热能与动力工程在热电厂中的应用

郭胜强 郝飞

内蒙古华电乌达热电有限公司 内蒙古 乌海 016040

引言

由于长期地受到深受地理条件的限制和制约，当前我国主要的电力能源主要来源于：核电站、风力发电、水力电站以及火电厂和热电厂。其中的热电厂在耗费能源方面比较多，为了有效地解决当前我国的资源紧张问题，更好地实现可持续性发展目标，就必须要对热电厂采取有效的手段，以此提升热电厂发电能源的应用效率，从而为热电厂的发展创造更好的经济效益和社会效益。

1 热电厂中热能与动力工程之间的关系

热电厂中进行发电就是为了逐渐把热能转变成动能，其中的汽轮发电机在运行之后还会将一部分转变成电能，转化期间还会出现蒸汽热量的损耗和焓降现象。需要对这种转化进行不断地优化，这样才能够在最大限度上减少生产期间的耗损，逐渐增强其操作技能。还会使前级中所产生的损耗下下级转换期间更好地进行利用，能够把同压差下的焓降理想值转变得相较于之前要大很多，这种现象通常就是被称之为多级汽轮机运作时的重要现象[1]。热电厂在实际运作时尽管能够使所产生的部分热能提供给人们进行取暖，但是会直接影响提高热电厂的发电效率，所以必须要针对热电厂的蒸汽转化、传统系统进行不断的优化，尽可能地减少热量的耗损，增强其整体的发电效率和供热质量。

2 热电厂热电机组出现变工况的真正原因

2.1 电能难以被储存

热电厂中的热电机组在实际运行期间，会出现各种影响机组变工况的因素，人工操作也常常会出现各种误差，再加上其他作用的相互作用下，很容易使其中的电功率不够稳定，很难使热电厂能够产生良好的运行效果，并且所产生的电也难以被大量地储存。

2.2 锅炉运行存在不确定性

所产生的功率会随着外界的变化而不断产生变化，并且会使汽轮机运行过程中的蒸汽参数按照锅炉内的燃料燃烧不确定性而产生不同的变化，凝气工况设备也会随着凝汽器的压力而发生巨大的转变，电网中所产生的频率变化也会使导致汽轮机内部的通流部位出现污垢，最终导致机组出现变工现象。

2.3 凝气装置工况并不稳定

在实际开设热电厂工作时，还需要详细地检测和排查凝气装置，当凝气装置运行轨迹产生变化时，应及时找到相关因素，热电厂工作人员应针对此类问题予以高度的关注，及时ID对凝气装置进行维修和调整电压，使其控制在合理的范围之内，这样能够更好地提升热电厂整体的安全性和运行情况。

2.4 其他影响因素

除了以上因素之外，还可能与供电频率和设备的老化有着密切的关系，机器在使用期间还会出现变工况现象，所以热电厂必须要加强对热电厂员工进行专业知识方面的培训，以此来提高他们的实践操作水平。由于多级汽轮机内部会在上一级的损耗部分应用于在之后的各级当中，所以这种现象被称之为多级汽轮机重热现象[2]。重热系数主要指的是当各个级的理想化焓降之和在大于汽轮机理想的焓降部分，并占据着汽轮机理想焓降部的份额，通常情况下重热系数为0.04至0.08，重热现象的出现，还会使全机组内部的相对效率高于不同平均相对内效率，还可以更好地挽回其中的损失部分，同时合规地选择重热系数，还可以更好地掌握机组的实际运行状况。

3 喷管调节时所适用的场合和特点

通常情况下调节阀上的负荷最大流量并不完全相等，当存在调节级并使负荷小于1时，会跟时间的变化和调节阀开启的数目变化相关，当只存在部分的负荷期间，则喷管的调节效率要高于气流调节的效率，当工况出现变化时，调节级会使汽室温度转变得更大，也会使负荷适应性更差。其中的同步器针对任何类型的汽轮机都能够进行平移，并且还能够更好地调整系统静态特性线中的装置。喷管调节的实际作用就是当采用单机运行方式期间，机组的转速启动期间会快速地产生额定值。当使用并列运行方式时，同步器能够改变汽轮机的功率，并且还能够使每个机组之间更加合理地重新进行负荷的分配，并且还能够时电网的频率并不产生多大的变化，这种过程通常被称之为二次调频。

