摘要：隨著國(guó)家的不斷發(fā)展，社會(huì)對(duì)電力的需求不斷增長(zhǎng)。由于國(guó)家電力運(yùn)營(yíng)體制改革，能源上的緊張局面和電力行業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)機(jī)制，都要求火電廠降低能源上的消耗。其中，火電廠熱力系統(tǒng)節(jié)能分析是節(jié)能減排的有效途徑。

關(guān)鍵詞：火電廠;經(jīng)濟(jì)運(yùn)行;熱力系統(tǒng)

前言

火電廠運(yùn)行管理的任務(wù)之一就是計(jì)算出機(jī)組的各項(xiàng)熱經(jīng)濟(jì)參數(shù)，每時(shí)每刻監(jiān)測(cè)機(jī)組的運(yùn)行效率，對(duì)能量損失的部位、原因以及影響程度進(jìn)行分析，為運(yùn)行人員及時(shí)調(diào)整機(jī)組的運(yùn)行參數(shù)提供參考，從而提高機(jī)組運(yùn)行效率，降低煤耗。

1.火電廠單元機(jī)組具有的熱經(jīng)濟(jì)性

1.1火電廠單元機(jī)組的熱循環(huán)

對(duì)于現(xiàn)在的大型單元機(jī)組的基木熱力循環(huán)都是朗肯循環(huán)：它主要包括蒸汽鍋爐、蒸汽輪機(jī)、凝汽器和給水泵四大主要熱力設(shè)備，整個(gè)發(fā)電過(guò)程只要是一下過(guò)程：鍋爐將冷水加熱，產(chǎn)生過(guò)熱蒸汽，即主蒸汽，然后過(guò)熱蒸汽通過(guò)蒸汽管道進(jìn)入汽輪機(jī)，主蒸汽進(jìn)入汽輪機(jī)絕熱膨脹做功，并將做完功的蒸汽排入凝汽器。凝汽器將排汽用冷卻水加以冷卻，使它凝結(jié)成飽和水。給水泵將凝結(jié)水送入鍋爐。因此，朗肯循環(huán)就是工質(zhì)經(jīng)過(guò)鍋爐、汽輪機(jī)、凝汽器、給水泵所進(jìn)行的簡(jiǎn)單熱力循環(huán)過(guò)程。工質(zhì)在熱力設(shè)備中斷進(jìn)行吸熱、放熱、膨脹、壓縮等過(guò)程，使熱能不斷轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能。在這些過(guò)程中，蒸汽的狀態(tài)參數(shù)不斷發(fā)生變化。在基本的朗R循環(huán)基礎(chǔ)上，現(xiàn)代火電機(jī)組紛紛采用了多級(jí)給水加熱回?zé)?、蒸汽中間再熱等，提高機(jī)組熱經(jīng)濟(jì)性，從而形成了火電機(jī)組復(fù)雜的熱力循環(huán)。

1.2火電廠熱性經(jīng)濟(jì)指標(biāo)

火電廠熱經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)是衡量機(jī)組熱力設(shè)備的完善程度、機(jī)組經(jīng)濟(jì)性好壞的重要標(biāo)準(zhǔn)。電廠熱經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)又被分為兩大類：效率指標(biāo)和能耗率指標(biāo)。所謂效率指標(biāo)是指包括鍋爐效率、管道效率、汽輪機(jī)裝置循環(huán)效率、機(jī)械效率、發(fā)電機(jī)效率、廠用電效率等的全廠熱效率;而能耗率指標(biāo)分為熱耗率指標(biāo)和標(biāo)準(zhǔn)煤耗指標(biāo)，能耗率指標(biāo)本質(zhì)上又與效率指標(biāo)有很大關(guān)系。

