn)生變工況的原因也有很多，但主要有以下各種因素：

第一、電能的不方便存儲(chǔ)，況且由于其他方面所引起的電功率不穩(wěn)定；第二、鍋爐運(yùn)行的情況也非一直不變的，從而導(dǎo)致汽輪機(jī)的運(yùn)行情況產(chǎn)生無規(guī)律變化；第三、凝汽裝置的工況也不穩(wěn)定，使得其中的氣壓時(shí)時(shí)改變；第四、另外還有諸多原因：如用電的頻率、通氣設(shè)備的老化等。當(dāng)機(jī)器運(yùn)行情況有很大變化時(shí)，就要考慮以上各個(gè)因素了，具體情況具體分析，最終維護(hù)機(jī)器的穩(wěn)定運(yùn)行。

兩次調(diào)頻：對(duì)于電網(wǎng)運(yùn)行時(shí)，其系統(tǒng)中負(fù)載產(chǎn)生大的波動(dòng)，單次調(diào)頻難以滿足平息波動(dòng)的需要，而再次進(jìn)行頻率控制。其方式有兩種：手動(dòng)操作與自動(dòng)操作。

手動(dòng)調(diào)頻：電能產(chǎn)生的過程中，技術(shù)維護(hù)工依據(jù)裝置的改變來調(diào)整機(jī)器的狀態(tài)，維持其頻率穩(wěn)定，但其據(jù)點(diǎn)顯得易見，響應(yīng)遲緩，面對(duì)大的調(diào)頻情況時(shí)，通常難以實(shí)現(xiàn)。再者，24小時(shí)超長(zhǎng)時(shí)間維護(hù)對(duì)維護(hù)人員來說操作時(shí)間長(zhǎng)，強(qiáng)度高。

自動(dòng)調(diào)頻：利用自動(dòng)控制技術(shù)來實(shí)現(xiàn)自動(dòng)調(diào)頻是當(dāng)前的主流技術(shù)，它是依靠在發(fā)電設(shè)備與控制系統(tǒng)中加裝自動(dòng)調(diào)節(jié)設(shè)備，從而解決整個(gè)運(yùn)行中產(chǎn)生的頻率波動(dòng)，能將其變化幅度控制在很低水平。這種自動(dòng)控制系統(tǒng)是其整個(gè)自動(dòng)化系統(tǒng)的重要控制裝置，它負(fù)責(zé)整個(gè)系統(tǒng)的調(diào)頻、維持功率穩(wěn)定及整體調(diào)節(jié)等功能。

汽輪機(jī)運(yùn)行狀況的改變，每次運(yùn)行中焓降也隨之改變，調(diào)節(jié)過程中不關(guān)閉閥門的工作情況，其隨著流量變大，壓力比變大，而焓降變小。與些相反的情況。流量變少，焓降則變大。中間級(jí)狀態(tài)時(shí)，當(dāng)閥門處于一開一閉的情況，焓降增到最大，此時(shí)，即使工作狀態(tài)發(fā)生改變，其壓力也保持穩(wěn)定，此時(shí)，焓降也保持穩(wěn)定。最后一級(jí)，流量變大，壓力變小，但此時(shí)焓降變大。清楚各級(jí)各個(gè)參數(shù)的變化對(duì)維護(hù)系統(tǒng)運(yùn)行有很大的作用。

三、容易出現(xiàn)的問題

損耗濕汽的因素：第一，濕潤(rùn)的氣體發(fā)生膨脹，其中有些因氣溫降低而變成了水，從而不能做功；第二，這些液態(tài)水的流速小于氣流速度，從而會(huì)降低氣體的速度，也會(huì)產(chǎn)生一定的動(dòng)能損耗；第三，液態(tài)水都粘在管壁上了，既產(chǎn)生水的損耗又產(chǎn)做了無用功，使葉輪做功減少；第四，遇冷的水蒸汽使得汽量減少，而且還會(huì)損害葉輪的邊沿，尤其是會(huì)造成其背面彎處產(chǎn)生腐蝕。

防止?jié)衿麚p耗的要點(diǎn)：第一，實(shí)現(xiàn)過程中熱能再利用；第二，加裝減濕互環(huán)節(jié)；第三，使用帶收集液態(tài)水功能的噴管；第四，增強(qiáng)其抗腐蝕作用。整體裝置運(yùn)行過程中，要實(shí)現(xiàn)好各部件間的潤(rùn)滑效果，還可以使泵裝置、速度控制裝置的運(yùn)行，因?yàn)檫@些過程可能產(chǎn)生無用功，造成機(jī)械能損耗。

氣體沿軸流動(dòng)的裝置中，一般是蒸汽從氣壓強(qiáng)的入口端進(jìn)入、而從氣壓弱的出口端流出，這等同于對(duì)整個(gè)裝置的轉(zhuǎn)軸產(chǎn)生一個(gè)沿軸方向的力，其方向由氣壓強(qiáng)處指向氣壓弱處。從而使轉(zhuǎn)軸發(fā)生偏轉(zhuǎn)，通常稱這個(gè)力為沿軸推力。

級(jí)間工況變化的特點(diǎn)：第一，當(dāng)臨界點(diǎn)未出現(xiàn)時(shí)，其流量同各級(jí)間的壓力呈一定非簡(jiǎn)單正比的關(guān)系；第二，當(dāng)臨界點(diǎn)出現(xiàn)時(shí)，其流量同各級(jí)間的壓力呈正比關(guān)系，而且同其它參數(shù)沒有關(guān)聯(lián)。

沿軸方向的推力特點(diǎn)：第一，蒸汽凝結(jié)成水時(shí)，推力變大；第二，液態(tài)水與葉輪發(fā)生撞擊時(shí)，推力也變大；第三，負(fù)載增大，推力變大；第四，負(fù)載被甩時(shí)，推力變大。第五、葉片老化，推力變大。

經(jīng)過大量的實(shí)際驗(yàn)證，歸納出熱能及動(dòng)力間的關(guān)聯(lián)或他們之間的變化。熟悉變工況時(shí)的情景，弄清楚其真正原因，有助于實(shí)際工作時(shí)產(chǎn)生各類問題時(shí)的維護(hù)，有助于提高維護(hù)水平。也可以利降焓來減少熱量消耗及再利用的相關(guān)知識(shí)，提高能量的利用率，節(jié)能降耗。