摘要：科学合理的工程热机专业优化设计可以有效预防发电厂技术事故的发生，提高能量动力效率，减少财力物力的浪费，在发电厂技改中一直占有重要地位，由于相关工作涉及到的专业技术支持需求较多，因此已成为发电厂技改的重点研究课题。本文主要以火电厂电站热机作为研究对象，从对火电厂电站热机的工作运行原理的分析入手，探究火电厂电站热机设计过程中存在的主要问题，并针对这些问题，讨论相应的解决策略，以此来优化火电厂电站热机的设计质量。
关键词：火电厂；电站；热机；设计优化
在科学技术发展的进程中，火电厂电站热机设计也逐渐成熟，随着电站设计任务的增多以及CAD的广泛应用，火电厂热机设计逐步形成模块化，但在具体某项工程，不同锅炉厂、不同汽轮发电机厂的不同设备，设计者仍难以完全照搬。笔者经过多年工作经验，对火电厂电站热机设计优化加以总结，以供同仁参考。
一、火电厂热机工作原理
热机是利用内能来做功的机器，它是将内能转化成机械能的零件。热机的工作原理是将燃料燃烧，生成高温高压的水蒸气或者是燃气，使其推动活塞或叶轮而做功。热机的效率为用来做有用功的那部分能量和燃料完全燃烧放出的能量之比。热电站热机的工作过程是由进气、压缩、燃烧和膨胀、排气等过程组成。这些过程中只有膨胀过程是对外作功的过程，其他过程都是为更好地实现做功过程而必须的过程。
按照实现一个工作循环的行程数，工作循环也可分为四冲程和二冲程两类。要对其进行专业的设计，首先就要了解热机的工作性能，热电站热机主要有二个性能分别是：内燃机性能、动力性能、经济性能。内燃机性能主要包括动力性能和经济性能。动力性能是指内燃机发出的功率（扭矩），表示内燃机在能量转换中能量的大小，标志动力性能的参数有扭矩和功率等参考数据。经济性能：是指发出一定功率时燃料消耗的多少，表示能量转换中质的优劣，标志经济性能的参数有热效率和燃料消耗率，电厂对于热和电力之间的效率转化问题也可以在这里找到答案。
二、发电厂热机专业设计的内容分析
随着电力能源在人们生产、生活中的应用范围越来越大，发电厂承担起的供电压力也随之增加。我国虽然拥有丰富的水力、风力资源，但目前依然以燃煤火力发电形式为主。因此，加强以燃煤发电的热力系统的研究，基于技术改造的基本理论，提高热力系统的优化设计，使相关技术提升设备的经济运行是具有非常重要的现实意义的。在发电厂热机专业设计中，应从传统的常规热平衡理念出发，通过建立构建热力系统的数学模型获得相关系统的分析方程，就可以理清提高热力系统工作效率的技术要素，同时结合发电厂自身的运行状况和特点，包括原有的系统设备和热机系统、电厂方位布局等因素，在专业设计中予以体现，最终以科学的设计、实用的技术应用降低热机的工作强度、提高工作效率。
三、火电厂电站热机设计存在的问题
火电厂电站热机设计是一项复杂的工艺，在实际设计过程中，受多方面因素的影响，很容易造成设计过程中出现问题。特别是受设计人员专业水平有限以及操作人员操作不规范、不合理等原因影响，极易使火电厂电站热机在实际运转过程中出现诸多问题，如火电厂的经济效益得不到有效提升，进而影响着整个电厂的总体效益和发展。总的来说，当前的火电厂电站热机运行情况尚可，但其中仍然存在一些较为突出的问题，其中最显而易见，也是影响电厂经营效益的一个最重要问题就是火电厂电站热机使用效率低下的问题。这一问题普遍存在于我国大部分的火力发电厂中，由于热能转化电能不足，致使生产过程中浪费了大量的火力资源，并且造成了巨大的污染。针对这一问题，作者曾展开深入的研究和探索，在研究和探索中发现，这一问题的主要成因有两个方面：一方面是由于火电厂热电站热机组的热力参数和利用率较低，另一方面则是火电厂为降低工程造价而采取的简化系统工艺所致。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆在这两个因素综合影响下，使得火电厂电站热机整体利用率一直得不到有效提升，使得火电厂电站热机的节能效果不佳。从这些问题的表面进行深入探究发现，其都与电站热机设计时设备选型不当以及工艺系统选用不周等大有关系。因此，有必要针对火电厂电站热机系统进行优化设计，以此来有效提升热机的利用率和使用效率。
