朱懌

[摘? ? 要]熱力發(fā)電廠的主要工作原理是通過熱能和動(dòng)能之間的轉(zhuǎn)換來發(fā)電，在轉(zhuǎn)換過程中會(huì)產(chǎn)生一定的能量損失，因此必須采取相應(yīng)的措施。文章主要針對(duì)如何提高熱力發(fā)電廠的熱能與動(dòng)力工程的操作技能進(jìn)行了探討，并借鑒現(xiàn)有技能理論的基礎(chǔ)上提出了一些策略。

[關(guān)鍵詞]熱電廠;動(dòng)力工程操作技能;重?zé)岈F(xiàn)象

[中圖分類號(hào)]TM621 [文獻(xiàn)標(biāo)志碼]A [文章編號(hào)]2095–6487（2021）10–0–02

Discuss How Power Plants Can Improve Their Operating Skills

in Thermal Energy and Power Engineering

Zhu Yi

[Abstract]The main working principle of a thermal power plant is to generate electricity through the conversion between thermal energy and kinetic energy. A certain amount of energy loss will occur during the conversion process， so corresponding measures must be taken. The article mainly discusses how to improve the operational skills of thermal energy and power engineering in thermal power plants， and proposes some strategies based on the existing skills and theories.

[Keywords]thermal power plant; power engineering operation skills; reheat phenomenon

在熱力發(fā)電廠的實(shí)際日常工作中，在有關(guān)汽輪機(jī)機(jī)組設(shè)備運(yùn)行工作后，會(huì)產(chǎn)生一部分熱能并排出，形成蒸汽的焓降和熱損失，大大提高了運(yùn)行成本。因此，文章將對(duì)相關(guān)問題進(jìn)行研究和分析，并采取有效措施提高熱能與動(dòng)力工程的操作技能。

1 熱電廠現(xiàn)狀分析

隨著國(guó)家經(jīng)濟(jì)的不斷加快發(fā)展，人民生活水平也隨之提高，生活垃圾在城市中的處理問題日益嚴(yán)重。如今焚燒垃圾處理技術(shù)措施的持續(xù)發(fā)展，以及在實(shí)際處理過程中能夠呈現(xiàn)出相應(yīng)的優(yōu)勢(shì)和具體國(guó)家政策的支持，掀起了一股建設(shè)垃圾焚燒電廠風(fēng)向。到2018年年底，國(guó)內(nèi)建設(shè)并運(yùn)行開展的垃圾焚燒發(fā)電廠約400座;直到2019年，在全國(guó)范圍內(nèi)準(zhǔn)備建設(shè)的和涉及垃圾焚燒發(fā)電的相關(guān)項(xiàng)目高達(dá)430項(xiàng)，對(duì)全國(guó)的多個(gè)地區(qū)進(jìn)行大面積覆蓋。

本文以某垃圾焚燒發(fā)電廠為例，該發(fā)電廠的處理垃圾規(guī)模每天可達(dá)約1 300 t，焚燒線采用750 t/d的2臺(tái)機(jī)械爐排爐，主蒸汽的配置參數(shù)為4 MPa（g）、汽輪機(jī)設(shè)備的總?cè)萘繛?0 MW，臥式余熱鍋爐可達(dá)450 ℃，發(fā)電機(jī)為2×15 MW。磁閥式可控電抗器工況在工作運(yùn)行下2臺(tái)鍋爐可提供的蒸汽量約為每小時(shí)143.2t供發(fā)電使用，全年運(yùn)行約7 900 h，年發(fā)電總量約每年232 kW，年上網(wǎng)總電量約每年189 kW;凈化煙氣工藝采用“氨水+半干法+干法+活性碳吸附+袋式除塵器”，嚴(yán)格按照國(guó)家超低標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行煙氣排放，全廠總循環(huán)冷卻水流量約8 500 m2。由于該廠位置偏北，冬季氣溫和室溫較低，按相關(guān)的規(guī)范要求全廠設(shè)置了生產(chǎn)和生活所需的車間供暖系統(tǒng)[1]。

2 探討汽輪機(jī)在變工況時(shí)焓降的變化

汽輪機(jī)變工況過程中的變化主要針對(duì)各級(jí)工況焓降的變化，對(duì)汽輪機(jī)變工況焓降過程起調(diào)節(jié)作用。汽輪機(jī)工況下焓降時(shí)，調(diào)節(jié)級(jí)主要指第一閥全開時(shí)工況變化。當(dāng)流量增加時(shí)，壓力比同時(shí)增加，調(diào)節(jié)級(jí)降低了比焓降。即當(dāng)流量減小時(shí)，壓力比減小，調(diào)節(jié)器的比焓降增大。當(dāng)?shù)谝粋€(gè)閥門全開而第二個(gè)閥門未打開時(shí)，調(diào)節(jié)級(jí)中的比焓降出現(xiàn)在最大中間級(jí)。主要體現(xiàn)在以下5個(gè)方面。

（1）在經(jīng)過每個(gè)調(diào)節(jié)閥時(shí)的最大流量所產(chǎn)生的數(shù)值不一定相同。調(diào)節(jié)閥的功能主要就是對(duì)通過其自身的最大流量加以控制，所以，在實(shí)際生產(chǎn)過程中要提高控制方面的相關(guān)問題。由于各調(diào)節(jié)閥的作用并不一樣，所以最大流量通過每個(gè)調(diào)節(jié)閥時(shí)的大小也并不相同。

（2）部分負(fù)荷的效率要比節(jié)流調(diào)節(jié)的效率更高。負(fù)荷調(diào)節(jié)的作用主要是指在生產(chǎn)過程中，產(chǎn)生部分負(fù)荷情況時(shí)，節(jié)流調(diào)節(jié)要比其他情況下產(chǎn)生的效率更高。

