摘要：随着社会经济的不断发展，祖国城市化的进程也在一步步不断推进，城市及工程用电需求逐步增加，发电厂装机台数和装机容量也随之增加，在时代背景的推动下，大型火电厂在国内不断建立，但是在火电厂发电过程中存在的诸多问题，这就要求我们有效利用热能与动力工程的专业知识，挺升电厂发电热效率，优化电力生产运行维护方案，建立新时代下高效安全的热力发电系统。文章基于热能与动力工程的基本原理，分析目前火电厂中热能与动力工程的发展现状，总结目前火电厂生产电能时的问题，并提出了推进火电厂热能与动力工程改革发展的方向和策略。
关键词：火电厂；热能与动力工程；问题；改革发展
1引言
火电厂是目前我国的重要发电企业，其所应用的基本发电原理就是热能与动力工程学原理。通过能量守恒定律可知，在此工程学的应用过程中，也就是火电厂的发电过程中的化学能向热能转化、热能向机械能转化以及机械能向电能转化等各个环节都会造成能量的消耗，而想要提高最终的发电效率，实现能源利用率的提高，就需要降低各个环节中的能量损耗。这也是目前针对火电厂所提出的节能降耗的要求，也是火电厂开展热能与动力工程改革发展的重要目标。
2热能与动力工程的基本原理
热能与动力工程的基本原理简单地说就是热能与动力之间的转化，在火电厂中主要是利用此原理来将燃料燃烧产生的热能向动能转化，同时通过汽轮机转动的动能带动发电机向电能进行转化，或者是通过热能直接转化为电能。在火电厂的实际生产过程中，通过上述工程学原理可以实现对能源的有效利用，在对能源消耗过程中发挥其重要作用和价值，这也是提升火电厂经济效益、保证其生存和发展的重要手段。从其基本原理上进行分析，热能与动力工程所涉及的学科比较广泛、相互之间的关系也比较复杂，从其构成上分析，在专业领域中主要分为以下几个部分：首先就是包括热能动力工程以及控制工程。前者的作用就是对热能进行转换和利用，后者就是对能源进行开发和利用。其次就是热力发电机和汽车工程，其所应用的就是内燃机以及相应的驱动系统。再次就是流体机械和制冷低温工程，其主要的作用就是将电能向机械能进行转化。最后就是火力火电与水利水电动力工程，其利用的原理就是将机械能向电能进行转化。
3火电厂中热能与动力工程的发展现状
火力发电形式与目前新型的水电、光伏发电以及风电等形式相比表现出技术比较传统且相对较为便利的特点，通常不会受到地域和时间的限制，也表现出成本较低的特点。而且我国的煤炭资源比较丰富，这也是使得目前我国仍然以火力发电为主的原因。但是由于火力发电形式下应用热能与动力工程时也表现出诸多问题，与目前我国大力开展环保工作的要求不符。首先就表现出能源方面的问题。这主要表现在我国一直以来都是煤炭大国，不仅煤炭资源储量和产量丰富，而且煤炭消耗量也位居世界前列。但是在燃煤火电厂的发电过程中，会有较多的能量随着循环水以及烟气等被直接排放，造成了能源的浪费，表现出能源转化率较低的能源利用问题。其次就是环境问题。燃煤火电长在发电过程中会造成严重的二氧化硫、氮氧化物以及粉尘颗粒等污染问题，也是目前造成酸雨以及温室效应等环境污染问题的重要原因。尤其是表现在目前我国社会用电负荷在不断增加的同时，燃煤发电厂的煤炭消耗也在持续增长，导致环境承载力已经趋于极限，同时也增加了火电厂开展废水和废气治理的成本投入。最后就是安全问题。燃煤火电厂在燃煤生产之后会产生数量较多的煤渣，而且在火力发电机组的连续运行中，容易由于管理疏忽或漏洞而导致安全问题的发生。
4现代火电厂生产电能时的问题分析
4.1重热问题