1.3管道效率

火電廠的管道效率是指汽輪機(jī)在鍋爐得到的熱量占鍋爐輸出熱量的所占比重，汽輪機(jī)在實(shí)際的機(jī)器運(yùn)行過(guò)程中，主要的損失就是管道泄漏造成的損失和蒸汽熱損失。所以經(jīng)過(guò)相關(guān)計(jì)算人員在考慮其他的無(wú)關(guān)損失后的計(jì)算，管道的實(shí)際效率約為0.97。因此在性能考核中，不應(yīng)該使用理論上的管道效率值0.99，而應(yīng)該使用經(jīng)過(guò)嚴(yán)格計(jì)算后得到的實(shí)際值。而在以后的火電廠運(yùn)行中，減少對(duì)于實(shí)際操作中對(duì)于效率影響最大的管道泄漏和蒸汽熱損失是最值得研究的課題。

2.提高熱經(jīng)濟(jì)性的方法

作為國(guó)家發(fā)電的主力軍，火力發(fā)電每年消耗很多能源，而火力發(fā)電的過(guò)程主要是運(yùn)用過(guò)程中的熱量，所以不難看出，提高火力發(fā)電的熱經(jīng)濟(jì)性是最有效的節(jié)省能源的方法。而燃料的利用率也直接決定著火電廠的收益多少。隨著科技的發(fā)展，人民意識(shí)的提高，大多數(shù)的火電廠領(lǐng)導(dǎo)都意識(shí)到提高熱經(jīng)濟(jì)性的必要性。

2.1提高蒸汽初參數(shù)與單機(jī)容量

提高蒸汽的初參數(shù)對(duì)汽輪機(jī)效率的影響程度與汽輪機(jī)單機(jī)容量很大關(guān)系。如果在小容量機(jī)組上采用高參數(shù)，使原來(lái)就比較小的蒸汽容積流量變得更小，葉片更短，這樣必然使高壓部分的漏汽損失以及端部損失增加，汽輪機(jī)相對(duì)內(nèi)效率會(huì)顯著下降，并超過(guò)循環(huán)熱效率的提高，導(dǎo)致汽輪機(jī)絕對(duì)內(nèi)效率降低，同時(shí)浪費(fèi)了設(shè)備及系統(tǒng)上的花銷。而對(duì)于大容量機(jī)組來(lái)說(shuō)，因蒸汽容積流量很大，葉片高度較高，以釆用高參數(shù)的方式使相對(duì)內(nèi)效率降低較小，且降低的數(shù)值小于循環(huán)熱效率提高的數(shù)值，所以保證了機(jī)組熱經(jīng)濟(jì)性的提高。隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，越來(lái)越高參數(shù)，越來(lái)越大容量的單元機(jī)組已經(jīng)投入到實(shí)際的生產(chǎn)之中。大量600MW、1000MW等超臨界、超超臨界的單元機(jī)組己經(jīng)成為了各大電網(wǎng)的主干機(jī)組。

2.2使蒸汽終參數(shù)降低

汽輪機(jī)的排汽壓力和排汽溫度即為蒸汽的終參數(shù)，因?yàn)槠啓C(jī)的排汽一般都是濕飽和蒸汽，所以它對(duì)應(yīng)的壓力和溫度也有著一定的對(duì)應(yīng)關(guān)系，所以蒸汽終參數(shù)一般指的是汽輪機(jī)排汽壓力。在蒸汽初參數(shù)和循環(huán)形式已經(jīng)無(wú)法改變的情況下，降低排汽壓力，是使循環(huán)熱效率明顯提高的最有效的辦法，雖然汽輪機(jī)末端中的蒸汽濕度將有所增加，但是機(jī)組熱經(jīng)濟(jì)性的提高仍然是顯著的，所以在機(jī)組設(shè)計(jì)和運(yùn)行中，應(yīng)采取有效措施，盡可能地降低低壓缸排汽壓力。但是降低排汽壓力會(huì)受到很多客觀條件上的限制，比如說(shuō)自然條件，排汽壓力絕對(duì)不可能低于當(dāng)?shù)乩鋮s水溫對(duì)應(yīng)的飽和壓力，從技術(shù)條件來(lái)說(shuō)，排汽壓力與冷卻水量、水溫、冷卻面積有關(guān)，而冷卻水量、冷卻面積又不可能無(wú)限大，并且使得設(shè)備機(jī)構(gòu)復(fù)雜化，造價(jià)隨之顯著增加。故不能認(rèn)為排汽壓力越低越好。

