火電廠中熱能與動力工程的改進方向研究

張霽

摘要：通常情況下，火電廠以煤炭作為燃料，燃料在燃燒過程中將燃料釋放的化學能轉化為熱能，然后通過汽輪機等機械動力裝置將產生的熱能轉化為機械動能，最后產生的機械能由汽輪機轉化為電能，其中會有小部分能量在轉化過程中遭到損失。通常情況下，火電廠在能量轉化的工作流程中能量的焓值會逐漸下降，想要有效解決能耗的問題就可以利用這一性質，來降低火電廠整體的能量損耗，使能源得到充分高效的利用，實現節能減排的可持續發展戰略。

關鍵詞：火力發電廠;熱能與動力工程;改進方向

引言

隨著我國改革開放的不斷深入發展，推動了我國的經濟實力不斷增強，我國雖然是世界上實力最為強的發展中國家，然而和世界上老牌的發達國家還是有著極大的差距，我國經濟發展還是存在著一些問題，例如我國經濟發展過程中對能源的利用率較低，對相關的企業來講是一個較大的負擔。

1火電廠中動力與熱能工程現狀

熱能與動力工作的核心理論是工程物理學。其研究的主要對象是為了使新型的動力機械與系統得到快速發展，并合理的采用環境科學技術、微電子技術以及機械工程等多門學科綜合研究，實現低污染、高效并且安全的化學能轉化為動能的過程。動力與熱能存在的問題主要存在以下三種問題：

1.1重熱現象及其問題表現

當前火電廠在實際運行過程中，存在一個較為普遍的問題，即重熱現象。這種現象一般表示合理利用能源的過程中，前后兩個不同環節壓力大致相同，第一個環節的焓值要明顯低于第二個環節的相關數值。若不能夠及時控制這種現象，就會產生較大的危害。其中較為顯著的就是火電廠運行過程中的能源使用率逐漸降低。首先重熱現象，電廠在實際運行時難以對電能進行有效利用和儲存，若重熱現象較為明顯時，電能的穩定性必然會受到影響;其次，這一現象會讓電廠在運行時的燃燒質量逐漸降低，導致電能利用效率逐漸降低;最后，發電廠企業也會在這種現象的影響下出現顯著的波動，若其穩定性較差，就會導致電廠的發電質量受到影響，難以達到電廠制定的目標效益。

1.2鍋爐排煙損失問題

鍋爐是火電廠的主要工作裝置，其中排煙溫度是影響鍋爐正產運行的主要因素之一。一般，只要合理控制排煙溫度，就能保證鍋爐的運行效率。專家們經過試驗研究發現，排煙溫度和實際排煙量存在緊密關聯，過大的排煙量會產生巨大的損失。經過驗證發現，排煙溫度產生影響的主要因素有三種：燃料、風溫和風速。因此，為控制合理的排煙量和排煙溫度，要選擇雜質少且灰分和水分適中的燃料，以提升燃燒效率。還要控制風溫和風速，保證燃料供氧適宜，提升燃燒質量。

1.3節流調節以及問題表現

節流調節在火電廠工程運作中具有廣泛的應用范圍。當火電廠運作過程中工作設備突然發生故障，會導致整個發電系統損耗大量能量，降低火電廠生產經經營效益。節流調節更加適用于容量額度小的設備節流調節其中有任一級別達到了最大的負荷承載，機組數量會越變越少，同時級數也越來越高，保證供電壓力的臨界值符合標準，在弗留格爾定律中也提出想要達到理想的節流調節效果，就要保證機組中的級數超過三級，并在系統設備的運行狀態發生變化時，保持系統能平穩運行，沒有變化發生時，應保持機組間通過的流量值相等。