此问题主要表现在火电厂中合理使用能量的同时，出现了虽然上下两个环节之间的通道压差相似，但是下一个环节的焓值却比上个环节要小的多的现象。通过对上述现象来的利用可以提升汽轮机的运行效率，但是也会导致级效率的降低。此现象发生时会表现出重热系数比较大以及造成较多危害的现状，最直接的危害就是降低能源利用率。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆此外，此问题还会造成火电厂运行中无法合理存储和释放电能而影响电能输送稳定性的问题；或者会对燃料燃料的稳定性造成危害并表现出存在较大蒸汽数值波动的问题，这就容易对设备和仪器造成损坏而影响发电质量与安全；此外还会导致发电气压的波动问题，导致所生产的电能的电压数值不够均衡而影响电能质量的问题。
4.2节流调节问题
在火电厂中具有较小容量额度的设备中比较常用节流调节，在不同工况调节的过程中，由于会产生明显的节流损失，导致整体的运行成本较高。而此问题则容易总爱城呢个能源消耗和浪费的增加。这主要是由于此类设备的额定负载中出现超额现象时就会减少设备数量而增加负载级数，同时还会降低供电压力的临界值，为此就需要确保机组的级数在三级以上。
4.3湿气损失问题
此问题是火电厂中不可避免出现的能源损失问题，这主要表现在蒸汽在膨胀过程中没有转化而蒸汽而转化为液化水滴导致出现湿气损失问题；或者由于蒸汽管道中的水滴具有相对较大的重量和较慢的速度会对蒸汽的移动造成影响并导致湿气损失；或者是上述液化水滴会由于形状和质量的不同而对正常湿气运行造成扰乱，也会造成湿气损失问题。
5推进火电厂热能与动力工程改革发展方案
5.1对重热现象进行合理利用
针对此问题，在实际的发电过程中，工作人员应根据所使用多级汽轮机的优点与缺点，利用热能与动力工程的相关计算算出理想的重热系数值，要确保重热系数在0.04-0.08之间，不仅需要将重热系数控制在合理范围之内，实现对汽轮机相对焓值的降低，尽量降低理想焓值与实际焓值之间的差值，实现对重热现象的合理利用以及热量的回收和能源损耗的降低，让多级汽轮机发挥出更大的作用，进而提升发电机组的工作效率。
5.2加强节流调节
一般的，通过对蒸汽机组的第一级节流调节，便可以实现蒸汽的全周进汽过程。在火电厂热能与动力工程中节流调节的优化，通过对弗留格尔原理的基础上 对同流量下各级的比焓降以及压差等数值进行合理计算，并根据机组零件的受压状态，监视机组的工作情况。同时做好对汽轮机的实时监控以及对其流通情况的观察，保证在掌握流量的前提下，做好对流动面积变化情况的及时掌握和判断。
5.3湿气损失控制
针对此问题，不仅可以通过除湿装置的安装来减少和预防水滴的产生。而且将再加热循环应用于蒸汽运送中间环节中，或者是通过对设备的维护保养工作来实现机组整体使用寿命和抗侵蚀能力的提升。最后就是通过带有吸水缝的喷灌设备的应用来清除其中已经形成的水滴，增强水滴的转化率，实现蒸汽运行速率的提升，同比发电量将会小幅提升，加快电力生产进度，大型火力发电厂要合理利用二次再热系统，进一步提升蒸汽的利用程度。
6结语
针对目前的火电厂来说，为了促进其可持续发展，需要从节能和环保两个方面对其热能与动力工程进行改进。因此针对目前火电厂热能与动力工程中存在的重热、节流调节以及湿气损失等问题，需要通过相应的改进来满足节能与环保的要求，实现火电厂经济效益的提升，推动其可持续健康发展。
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论文作者:王伟伟
论文发表刊物:《电力设备》2019年第19期
论文发表时间:2020/1/9
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