2.3對(duì)水進(jìn)行回?zé)?/p>

從汽輪機(jī)的某些中間級(jí)抽出一部分的蒸汽，用來(lái)加熱鍋爐給水，叫做給水回?zé)峒訜?。多?jí)給水回?zé)峒訜嵯到y(tǒng)在現(xiàn)代單元機(jī)組中有很多的應(yīng)用。而此系統(tǒng)也使絕對(duì)內(nèi)效率得到了顯著的提高。給水回?zé)釡p少了汽輪機(jī)汽量，減少了損失;提高了給水溫度，減少了加熱時(shí)對(duì)熱量的浪費(fèi)，從而提高了循環(huán)熱效率;同時(shí)也改善了汽輪機(jī)高壓級(jí)和低壓級(jí)葉片的工質(zhì)狀況。高壓端的蒸汽流量的增加有利于減少其通流部分的許多損失;還有利于減少汽輪機(jī)的濕氣損失、余速損失。因此，汽輪機(jī)的相對(duì)內(nèi)效率會(huì)提高。

2.4蒸汽采用中間再熱

蒸汽中間再熱就是把蒸汽從汽輪機(jī)中間環(huán)節(jié)引出來(lái)在加熱器中再加熱，當(dāng)溫度提高后再回到汽輪機(jī)中繼續(xù)膨脹做功。實(shí)際上，蒸汽中間再熱對(duì)循環(huán)熱效率的相對(duì)提高并不大，其主要的效果表現(xiàn)在較大地提高了汽輪機(jī)相對(duì)內(nèi)效率。這是因?yàn)橐环矫嬖贌徇^(guò)程將蒸汽的膨脹過(guò)程線移向過(guò)熱區(qū)，提高了系統(tǒng)內(nèi)的蒸汽干度，改善了汽輪機(jī)末級(jí)葉片的工作條件;另一方面再熱使機(jī)組汽耗率下降，減少了汽輪機(jī)的余速損失。

2.5燃燒方面的控制

在整個(gè)發(fā)電過(guò)程中，燃料的燃燒是發(fā)電的中心環(huán)節(jié)，而燃料的燃燒也是一個(gè)非常主要的可控環(huán)節(jié)，通過(guò)對(duì)染料燃燒環(huán)境等的調(diào)整，可減少許多不必要的燃料燃燒損失，提高相關(guān)環(huán)節(jié)的效率，降低燃料的消耗。在不影響其他環(huán)節(jié)的情況下，盡量多的使用下排燃燒器，或增加其的下負(fù)荷，減小其上負(fù)荷，達(dá)到降低火焰中心的目的，延長(zhǎng)燃料的燃燒時(shí)間，提高燃燒效率。

3.結(jié)語(yǔ)

盡管許多新興技術(shù)在慢慢的發(fā)展，比如核技術(shù)，但現(xiàn)在以及未來(lái)的多年，火力發(fā)電依然是世界發(fā)電的主要技術(shù)，這也對(duì)未來(lái)技術(shù)的發(fā)展提出了方向性，在未來(lái)的一段時(shí)間，有關(guān)火電廠單元機(jī)組的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行措施依然會(huì)是相關(guān)的熱門(mén)話題，相關(guān)技術(shù)也會(huì)在人們的關(guān)注下，在短時(shí)間內(nèi)即可得到較大發(fā)展?；痣姍C(jī)組的性能計(jì)算與性能分析對(duì)于電廠優(yōu)化運(yùn)行，節(jié)能減排具有十分重要的意義。本文依據(jù)熱經(jīng)濟(jì)狀態(tài)計(jì)算方法展開(kāi)了研究，并取得成果：學(xué)習(xí)了熱經(jīng)濟(jì)理論，并將這套理論應(yīng)用到了熱力系統(tǒng)熱經(jīng)濟(jì)性應(yīng)用之中。

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