張平　施玉鵬

摘 要：隨著經(jīng)濟(jì)的不斷變化與發(fā)展，人們生活水平的逐漸提高對(duì)于能源建設(shè)也有了新的認(rèn)識(shí)與了解，文章主要針對(duì)現(xiàn)階段熱能與動(dòng)力的發(fā)展進(jìn)行簡(jiǎn)要的分析與總結(jié)，并針對(duì)其在熱電廠中存在的一些問(wèn)題提出相應(yīng)的解決措施，以便參考。

關(guān)鍵詞：熱能與動(dòng)力工程；熱電廠；常見(jiàn)問(wèn)題；分析理解

前言

能源作為人類活動(dòng)的物質(zhì)基礎(chǔ)，在某種意義上講，人類社會(huì)的發(fā)展與進(jìn)步離不開(kāi)能源以及先進(jìn)技術(shù)的使用。在當(dāng)今世界，隨著能源的廣泛使用，它的發(fā)展也將影響著城市發(fā)展的方方面面，并引起了全世界、全人類的關(guān)注，也是我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要問(wèn)題之一。隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人們對(duì)于能源的需求也越來(lái)越大，但地球上存在的能源是有限的，有些能源甚至面臨枯竭。對(duì)此，我們需要改變以往的能源使用方式方法，不斷提高其有限能源的利用率，在這種緊張的形式下，更加完善其能源的使用。文章主要針對(duì)熱能及動(dòng)力工程等方面的使用進(jìn)行簡(jiǎn)要的分析與總結(jié)，以便更好的推動(dòng)其經(jīng)濟(jì)建設(shè)的發(fā)展。

1 熱能的特點(diǎn)

能量的轉(zhuǎn)換：人類所用能源基本上都是由一次能源經(jīng)一次或多次轉(zhuǎn)換而來(lái)。太陽(yáng)能的轉(zhuǎn)換：太陽(yáng)照射使植物內(nèi)葉綠素發(fā)生光合作用，將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換為生物質(zhì)能；太陽(yáng)能的光——熱轉(zhuǎn)換；太陽(yáng)能的光——電轉(zhuǎn)換，太陽(yáng)能電池。燃料化學(xué)能的轉(zhuǎn)換：通過(guò)燃燒，將化學(xué)能——熱能——機(jī)械能。如汽輪機(jī)：化學(xué)能——蒸汽的熱能——經(jīng)汽輪機(jī)轉(zhuǎn)換為機(jī)械能；內(nèi)燃機(jī)：化學(xué)能——燃?xì)獾臒崮堋?jīng)活塞連桿機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)換為熱能。熱能的轉(zhuǎn)換：兩種能量形式，即機(jī)械能——內(nèi)燃機(jī)、汽輪機(jī)；電能——熱電發(fā)電。

2 熱電廠中的熱能與動(dòng)力工程的常見(jiàn)問(wèn)題

隨著熱能與動(dòng)力在熱電廠中的廣泛應(yīng)用，熱能可以轉(zhuǎn)變成動(dòng)能，通過(guò)汽輪機(jī)發(fā)電，可以將一部分熱能轉(zhuǎn)化為電能，另外一部分通過(guò)汽輪機(jī)傳送，整個(gè)過(guò)程中將有效的降低對(duì)熱電廠的損耗，從而降低蒸汽熱損的能量，進(jìn)而提高了熱能的使用效率。但是在此過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)焓降現(xiàn)象，如果處理的不合理將導(dǎo)致焓降熱有所增大，從而使熱能被下級(jí)使用，導(dǎo)致在相同壓力下?lián)p失的焓降反復(fù)被使用，這種現(xiàn)象通常就是汽輪機(jī)的重?zé)岈F(xiàn)象。

由于受到外界因素的影響，鍋爐在燃燒的過(guò)程中，功率在不斷變化，進(jìn)而導(dǎo)致汽輪機(jī)的蒸汽參數(shù)也相應(yīng)的發(fā)生改變，壓力在不斷變化的同時(shí)使凝汽設(shè)備工況發(fā)生變化，電網(wǎng)頻率的改變影響了外界負(fù)荷變化的發(fā)生。在進(jìn)行調(diào)節(jié)的過(guò)程中，根據(jù)其具體的變化情況進(jìn)行靜態(tài)特征的分析，自動(dòng)調(diào)節(jié)負(fù)荷的大小來(lái)維持電網(wǎng)的周波頻率，此次過(guò)程被稱為一次調(diào)頻。