四、火电厂电站热机设计的优化研究
前文对当前火电厂电站热机设计现状、存在的问题及其成因作了深入的分析，那么在具体的设计过程中，该如何操作，才能实现火电厂电站热机设计的优化目的呢？以下，作者将结合实际，从优化设计的思路及方法、汽轮发动机的优化以及节能等三个方面作具体的阐述与探究。
1、思路及方法
当前，在我国现阶段的工程设计中，三维设计是最常采用的设计方法，也是现阶段工程设计的最高水平。一定程度上，三维设计手段的出现，极大程度的丰富了工程设计的内容，是对传统设计手段和方法的一种有效延伸和拓展。总的来说，三维设计是基于现代计算机三维软件的发展基础上而发展起来的，其主要的设计原理，是依据设计者从本地提供的各项数据参数，输入到计算机三维设计软件当中来进行的三维建模。因三维设计的直观性、可达性等，使得当前在火电厂电站热机设计中，运用三维设计的现象也较为常见。但现代社会日新月异，在其瞬息万变的发展过程中，火电厂电站热机的设计要求也随之发生变化。
2、汽轮发电机
对汽轮发电机进行优化是优化火电厂电站热机中最主要的环节。设计人员在对汽轮发电机进行优化设计时，要非常注意以下三方面问题：一是要保障汽轮发电机轴承中心线设定的准确性，通过严格要求，结合实际，制定出精确的汽轮发电机的连接尺寸，保障汽轮发电机的设计质量；二是要在汽轮发电机的基座上预留能够进行二次浇灌处理的厚度，便于二次浇灌层的形成。三是在优化汽轮发电机的过程中，要合理制定汽轮发电机岛柱之间的距离，做到兼顾保障凝汽器的排气接管和出水口管柱、梁之间不会出现相互摩擦情况、凝汽器的抽空气口突出部位与凝汽器两边的柱体不会发生摩擦情况以及发电机空冷器的安装位置符合要求，合理布置等情况。
3、做好节能措施
此外，针对火电厂电站发展的现实情况，还需要运用一些具有改善性的节能措施来保障火电厂电站热机的经济性能。现阶段我国的大多数火电厂电站热机在实际使用过程中，运行效率都普遍偏低，这使得火电厂资源的消耗巨大，不利于火电厂的经营。而采取节能措施，进行热电联产，不仅能够实现对资源的节约，而且还能促进环境友好型城市的建设。为此，火电厂电站热机设计的相关人员，要不断改良设计工艺，将节能理念充分融入到热机设计中去，尝试热电联产，以此来提升火力资源的利用率，确保火电厂电站热机设计成功优化。
结语：总而言之，针对火电厂电站热机进行设计优化，主要就是采取有效的措施来对热机的运行效率进行提升，应用专业的技术，将火电厂电站热机设计的整体水平进行有效的提高，从而增加火电厂的经济效益，这样就可以使得热机的利用率得到明显的提升，进而在一定程度上就可以解决热机设计中存在的诸多问题火电厂电站热机的优化设计需要专业的设计人员来进行操作，在设讨一的过程中，要注重抓住重点内容，遵循相应的设计原则，使得热机设计逐渐实现模块化和简单化，以促进热机设计质量的提升。
参考文献：
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论文作者:张雪锤,王红波
论文发表刊物:《电力设备》2019年第6期
论文发表时间:2019/7/9
标签：热机论文; 火电厂论文; 电站论文; 汽轮发电机论文; 过程中论文; 性能论文; 发电厂论文; 《电力设备》2019年第6期论文;