熱能與動(dòng)力工程在電廠中的運(yùn)用探究

趙艷　張航

[摘 要]電廠是能源轉(zhuǎn)化的主要場(chǎng)所，也是我國(guó)電力資源系統(tǒng)得以正常運(yùn)行的重點(diǎn)部門，電廠的穩(wěn)定生產(chǎn)能夠?yàn)槿藗兲峁┥a(chǎn)生活必備的電力能源。熱能與動(dòng)力工程的應(yīng)用可以有效的提升電廠的發(fā)電能力，解決社會(huì)所需電力資源緊缺問題。本文通過分析電廠運(yùn)用熱能與動(dòng)力工程中存在的問題，并且結(jié)合實(shí)際的能源經(jīng)濟(jì)發(fā)展需求，總結(jié)出有效提高電廠能源生產(chǎn)率的相關(guān)措施。

[關(guān)鍵詞]電廠；熱能與動(dòng)力工程；問題；措施

中圖分類號(hào)：TM621 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-914X（2017）27-0118-01

引言

經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展過程中需要大量的能源支持，因此電廠在能源經(jīng)濟(jì)發(fā)展中發(fā)揮了關(guān)鍵作用。電力能源都是通過電廠的能源轉(zhuǎn)化而成的，是人們生活所需的必備資源。熱能與動(dòng)力工程可以有效的將一些可循環(huán)使用的熱能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，然后再將動(dòng)能轉(zhuǎn)化為電能，提高電廠的電能產(chǎn)量和運(yùn)行效率，促進(jìn)能源的可持續(xù)發(fā)展。

1.概述熱能與動(dòng)力工程內(nèi)容

熱能與動(dòng)力工程是一門綜合了多領(lǐng)域知識(shí)內(nèi)容的理論科學(xué)，它在社會(huì)新能源開發(fā)中發(fā)揮著不可替代的作用。熱能與動(dòng)力工程可以把電廠的熱能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，把動(dòng)能轉(zhuǎn)化為電能，這種能源的相互轉(zhuǎn)化遵循了能量守恒定律。此外，還能及時(shí)發(fā)現(xiàn)發(fā)電過程中出現(xiàn)的問題，并采取有效措施加以解決，提高設(shè)備的運(yùn)行效率。熱能與動(dòng)力工程的內(nèi)容較為復(fù)雜，涉及多個(gè)領(lǐng)域和學(xué)科的知識(shí)。合理運(yùn)用熱能與動(dòng)力工程不僅可以提高電廠的工作效率，還能降低成本，增加電廠的經(jīng)濟(jì)效益?？偠灾瑹崮芘c動(dòng)力工程是一種符合科學(xué)發(fā)展觀的工程，在生態(tài)環(huán)境保護(hù)中也有極大的促進(jìn)作用[1]。

2.電廠運(yùn)用熱能與動(dòng)力工程的意義

在電廠的生產(chǎn)環(huán)節(jié)中利用熱能與動(dòng)力工程進(jìn)行能源的相互轉(zhuǎn)化，可以實(shí)現(xiàn)更好的經(jīng)濟(jì)效益。熱能和動(dòng)力工程的應(yīng)用意義可以從兩個(gè)方面進(jìn)行總結(jié)：①在電廠中有效運(yùn)用熱能和動(dòng)力工程是我國(guó)當(dāng)前發(fā)展現(xiàn)狀的要求，我們都知道，當(dāng)前我國(guó)發(fā)展過程中面臨的最大問題就是能源問題，能源的短缺現(xiàn)象在當(dāng)前我國(guó)發(fā)展過程中日益突出，也正是因?yàn)檫@一現(xiàn)狀，當(dāng)前我國(guó)才會(huì)如此重視對(duì)于能源的節(jié)約利用，盡可能的在各個(gè)行業(yè)中提高能源的利用率，而對(duì)于電廠來說，在電廠發(fā)電過程中合理的運(yùn)用熱能和動(dòng)力工程就能夠在較大程度上提高電廠的發(fā)電效率，也就是達(dá)到了節(jié)能的目的，符合國(guó)家總體發(fā)展方針的要求；②在電廠中有效運(yùn)用熱能和動(dòng)力工程同樣是電廠自身發(fā)展的基本要求，隨著當(dāng)前我國(guó)電力能源使用量的增加，電廠的數(shù)量也正在與日俱增，并且隨著我國(guó)市場(chǎng)化進(jìn)程的加快，電廠也逐漸融入到了市場(chǎng)環(huán)境中，這就無形中增加了電廠的壓力，為了更好的應(yīng)對(duì)這種越來越大的競(jìng)爭(zhēng)壓力，電廠必須采取恰當(dāng)?shù)拇胧﹣硖岣咦陨淼纳a(chǎn)效率，進(jìn)而才能增強(qiáng)自身的核心競(jìng)爭(zhēng)力，最終促進(jìn)企業(yè)的快速發(fā)展，而有效運(yùn)用熱能和動(dòng)力工程就恰恰能夠提高電廠的電能轉(zhuǎn)化效率，進(jìn)而也就為電廠的快速發(fā)展做出了應(yīng)有的貢獻(xiàn)[2]。

