楊曉宇　姚嘉梓

[摘要]本文主要分析電廠熱能及動力工程中存在重?zé)岈F(xiàn)象、一次調(diào)頻、節(jié)流調(diào)節(jié)、調(diào)壓調(diào)節(jié)，濕氣損失、極組的變工況特性，引導(dǎo)出存在于電廠熱能及動力工程中的主要問題。

[關(guān)鍵詞]熱電廠動力工程主要問題

在電廠中，首先將熱能轉(zhuǎn)為動能，后利用汽輪發(fā)電機(jī)設(shè)備后，其中一部分轉(zhuǎn)為電能，另一部分則通過汽輪機(jī)轉(zhuǎn)出，這一系統(tǒng)中，產(chǎn)生蒸汽的熱損耗及焓降，并對電廠的熱能消耗降低有所幫助，同時可以提高操作技能。這個過程，是電廠熱能與電廠動力工程的主要工作原理。

一、節(jié)流調(diào)節(jié)中存在的問題

節(jié)流調(diào)節(jié)特點及節(jié)流調(diào)節(jié)適用場合：

（1） 首先無調(diào)節(jié)級，第一級的全周進(jìn)汽；

（2）變工況時各級溫度變化比較小，負(fù)荷的適應(yīng)性也比較好；

（3）變工況存在一定的節(jié)流損失，經(jīng)濟(jì)性能較差；

（4）適用于較小容量的機(jī)組與帶基本負(fù)荷大機(jī)組級組臨界的壓力就是指當(dāng)級組中任一級是處于臨界的狀態(tài)時級組最高背壓，那么級組所包含的級數(shù)也就越多，機(jī)組的數(shù)值也就越小，也就是臨界壓力比數(shù)值越小，弗留格爾公式應(yīng)用條件：工作級組中的各級數(shù)不應(yīng)小于3～4級；在同一種工況下，通過各級級組的流量是相同的；而在不同工況下，各級組中的通流亞面積同時是保持不變的，屬于恒定公式。弗留格爾公式的實際應(yīng)用效果：可用來推算不同流量下的各級級前的壓力以求得各級之間的壓差、比焓降。從而可以確定相應(yīng)功率效率以及零部件之間的受力情況；同時在監(jiān)視汽輪機(jī)通流的部分是否是正常的，基石在已知流量條件下，可以根據(jù)運(yùn)行時各級組前顯示壓力是否符合弗留格爾公式，來進(jìn)行判斷通流部分面積是否發(fā)生改變。

二、重?zé)岈F(xiàn)象中存在的問題

重?zé)岈F(xiàn)象：前級的損失被下級有效利用，使下級理想焓降在相同壓差下比在前級無損失時的理想焓降有較大的增加，這樣產(chǎn)生的想象被叫做多級汽輪機(jī)的重?zé)岈F(xiàn)象。

有可能會引發(fā)機(jī)組變工況的幾點因素：電不能進(jìn)行大量的儲存，外界需要的功率一直在不斷的變化；鍋爐燃燒無法穩(wěn)定，促使進(jìn)入汽輪機(jī)內(nèi)的蒸汽參數(shù)時刻發(fā)生變化；同時凝汽設(shè)界工況發(fā)生變化，使凝汽器內(nèi)部壓力變化；其它的因素影響，例如電網(wǎng)頻率的變化，汽輪機(jī)組件中通流部分結(jié)垢等。

三、一次調(diào)頻中存在的問題

一次調(diào)頻：意思是并網(wǎng)運(yùn)行機(jī)組，遭遇外界負(fù)荷發(fā)生變化而引起電網(wǎng)的頻率變動，并網(wǎng)各機(jī)組中的調(diào)速系統(tǒng)會根據(jù)各自不同的靜態(tài)特性，啟東自動增減負(fù)荷，維持電網(wǎng)周波，這一完整過程便是一次調(diào)頻。

汽輪機(jī)發(fā)生變工況時各級焓降發(fā)生的變化（最末級、調(diào)節(jié)級中間級）：調(diào)節(jié)級是指在第一閥全開時，工況的流量增加時壓會增大，調(diào)節(jié)級將比焓降減小，相反的，流量減小時會比焓降增大，而在第一閥進(jìn)行全開第二閥沒有開時，調(diào)節(jié)級相對焓降可達(dá)到最大的中間級，在出現(xiàn)工況變動的時候，各中間級壓力比不變，各中間級比焓降亦不會變。最未級的流量增加，壓比相對減小，未級相對焓降增加，反之噴管調(diào)節(jié)特點以及適用場合：

（1）各調(diào)節(jié)閥允許通過最大的流量不一定是相等的；（2）有的調(diào)節(jié)級，e<1，且t隨著調(diào)節(jié)閥得開啟數(shù)目而發(fā)生變化；（3）部分發(fā)生負(fù)荷時，會比節(jié)流調(diào)節(jié)的效率高；（4）工況發(fā)生變化時，調(diào)節(jié)級汽室的溫度變化較大，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：單機(jī)進(jìn)行運(yùn)行時，啟動的過程中間提升機(jī)組轉(zhuǎn)速到額定值；帶負(fù)荷運(yùn)行時可以保證機(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，用同步器可以改變汽輪機(jī)的功率，并且可在各機(jī)組致之間進(jìn)行負(fù)荷的重新分配，并保持電網(wǎng)頻率基本不變，這個過程叫做二次調(diào)頻。

