摘要：随着当前社会经济的发展，由于热电厂具有高效以及稳定和安全、可持续发展的特点，逐渐成为电网发展的重要电源支撑点。对于热能与动力工程具有非常明显的节约能源效果和较高的生产效率，在当前的社会生产生活中获得了很好的应用和推广。在热电厂中，科学合理地运用热能与动力工程将会进一步提升热电厂的能量利用率，能明显改善生产成本，它与热电厂紧密相连、相辅相成，对于热点长的性能优化和可持续发展具有积极的现实意义。
关键词：热电厂；热能与动力工程；有效运用
1热电厂概述
1.1热电厂发电原理
在热电厂运行过程中，锅炉燃烧产生过热蒸汽，通过主蒸汽管道、热段进入汽轮机，吹动汽轮机叶轮旋转，并带动发电机发电，从而实现化学能到热能、热能到动能、动能到电能的有效转换。做完功的蒸汽进入凝汽器冷却为液态水，通过凝结水系统、给水系统再次进入锅炉加热，进而实现热电厂水、汽循环。
1.2热电厂发电流程
热电厂发电的主要能源为煤炭，在发电过程中，首先通过制粉系统将煤炭处理为煤粉，由热一次风将煤粉送入锅炉。随着煤粉的充分燃烧，锅炉炉膛温度不断升高，水冷壁中的水温度逐渐变为饱和蒸汽、过热蒸汽，品质达到机组参数要求后进入汽轮机高压缸做功。为了提高热利用率，多数热电厂采用中间一次再热系统，即高压缸做完功的蒸汽通过冷段进入锅炉再热器，升温后通过热段进入汽轮机中压缸做功。
2制约热电厂热能与动力工程实现有效运用的因素
2.1锅炉燃烧
热电厂的锅炉燃烧变化幅度较大，燃烧工程不稳定，蒸汽在进入汽轮机之后，其参数往往会出现较大的改变，影响热能与动力工程的有效运用。热电厂获得热能的有效途径之一就是锅炉燃烧，然而由于锅炉燃烧变化幅度较大，燃烧工程不稳定，导致汽轮机的性能无法正常发挥，降低了热能的运用效率。
2.2电能储存
热电厂需要储存一定量的电能，以满足外界用电功率不断变化的情况，以备不时之需。电能的储存方面也是影响热电厂中热能与动力工程实现有效运用的因素之一，电能储存量不合理，导致热能被大量浪费。电能与热能相互分离，如果电能的储存量不足，会导致热能的开发与利用效率降低。
2.3旋转动叶片
在热电厂的发电过程中，旋转动叶片或是处于喷管工作弧段，或是处于喷管非工作弧段。当旋转动叶片处于喷管工作弧段时，对热能与动力工程的有效运用并无太大的影响;然而当其处于喷管非工作弧段时，所产生的大量蒸汽以停滞的状态充斥着动静轴向间隙内部，在动叶片旋转至非工作弧段时，旋转动叶片的工作原理便如同鼓风机一般，把正以停滞的状态充斥着动静轴向间隙内部的蒸汽从叶轮的此端鼓到彼端，造成大量的有用功被无端消耗，影响热能与动力工程的有效运用。
2.4凝汽设备
当热电厂的凝汽设备的工程出现变化时，凝汽器的压力也会随着发生变化。如果机组所发生的工程波动幅度较大，热能会大量挥发，导致可利用资源的浪费。再加上喷管的分组布置不合理，加剧了可利用的热量在非工作弧段的损失，制约着热能与动力工程实现有效运用。
3热能与动力工程在热电厂中有效运用的措施
3.1重热现象的应用
重热是将蒸汽在汽轮机某一级做功过程中损失的能量集中起来重新利用的一种现象，是提升电厂整体运行效率和效果的重要手段，对于提升能源利用率有着十分明显的作用。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆而在实际的热电厂生产过程中，并非所有的损失能量都能够被利用起来，这就导致重热系数可能会产生4%~8%的区间浮动，且这一重热系数并不是越大越好。因此，第一，集合损失采用损失集合的方式，可以提升整体效率。通常情况下，重热系数在5%～10%之间，在热电厂实际运行中，可结合实际情况选择重热系数。第二，减少蒸汽损失。在锅炉燃烧中，会产生大量的蒸汽，当蒸汽进入机组后，即可带动叶栅运转，然后进入凝汽系统。在此过程中，不可避免地会产生能量损失，具体表现如下：在蒸汽推动叶栅运转时，部分蒸汽凝结或水，无法做功，这样就会造成动能下降；在锅炉燃烧所产生的蒸汽中含有很多水珠，随着水珠流动，就会对蒸汽运动产生一定的牵制作用，导致其动能损失。对此，为了降低蒸汽损失，提升热能和动力的应用效益，应该注意调节蒸汽运行参数，可结合实际情况应用湿仪器设备。另外，还可以对蒸汽进行二次加热循环利用，尽量减少能量损失。