3.電廠在運(yùn)用熱能和動(dòng)力工程存在的問題

3.1 熱能利用

熱能的重復(fù)利用也可以稱之為重?zé)岈F(xiàn)象，這是電廠生產(chǎn)電能環(huán)節(jié)中一種十分常見的發(fā)電狀態(tài)。在電力系統(tǒng)運(yùn)行過程中會(huì)產(chǎn)生一定程度的能源消耗，這些被消耗的能源如果不能夠被有效的利用起來，就會(huì)產(chǎn)生重?zé)?。重?zé)岈F(xiàn)象的出現(xiàn)，會(huì)對(duì)電廠的正常工作產(chǎn)生一定的影響。重?zé)岈F(xiàn)象不只是會(huì)影響自身的運(yùn)行工作，還會(huì)引發(fā)連鎖反應(yīng)，影響發(fā)電廠能源的利用。比較常見的危害有以下幾種：導(dǎo)致電廠電能儲(chǔ)存困難的問題、影響蒸汽機(jī)的數(shù)值、不利于氣壓的穩(wěn)定、影響發(fā)電質(zhì)量等等。

3.2 節(jié)流調(diào)節(jié)

在電廠發(fā)電過程中，一般都會(huì)使用節(jié)流調(diào)節(jié)方法來控制蒸汽機(jī)的功率。當(dāng)電廠發(fā)電過程出現(xiàn)突發(fā)情況時(shí)，就會(huì)引起較大的能源消耗，進(jìn)而給發(fā)電廠的正常經(jīng)營(yíng)帶來極大的危害。但根據(jù)有關(guān)科學(xué)研究可知，節(jié)流調(diào)節(jié)方式的使用是有前提條件的，即機(jī)組的級(jí)數(shù)至少是三級(jí)且通過結(jié)構(gòu)具有差異的機(jī)組的流量數(shù)額是相同的。而且，節(jié)流調(diào)節(jié)方法主要應(yīng)用在容量數(shù)值小的設(shè)備上。若果在不符合前提條件下隨意使用這種方法，將會(huì)影響發(fā)電廠的正常運(yùn)行[3]。

3.3 濕汽損失

電廠電能生產(chǎn)環(huán)節(jié)中會(huì)經(jīng)常性的出現(xiàn)濕汽損失現(xiàn)象，這種現(xiàn)象產(chǎn)生的原因比較復(fù)雜，筆者簡(jiǎn)單的對(duì)其進(jìn)行了概括：第一、利用蒸汽機(jī)將動(dòng)能轉(zhuǎn)化為電能的過程中，會(huì)有蒸汽膨脹的現(xiàn)象，會(huì)產(chǎn)生小水滴，這些水滴會(huì)影響蒸汽的效果，導(dǎo)致濕汽損失；第二，如果蒸汽的運(yùn)動(dòng)速度比水滴的運(yùn)動(dòng)速度快，同樣也會(huì)使其受到影響，導(dǎo)致濕汽損失；第三，如果噴管與水珠相對(duì)，會(huì)使其主流運(yùn)動(dòng)受到影響，從而導(dǎo)致能量的損耗。此外，還會(huì)出現(xiàn)不必要的設(shè)備，浪費(fèi)資金。

4.提高電廠熱能與動(dòng)力工程應(yīng)用效率的措施

4.1 解決重?zé)岈F(xiàn)象

在電廠運(yùn)用熱能和動(dòng)力工程的過程中重?zé)岈F(xiàn)象是需要我們格外關(guān)注的一個(gè)概念，重?zé)岈F(xiàn)象主要就是指熱能和動(dòng)力工程中所應(yīng)用的多級(jí)汽輪中上一級(jí)所產(chǎn)生的熱能損失能夠在下一級(jí)中得到利用，這種現(xiàn)象無形中就提高了能量的使用效率，但是這種現(xiàn)象也并不是完美的，只有在級(jí)效率降低的基礎(chǔ)上才能夠得以實(shí)現(xiàn)，并且回收的能量損失也僅僅是所有損失中的一部分，但是不可否認(rèn)的是在電廠中合理的運(yùn)用重?zé)岈F(xiàn)象確實(shí)能夠起到一定的效果，也值得我們?cè)跓崮芎蛣?dòng)力工程應(yīng)用中加強(qiáng)重視程度。

4.2 有效進(jìn)行節(jié)流調(diào)節(jié)

