電廠熱能動力設計的探究

歐陽攀

【摘要】隨著我國經濟的不斷發展，常規能源的供求嚴重不平衡，能源需求量大，但供應不足，熱能動力在安全、高效、低污染將熱能轉化為動能方面發揮著不可替代的作用。對其設計進行研究是為了提高熱能轉化為動能的效率。本文就電廠熱能動力設計進行了簡單的分析。

【關鍵詞】電廠；熱能動力；設計

一、當前熱動能設計的現狀

目前，在我國北方城市，由于地理位置的原因，大型熱電廠成為城市用電的主要來源。然而絕大部分火力發電廠所用的燃料是燃煤。針對當前中國燃煤的產量，其資源日漸枯竭，并且燃燒后的產物對環境產生極大的破壞。除此之外，輸煤控制系統在火力發電的過程中起著關鍵的作用，其主要工作是負責上煤和配煤，從而提供燃煤保證運行。但整個過程工作量大、條件惡劣、人工作業難以暢通等缺點；目前大多數熱電廠都是采用的局部優化方法，系統工程方法技術不成熟，應用研究較少，具有局限性，利用計算機研究的項目不完善，系統節能還需要得到進一步發展；對于熱力系統來說，不同的分析理論熱力系統要從不同的角度來理解，因此，不同理論間的關系的研究有待加強。改善當前現狀，采用節能設計需要準確的理論指導，就必須正確建立系統研究。

二、熱動能設計原則

任何設計都需要遵循基本原則，電廠熱動能設計更應該如此。在熱動能設計中應把握“系統可行性、技術先進性、經濟合理性”，這三個基本原則。（一）系統可行性，在規劃設計方案提出后，要進行可行性研究。雖然熱動能子系統具有很高的優越性，但是不同場合選擇性也不相同，要針對實際情況再做決定。（二）技術先進性，先進的技術很重要，但是不能盲目引進，要達到國家標準、滿足客戶需求，在追求先進技術時，要使設備得到及時的維修。（三）經濟合理性，熱動能設計目的在于經濟上取得最大利益。要根據實際情況，制定切實有效的方法來節能，不能僅僅為追求節能而增加不必要的投資，盡可能的合理選用設備。總之，要根據具體的實際情況來處理，多方面的考慮節能措施，相互協調平衡，達到最大經濟效益。

三、不斷優化電廠動能設計和研究的方案

在電廠動能設計中，要不斷優化的設計方案。合理的熱動能設計是火力發電的重要環節。要想能夠做到優化方案，就需要采取以下措施：（一）對于火力發電中的運行機組，需要通過節能診斷，系統優化，質量監測等環節實現目標。（二）對汽輪機通流部分進行改造?？梢蕴岣咂啓C內效率，達到降低消耗的目的，或者是提高汽輪機的出力，更換氣缸，將雙列調節級改為單列調節級等措施。（三）改造鍋爐空氣預熱器?？疹A器漏風問題會影響鍋爐燃燒，降低工作效率。采用新型密封技術，可以減少排煙損失降低灰塵，節省場內用電量。（四）鍋爐系統改造。改造密封系統，提高制粉效率，從而降低燃煤消耗。（五）冷卻水循環利用。將循環冷卻水帶走的熱量利用起來，減少能源浪費。除此之外，在制定方案的過程中，還需要按照其它綜合要求來不斷完善整個方案。并且結合實際反復的改進，這樣就會大大提高節能的效率。