3.2有效的节流调节
众所周知，节流调节能在第一级就完成进汽过程，从而在发电机组有状况时，使各级温度显著影响，且具备高负荷能力，适用于各类工作机组。科学实验证明，只有具备三级机组数以上，且机组结构无明显差距的小容量机组可以做到通过调节汽轮机蒸汽流量来进一步控制功率。其余机组节流损失能源消耗大，使其具有不良的经济效果。而经过实际研究表明:要完成节流调节，只有依靠弗留格尔公式，对生产设备的零件需求进行进一步的规划和推理，计算比焓值的变化来分析和比较汽轮机内各个部件的在工况变化后所产生的影响。从观察各项的数据波动，以热能与动力工程作为标准，精确判断出各项问题的所在，从而稳定机组内节流调节造成的能量损失，降低节能损失带来的经济差，使汽轮机的稳定运行提供了安全保障。
3.3减少调压调节损失
热电厂中的调压调节一定程度上增加了热力机组对负荷能源的适应性和自身运行的可靠性。减少相关调压调节的损失，提高其适应性和可靠性的同时，也实现了其运行的经济效益，在相关调压调节存在滑压调节实践中的热能损耗大、部分机组存在机械转化损耗大的局限过程中，通过学习、借鉴、革新现有的调压调节技术;对造成调压调节损耗超出范围标准的机组进行定时监管、监控和及时更换的等方式的有效运用，也在一定程度上促进了热能与动力工程实现其高效率应用。
3.4降低湿气损失
作为热电厂能耗损失中的重要内容，湿汽损失严重影响了热能与动力工程的有效运用，造成可利用的热能资源被大量浪费，同时加重温室效应。为了有效提高热能与动力工程的运用水平，必须降低热电厂的湿气损失。湿汽损失出现的原因主要在于下述几个方面。（1）热电厂在正常的工作状态之下，湿蒸汽会出现轻微的膨胀情况，这属于正常的物理现象。如果湿蒸汽膨胀过于剧烈，在此过程中，大量的蒸汽会出现凝结的问题，导致蒸汽量减少，造成湿气损失。（2）水珠流速低于蒸汽流速，受水珠的牵制作用，大量的动能在此过程中被无端消耗，导致湿气出现损失。（3）湿蒸汽需要长期保持较高的温度，这是其状态稳定的基本前提。在实际的过程中，由于保温措施不到位，湿蒸汽过冷，造成湿气损失量升高。动叶进汽边缘损坏是湿气损失危害的集中体现，尤其是叶顶背弧部位，冲蚀问题更为突出。基于降低湿气损失和提高热能与动力工程的运用水平的目的，热电厂工作人员需要采取具有针对性的措施，如:a)安装新型的去湿设备;b)强化汽轮机组的抗冲蚀性能;c)以带有吸水缝的喷灌取代传统的喷灌;d)注重中间再热循环操作。相对于汽轮机的工作过程而言，机械损失主要来源于减少其支承轴承摩擦力，开起主油泵以及调速器等系列操作。鉴于此，建议采用轴流式汽轮机，形成高、低压指向力，减少热能损耗，提高热能与动力工程的运行效率。
结语
综上所述，在热电厂运行过程中，可以直接将热能转换为其他形式的能，并加以利用。文章主要对热能与电力工程在热电厂运行中的应用方式进行详细探究。在热电厂运行中，应该注意合理选择重热系数，优化调频转换，减少湿气损失，合理变动运行工况，这样才能够提升热电厂运行效益。
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论文作者:孙仲炎
论文发表刊物:《电力设备》2018年第18期
论文发表时间:2018/11/11
标签：热电厂论文; 蒸汽论文; 能与论文; 损失论文; 动力工程论文; 汽轮机论文; 热能论文; 《电力设备》2018年第18期论文;