一般情況下一級(jí)節(jié)流的調(diào)節(jié)可以有效的實(shí)現(xiàn)全周進(jìn)汽。在汽輪發(fā)電機(jī)組運(yùn)行狀態(tài)隨著溫度的改變而發(fā)生一定程度的變化時(shí)，第一級(jí)節(jié)流可以實(shí)現(xiàn)很好的調(diào)節(jié)效果，在小容量機(jī)組及基本負(fù)荷較大的機(jī)組中應(yīng)用效果更為明顯。然而工況的變化會(huì)造成節(jié)流損失，導(dǎo)致熱能與動(dòng)力工程的運(yùn)用效果不理想，不能達(dá)到降低成本、提高經(jīng)濟(jì)效益的目的。因此，在汽輪發(fā)電機(jī)組實(shí)際運(yùn)行中，需要依據(jù)弗留格爾公式，確保熱能與動(dòng)力工程運(yùn)用的可靠性。工作人員可結(jié)合弗留格爾公式的運(yùn)用條件，推斷同流量下各級(jí)的壓差和焓降，再進(jìn)一步確定機(jī)組零部件的受力狀況和功率，監(jiān)視汽輪機(jī)的運(yùn)行狀況。即在汽輪機(jī)流量已知的情況下，將汽輪機(jī)運(yùn)行前的各級(jí)壓力狀況與弗留格爾公式進(jìn)行對(duì)比，根據(jù)結(jié)果判斷通流面積及其相應(yīng)的變化。

4.3 減少調(diào)壓調(diào)節(jié)損失

在電廠運(yùn)行中進(jìn)行調(diào)壓調(diào)節(jié)是必不可少的，起主要的作用就是保障發(fā)電機(jī)組運(yùn)行的可靠性，但是這一措施的采用一旦存在一些不恰當(dāng)?shù)牡胤揭脖厝粫?huì)引起一些不必要的損失，比如，在高負(fù)荷區(qū)域下進(jìn)行滑壓調(diào)節(jié)就很可能造成經(jīng)濟(jì)性損失，此外，在蒸汽轉(zhuǎn)化過程中也會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的能量損失，為了更好地確保電廠熱能和動(dòng)力工程的運(yùn)用，我們就應(yīng)該加強(qiáng)調(diào)壓調(diào)節(jié)的控制，盡可能地減少調(diào)壓調(diào)節(jié)過程中造成的損失，尤其是針對(duì)此過程中因?yàn)槿藶橐蛩卦斐傻膿p失必須加以控制，此外，還可以通過加強(qiáng)對(duì)于相關(guān)設(shè)備的研究，盡可能的選用科技含量較高的設(shè)備來進(jìn)行相關(guān)操作，其達(dá)到減少調(diào)壓調(diào)節(jié)損失的目的。

4.4 降低濕氣損失

發(fā)電機(jī)組運(yùn)行過程中不僅會(huì)產(chǎn)生熱能，而且會(huì)產(chǎn)生大量濕氣。由于熱傳遞的原理，溫度更低的濕氣會(huì)帶走一部分熱能，從而產(chǎn)生能耗。因此，加強(qiáng)濕氣的控制和管理可以降低能耗，提高發(fā)電效率。濕氣造成能源損失的原因在于濕氣的流動(dòng)會(huì)產(chǎn)生熱損失，水蒸氣的凝結(jié)也會(huì)產(chǎn)生濕氣損失。此外，濕氣損失還會(huì)對(duì)發(fā)電機(jī)組產(chǎn)生直接的影響：濕氣會(huì)造成動(dòng)葉邊緣發(fā)生沖蝕，使葉片長(zhǎng)度和面積變小，使用年限縮短。當(dāng)前較為普遍的濕氣損失控制方式為吸收水蒸氣，減少濕氣對(duì)熱能的損耗及葉片的沖蝕。此外，還可以安裝去濕裝置或循環(huán)裝置，吸收并回收濕氣。

結(jié)束語(yǔ)

總而言之，在電廠生產(chǎn)環(huán)節(jié)中有效的運(yùn)用熱能和動(dòng)力工程，不僅能夠降低生產(chǎn)過程中的能源損失率，還可以在一定程度上提高電廠的生產(chǎn)效率，使電廠獲取更高的經(jīng)濟(jì)效益，為人們的生活提供更充足的電力資源。電廠需要在未來的經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展中不斷的創(chuàng)新熱能和動(dòng)力工程技術(shù)，提高專業(yè)人員的技術(shù)水平，以保障電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行，提高電廠的發(fā)電效率。

參考文獻(xiàn)

[1] 崔健.電廠中熱能與動(dòng)力工程改革與創(chuàng)新[J].科技與企業(yè)，2016（33）18-19.

[2] 朱亮.熱能與動(dòng)力工程在電廠中的運(yùn)用[J].科技創(chuàng)新，2016（11）98-99.

[3] 顧國(guó)莎.探究熱能和動(dòng)力工程在電廠中的運(yùn)用[J].江西建材，2014（9）30-30.endprint