新時期熱能與動力工程在電廠中的創新分析

王海錚

（中國礦業大學，江蘇 徐州221000）

電廠運行的過程中，電廠機組在工作時會產生相應的熱能，那么如何將產生的熱能高效率的轉化為電能，再利用所產生的電能維持供熱系統，如果能夠實現這一構想，那么意義非凡。但就目前而言，這項工作尚不成熟，在具體應用過程中，雖然能夠將熱能轉化為電能，但比起高效率轉化，生產效率并不理想，實際效果與構想的仍然相去甚遠[1]。所以，為了推動新時期熱能與動力工程的發展，必須要有創新的思維，采取有效措施解決這些棘手的問題。

1 當前熱能和動力工程在電廠運行中存在的缺陷

1.1 濕氣所產生的損耗問題

電廠運行的過程中，受蒸汽作用影響，動能會轉化為電能，但是隨著溫度的升高，蒸汽會發生膨脹，產生水滴，而這一過程會消耗很多濕氣。不僅如此，水滴的移動速度也會對濕氣消耗造成影響。當蒸汽大于大于水滴的移動速度，會再次增加濕氣的消耗。除此之外，當水滴影響到主流運動時，噴管會對其進行干擾，造成連鎖反應，導致多余設備操作，這樣一來，就會消耗更多的能量和濕氣。

1.2 重熱現象引發的負面問題

電廠運行的過程中，熱能的重復利用通常是重熱現象的主要表現，但其中也存在很多問題影響電廠能源利用率，甚至對電廠能源利用率的提高起嚴重制約作用。電廠的電能很難在重熱過程出現問題時得到有效儲存，重熱過程的出現還會導致在發電燃燒過程中，蒸汽機的數值的破壞，對燃燒緩解的穩定性產生負面影響[2]。不僅如此，重熱現象還會引發氣壓波動，波動的氣壓會降低電能品質，進而影響整個發電廠。

1.3 節流調節問題

一般情況下，對于容量額度較小的設備來說，節流調節對其作用更加明顯。由弗留格爾公式不難得出：機組中的級數必須超多三級是節流調節的應用前提，當發電設備工作狀態穩定時，他們的流量是相等的，即便時不同的機組。但當設備狀態發生變化，必須要立即采取措施，保證系統能夠穩定工作。因為一旦設備狀態發生變化，流量就會發生變化，增加系統負荷，對電廠的經濟效益造成嚴重影響。

2 熱能和動力工程在電場中創新的有效措施

2.1 對降低濕氣采取的有效措施

電廠運行的過程中，在產生熱能時，也會伴隨著大量濕氣的產生。在熱傳遞的作用下，會存在機組出現能耗現象，這是由于溫度較低的濕氣在損耗過程中會消耗部分熱能導致的。這一問題的解決，有賴于相關部門對提高濕氣控制，采取措施降低濕氣，使得機組發電效率有所提高。譬如：某電廠在運行的過程中，濕氣耗損問題也引起了上層和工作人員的注意，他們決定借鑒其他電廠在處理濕氣能耗上的處理方法，貼合自身實際，研究與借鑒并重，工作人員決定采取中間加熱的方式降低能耗。簡單來說就是安裝再熱循環裝置，通過對中間環節的控制，來降低濕氣耗損。即在機組運行設備上，安裝一個再熱循環裝置安裝，通過此裝置來避免溫度過低造成的影響，將作功后蒸汽再次加熱，以此確保加熱后的蒸汽溫度與主蒸汽溫度相當，此后恢復正常工序。以上介紹的是中間加熱手段，在提高循環熱效率方面很有成效，同時其能夠確保排氣濕度符合標準規定，進而也起到了對葉片侵蝕的減緩作用。當然，提高設備運行的內效率，必須建立在不影響設備的正常使用年限，相輔相成，以此消弱能耗問題帶來的弊端。當然，提升機組抗沖蝕能力，也可以緩解能耗。兩種方法，雙管齊下，事半功倍。