4 节流调节的使用场合以及特点

第一级全周进气也可以被认作为无调节级，在变工况产生期间，各个级的温度变化不那么明显，所以这种负荷的适应性较好，但是在变工况产生时依然会出现节流损失的现象，所以其所产生的经济性比较差。调节节流的方法主要适用于基本负荷大机组或者小容量机组当中，机组当中的任何一级都是在临界状况下，出现最高的临界压力。级组的级数越多，最终所产生的临界压力数值也就越来越小。

5 应用热能与动力工程的意义

当前我国的制造技术正处于迅猛发展的阶段，这就在很大程度上使这个行业内部的竞争更加的激烈，同时也会给现代化工业的发展和生存带去了极大挑战，需要对工业进行不断的创新和改革，可以将热能与动力工程科学地结合在一起，以此来改进和完善船工工业的实际生产方式，同时也能够更好地转变原有的热能和动力工程应用状态，从而更好ID完善社会经济效益，深度地发展现代化工业技术，同时也能够更好地完成热能研发任务，使这种形式更加的新颖，从而有效地提高工业领域的实际生产效率和生产品质。

6 热电厂中应用热能和动力工程的有效改进措施

6.1 按照实际情况合理选用重热系数

重热现象中所具有的最大优点就是能够让上一级所损失的能源更好地被下段工序来进行充分的利用，这样可以更好地避免出现各种资源的浪费现象，在了解重热现象前期一定要深入地了解重热系数，重热现象只有在特定范围之内才能产生良好的作用，需要按照发电机本身的工作状况和实际生产的需要来明确重热系数，只有这种确定的方式才能够更好地确保重热系数的准确度，才能够使全部的发电机组更好地进行运作。比如，在多级汽轮机运作时，可以对之前一级的热力损失进行转换，使其供给给下一级，这样会使进气焓值有了很大程度的提高，值得注意的是热损失很难被全部收回，所以通过相关技术人员和专家的科学测试，会使重热系数控制在4%至8%左右，确立好最为理想化的重热系数，并按照常规的发电原则并使其顺利地发电，能够更好地发掘出汽轮机中热能和动能科学的实际应用潜力。

6.2 正确选用调配方式

由于电网在处于实际运作状态时，其系统会自动地调整频率以此降低负载，使发电机组能够更加顺利地运行，这种自动的调频的方式通常被称之为第一调频，是充分保障电网正常工作的有效手段之一，能够更加合理增减电网的周波，但是针对不同机组情况下，所进行的以此调频频率就会有很大的不同，这就给相关的工作带去了极大的挑战，当电力系统出现超负荷现象时，进行以此调频很难充分地保障电网的正常运作，必须要积极地开展二次调频，二次调频通常情况下主要分成人工调频和自动调频[3]。需要按照实际情况来选用不同的调频方式，当发电机组在实际运行时遇到突发情况时，相关工作人员在进行调频之前必须要对现场实际情况进行详细了解，以此来准确地选用调频次数和调频方式，这样才能够有效地提高发电机组的实际运行效率。当第二阀门未开启时，调节级的比焓降会出现最大中间级，工况在变动期间，各个中间级的压力比没变，各个中间级的比焓降也没变，最末级的流量有所增加。所以相关人员必须要掌握各级的不同参数变化情况，以此来维护好系统的正常运作效果。同时工况变化期间，调节级也会随着汽室温度变化，促使负荷的适应性变差。在进行自动调频时，需要在发电设备和控制系统中加设自动调节设备，以此使整体的运行频率波动控制在最低水平。这种自动化的控制装置可对整个系统的调频和维稳功率产生良好的作用。

