热电厂中热能与动力工程的有效运用研究论文_杜江涛

热电厂中热能与动力工程的有效运用研究论文_杜江涛

(大唐陕西发电有限公司西安热电厂 陕西省西安市 710300)

摘要:对热电厂能源供应来说,起作用体现在发电与供电的有效循环过程中,随着社会发展对能源需求的不断提高,相关的热电厂对供应能源的组成结构进行了相应的设计和应用。即热电厂在客观形态上就有别与发电厂,在相关的装机容量受热负荷大小、性质等制约,机组规模等小于火电厂的主力机组中,因其具备的发电和供热的特性,使其与传统的发电厂进行比较的过程中,热电厂中热能与动力工程的有效结合运用,使得其在发电方面的优势体现明显。

关键词:热电厂;热能动力工程;运用

1 热电厂热能动力工程运用的原理

就热电厂热能动力工程运用研究来说,其出发点就在于热能动力工程作用发挥机制的明确,即明白热能动力工程是如何在热电厂中运用的,这也是优化热能动力工程运用策略探寻的前提和基础。就目前大多数的热电厂发展来看,多数电厂所采用的都是火力发电的形式,即通过火力来实现能量之间的转换,从而实现电力资源生产的目的。

在热电厂运转过程中,首先需要对煤炭等能源进行燃烧来产生热能,通过这些热能对锅炉内水的作用转换为水蒸气,而经过对锅炉的加热处理,可以使这些水蒸气进入高压缸内,进而转化为动能,随后动能经过汽轮机转化为电能,同时一部分能量在通过汽轮机后被传输出去。而在汽轮机中排出的气体会通过相应的凝气管的冷凝作用转化为液态的物质,并通过凝结水泵进入输出泵中,重新返回到锅炉内部,实现循环利用的效果。通过上述电力资源产生的过程分析可以发现,制约热电厂电力生产效率的因素主要有两点,即煤炭燃烧过程中所产生的煤灰在运输过程中所发生的热量损失和能量传输过程中的能量损失。而如果能够将损失掉的能量通过一定的方式收集起来像气体循环利用那样利用起来,则会大大提升热电厂电力生产的效益。

2热能与动力工程在热电厂中的运用方式

2.1合理选择重热系数

(1)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。

(2)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。

2.2调频转换的控制

(1)促进热能转换。在热电厂发电过程中,热能转化为电能,当热能传递至汽轮机后即可传送出去,但是在此过程中,由于蒸汽无法完全转化,必然会产生能耗问题。对此,需要注意提升热能转换效率。

(2)调节喷管。调节阀上所通过的负荷的最大流量并不是统一的,如果有调节剂,并且负荷在1以内,则调节阀开启的数量与时间变化之间有一定的联系。如果为部分负荷,则通常情况下,喷管调节效率大于节流调节效率。在热电厂运行中,如果运行工况的变化比较小,则汽室温度也不会发生较大变化,这样就会造成负荷适应能力降低。在喷管调节过程中,能够快速将机组转速调节至额定值,如果设备功率发生变化,其可以对各个机组之间的负荷进行再次分配,保证电网频率不会发生较大变化。

(3)调节节流。当运行工况发生变化时,可能会出现节流损失问题,对于任何一级组级数,都可以进行节流调节。节流调节的主要特征有:没有调节级,第一级全周进汽;在运行工况发生变化时,各级温度的变化幅度比较小,并且负荷适应性高;在运行工况发生变化时,会产生一定的节流损失,经济性比较差;机组的临界压力指的是在机组运行中,其在任何一级处于临界状态时,机组的最高背压。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆机组的级数有很多种,如果数值比较小,则说明临界压力值也比较小,在机组的同一个运行工况下,不同级组所通过的流量是相同的,但是如果机组处于不同的运行工况,不同级的通流面应保持不变。通过应用调压调节方式,能够提升机组运行的可靠性以及对于负荷的适应性,进而促进机组运行经济效益的增加。高负荷区滑压调节的经济性比较差,因此,主要作用于单元大机组,当蒸汽推动叶栅中做功后,会产生这一级的余速损失,工作喷管所占的弧段长度与整个圆周长派的比值指的是部分进汽的程度。

