摘要：伴随着我国人口的增长和城市化进程的加快，电能的缺口越来越明显，在用电高峰期各大城市限电的情况时有发生，这对人们的日常生产生活都会带来影响。因此，很有必要大力发展热电能源，才能够有效改善当今供电不足的现状，是我国能源发展的趋势。热电厂通过使用汽轮机提高能源利用率，实现多方面的附加值和收益，这对于热电厂未来的发展来说既是机遇也是挑战。热电冷三联产技术是未来热电厂更新换代的一个热点话题。伴随着这种呼声，热电厂将会进行新一轮的产业革新和技术革命，就如何提高热电厂热能和动力工程的有效运用有深远的现实意义。
关键词：热能；动力工程；汽轮机；有效运用
能源是一个国家和民族发展的基石，同时，也是人类赖以生存的关键。现阶段，在全世界范围之内，相关的不可再生能源，例如天然气、石油、煤炭等，依然是占到了能源使用率的百分之九十左右，就现今而言，这些不可再生的能源，依然是人类生活和生产当中所使用的主体能源，但是，从长远的角度来看，这些能源迟早都会有使用枯竭的一天，所以，如何开发和利用新型能源，并且深入地研究其对环境带来的影响以及节能减排方面的内容，是现今非常关键的一点工作内容，同时，也是国家相关工作当中的重点。将针对热能与动力工程的利用和开发，进行详细的分析，针对其发展的前景、对环境的影响以及节能减排方面，进行细致的探析，力求帮助此项能源更好地开发和利用，为人类的发展做出更加突出的贡献。本文主要对热能与动力工程在汽轮机中的有效运用进行了分析和探讨。
一、热能动力装置
在现阶段当中，热能动力工程，其无论是在人们的生产还是生活当中，都发挥着极其重要的作用，对于人类的发展，有着积极的意义，所以，深入地对其相关设备装置进行研究，对设备的工艺技术以及操作的具体流程进行探析，对于此项技术的建设是非常有必要的。其工作的原理，首先，将其工程所需的燃料，放置在相应的设备当中进行燃烧，进而产生热能，然后在相关的热能动力装置之中，通过技术手段，将其热能转化成有效的机械能。燃烧的相关装置以及相应的热能动力机，再加上辅助的设备，此套整体称之为热能动力装置。主要的来讲，热能动力装置分为两大基本类型：a）主要是以燃烧之中产生的燃气进入到发动机之中，进而进行相关能量的转换，并且加以循环利用，比如内燃机等装置，是此种类型的典型代表；b）首先将燃料燃烧过程之中所产生的热能，通过技术手段，传递至相关液体之中，并且使液体汽化，进而气化之后产生的蒸汽导入到发动机当中，从而进行热能的传递以及转换，蒸汽机是其典型的代表。
二、热能和动力工程在汽轮机中的运用
（一）汽轮机重热现象的有效利用
重热现象是指在多级汽轮机中，上一级的热能损耗被转化成了重新被蒸汽吸收的热能源，这样下一级的进汽焓值就可以提高，与此同时，理想状态下焓降值会不断增加。由此以来，每一个级理想状态下的焓降值之和大于总体上理想状态下整个汽轮机组的焓降值。在热电联产的实际生产过程中，这种现象就是所谓的重热现象。
在汽轮机组重热的这个进程中，由于理想状态中的数值和现实中的数值之间难免会有差别；所有压力级中，下一级回收上一级热能的过程中，回收率也会有所差别；也不是所有的能源都能够被回收等；经过相关实验和研究，发现在一般情况下，重热系数值处于4%-8%这个范围内且与回收率成正比例。那么热电厂在生产运行中就需要以实际的运行情况来确定合理科学的重热系数值，这样能够实现热能和动力工程在汽轮机中有效、科学、合理的运用。
（二）弗留格尔公式在汽轮机中的应用
将弗留格尔公式在热电厂汽轮机运行中加以运用，有效保障了节流调节。与此同时，也为汽轮机热能与动力工程的有效运用提供了基础和依据。
