試論如何實(shí)現(xiàn)熱能與電力工程針對性的運(yùn)用強(qiáng)化

摘要：本文分析了電廠熱能動力工程容易出現(xiàn)的問題，從重?zé)岈F(xiàn)象、調(diào)配、節(jié)流調(diào)節(jié)、調(diào)壓調(diào)節(jié)、濕氣損失五個方面來就熱電廠中熱能與動力工程的有效運(yùn)用進(jìn)行了探討。

關(guān)鍵詞：電廠 熱能動力工程 有效運(yùn)用

熱電廠采用供熱式機(jī)組，在電能供應(yīng)之余，還利用汽輪機(jī)排汽或抽氣來滿足用戶生活和生產(chǎn)所需熱量，相比于一般發(fā)電廠熱、電分產(chǎn)”的形式更具先進(jìn)性和前瞻性。但著眼于熱能與動力工程在熱電廠中的基本運(yùn)用，仍表現(xiàn)出眾多問題，制約著熱電廠能量利用率的進(jìn)一步提升。

1 電廠熱能動力工程容易出現(xiàn)的問題

防止?jié)衿麚p耗的要點(diǎn)：第一，實(shí)現(xiàn)過程中熱能再利用；第二，加裝減濕互環(huán)節(jié)；第三，使用帶收集液態(tài)水功能的噴管；第四，增強(qiáng)其抗腐蝕作用。整體裝置運(yùn)行過程中，要實(shí)現(xiàn)好各部件間的潤滑效果，還可以使泵裝置、速度控制裝置的運(yùn)行，因?yàn)檫@些過程可能產(chǎn)生無用功，造成機(jī)械能損耗。

氣體沿軸流動的裝置中，一般是蒸汽從氣壓強(qiáng)的入口端進(jìn)入、而從氣壓弱的出口端流出，這等同于對整個裝置的轉(zhuǎn)軸產(chǎn)生一個沿軸方向的力，其方向由氣壓強(qiáng)處指向氣壓弱處。從而使轉(zhuǎn)軸發(fā)生偏轉(zhuǎn)，通常稱這個力為沿軸推力。

損耗濕汽的因素：第一，濕潤的氣體發(fā)生膨脹，其中有些因氣溫降低而變成了水，從而不能做功；第二，這些液態(tài)水的流速小于氣流速度，從而會降低氣體的速度，也會產(chǎn)生一定的動能損耗；第三，液態(tài)水都粘在管壁上了，既產(chǎn)生水的損耗又產(chǎn)做了無用功，使葉輪做功減少；第四，遇冷的水蒸汽使得汽量減少，而且還會損害葉輪的邊沿，尤其是會造成其背面彎處產(chǎn)生腐蝕。

級間工況變化的特點(diǎn)：第一，當(dāng)臨界點(diǎn)未出現(xiàn)時，其流量同各級間的壓力呈一定非簡單正比的關(guān)系；第二，當(dāng)臨界點(diǎn)出現(xiàn)時，其流量同各級間的壓力呈正比關(guān)系，而且同其它參數(shù)沒有關(guān)聯(lián)。

沿軸方向的推力特點(diǎn)：第一，蒸汽凝結(jié)成水時，推力變大；第二，液態(tài)水與葉輪發(fā)生撞擊時，推力也變大；第三，負(fù)載增大，推力變大；第四，負(fù)載被甩時，推力變大。第五、葉片老化，推力變大。

2 合理利用重?zé)岈F(xiàn)象

熱電廠兼具發(fā)電和供熱作用，“熱電聯(lián)產(chǎn)”的能量生產(chǎn)方式在環(huán)保、節(jié)能方面優(yōu)勢明顯。所謂重?zé)岈F(xiàn)象，指的是多級汽輪內(nèi)一小部分的上一級損失，可在之后的各種被利用。重?zé)嵯禂?shù)則指的是相比于汽輪機(jī)理想焓降，各級理想焓降之合的多出值，所占汽輪機(jī)理想焓降的比例。充分利用重?zé)岈F(xiàn)象，可使得整個效率比各級平均效率要大，而這一現(xiàn)象利用是在級效率降低的基礎(chǔ)上完成的，只能將一部分損失回收，一般情況下，其重?zé)嵯到y(tǒng)保持在0.04與0.08之間，且并非越大越有利。這就要求，熱電廠中對于重?zé)岈F(xiàn)象的利用，應(yīng)當(dāng)以選取合理的重?zé)嵯禂?shù)為前提，結(jié)合自身熱能與動力工程實(shí)際，來確定合理重?zé)嵯禂?shù)，從而使機(jī)組更好地服務(wù)于熱電廠運(yùn)行。