6.3 有效地应用节流调节

针对热电厂而言，其中的节流调节并不涉及调节级的问题，热电厂在整个生产环节期间，就已经在第一级更好地达到全周期进汽的效用，当工况产生一定的变化时，各个级的温度变化也并不明显，其表现形式具有较强的负荷适应能力，可以更好地保障发电机组能够顺利正常地运作，针对节流降损现象，具有较为显著的优点，但是依然存在全部费用过高的不利现象，其中原因就是选用了容量较小的发电机组，另一种原因就是使用了超过基本负荷的机组，所以在实际运用期间，可以将弗留格尔公式当成有效的工具来讲信息合理地运用，在弗留格尔公式的辅助下，可以更好地推算出两个关键性的参数，一个时各级焓降，另一个时压差，这样可以让相关工作人员更加精准地确立所用电力机组和相关零部件的详细信息，尤其针对受力的大小和使用效率这两个关键参数。同时还要明确节流调节的最佳使用时间和使用方式，同时还必须要把汽轮机当作检测主体，重点监测其流通情况，这样可以对解决汽轮机内部的节流调节问题产生更加积极有效的推动作用，同时也能够有效地促进热能和动力系统的高效化运作。

6.4 有效控制调压调节损失

针对热电厂中的发电机组，必须要有效地提高其实际运行的稳定性，使负荷变化具有一定的适应性，所以必须要加大对调压调节的重视程度，这样才能够有效地提高整个发电机组的实际工作效率。但是实际进行调压调节时本身就存在很多不足之处，尤其当机组出现停止运作时，其中的叶片依然会损耗一定的能源，所以必须要考虑到设备情况，热电厂必须要积极地引入先进性的科学技术以此来降低调压调节的损耗，当调压调节难以满足实际需求时，可以采用滑压调节方式，以此来调节高负荷区域的压力，但是这种方式会相应的增加热电厂的经济成本，机组的运行机理也是最终导致出现损失的原因之一，但并不能将其归纳到系统故障，也不可以将其归纳到人为操作的失误。为了更好地降低热能和动力工程的损失，需要深度地研究调压调节损失问题，多去采用和使用新的技术和新的产品，这样才能够更好地展现出热能和动力工程在热电厂中的最大应用价值。

6.5 降低湿气的耗损程度

动力工程和热能在实际应用期间常常会存在湿汽损耗过于严重的问题，导致出现这种现象的主要原因有：空气在湿润的气体环境下遇到冷气会凝结变成水，当液体的流速减少时，也会损耗一些动能，同时液态水在某些情况下会黏结到机械管壁上，从而使湿汽很难转变成动力工程，并且也相应地出现各种无用的损耗。针对热能和动力工程中所出现的使其损耗问题，需要不断增强热能的循环利用，还需要在实际生产期间安装减湿设施，同时还要对所涉及的设备加以养护和维护，以此增强其抗腐蚀效果。还可以使用能够收集液态水的喷管来减轻湿气的消耗。要使全部装置都能够在实际运行期间产生良好的润滑效果，以此来减轻不同部件之间的摩擦力，热电厂还可以在中间再进行加热，为了有效地增强其热能和动力工程的实际应用效率，相关热电厂还可以采购和安装一些先进的汽轮机，比如，轴流式汽轮式，这种设备的主要原理是需要把高压蒸汽经由汽轮机来进入到输入端，再由另一端把低压的蒸汽有效地进行排除，这样能够使高压和低压之间有明显的指向力，同时还可以使其达到良好的节能降耗效果，同时还能够使热能和动力工程在实际运作时更好地展现出经济性和可靠性的优点。

7 结束语

总的来说，热电厂在应用热能和动力工程时，必须要使热电厂工作人员及时准确地判断出出现各种问题的真正原因，并积极地做好热能和动力工程的分析研究工作，找出提高热电厂热能与动力工程应用的有效办法，这样才能够为我国未来热电厂行业的全面发展做出巨大的贡献力量。