摘要：随着社会用电量的不断增加，我国有关部门加大了对节能减排工作的重视力度，不断探寻新能源、新动力，希望能早日解决我国用电困难的局面。火力发电厂作为我国电力系统的主要组成部分，在我国社会用电供应方面起着重要作用。在电厂中运用热能与动力工程可以大大提高产电效率，能有效的解决社会高用电量需求的问题。但这种新型的产电方式还处于较为初级的阶段，技术和管理还不成熟，在实际运用过程中还存在许多问题需要解决。本文将以此作为研究工作的切入点，介绍分析热能与动力工程在电厂中的运用策略。
关键词：热能与工程；电厂；运用
1电厂在运用热能和动力工程方面存在的问题
1.1在重复利用热能方面存在的问题
重复利用热能可以简称为重热，是发电过程中比较常见的一种状态。即在发电系统运行过程，机器在上一个工作过程中损耗的热能如果能在下一个工作过程中得到有效的利用，就是重热现象。但重热现象的出现，会对电厂的正常工作产生一定的影响。重热现象不只是会影响自身的运行工作，还会引发连锁反应，影响发电厂能源的利用。比较常见的危害有以下几种：导致电厂电能储存困难的问题、影响蒸汽机的数值、不利于气压的稳定、影响发电质量等等。
1.2在节流调节方面存在的问题
在电厂发电过程中，一般都会使用节流调节方法来控制蒸汽机的功率。当电厂发电过程出现突发情况时，就会引起较大的能源消耗，进而给发电厂的正常经营带来极大的危害。但根据有关科学研究可知，节流调节方式的使用是有前提条件的，即机组的级数至少是三级且通过结构具有差异的机组的流量数额是相同的。而且，节流调节方法主要应用在容量数值小的设备上。若果在不符合前提条件下随意使用这种方法，将会影响发电厂的正常运行。
1.3在湿汽损失方面存在的问题
在电厂工作的过程中，出现湿汽损失的可能性较大，且导致这种现象出现的原因较多，但通过总结可以归纳出以下几类：第一、利用蒸汽机将动能转化为电能的过程中，会有蒸汽膨胀的现象，会产生小水滴，这些水滴会影响蒸汽的效果，导致湿汽损失；第二，如果蒸汽的运动速度比水滴的运动速度快，同样也会使其受到影响，导致湿汽损失；第三，如果喷管与水珠相对，会使其主流运动受到影响，从而导致能量的损耗。此外，还会出现不必要的设备，浪费资金。
2热能与动力工程在电厂中的运用策略
2.1降低热能损耗的策略
第一，掌握变工况的原因。其主要原因可以归为以下几个方面：首先，是电能储存不便，电功率控制不稳定。其次，锅炉的工作状态处于变化中，致使汽轮机无规则变化。然后，凝汽装置中的气压也处于不断变化中。最后，是一些无法归类或较为特殊的情况，如设备老化问题、用电的次数等问题。第二，学习好有关机械频率控制的知识。对于两组一起工作的机组，当外界环境不断变化导致电频不稳时，有关速度控制的设备可以根据自身情况，做出快速反应，从而确保操作设备的正常工作，上述操作控制过程称为单次调频，其主要特点就是响应较快，比较适合人工操作。第三，两次调频。由于电网工作过程中，能产生较大的波动，这种波动很难通过单次调频就使其变得稳定，需要进行二次调频。两次调频分为手动调频和自动调频。所谓手动调频就是让技术工人根据设备的变化进行调频工作，从而确保系统频率的稳定性。但由于手动调频的特点使得其操作过程存在一定的缺陷，如响应速度慢、难以应付较大的调频工作、不能长时间进行等。
2.2减少调压调节的损失
调压调节不仅能提高机组运行的稳定性，还可以提高机组的运行效率，促进热能与动力工程的高效工作。但需要注意的是调压调节本身存在的缺陷，如在使用过程中常出现的在高负荷地方实施滑压调节会造成热量的损耗，降低电厂的收益。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆对于由于调压调节自身缺陷导致的损失，应积极采取有效措施防治损失的发生。通过分析调压调节的工作过程可知，其缺陷存在的原因不单是受人为操作和系统故障的影响，更是受汽轮机的运行原理的影响。因此，要想减少调压调节的损失，关键是解决有关汽轮机工作原理的技术问题。