汽輪機(jī)變工況時(shí)各級(jí)焓降的變化（調(diào)節(jié)級(jí)中間級(jí)最末級(jí)）：調(diào)節(jié)級(jí)，在第一閥全開(kāi)以上的工況，流量增加時(shí)壓比增大，調(diào)節(jié)級(jí)比焓降減小，反之，流量減小時(shí)比焓降增大，而在第一閥全開(kāi)，第二閥未開(kāi)時(shí)，調(diào)節(jié)級(jí)比焓降達(dá)到最大中間級(jí)，在工況變動(dòng)時(shí)，各中間級(jí)的壓力比不變，各中間級(jí)的比焓降亦不變。最未級(jí)，流量增加，壓比減小，未級(jí)比焓降增加，反之噴管調(diào)節(jié)的特點(diǎn)及適用場(chǎng)合：

（1）各調(diào)節(jié)閥所通過(guò)的最大流量不一定相等；（2）有調(diào)節(jié)級(jí)，e<1，且 t 隨調(diào)節(jié)閥開(kāi)啟數(shù)目變化而變化；（3）部分負(fù)荷時(shí)，比節(jié)流調(diào)節(jié)效率高；（4）工況變化時(shí)，調(diào)節(jié)級(jí)汽室溫度變化大，負(fù)荷適應(yīng)性差；（5）適用于各種類型的汽輪機(jī)能平移調(diào)節(jié)系統(tǒng)靜態(tài)特性線的裝置稱為同步器，主要作用有：?jiǎn)螜C(jī)運(yùn)行時(shí)，啟動(dòng)過(guò)程中提升機(jī)組轉(zhuǎn)速到額定值；帶負(fù)荷運(yùn)行時(shí)可以保證機(jī)組在任何穩(wěn)態(tài)負(fù)荷下轉(zhuǎn)速維持在額定值；并列運(yùn)行時(shí)，用同步器可改變汽輪機(jī)功率，并可在各機(jī)組間進(jìn)行負(fù)荷重新分配，保持電網(wǎng)頻率基本不變，這個(gè)過(guò)程稱為二次調(diào)頻。

節(jié)流調(diào)節(jié)的特點(diǎn)及適用場(chǎng)合：（1）無(wú)調(diào)節(jié)級(jí)，第一級(jí)全周進(jìn)汽；（2）變工況時(shí)各級(jí)溫度變化較小，負(fù)荷適應(yīng)性較好；（3）變工況存在節(jié)流損失，經(jīng)濟(jì)性較差；（4）適用于小容量的機(jī)組和帶基本負(fù)荷的大機(jī)組級(jí)組的臨界壓力是指當(dāng)級(jí)組中任一級(jí)處于臨界狀態(tài)時(shí)級(jí)組的最高背壓，級(jí)組包含的級(jí)數(shù)越多，其數(shù)值越小，也即臨界壓力比的數(shù)值越小，弗留格爾公式的應(yīng)用條件：級(jí)組中的級(jí)數(shù)應(yīng)不小于 3～4 級(jí)；同一工況下，通過(guò)級(jí)組各級(jí)的流量相同；在不同工況下，級(jí)組中各級(jí)的通流面積應(yīng)該保持不變。

調(diào)壓調(diào)節(jié)的特點(diǎn)：（1）增加了機(jī)組運(yùn)行的可靠性和對(duì)負(fù)荷的適應(yīng)性；（2）提高了機(jī)組在部分負(fù)荷下的經(jīng)濟(jì)性；（3）高負(fù)荷區(qū)滑壓調(diào)節(jié)不經(jīng)濟(jì)；（4）適用于單元大機(jī)組蒸汽在動(dòng)葉柵中做功后，以余速動(dòng)能離開(kāi)動(dòng)葉柵，它是未能在動(dòng)葉柵中轉(zhuǎn)換為機(jī)械功的一部分動(dòng)能，稱它為這一級(jí)的余速損失，工作噴管所占的弧段長(zhǎng)度與整個(gè)圓周長(zhǎng)派的比值表示部分進(jìn)汽的程度。

