摘要：现代社会，随着社会的进步和发展，火力发电厂热机专业的设计内容不断推陈出新，设计核心思想也逐渐应用中实践中，并且随着电厂数量的不断增多，人们对火力发电厂热机专业设计的合理性和重要性越来越重视，因此一定要严格按照设计标准设计各个环节，就能大大减少一些不必要的能量损失，提高动力效率。本文主要对火力发电厂热机专业的重要设计环节进行研究和分析。
关键词：火力发电厂；热机；重要设计环节
一、前言
近些年来，随着科学技术的不断进步和发展，各个方面的技术都有了很大幅度提升，且取得了非常显著的成效，其中在火电厂电厂热机专业，不管是设计水准或者工艺水平，都越来越成熟和完善。同时随着我国经济的发展，人们的生产和生活用电量都有了很大提升，电厂供电量和任务在不断增加，电厂设计的设计也在不断增加，因此要对热机专业重要环节进行科学合理的设计，这样不仅可以有效预防电厂发生事故，还能大大提高能量动力效率，减少财力和物力方面的浪费。
二、火力发电厂热机工作原理
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。火力发电厂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，先要了解热机的工作性能，热电站热机主要有三个性能分别是：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，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。
三、火力发电厂热机专业的重要设计环节
1、厂房优化设计
本文就某火力发电厂新增2 台100MW 供热机组工作中，对其热机专业主厂房、热力系统、燃烧制粉系统等进行优化设计
（1）汽机厂房跨度
一般情况下，100MW 的高压机组需要厂房跨度满足27m 的要求。该厂原有的机组为200MW，这种机组需要厂房跨度满30～33m的要求。由于其回热系统所需的设备较多，并增加了大管径低压供热管道和安全阀排汽管道，因此，原有的厂房跨度设计定为30m。为适应新的机组，该发电厂将厂房跨度由原来的30m 改为27m，一方面节省了厂房体积（约为10853m³），使得成本节省148.9 万元；另一方面由于厂房跨度的缩小，使得管道安装的费用节省了约50 万元，同时在一定程度上缓解了厂区占工紧张的问题。
（2）汽机厂房高度
该厂原汽机厂房设计高度为24.1m，目的是为了满足高加设备的高度要求以及维修问题。但结合以往的经验发现，高加设备的使用率并不高， 而且采用20T 的小钩及卷扬机配合使用，也能达到维修起吊的要求。因此，将汽机房高度降为22.245m，使厂房在不影响正常使用的前提下，体积减少了7331m³，节省成本达179.5 万元。
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2、热力系统的优化设计
（1）回热系统
根据原设计中存在的投资高、耗能高、对启停调峰适应性差等问题，该厂采用了两级高加、一级除氧、四级低加、两级蒸汽冷却器、一级疏水冷却器共同组成的“2 高4 低1 除氧”系统对回热系统进行优化。该系统的纯凝工部分热耗为8223kJ/（kW•h），不仅能够减少能耗，在后期的使用过程中证实了该设计能使每年在热耗方面节省约19.38 万元的运营费用，同时也表现出了更好的适应启停调峰的能力。
（2）加热器疏水系统
针对加热器疏水系统的设计，一般采用的液位调节器都是浮球式或电动式两种控制系统。这两种控制系统都存在一定的缺陷，如易磨损腐蚀，而液位调节器又是较常使用的设备，频繁的操作动作会使调节器出现液位失控、卡涩等故障，对于发电厂的正常生产会造成一定的负面影响。针对以上问题，在设计时该厂放弃了传统的液位调节器，而采用了汽液两相流
自调节水位控制器，这种控制器在牡丹江第二发电厂疏水系统中的应用取得了不错的应用效果，在该厂后期的系统应用中，汽液两相流自调节水位控制器也表现出了较强的性能，不仅有效地解决了上述问题，同时也起到了较好的节能作用。
（3）加热器空气系统
常规的设计对于加热器空气系统都会采用以一根母管将加热系统的空气管路进行合并，再接入凝汽器。这种设计在实际使用中已暴露出很多问题，比如由于不同压力使得高加排挤低加抽汽、降低加热器的换热效果等。该厂结合以往的经验，在进行这一部分的设计时，采用了将高、低加系统空气管路进行分开设计、单独接进凝汽器的处理方法，有效避免了常规设计的缺陷。
3、燃烧制粉系统优化设计
（1）低负荷稳燃
该厂在设计燃烧制粉系统时，在锅炉炉膛的两个一次风口采用的是双通道自稳式燃烧器，主要目的是为了满足低负荷稳燃要求。但燃烧器是通过预燃室内偏置射流形成的高温烟气回流区，以保证稳定的煤粉气流所需的高温热源，使煤粉稳定着火，这样不仅可以保证煤质的燃烧稳定性，同时也增加了燃烧制粉系统对不同种类的煤的适应性，大大提高了机组的运行性能。
（2）制粉系统
针对制粉系统的设计优化主要体现在节能设计、采用新型锁气器和防磨措施三个方面。通过在同一台炉的两个细粉分离器之间设置落粉交叉管，不仅使磨煤机的启停次数减少，还可以缩短输粉机的长度，节省设备的投资成本，并取得较好的节能效果。在制粉管道的设计中采用具有更好密闭性、更佳调节性的新型球式锁气器，基本可以杜绝由传统的锥式锁气器造成的漏气问题，可以更好地防止粉尘泄漏，在文明生产、环境保护方面的作用非常明显。而防磨措施主要是为了应对劣质烟煤的灰分对设备的强力磨蚀破坏。这一部分的设计工作主要体现在对制粉管道关键部分如渐缩管、再循环管、回粉管等的部位的改造安装，该厂采用粘贴耐磨陶瓷材料加强管理的防磨性能，使制粉管道的寿命得到到了明显的延长。
（3）送粉管道
该厂在进行送粉管道的设计时，放弃了传统的双托板混合器，采用新型的单托板全负压煤粉混合器。这种混合器可以保证混合器始终处于负压状态，从而消除托粉问题，使给粉的均匀度得到提高，确保系统运行的安全性和稳定性，同时降低系统运行的能耗，提高机组的经济效益。
四、结束语
综上所述，在具体的热机设计工作中，作为设计人员应该掌握关键的设计环节，有效明确整体的设计思路，进行模块化的热电站设计，进而促使火力发电厂热机专业设计工作和质量得到大大提高。
参考文献：
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[3]王晓鹏，乔承龙.浅析中小型热电站热机专业设计的关键环节[J].中国新技术新产品，2017（15）：78-79.
论文作者:杜永安
论文发表刊物:《电力设备》2018年第21期
论文发表时间:2018/12/12
标签：热机论文; 火力发电厂论文; 系统论文; 制粉论文; 性能论文; 厂房论文; 疏水论文; 《电力设备》2018年第21期论文;