熱能與動力工程在汽輪機中的有效運用研究

王成博

【摘? 要】隨著社會發(fā)展和經(jīng)濟水平提升以及現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的進步，我國各行各業(yè)都得到了快速發(fā)展?，F(xiàn)代科技研究與進步在能源上所倚仗的往往是電力，近年來，我國電力能源的需求不斷上漲，這為電力生產(chǎn)技術(shù)和設(shè)備的研究提出了更高的要求。熱能與動力工程一直是國家重點研發(fā)的工程，其在發(fā)電廠汽輪機運行當(dāng)中的應(yīng)用有著較高的節(jié)能環(huán)保優(yōu)勢，發(fā)揮其優(yōu)勢作用能夠?qū)崿F(xiàn)汽輪機熱能的利用與能源使用效率的提升。本篇文章首先介紹熱能與動力工程的原理以及汽輪機工況，最后，針對熱能與動力工程在汽輪機當(dāng)中的有效運用做出簡要的探討。

【關(guān)鍵詞】熱能與動力工程;汽輪機;應(yīng)用

引言

電能是屬于清潔能源，是人們?nèi)粘Ｉ詈徒?jīng)濟生產(chǎn)當(dāng)中所必不可少的能源之一，隨著我國經(jīng)濟水平的不斷進步和人口的增長以及城市化建設(shè)規(guī)模的不斷擴大，電力能源的需求也急劇增長，但同時電能的缺口也越來越明顯，尤其在各大城市當(dāng)中，用電高峰時期對電能的消耗極為巨大，所以，大力研究如何進行熱能與動力應(yīng)用具有較高的實際意義，能夠有效改善當(dāng)前供電不足的情況，這也是我國能源發(fā)展的必然趨勢和重點研究的課題。

熱電廠通過使用汽輪機進行能源使用率的提升，并實現(xiàn)多方面的附加值收益，這對于熱電廠未來發(fā)展既是機遇，同時也是挑戰(zhàn)，汽輪機在發(fā)電廠電力能源生產(chǎn)過程中有著極為重要的作用，在恰當(dāng)?shù)臅r間排氣、抽氣能夠產(chǎn)生大量的熱能，而熱能與動力工程的運用是采用一種較為新型的方式進行汽輪機的優(yōu)化，并以此為基礎(chǔ)提高汽輪機運行的穩(wěn)定性和安全性，確保其操作的便利和可靠性。

1.關(guān)于熱能與動力工程以及汽輪機工況

1.1熱能與動力工程原理

簡單來講，熱能與動力工程主要是將熱能轉(zhuǎn)化為動能，從節(jié)能環(huán)保的角度來說，熱能與動力工程能夠?qū)崿F(xiàn)熱能轉(zhuǎn)化動能過程中動力供給的完成，并且?guī)в幸欢ǖ墓?jié)能效果，提高能源的使用率。

熱能與動力工程應(yīng)用的提出是根據(jù)可持續(xù)發(fā)展相關(guān)要求，生態(tài)文明建設(shè)與節(jié)能降耗理念中明確提出：各行各業(yè)發(fā)展必須要能夠以保護環(huán)境、生態(tài)節(jié)約能源作為基本指導(dǎo)理念，實現(xiàn)人與自然的和諧共存。

1.2汽輪機變工況和操作原理概述

電能無法進行大量儲存，這是公認(rèn)所知的常識，而由于不同行業(yè)、不同市場需求，用電負(fù)荷始終處于不斷變化的狀態(tài)，熱電廠在進行電力能源生產(chǎn)過程中，鍋爐內(nèi)燃料燃燒并不穩(wěn)定，而汽輪機當(dāng)中蒸汽參數(shù)也會發(fā)生改變，凝汽器壓力不斷變化會使得凝汽器工況產(chǎn)生改變，由此就會引發(fā)汽輪機變工況。

在汽輪機的實際操作過程中，排氣、抽氣所使用的系統(tǒng)是軸封抽氣系統(tǒng)，這一系統(tǒng)的操作使用換熱器將產(chǎn)生的蒸汽排出，整個過程中，蒸汽在溫度較低環(huán)境中就會變成冷凝水，從汽輪機u型管道排出，剩余氣體則被抽出，這一過程當(dāng)中熱能的利用率較低，動力主要是以電力為主，也就是汽輪機使用會產(chǎn)生很多的熱能，而這些熱能會存在一定的損耗，而且并沒有被有效地利用，一次能源的浪費情況較為嚴(yán)重。

2.熱能與動力工程在汽輪機中的運用

熱電廠汽輪機的實際操作和使用過程當(dāng)中，隨著時長的增加，其內(nèi)部的負(fù)荷壓力以及溫度也會隨之上升，這對于汽輪機運行的穩(wěn)定性有著一定的影響，同時也會增加能源的損耗，汽輪機運行所產(chǎn)生的大量蒸汽變?yōu)闊崮?。在實際運用過程當(dāng)中，需要首先控制其溫度和濕氣的變化，并進行負(fù)荷與壓力的調(diào)整，從工程特征進行計算機控制系統(tǒng)的構(gòu)建，系統(tǒng)內(nèi)錄入多項信息數(shù)據(jù)，包括汽輪機的溫度變化以及壓力變化值，以便于再根據(jù)實際運行不同時間段內(nèi)產(chǎn)生熱能的利用。