2.3减少湿气损失

在热电厂消耗能量中,湿气损耗是十分重要的组成部分,为了促进热能以及动力工程在热电厂中的应用,必须采取有效措施,降低湿气损耗。造成湿气损耗的原因有很多种,最为关键是蒸汽流动的速度比水珠快,主要是因为水珠有阻挡作用,这样就会损失很多能量,导致湿气损耗,或者湿蒸汽温度不高。在湿蒸汽的膨胀过程中,蒸汽会不断凝结,进而出现湿气量损耗。湿气损耗对于叶片的边缘位置可能会造成一定的损害,其中叶片顶部所受到的冲击作用最大,损害也最大。对此,可以降低湿气损耗,减少损害。具体应该注意以下几点:采用具有吸水缝隙的喷灌,提升机组抗冲击能力,同时,在使用过程中进行加热一次轮回,降低湿气损耗。在汽轮设备工作的程序中,应该开启主油泵以及调速设备,在此过程中会产生机械损耗。采用轴流式汽轮设备,可以一边吸入高压蒸汽,而另一边排放低压蒸汽,以此形成高压朝低压的指向力,降低能量损失,提升热电厂运行经济效益。

2.4恰当的工况变动

汽轮机工况的变化与焓降的变化之间有一定的关联,随着全开第一阀工况流量的不断增加,其压力也会有所增加,而调节级与焓降比较小。随着流量的降低,其压力也会随之降低,此时,调节级与焓降比较比较大。当全开第一阀并且关闭第二阀时,调节级要达到最大中间级,此时如果运行工况发生变动,则各中间级的焓降以及中间级的压力比不会发生较大的变化。因此,可以在结合所需要得到的焓降变化的基础上,合理调节运行工况。

2.5提高汽轮机的真空度

在汽轮机运行中,为了保证机组运行的真空调节,应该注意提升汽轮真空度,这就要求对第二台循环水泵以及真空泵的开启时间以及运行时间进行严格控制。在真空系统实际运行过程中,可能会出现低负荷泄漏的问题,而在高负荷运行状态下不会发生泄漏。对此,应该注意提升真空度。在控制真空度的过程中,首先可以对当地大气压进行计算和测量,算出当启动第二台循环水泵后背压降低1.5k Pa时,则多发280k W•h,以此来控制真空度。

2.6缩短锅炉上水到锅炉点火时间间隔

为了尽量减少循环水泵的运行时间,应该注意结合实际情况适当缩短锅炉上水到锅炉点火之间的时间间隔。在机组运行前,可以打开主汽管道,排除大气,并根据温差适当减小汽包压力,尽快停运。另外,还需要注意,在循环水泵的实际运行过程中,如果汽机低压缸排汽温度下降,则应该停止运行。热电厂的主要能源为原煤,但是煤的供应稳定性比较差,燃烧效果无法保证。对此,要求合理配给燃料,在锅炉燃烧过程中,注意燃烧调整,减少不完全损失。除此以外,还应该注意定期排地沟门,减少蒸汽通过时的凝结水,在最大程度上减少能量损失。

结束语:

通过对热能和动力工程在热电厂能源产能的多方面有效应用分析和研究中,我们发现,随着我国市场经济的不断发展和社会能源产能需求的不断提高,其热电厂在现实发展过程中,即是经济效益创造的客观因素,同时也是未来社会进程在热电厂应用效率的必然发展方向。因此,在相关的热电厂中热能与动力工程的有效应用研究中,我国相关的工作人员需要根据国内现实发展的实际需要、实际问题,进行相应措施的提出和完善,才能在相关因素的运用前提下,降低对能源能耗的现象,真正实现高效节能的社会能源需求满足。

参考文献:

[1]孟鹏.热能与动力工程在热电厂中的运用[J].工程技术研究,2017,(10).

[2]高新勇,孙士恩,何晓红,等.基于热力学第二定律的热电厂低真空供热能耗分析[J].热能动力工程,2016,(6).

[3]刘勇,王志勇.谈热电厂中的热能与动力工程[J].信息记录材料,2017,(8).

论文作者:杜江涛

论文发表刊物:《电力设备》2018年第31期

论文发表时间:2019/5/5

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