【摘要】隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，人們的用電需求越來越高，對(duì)電廠的壓力也越來越大。本文對(duì)熱電廠發(fā)電原理與流程進(jìn)行了概述，并從四個(gè)方面就如何提高熱電廠熱能與動(dòng)力工程的效力，提出了若干建議。

【關(guān)鍵詞】熱電廠；熱能與動(dòng)力工程；效力

一、熱電廠發(fā)電原理與流程概述

1.原理

簡(jiǎn)單來講，熱電廠發(fā)電實(shí)際上是這樣一個(gè)過程：首先利用煤炭燃燒所產(chǎn)生的熱量使鍋爐產(chǎn)生蒸汽，再利用管道將蒸汽輸送到汽輪機(jī)組之中，蒸汽巨大的沖擊力會(huì)帶動(dòng)汽輪機(jī)進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)而帶動(dòng)發(fā)電機(jī)令其發(fā)電。然后汽輪機(jī)會(huì)將氣體排進(jìn)凝汽器之中，將氣體進(jìn)行冷卻變?yōu)橐簯B(tài)水，水泵再將這些液態(tài)水輸送回鍋爐之中進(jìn)行循環(huán)利用[1]。

2.流程

熱電廠的發(fā)電方式是火力發(fā)電，熱源主要來自于煤炭燃燒。熱電廠首先將煤炭處理成煤灰，以便它能夠充分燃燒。煤灰傳送帶輸送到鍋爐之中，燃燒所產(chǎn)生的熱量將鍋爐中的水變?yōu)樗羝?，進(jìn)入高壓缸中，帶動(dòng)汽輪機(jī)組。這一過程是第一次加熱，為了提高熱效率，有些熱電廠還需要對(duì)水蒸汽進(jìn)行第二次加熱，然后再將水蒸汽輸送到中壓缸中，進(jìn)而帶動(dòng)汽輪機(jī)組進(jìn)行發(fā)電[2]。

二、提高熱電廠熱能與動(dòng)力工程的方法

1.降低蒸汽損失

蒸汽自鍋爐產(chǎn)生，進(jìn)入機(jī)組對(duì)動(dòng)葉柵做完功之后，將會(huì)依靠自身余下的動(dòng)能離開機(jī)組進(jìn)入凝汽系統(tǒng)。那么這部分動(dòng)能實(shí)際上是在機(jī)組之中未轉(zhuǎn)化成機(jī)械能的那部分能量，我們通常將這一部分能量稱之為“余速損失”。具體表現(xiàn)為：一是蒸汽在對(duì)動(dòng)葉柵進(jìn)行做功時(shí)，將會(huì)有部分蒸汽凝結(jié)為水，那么凝結(jié)的這部分蒸汽并未做功，進(jìn)而動(dòng)能降低。二是鍋爐所產(chǎn)生的蒸汽，并非是百分之百的蒸汽，其中包含著大量的水珠，而水珠的流速顯然要遠(yuǎn)遠(yuǎn)的低于蒸汽的流速，那么在對(duì)動(dòng)葉柵做功的過程中，低速運(yùn)動(dòng)的水珠將會(huì)牽制高速運(yùn)動(dòng)的蒸汽，這樣也會(huì)損失部分動(dòng)能。三是當(dāng)運(yùn)動(dòng)的水珠撞擊到噴管的背弧時(shí)，將會(huì)影響主流，進(jìn)而造成一定的動(dòng)能損失，同時(shí)噴管背弧在受到水珠的撞擊之后，還會(huì)影響動(dòng)葉柵的正常旋轉(zhuǎn)，從而降低葉輪的有用功[3]。因此，為了提高熱能與運(yùn)力的效用，我們必須要采取有效措施，降低蒸汽的損失。一是鍋爐工作人員盡量要保證蒸汽的各項(xiàng)參數(shù)維持在一定額度之中，從而使蒸汽的輸出能夠持續(xù)、穩(wěn)定。二是保證全部的減溫水調(diào)門要靈活、可靠。三是針對(duì)一些大中型的機(jī)組而言，我們可以采取增添去濕儀器設(shè)備、增加中間再次熱循環(huán)工序以及改造噴管等方式進(jìn)行改進(jìn)，從而降低蒸汽損失。四是在汽輪機(jī)方面，我們可以采取降低推力軸承與支持軸承之間摩擦阻力的方式，降低相應(yīng)的機(jī)械損失。

2.降低調(diào)壓調(diào)節(jié)損失

對(duì)運(yùn)行中的發(fā)電機(jī)組采取調(diào)壓調(diào)節(jié)的目的是為了提高發(fā)電機(jī)組的可靠性、穩(wěn)定性以及對(duì)負(fù)荷適應(yīng)性，最終提高發(fā)電機(jī)組的經(jīng)濟(jì)性[4]。但需要注意的是，調(diào)壓調(diào)節(jié)是有一定限度的，比如在調(diào)壓調(diào)節(jié)不足的情況下，如果我們?nèi)匀粓?jiān)持對(duì)高負(fù)荷區(qū)進(jìn)行滑壓調(diào)節(jié)，那么往往會(huì)事得其反，會(huì)導(dǎo)致一部分動(dòng)能的降低，這顯然會(huì)違背生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)性原則，因此，這就決定了調(diào)壓調(diào)節(jié)有時(shí)會(huì)影響整個(gè)發(fā)電機(jī)組的正常轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)而降低熱能與動(dòng)力工程的效力產(chǎn)生一定的損失。而這種損失產(chǎn)生的原因主要是由于機(jī)組運(yùn)行機(jī)理造成的，不是人為原因，也不是系統(tǒng)運(yùn)行出現(xiàn)故障原因。那么如何降低調(diào)壓調(diào)節(jié)所產(chǎn)生的損失還需要我們進(jìn)一步探索，現(xiàn)階段可以運(yùn)用一些高科技產(chǎn)品來提高熱能與動(dòng)工程效率。