3 恰當(dāng)?shù)恼{(diào)配選擇與工況變動

并網(wǎng)運(yùn)行機(jī)組在遇到電網(wǎng)頻率變動（外界負(fù)荷變化所致）的情況下，會以自身的差異動態(tài)特性為依據(jù)，來進(jìn)行增減負(fù)荷的自動啟動，進(jìn)而用于電網(wǎng)周波的維持，這樣的一個完整過程就被稱作是一次跳頻。其特點(diǎn)是頻率調(diào)速快，但發(fā)電機(jī)組隨調(diào)整量不同而存在差異，且為有限的調(diào)整量，增加了值班調(diào)度員的控制難度。而當(dāng)電力系統(tǒng)發(fā)出電力或負(fù)荷存在較大變化時，運(yùn)用一次調(diào)頻難以實(shí)現(xiàn)常規(guī)頻率恢復(fù)時，就需要采用二次調(diào)頻的方式。一般情況下，二次調(diào)頻包括手動與自動調(diào)頻兩種形式，其中自動調(diào)頻方式因在運(yùn)用特性表現(xiàn)出諸多特性而成為普遍推廣的二次調(diào)配形式。在熱電廠中，恰當(dāng)選擇調(diào)配方式，對于提高其自身運(yùn)行水平十分必要，立足對并網(wǎng)運(yùn)行機(jī)組的正確認(rèn)識和狀況掌握，避免因錯誤調(diào)配方式，所造成的熱能與動力工程運(yùn)用效用低下。此外，焓降變化同汽輪機(jī)工況變化存在密切聯(lián)系，當(dāng)全開第一閥，增加工況流量時，壓會隨之增大，相比于焓降，調(diào)節(jié)級要減小，反之則呈現(xiàn)同上述相反的變化。而在關(guān)閉第二閥，全開第一閥時，相對于焓降，調(diào)節(jié)級到達(dá)最大中間級，此時，如發(fā)生工況變動，則中間級的壓力比與焓降均維持不變。這為我們實(shí)際工況的調(diào)節(jié)提供了依據(jù)，結(jié)合所需得到的焓降變化，來進(jìn)行恰當(dāng)?shù)墓r變化，來更好地滿足熱能與動力工程在熱電廠中的運(yùn)用需要。

4 有效的節(jié)流調(diào)節(jié)

節(jié)流調(diào)節(jié)不存在調(diào)節(jié)級，在第一級就可完成全周進(jìn)汽，當(dāng)工況變化時，各級溫度只有減小的變化，且表現(xiàn)出較好的負(fù)荷適應(yīng)性，適用于基本負(fù)荷大機(jī)組和小容量機(jī)組，表現(xiàn)出較差的經(jīng)濟(jì)性，體現(xiàn)在節(jié)流損失方面。在熱電廠實(shí)際運(yùn)行當(dāng)中，可應(yīng)用弗留格爾公式，來保障熱能與動力工程的有效運(yùn)用，結(jié)合該公式的應(yīng)用條件，來就同流量下各級的比焓降、壓差進(jìn)行推算，進(jìn)而對相應(yīng)的零部件受力情況和功率效率加以確定，并對汽輪機(jī)是否正常流通進(jìn)行監(jiān)視，即在流量已知的基礎(chǔ)上，以運(yùn)行時組前各級壓力的公式符合度為依據(jù)，來對流動部分面積的變化情況作出判斷?？梢哉f，依靠弗留格爾公式的應(yīng)用，保障了機(jī)組內(nèi)節(jié)流調(diào)節(jié)的有效性，為熱能與動力工程在熱電廠中的有效運(yùn)用提供了基礎(chǔ)條件。