2火電廠動力與熱能的改進策略

2.1燃燒方式創新

在火電廠運行的過程中，煤炭是火電廠運行的最重要的燃料，在汽輪發電機組運行的過程中，煤炭的燃燒充分與否，熱能的轉化率與火電廠的經濟效益密切相關，。煤炭得到了充分的燃燒，則會推動著火電廠的經濟效益不斷提升，更能夠減少對資源的浪費。煤炭的熱能轉化率與其品質密切相關。在火電廠的運行過程中，要不斷的對煤炭的燃燒方式進行改進，在燃燒的過程中，工作人員所選擇的燃燒方式還要充分考慮到煤炭的種類與質量，讓不同質量與種類的煤炭得到最大化的燃燒。除此之外，在煤炭燃燒過程中，根據煤炭的質量與種類，工作人員不斷對氧氣含量進行調整，不斷的對氧氣的含量進行優化調整。在煤炭燃燒的過程中，對燃燒方式的創新要不斷加大投入，從多個方面進行探索，對燃燒過程中的每一個原因都要細心考慮，結合實際情況，進行燃燒方式的選擇，讓煤炭得到最大程度的燃燒，減少對環境的危害，減少資源的浪費，提高火電廠的經濟效益與社會效益。

2.2節流調節的應用分析

節流調解中沒有調節級的說法，在第一級調節即可完成全周進汽。這種設計的優點是，一旦工況發生變化，各級溫度的改變很小，幾乎可以忽略不計，同時表現出較好的抗負荷特性，使節流調節能夠應用于基本負荷的大機組和小容量機組。但是，工況彼此會產生一定的節流損失，使發電廠熱能動力工程在熱電廠的實際運行中表現出較差的經濟適用性。因此，減少節流損失顯得尤為必要。理論研究表明，可以使用弗留格爾公式（變工況前后機組均未達到臨界狀態時，機組流量和其前后壓力平方根成正比）進行計算，得出最適宜的壓力比，進而進行調節。實際調節中，先運用弗留格爾公式計算同流量下各級的壓差和比焓降，確定各零件的受力和工作功率，再檢查汽輪機是否正常流通。該過程也可以被看做在已知流量的前提下，對各級壓力公式符合度進行計算，最終得到節流面積變化，確定節流量。經過多年的驗證可以認為，弗留格爾公式的出現不僅保證了有效的節流調節，而且為熱能與動力工程在熱電廠的應用提供了可能性。

2.3科學對重熱進行運用

在綜合了解電廠熱能、動力工程存在的問題之后，可以充分總結得出重熱現象一般表示多級汽輪機組內部在運行過程中與上一級相比較存在顯著的損失，但是，這些損失能夠在下一級得到運用。重熱系數表示各級運行過程中理想焓降值和焓降值之間的比值，因為重熱現象誘發的負面效應較為顯著，若在機械運行過程中能夠對其進行有效正確的使用，就能夠提升能源的利用率。在實際運行過程中，應將重熱系統運行能源消耗控制在科學范圍之內，并非比值越大越好，在進行回收時只能回收部分損耗，而并非全部。

2.4濕氣損失控制的應用分析

加強濕氣的控制能力在一定程度上降低能耗，保證熱能和動力工程在發電廠中的有效運行。結合發電機工作實際，濕氣損失的原因為：在濕冷蒸汽受熱膨脹的過程中，會有一部分蒸汽發生凝結形成水珠，使蒸汽量減少;水珠的流速遠遠低于蒸汽流速，進而牽引蒸汽造成部分動能損耗，出現蒸汽過冷狀況。濕氣損失會使發電機組的動葉進汽邊緣產生沖蝕，降低葉片長度，減少葉面實際面積，縮短葉片使用年限，尤其在葉頂背弧處最為嚴重。為了降低濕氣對葉片的損傷，可以采用以下方法：首先應該除濕，可以選用汽水分離加熱器，保證低壓缸的效率和安全性;其次，可以選用帶有吸水縫的噴灌，降低設備濕度;最后，可以降低機械損失，使用軸流式汽輪機創造高壓向低壓的指向力，降低能量消耗，提升運行速率。此外，可以改進葉片設計，提高葉片抗沖蝕性能。

結語

火電廠的動力與熱能的生產過程受到多種因素的制約影響，而產生較大的資源浪費現象，不利于資源的可持續發展。為了改善這一狀況，火電廠因根據具體的問題與弊端采取有針對性的實施手段，減少資源浪費現象，保證資源的供應能源源不斷的滿足社會發展需要，實現我國資源綠色可持續發展的戰略目標，并大大提高生態環境。

參考文獻：

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