2.2 合理利用重熱的有效措施

當前，我國電廠運行中，應用較為廣泛的是多級汽輪機。但其有很明顯的弊端，多級汽輪機在工作時，每一級都會產生熱量，積少成多，就會導致熱量過剩。而這些熱量并無實際用處，在此，可以考慮在具體作業時，將此熱量進行儲存轉化來加以利用。譬如：某電廠在運行的過程中，重熱現象引起了上層和工作人員的注意，他們決定采取儲存熱能的方式來合理利用重熱現象[3]。通俗地講，就是將吸收式熱泵安裝在多級汽輪機設備中，而熱泵的組成部分主要是發生器、冷凝器、吸收器和蒸發器。在熱泵的作用下，上一級設備在熱能轉化過程中，剩余或者新產生的熱能可以被下一級設備利用，環環相扣，以此來實現循環往復利用，從而將熱量的轉化效率大大提高。當然也要對轉化效率進行提高，借此來保障電廠的生產效率。除此之外，在此過程中，重熱系數的科學性與合理性也是工作人員所必須保持警惕的。一般來說，重熱系數的區間范圍是0.04～0.08。其具體數值則需要工作人員將所學與所想結合，并建立在設備運行實際情況上，綜合各方面來計算得出。要對重熱的真實情況進行實時檢測，確保在發現問題的第一時間，能夠找到解決辦法，作出調整。

2.3 開展節流調節的有效措施

一般來說，當要滿足全周進汽時，其實只需要一級節流調節就可以了，而且效果顯著。譬如：當對小容量機組和基本負荷較大機組進行實驗時，當發電機組的工況變化和各級溫度差異較小時，就會發現，調節效果就會變得明顯。但現實問題在于，工況發生變化所帶來的一些列問題。工況的變化會導致節流損失，不僅如此，它還能使得熱能與動力工程的效果降低。由此會導致成本的提高，而實現高經濟效益也就了無稽之談。上述問題的解決，有賴于工作人員對汽輪機的全方位監控。由于問題不可小覷，必須在具體工作開展前，獲取汽輪機流量。在實際運行中，通過設備的各項參數來計算設備的各級焓降和壓差，了解設備的承重情況，各零部件的功率、注意細節等。綜合各個事項，在壓力情況方面，對汽輪機運行前進行對比情況分析，基于以上數據，對通流的變化情況進行判斷。

2.4 優化調頻方案的有效措施

在電廠運行過程中，不起眼的外界負荷也會對電網頻率造成影響。當外界負荷的狀態變化明顯時，電網頻率也會隨之有著較為明顯的波動。應對上述存在問題，穩定電網頻率是突破口，工作人員可以通過調頻來避免這些問題[4]。譬如：眾所周知，調頻工作一般囊括為兩部分：即一次調頻作業和二次調平作業。①一次調頻作業的特點就是全自動，所有作業都是由發電機組自動完成的，全程無需人工，解放了勞動力。其弊端在于：一次調頻并不能一次性滿足發電需求，不得不需要人工來進行二次調頻作業。②二次調頻作業是對一次調頻作業的補充和細化。該作業對技術人員的專業性要求極高，技術人員不僅要了解電網頻率的實際情況，還要結合實際的發電需求，發現問題所在，進行精準有效的調節。由于這一過程操作難度很大，對技術人員專業性技術要求極高，所以電廠需定期對相關人員進行培訓，以便技術人員能夠更好的解決此類問題。

3 結論

綜合各方因素，我國能源資源日益緊缺、環境污染問題也日益嚴峻，隨著電廠的發展，生產效率問題讓愈來愈讓人們重視，熱能與動力工程在電廠中的創新改革也引起了業界的廣泛關注。因此，在未來發展中，必須對技術人員加強培訓，強調資源利用率，將所用的能耗盡可能降低，譬如：濕氣造成的多余損耗，積極采取措施應對重熱和節流調節問題，同時對合理的調頻方案進行制定，一切以提高生產效率為目標，以此來緩解我國能源資源緊缺問題和環境污染的現象。