5 減少調(diào)壓調(diào)節(jié)損失

調(diào)壓調(diào)節(jié)增加了機(jī)組對負(fù)荷的適應(yīng)性和自身運(yùn)行可靠性，促進(jìn)了部分負(fù)荷下機(jī)組經(jīng)濟(jì)性的提高，為熱能與動力工程在熱電廠中的實(shí)際運(yùn)用提供了條件，但同時，調(diào)壓調(diào)節(jié)亦存在不足，如高負(fù)荷區(qū)域下實(shí)施滑壓調(diào)節(jié)不負(fù)荷經(jīng)濟(jì)性要求；動葉柵內(nèi)大機(jī)組蒸汽做功后，存在機(jī)械能的轉(zhuǎn)化，會造成蒸汽的余速損失；鼓風(fēng)損失與斥氣損失等。這些調(diào)壓調(diào)節(jié)損失的存在，亦表示著熱電廠熱能與熱電廠動力工程的運(yùn)用損失，但這部分損失，很大程度上是由機(jī)組運(yùn)行機(jī)理決定的，而非簡單的系統(tǒng)故障和人為失誤，需要依靠先進(jìn)工藝的引進(jìn)，技術(shù)上的突破來減少損失。這就要求我們應(yīng)當(dāng)在調(diào)壓調(diào)節(jié)損失方面，積極探索，研發(fā)出更具科技含量的產(chǎn)品，拜托現(xiàn)有的能量損失限制，從而使熱電廠熱能與熱電廠動力工程的運(yùn)用更具先進(jìn)性和前瞻性。

6 減少濕氣損失

濕氣損失是熱電廠能耗損失的重要組成，減少濕氣損失，對于熱能與動力工程在熱電廠中的有效運(yùn)行十分必要。分析濕氣損失的產(chǎn)生原因，主要包括如下方面：在濕蒸汽膨脹過程中，蒸汽發(fā)生部分凝結(jié)作用，造成蒸汽量的大大減少；蒸汽流速遠(yuǎn)高于部分水珠流速，在水珠牽制下，大量動能被消耗；濕蒸汽過冷現(xiàn)象等。濕氣損失的直接危害就是動葉進(jìn)汽邊緣遭受損傷，葉頂背弧處所受沖蝕尤為嚴(yán)重。為減少濕氣損失，在熱電廠實(shí)際運(yùn)行中，可采取如下措施：應(yīng)用去濕裝置；應(yīng)用中間再熱循環(huán)；提升機(jī)組抗沖蝕能力；應(yīng)用帶有吸水縫的噴灌等。在汽輪機(jī)運(yùn)行過程當(dāng)中，除要克服推力軸承與支持軸承的摩擦力外，還應(yīng)啟動調(diào)速器和主油泵，這些動作的完成均需要消耗一定的能力損失，即機(jī)械損失。這時，就可考慮軸流式汽輪機(jī)的應(yīng)用，一端引入高壓蒸汽，另一端排除低壓蒸汽，這樣無形中就形成了高壓向低壓的指向力，降低了能量消耗，保證了熱能與動力工程在熱電廠中運(yùn)行的高效性。

總之，對于熱電廠的性能優(yōu)化與長足發(fā)展具有積極的現(xiàn)實(shí)意義。保證熱能與動力工程在熱電廠中的有效運(yùn)用，是當(dāng)前擺在電力行業(yè)面前的重要課題，借鑒本文內(nèi)容，著眼于實(shí)際問題，來實(shí)現(xiàn)熱能與電力工程針對性的運(yùn)用強(qiáng)化，進(jìn)一步提升熱電廠運(yùn)行效率。我們有理由相信，只要我們協(xié)同合作，在工作中一絲不茍，熟練掌握實(shí)操技術(shù)，熱電廠的發(fā)展前景必將十分廣闊。

參考文獻(xiàn)：

[1] 王文才.熱能動力設(shè)計研究[J].中國新技術(shù)新產(chǎn)品，2011，（22）.

[2] 高雷.熱電廠中的熱能與動力工程[J].山西建筑，2010，（5）.

[3] 鄭飛飛.關(guān)于熱能與動力工程的討論[J].中國科技博覽，2012，（1）.

[4] 陳威.電廠優(yōu)化運(yùn)行中汽輪機(jī)能損相關(guān)問題的探討[J].中國新技術(shù)新產(chǎn)品，2010，（5） .