所谓节流调节是指在第一级前完成进汽的调节工作，因此也可以说是一种没有级的调节工作。在工况发生改变的时候，每一级的温度都会出现降低，还表现出比较强的负荷适应性，节流调节一般适用于小容量的或者所带基本负荷比较大的机组，但是难免出现节流损失情况的发生，由此其经济效能大幅度降低。
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弗留格尔公式不但形态简单，而且使用也很方便，在汽轮机中常可以用来分析或计算确定内部工况，从而判断运行的经济性和安全性。主要用在两个方面：
1、监视汽轮机通流部分运行是否正常。即在已知流量的条件下，根据运行时汽轮机各级组前压力是否符合弗留格尔公式，从而判断汽轮机级内通流部分面积是否改变。故在运行中常对某些级前的压力加以监视，用以判断通流部分是否有损坏或是否结垢。
2、可推断不同流量下各级级前压力，求得各级的压差、焓降，从而确定相应的功率、效率及零部件的受力情况。当然也可以推算出通过级组的流量。
（三）汽轮机滑压调节
所谓滑压调节是指单元机组中，汽轮机的调节汽阀全开或基本全开，通过锅炉调整新蒸汽压力的方法，达到改变蒸汽量使其适应汽轮机不同负荷的要求。
1、滑压调节的特点
第一，提高机组运行可靠性，使其能更加适应负荷；第二，在某些负荷下，提升了机组的经济性；第三，在高负荷区，滑压调节具体经济效益受到影响；第四，在单元机组中降低余速损失较为显著，具有较强的实用性。
2、滑压调节有明显的优势但是也有缺陷和不足，主要要表现在它对负荷的适应能力方面。
在高负荷区域内进行滑压调节与经济性要求不相符合，在较高负荷下采用滑压调节，新蒸汽压力低，进汽量相对较大，蒸汽在汽轮机内做功后，会有机械能的转化，这必会在一定程度上产生摩擦鼓风损耗。负荷越大，摩擦鼓风消耗也就越大。
滑压调节所造成的这些方面的损失，表明了汽轮机运行时经济性有所减少，所带来的损失是由汽轮机运行的机理所决定的，不是单纯的人为失误或者是系统故障造成的。这些损失的存在表明需要利用先进的工艺技术和制造工艺进行改善。由此，需要不断的积极努力探索滑压调节的方法和技术，研发更为科学合理的产品和技术，减少能量消耗和损失。
（四）降低汽轮机中的湿气损失
热电厂的能源损耗很多，其中湿气损失是主要部分，要降低湿气的损失量，这对汽轮机热能和动力工程的运用来说十分重要。
下面具体分析湿气容易损失的原因：首先，湿蒸汽在发生膨胀的过程中一部分蒸汽会凝结成水珠，这就损耗了蒸汽量；其次，水珠的流动速度低于蒸汽的流动速度，对蒸汽的流动有阻碍作用，将消耗蒸汽部分动能；再次，使蒸汽过冷现象的存在也会造成湿气的损失。湿气的损耗会带来动叶边缘受到严重损伤，从而影响汽轮机安全稳定运行。
要有效的降低湿气可以采取这样的办法，在实际热电厂的运行过程中采用中间再热循环系统，采取耐湿气的设备装置来增强汽轮机抵抗损失的能力等。
三、结束语
热电厂汽轮机在生产过程中，要对热能和动力两者之间的关系和变化情况进行深入分析和研究，并在实际工作中进行正确判断，对其中发生的各种异常情况做好处理，这样才能使生产过程中的相关操作技术得到提升，同时提高汽轮机效率。
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[5]姚继伟.论热电厂中热能与动力工程的改进方向[J].黑龙江科技信息，2014，03：98.
论文作者:张鑫
论文发表刊物:《电力设备》2018年第16期
论文发表时间:2018/10/1
标签：汽轮机论文; 热能论文; 热电厂论文; 蒸汽论文; 汽轮论文; 动力工程论文; 湿气论文; 《电力设备》2018年第16期论文;