2.3降低湿气损失带来的影响
发电机组运行过程中不仅会产生热能，而且会产生大量湿气。由于热传递的原理，温度更低的湿气会带走一部分热能，从而产生能耗。因此，加强湿气的控制和管理可以降低能耗，提高发电效率。湿气造成能源损失的原因在于湿气的流动会产生热损失，水蒸气的凝结也会产生湿气损失。此外，湿气损失还会对发电机组产生直接的影响：湿气会造成动叶边缘发生冲蚀，使叶片长度和面积变小，使用年限缩短。当前较为普遍的湿气损失控制方式为吸收水蒸气，减少湿气对热能的损耗及叶片的冲蚀。此外，还可以安装去湿装置或循环装置，吸收并回收湿气。
2.4实施有效的节流调节工作
节流调节工作中没有具体的分级，一般是在第一级就能完成进汽工作。变工况会导致节流损失，致使动能与动力工程的工作效率降低，达不到预期的经济目标。故此，开展节流调节的研究工作十分必要。在实际发电过程中，可以按照弗留格尔的相关理论，确保在电厂中运用热能与动力工程的稳定性。根据弗留格尔公式计算推断各个零部件的工作情况，进而判断汽轮机是否处于正常运行状态。弗留格尔公式为热能与动力工程在电厂中合理运用提供了理论基础。
2.5合理利用多级汽轮机的重热现象
多级汽轮机的重热现象是指在多级汽轮中，上一级汽轮机损失的一部分热能可以被下一级汽轮机或后几级汽轮机利用。重热系数是指各级理想焓降之和多于汽轮机理想焓降的值在汽轮机理想焓降中所占的比例。由于重热现象的利用，多级汽轮机的整体运行效率要高于单个汽轮机的平均运行效率。但是，汽轮机整体运行效率的提高是建立在牺牲级效率的基础上，即汽轮机只是回收部分热损失。因此，并非重热系数越高，能源利用率就越高，最佳重热系数应处于一定的范围。在发电机组运行过程中，工作人员可以通过调节重热的利用率，将重热系数调节至合理范围内，从而达到提高发电效率的目的。但是，不同发电厂的发电机组设计存在差异，其最佳重热系数也就必然各不相同。通常情况下，重热系数处于0.04～0.08为最佳状态。因此在实际生产过程中，电厂需要根据发电机组的特点，找出适合本厂的最佳重热系数，才能让发电机组尽可能处于最佳运行状态。
3热能与动力工程在电厂中的合理运用
下面将以背压式汽轮机为例，具体介绍说明热能与动力工程在电厂中的应用过程。为了提高背压式汽轮机的工作效率，将通过安装后置式低压凝汽式汽轮机的方发对其进行改行。通过这种改进方式，能使其实现双重发电的目标。在实际工作过程中，当外界条件发生变化时，这种改进的汽轮机组就能利用自身的特点，自动平息波动，确保电网运行的稳定性。这种组合的优势在于其调频速度较快，但也存在一些不足，主要是增加了工作人员的工作难度。在选择设备的调频方式时，应以提高发电厂的工作效率为最高目标，合理掌控焓降情况。此外，还应在工况变化时确保焓降、中间级压力的稳定性。
4结语
总而言之，在电厂中合理运用热能与动力工程将会大大提高电厂的工作效率，进而有效解决我国用电量不断增加的难题。但在运用热能与动力工程的过程中，还应思考如何将热能与动力工程完美结合，降低对各种能源的消耗，发挥其真正的作用。本文所述的几种方法、策略还不能实现全面提高电厂发电效率的目标，希望广大专家、学者能积极投入到这一课题的研究工作中，提出更多解决这一问题的方法、途径。
参考文献：
[1]崔瑶．时代背景下热能与动力工程在电厂中的改革与创新[J]．科技与企业，2014（13）
[2]张伟.电厂热能及动力工程存在的问题分析[J].城市建设理论研究（电子版），2013（35）.
作者简介：
薛峰（1982.12-），男，辽宁省大连市，沈阳航空航天大学，本科，安全工程专业，所在单位：中国能源建设集团东北电力第二工程有限公司。
论文作者:薛峰
论文发表刊物:《北方建筑》2016年12月第36期
论文发表时间:2017/3/31
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