運用信息技術(shù)進行汽輪機運行狀況的監(jiān)控，并找出具體的熱能與動力工程運用方案，要根據(jù)汽輪機壓力變化等因素的影響實際情況，研究其應(yīng)用動力不足，增加成本消耗的原因，提出針對性的方法，要做到汽輪機熱能的收集，并將熱能統(tǒng)一回收后，根據(jù)動力所需進行合理的再分配。優(yōu)化汽輪機的操作，所以，在實際運用中需要采用以下思路：

首先，要調(diào)節(jié)汽輪機汽流，調(diào)節(jié)汽流技術(shù)的運用是從生態(tài)和環(huán)境變化中而來，要能夠控制流量與流速，其主要應(yīng)用在于根據(jù)發(fā)電廠汽輪機運行的特點，提高其運行的穩(wěn)定性和效率，并控制設(shè)備溫度的上升，防止因溫度變化而造成設(shè)備的損耗。在計算機運行中，無需依據(jù)調(diào)節(jié)級的方式進行調(diào)整，而是要使用計算機系統(tǒng)控制，實現(xiàn)對每一個節(jié)級變化的有效調(diào)控，在第一級汽輪機全周期中，如果機械使用情況發(fā)生變化，則溫度會不會升高，而是依照情況逐步下降，可承受較大的負(fù)荷，因此，在這一方面的應(yīng)用中需要注意負(fù)荷較大的發(fā)電機組、容量較小的發(fā)電機組，實際運用中，收集汽輪機現(xiàn)有各項數(shù)據(jù)，從數(shù)據(jù)中分析和了解汽輪機運行狀態(tài)，再使用弗留格爾公式與壓差、比焓降的變化，對于汽輪機內(nèi)部零件基本情況作出準(zhǔn)確的判斷，建立在既定流量依據(jù)和各級壓力承載基礎(chǔ)上對汽輪機節(jié)流進行有效調(diào)節(jié)和準(zhǔn)確控制。

其次，控制濕汽損失。濕氣是汽輪機和整個發(fā)電機組當(dāng)中常見的損失部分，對于濕汽的控制能夠為熱能與動力工程的運用提供更加良好的條件，汽輪機出現(xiàn)濕汽損失的主要原因在于蒸汽從高壓向低壓傳輸時，其體積會發(fā)生膨脹，部分蒸汽會發(fā)生凝結(jié)，從而產(chǎn)生冷凝水，這會增加蒸汽的損失，而且汽體的流動速度會快于水珠，受水珠移動的影響，汽體的動能會逐漸削弱，或由于溫度過低而導(dǎo)致動能損失。汽輪機的調(diào)整是設(shè)置軸流式零件，在零件的兩端放置吸入排除蒸汽的裝置，在其前端設(shè)置吸收高壓蒸汽，而在另一端設(shè)置低壓蒸汽排出，運用這一方式，汽輪機內(nèi)高壓蒸汽會自動向低壓蒸汽移動，從而形成無形的指向力，降低軸承之間的摩擦，減少機械損耗。

再次，合理進行汽輪機調(diào)配和汽輪機工況變的調(diào)節(jié)。汽輪機是發(fā)電機組的重要組成部分，其運行的狀態(tài)直接影響著機組運行的狀態(tài)，尤其運行調(diào)配是否合理是影響決定機組運行情況的重要因素。在并網(wǎng)運行環(huán)境中，每次遇到汽輪機變工況，通常是采用控制閥操作使其調(diào)整焓降，第一閥全部打開后，機械運行的流量會隨之增長，承受的壓力也會變大，進行調(diào)節(jié)級降低，隨后打開第二閥，將第一閥全部打開，此時若運行狀況發(fā)生變化，則汽輪機中級壓力不變，焓降也會保持穩(wěn)定，所以，操作人員可根據(jù)汽輪機變工況的實際改變汽輪機壓力和動力，科學(xué)進行合理調(diào)配。

3.結(jié)束語

目前，熱能與動力工程已經(jīng)得到國家的高度重視，并投入大量的資金和人才以及物力進行相關(guān)應(yīng)用的研究。而在熱力發(fā)電領(lǐng)域的應(yīng)用范圍較廣，其他行業(yè)涉獵較少，因此，如何將熱能與動力工程更好地應(yīng)用到熱力發(fā)電當(dāng)中，是工程未來的發(fā)展主題，尤其生態(tài)文明建設(shè)理念下，節(jié)能降耗整體效果代表這市場競爭力的增強。在熱電廠汽輪機發(fā)電過程當(dāng)中，發(fā)電原理是將熱能轉(zhuǎn)化為電能，但首先是將熱能轉(zhuǎn)化為動能，再由動能轉(zhuǎn)化為電能，通過高溫高壓蒸汽進入汽輪機，推動汽輪機帶動發(fā)電機高速旋轉(zhuǎn)，發(fā)電機切割磁力線發(fā)電，做過部分功的蒸汽能夠從汽輪機內(nèi)抽出用于供熱，而整體轉(zhuǎn)化當(dāng)中，蒸汽在汽輪機中會產(chǎn)生一定的熱損失和焓降現(xiàn)象，而采用熱能和動力工程，能夠有效地優(yōu)化轉(zhuǎn)換過程，減少生產(chǎn)中能源的消耗，提高能源的利用率，強化操作水平。

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