四、調(diào)壓調(diào)節(jié)中存在的問題

調(diào)壓調(diào)節(jié)的特點是：（1）增加機(jī)組運(yùn)行過程中的可靠性和對負(fù)荷的較強(qiáng)適應(yīng)性；（2）提高機(jī)組在承受部分負(fù)荷下的經(jīng)濟(jì)性；（3）高負(fù)荷區(qū)域滑壓調(diào)節(jié)的不經(jīng)濟(jì)性；（4）適用在單元大機(jī)組蒸汽在進(jìn)行動葉柵中做功后，以余速動能進(jìn)行離開動葉柵的操作，它是不能在動葉柵中進(jìn)行轉(zhuǎn)換為機(jī)械功的一部分動能消耗，統(tǒng)稱它為這一級余速損失，工作噴管所占用的弧段的長度和整個圓周長派的比率值表示部分進(jìn)汽的程度。在部分產(chǎn)生進(jìn)汽的級中，噴管的分組布置，可進(jìn)行分為工作弧段與非工作弧段，鼓風(fēng)的損失發(fā)生在非工作弧段。旋轉(zhuǎn)的動葉片每一個瞬間都會使處于噴管工作弧段或者非工作弧段，尤其在非工作弧段中，動靜軸向間隙中間充滿了停滯而產(chǎn)生的大量蒸汽，所以當(dāng)動葉片轉(zhuǎn)到非工作弧段時，會出現(xiàn)像鼓風(fēng)機(jī)一樣，導(dǎo)致這些停滯的蒸汽迅速從葉輪的一側(cè)鼓到另一側(cè)，這都需要消耗部分的有用功，這部分能量損失稱為鼓風(fēng)損失。與鼓風(fēng)損失相反的是，斥汽損失常發(fā)生在噴管的工作弧段，剛從非工作弧段轉(zhuǎn)到工作弧段的動葉柵內(nèi)充滿了停滯的蒸汽，噴管中流出的蒸汽需要首先排斥并加速這些停滯蒸汽，便要消耗部分動能，稱為斥汽損失。

五、極組的變工況特性

1.級組中的變工況特性：（1）當(dāng)變工況的前后級組沒有達(dá)臨界狀態(tài)時，各級組的流量和級組前后產(chǎn)生壓力平方差的平方根是正比；（2）當(dāng)變工況前后級組全部顯示為臨界狀態(tài)，就可通過級組中的流量與級前壓力成為正比，同時與級后參數(shù)沒有關(guān)系。

2.軸向推力變化的規(guī)律：（1）新蒸汽溫度相對降低；（2）汽輪機(jī)產(chǎn)生水沖擊時；（3）負(fù)荷突然增大時；（4）甩負(fù)荷時；（5）葉片結(jié)成垢時，軸向推力會全部增大。

六、濕氣損失中存在的問題

產(chǎn)生濕汽損失的主要原因：（1）濕蒸汽在進(jìn)行膨脹的過程中，一部分蒸汽會凝結(jié)成水滴促使做功的蒸汽量大幅度減少；（2）一些水珠的流速大大低于蒸汽流速，高速汽流便會被低速水珠牽制，消耗大部分部分動能造成損失；（3）水珠應(yīng)為撞擊噴管背弧而擾亂主流造成的損失，撞擊動葉背弧阻礙動葉旋轉(zhuǎn)而消耗葉輪有用功；（4）濕蒸汽變得過冷現(xiàn)象也是其中一種造成濕汽損失的原因。危害便是：損傷動葉進(jìn)汽的邊緣，特別葉頂背弧處沖蝕最嚴(yán)重。減少濕汽損失的方法：（1）使用中間再熱循環(huán)；（2）使用去濕裝置；（3）使用具有吸水縫的空心噴管；（4）提高抗沖蝕能力。汽輪機(jī)運(yùn)行時，要克服支持軸承和推力軸承的摩擦阻力，還要帶動主油泵、調(diào)速器，這都將消耗一部分有用功而造成損失，為機(jī)械損失。在軸流式汽輪機(jī)中，經(jīng)常是高壓蒸汽由一端進(jìn)入，低壓蒸汽由另一端流出，從整齊觀察，蒸汽對汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子施加了一個由高壓端指向低壓的軸向力，使汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子存在一個向低壓端移動的趨勢，這個力便叫轉(zhuǎn)子的軸向推力。

結(jié)語

以上這些在電廠熱能及動力工程中存在的問題，是以在工作中刻苦的鉆研理論知識作為依據(jù)，通過數(shù)十年的實踐經(jīng)驗，總結(jié)而得到的電廠熱能與動力工程之間關(guān)系及其變化情況，能夠熟悉掌握變工況時有可能發(fā)生的各種情況，了解這些情況的產(chǎn)生原因，對于在工作中可以正確判斷和處理各種異常情況起到不小的幫助；它可以使技術(shù)工人的操作技術(shù)更加精湛，同時提高技能；并可以通過了解降低焓降的變化情況從而降低熱的損失知識體系，同時可以使熱能利用率得到顯著的提高。

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