四、電廠熱能動力設計的關鍵環節

在電廠熱能動力設計中，其關鍵環節就是對主要熱力系統的設計，以300MW機組為例，火力發電系統主要由燃燒系統、汽水系統、電氣系統、控制系統等組成。各個系統之間相互協調，保證各系統安全合理的運行。其中包括幾個方面。（一）主蒸汽與再蒸汽系統。熱電廠通過對煤粉的燃燒，使爐中的水變為水蒸汽，水蒸汽進入高壓缸。為了減少熱能浪費，進行二次加熱，使水蒸汽進入中壓缸。利用中壓缸的蒸汽推動發電機發電。對于主蒸汽流量測量，就是在管道上設置檢測裝置，根據壓差測量流量；或者根據汽輪機調節前后壓力來測量?？紤]到電廠鍋爐在維修后，能夠用水壓檢測管道，故在300MW機組設計中，對再熱管道進出口設置了堵板。（二）主給水系統。300MW機組給水泵配置有幾種不同容量氣動與電動調速水泵的搭配方法，隨著采用氣動加電動調速泵的配置方式，系統給水采用一段調節。其優點是減少管道阻力損失，取消調節閥?？紤]到實際情況，在管道設計中，在省煤器前加一只止回閥，一只閘閥和調節閥，其作用是彌補了調節范圍的不足。（三）凝結水系統：鍋爐中的水加熱成水蒸汽，進一步加熱成過熱的蒸汽，通過管道進入汽輪機。從而推動汽輪機帶動發電機發電。為提高熱效率，從汽輪機抽出的部分蒸汽，用以加熱給水。此外，高壓機組中采用熱循環，把作功的蒸汽從高壓缸全部抽出，送到再熱汽中加熱，隨后引入氣輪機中壓缸繼續作功，出來的蒸汽，進入低壓缸中作功。在這個往復過程中，蒸汽溫度不斷降低，最后被冷卻凝結成水。凝結水由凝結水泵加熱除氧，隨后送至高壓加熱器，在以熱水的形式進入鍋爐，就這樣不停地往復作功。（四）燃燒系統。燃燒系統是由一系列輸煤控制系統，包括輸煤、磨煤、粗細分離等流程組成。皮帶將碎煤送進煤斗內，經過磨煤機磨粉，利用空氣的熱風，將煤粉分離，合格的煤粉經排粉機送至粉倉，隨后進入噴燃器送到鍋爐里燃燒。煙氣經脫硫處理，排到大氣中。（五）發電系統。發電是由永磁機發出高頻電流送到主勵磁機，主勵磁機發出電后經過調壓器送到發電機轉子，發電機轉子旋轉便感應出電流。

五、熱能動力工程的發展創新

熱電廠在生產過程中可以對出現的重熱現象進行合理的利用，通常重熱指數會在一定的范圍內合理的變化，在這種情況下，可能會出現能量損失的情況，因此，重熱數值并不是越大越好，同時，熱電廠在生產過程中要對出現的重熱情況進行合理的利用，先要將重熱數值控制在合理的范圍內，然后根據熱電廠的熱能動力工程運行情況來進行確定。

一次調頻和二次調頻。一次調頻是一種被動的調頻措施，是根據調節發動機的轉速來進行進一步的調節，這種調頻措施不能對外界數值的變化而進行精準的調節，只能進行一定的控制。而二次調頻在把電網頻率控制在一定數值的情況下，可以利用智能調節預先設定方程式，來對機組進行重組和分配，這種調頻方式可以對數據進行有效的控制，相對精確可靠。

降低濕氣損失。濕氣的增多會給熱電廠的運作帶來一定的困擾，產生濕氣后對熱電廠中的運作潛在許多隱患，例如，濕蒸氣隨著溫度的變化，會凝結成小水珠，而在汽流的運行過程中小水珠可能會對流速產生影響，造成了動能不必要的消耗損失。有時蒸汽溫度過低也會加重濕氣，為了降低濕氣的損失，減少它對機組運行的影響，可以采用祛濕裝置，但安裝這種裝置要定期檢修和更換，會帶來較大的經濟成本的支出，因此中間增加熱循環過程是一種經濟有效的措施。

結束語

火力發電是一項關乎到國計民生的偉大工程，鑒于當前人類面對越來越嚴重的能源危機，節約能源是必經之路。這對電廠熱動能設計提出了巨大挑戰。目前，我國的火力發電工程中降低能耗有著很大空間，應該對其節能環節有著充分的意識。因此在今后的發展過程中，不僅要注重經濟效益，還要注重社會效益與環境效益的有效結合，充分發揮熱動能設計在火力發電中的重要作用，促使火力發電節能設計不斷地向前發展。并且加大研究力度，在此方面獲得更大的突破，適應社會的需要，取得更長遠的進步。除此之外，希望我國電力事業日益強大，爭取走在世界的前沿。

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