產(chǎn)生濕汽損失的原因：（1）濕蒸汽在膨脹時(shí)，一部分蒸汽凝結(jié)成水滴使做功的蒸汽量減少；（2）一些水珠其流速低于蒸汽流速，高速汽流被低速水珠牽制，消耗部分動(dòng)能造成損失；（3）水珠撞擊噴管背弧擾亂主流造成損失，撞擊動(dòng)葉背弧阻礙動(dòng)葉旋轉(zhuǎn)消耗葉輪的有用功；（4）濕蒸汽的過(guò)冷現(xiàn)象也是造成濕汽損失的原因之一。

處沖蝕最嚴(yán)重。減少濕汽損失的方法：（1）采用中間再熱循環(huán)；（2）采用去濕裝置；（3）采用具有吸水縫的空心噴管；（4）提高抗沖蝕能力。

在汽輪機(jī)進(jìn)行運(yùn)作時(shí)，往往會(huì)由于摩擦而產(chǎn)生一定的機(jī)械損失，這主要是軸承間相互摩擦而產(chǎn)生的，由于機(jī)械損失摩擦而將導(dǎo)致一部分功熱損耗消失。整體來(lái)講，在軸流式汽輪機(jī)作業(yè)中，由于其工作原理的限制，高壓蒸汽與低壓蒸汽是由不同的通氣管道進(jìn)入，流出。這就導(dǎo)致了汽輪發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子在運(yùn)作的過(guò)程中，總是形成一種低壓軸向力向一側(cè)轉(zhuǎn)移的趨勢(shì)，嚴(yán)格意義上來(lái)講，這就通常所說(shuō)的轉(zhuǎn)子軸向推力。一般情況下，級(jí)組變工具有以下等特征：首先，當(dāng)前后級(jí)組沒(méi)有達(dá)到規(guī)定的臨界點(diǎn)時(shí)，級(jí)組流量與前后的壓力平方差是成正比例關(guān)系；其次，當(dāng)前后級(jí)別達(dá)到一定臨界點(diǎn)時(shí)，那么流量與前后壓力是成正比例關(guān)系，與其他相關(guān)參數(shù)沒(méi)有關(guān)系。

軸向推力的變化規(guī)律：（1）新蒸汽溫度降低；（2）汽輪機(jī)發(fā)生水沖擊時(shí)；（3）負(fù)荷突增時(shí)；（4）甩負(fù)荷時(shí)；（5）葉片結(jié)垢時(shí)，軸向推力都增大。

3 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，熱能與動(dòng)力工程的發(fā)展大大推動(dòng)了經(jīng)濟(jì)建設(shè)的發(fā)展，在充分利用熱能與動(dòng)力學(xué)的同時(shí)，要不斷掌握其自身的變化關(guān)系，工作原理以及它在實(shí)際應(yīng)用中的特點(diǎn)，提高其在實(shí)際應(yīng)用中的操作技巧，以及處理各種問(wèn)題的能力。嚴(yán)格意義上講，熱能與動(dòng)力學(xué)不僅僅局限于這個(gè)專業(yè)的名字上，而是涵蓋了更多的內(nèi)容及其他領(lǐng)域的知識(shí)，其目的就是為了更好的促進(jìn)其發(fā)展，提高能源的使用效果。但同時(shí)也應(yīng)看到其存在的一些挑戰(zhàn)，針對(duì)那些專業(yè)性強(qiáng)的機(jī)械設(shè)備的能源使用，要不斷研究其工作原理，能源的使用方法，技能，還要考慮相關(guān)的經(jīng)濟(jì)問(wèn)題及安全問(wèn)題。如內(nèi)燃機(jī)的轉(zhuǎn)化，雖然某種意義上講，它同蒸汽機(jī)的原理是相同的，但是也存在著一些不同，針對(duì)這方面的能源轉(zhuǎn)化要不斷的加以研究，通過(guò)理論基礎(chǔ)知識(shí)的研究加強(qiáng)能源的使用，真正意義上的促進(jìn)經(jīng)濟(jì)建設(shè)的發(fā)展。

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