3.利用好重?zé)岈F(xiàn)象

重?zé)岈F(xiàn)象是指在多級(jí)汽輪機(jī)內(nèi)上一級(jí)損失中的一小部分可以在以后各級(jí)中得到利用，這種現(xiàn)象稱為多級(jí)汽輪機(jī)的重?zé)岈F(xiàn)象①。具體來講，是在多級(jí)的汽輪機(jī)組之中，上一級(jí)機(jī)組中的熱損失會(huì)被后一級(jí)機(jī)級(jí)所吸收并利用，從而使后一級(jí)的進(jìn)汽焓值大大提高，以此類推，那么整個(gè)機(jī)組的總焓降數(shù)值將會(huì)低于各級(jí)機(jī)組的焓降數(shù)值之和。但這只是一個(gè)理想狀態(tài)，在實(shí)際生產(chǎn)的過程中，理論與實(shí)踐往往會(huì)存在著較大的差異，同時(shí)設(shè)備本身的理論熱回收效率與實(shí)際熱回收效率也存在著一定的差距，這些因素都將會(huì)導(dǎo)致熱損失是無(wú)法全部被回收的[5]。針對(duì)這一點(diǎn)，熱電廠可以按照實(shí)際生產(chǎn)情況對(duì)重?zé)嵯禂?shù)進(jìn)行科學(xué)、合理的設(shè)計(jì)，從而在保證發(fā)電效率的基礎(chǔ)上，提高對(duì)熱能與動(dòng)力工程運(yùn)用的效能。具體還要需要注意以下幾點(diǎn)：一是對(duì)各個(gè)調(diào)節(jié)閥進(jìn)行認(rèn)真檢查，保證各調(diào)節(jié)閥的流量是相等的；二是要考慮到調(diào)節(jié)閥開啟的數(shù)量會(huì)對(duì)焓降構(gòu)成一定影響；三是當(dāng)工況發(fā)生變化時(shí)，將會(huì)引發(fā)調(diào)節(jié)級(jí)氣室溫度產(chǎn)生變化，進(jìn)而影響機(jī)組的適應(yīng)性。因此，對(duì)重?zé)岈F(xiàn)象加以利用需要我們從熱電廠的生產(chǎn)實(shí)際出發(fā)，綜合考慮多種因素，最終才能夠保證熱能與動(dòng)力工程效力的提高。

4.做好調(diào)配選擇

適當(dāng)?shù)恼{(diào)配選擇對(duì)于熱能與動(dòng)力工程的提高有著重大意義，但是想要清晰的論述調(diào)配選擇是有一定難度的，因此，筆者在這里以背壓式汽輪機(jī)為例進(jìn)行闡述，進(jìn)而希望對(duì)調(diào)配選擇的分析更加清晰。為了增強(qiáng)背壓式汽輪機(jī)的效率，我們采取了在背壓式汽輪機(jī)上面裝置了一個(gè)后置式低壓凝汽式汽輪機(jī)的改進(jìn)方法。通過這種改進(jìn)，背壓式汽輪機(jī)在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中所排出的熱氣，直接被低壓凝汽式汽輪機(jī)所利用，進(jìn)而形成雙重發(fā)電的機(jī)理，基于這一點(diǎn)，就構(gòu)成了凝汽式汽輪機(jī)發(fā)電機(jī)組系統(tǒng)，不但高了熱能與動(dòng)力工程的效用，也提高了熱電廠的生產(chǎn)效率。凝汽式汽輪機(jī)發(fā)電機(jī)組系統(tǒng)的特點(diǎn)是調(diào)頻的速率較高，機(jī)組之間的差異性較大，調(diào)控難度較高。當(dāng)電力系統(tǒng)的電網(wǎng)負(fù)荷產(chǎn)生較大變化時(shí)，如果只采取一次調(diào)頻，那么會(huì)增加頻率恢復(fù)的難度，所以需要進(jìn)行二次調(diào)頻，才能保證整個(gè)電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。二次調(diào)頻主要分為自動(dòng)調(diào)頻與手動(dòng)調(diào)頻兩種模式?，F(xiàn)階段，自動(dòng)調(diào)頻的應(yīng)用更為廣泛一些。熱電廠在實(shí)際生產(chǎn)的過程中，必須要從生產(chǎn)的實(shí)際情況出發(fā)，合理的選擇調(diào)配方式，從而提高機(jī)組的運(yùn)行效率，否則將會(huì)因調(diào)配不當(dāng)而降低熱能的效力。

參考文獻(xiàn)

[1]王文才.熱能動(dòng)力設(shè)計(jì)研究[J].中國(guó)新技術(shù)新產(chǎn)品，2011（22）

[2]于光佐.論熱電廠中熱能與動(dòng)力工程的有效運(yùn)用[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào)，2012（28）

[3]黃景利.熱電廠中的熱能與動(dòng)力工程[J].黑龍江科技信息，2010（27）

[4]李鐸，彭勃.電廠熱工自動(dòng)化技術(shù)的現(xiàn)狀及進(jìn)展研究[J].科技與企業(yè)，2013（19）

[5]梁輝.電廠熱能及動(dòng)力工程中存在的主要問題分析[J].機(jī)電信息，2013（30）

注釋

①重?zé)岈F(xiàn)象[EB/OL].見：http：//baike.baidu.com/view/2148762.htm.訪問時(shí)間：2014-1-10.