（3）調(diào)節(jié)閥的開啟次數(shù)有調(diào)節(jié)階段和時(shí)間階段的變化過程。在實(shí)際實(shí)踐生產(chǎn)過程中需要特別注意，在提高調(diào)節(jié)閥作用的過程中要加強(qiáng)對(duì)調(diào)節(jié)級(jí)的約束控制，保證其能夠更好地保證汽輪機(jī)在不同工況下每個(gè)焓降的具體變化情況以及實(shí)際數(shù)值，讓調(diào)節(jié)工作順利地展開。

（4）同步器是一種將各種汽輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的靜態(tài)特性線平移的相關(guān)裝置。同步器可以將其靜態(tài)特性線發(fā)生地所有變化保持在一個(gè)相對(duì)平衡限制范圍內(nèi)，這能起到一個(gè)非常重要的作用。

（5）工況發(fā)生變化時(shí)，調(diào)節(jié)級(jí)中的汽室溫度出現(xiàn)的變化較大，負(fù)荷產(chǎn)生的適應(yīng)性變差。工況發(fā)生變化常常會(huì)直接影響一系列設(shè)備出現(xiàn)溫差變化，在這樣的工作運(yùn)行狀況下，負(fù)荷性也會(huì)受其影響降低其適應(yīng)能力。汽輪機(jī)工作流程如圖1所示。

3 提升熱能與動(dòng)力工程操作技能的方式

3.1 合理運(yùn)用重?zé)岈F(xiàn)象，對(duì)汽輪機(jī)變工況進(jìn)行調(diào)節(jié)

關(guān)于重?zé)岈F(xiàn)象，多級(jí)汽輪機(jī)設(shè)備中一級(jí)損失上的一小部分可在后期的各級(jí)中得到充分運(yùn)用，提高進(jìn)汽焓，并且每級(jí)所需進(jìn)汽焓的降低值的總和一定會(huì)超過整體設(shè)備中的總焓降的數(shù)量，這就是重?zé)岈F(xiàn)象。從實(shí)際運(yùn)行操作中就可以看出，實(shí)際數(shù)據(jù)和操作原理之間的區(qū)別相差較大，而且機(jī)器和相關(guān)設(shè)備自身的熱回收數(shù)據(jù)和產(chǎn)生的效果也有所不同。因此，并不是所有的熱損耗都可以被再次吸收。基于此，熱電廠必須嚴(yán)格按照實(shí)際的制造生產(chǎn)狀況，結(jié)合適當(dāng)?shù)闹責(zé)釁⒖紨?shù)據(jù)，在保證發(fā)電質(zhì)量和發(fā)電效果的前提下，完成有關(guān)熱能方面的使用[2]。

3.2 調(diào)節(jié)配置與變工況

在背壓式汽輪機(jī)組設(shè)備使用過程中，為了提高其使用效果的真實(shí)性，可以對(duì)其進(jìn)行適當(dāng)?shù)母倪M(jìn)，在改進(jìn)過程中還要為其裝置后面的汽輪機(jī)組設(shè)備，這樣就可以最大限度地發(fā)揮出背壓式汽輪機(jī)組設(shè)備中的排氣性能，同時(shí)抵押凝汽式汽輪機(jī)組設(shè)備中的汽源，使之雙重發(fā)電。據(jù)此，可以構(gòu)建凝汽樣式的汽輪機(jī)組設(shè)備的相關(guān)熱電設(shè)備體系，如果電網(wǎng)頻率發(fā)生變化，它將利用其不同的動(dòng)態(tài)特性作為參考，來進(jìn)行載重增減的開啟。這種熱電設(shè)備體系的主要特點(diǎn)是調(diào)頻速度非常快，設(shè)備之間的距離較大，調(diào)節(jié)數(shù)量受到限制，從而提高了調(diào)節(jié)和控制的困難程度。如果電力系統(tǒng)中的電網(wǎng)載重發(fā)生較大的變化時(shí)，通過一次調(diào)頻的方式無法使頻率恢復(fù)，所以必須進(jìn)行二次調(diào)頻。在二次調(diào)頻過程中，可以采用手動(dòng)和自動(dòng)兩種方式進(jìn)行調(diào)頻操作，自動(dòng)的調(diào)頻形式也由于進(jìn)行二次調(diào)頻后配置形式發(fā)生改變。在熱電廠實(shí)際工作過程中，要嚴(yán)格選用合適的調(diào)節(jié)配置方式，提高工作水平，最大限度地減少調(diào)節(jié)配置，導(dǎo)致熱電工程的熱能運(yùn)用效果不高。背壓式汽輪機(jī)樣圖如圖2所示。

3.3 減少濕氣損失

調(diào)壓的特點(diǎn)是十分復(fù)雜，具體在下面的幾點(diǎn)中表現(xiàn)出來：①提高機(jī)組在部分負(fù)荷基礎(chǔ)上的經(jīng)濟(jì)性。②增加機(jī)組運(yùn)行時(shí)的可靠性，同時(shí)對(duì)負(fù)荷相關(guān)的適應(yīng)性改變程度較大。③不經(jīng)濟(jì)性的現(xiàn)象出現(xiàn)在高負(fù)荷區(qū)域中的滑壓調(diào)節(jié)過程中。在單元制的大機(jī)組設(shè)備中，蒸汽在動(dòng)葉柵中工作運(yùn)行后，依靠余速動(dòng)能脫離動(dòng)葉柵，這是沒有在動(dòng)葉柵中進(jìn)行轉(zhuǎn)換變成機(jī)械能的一小部分動(dòng)能，通常把它稱為所在這級(jí)的余速損失。

從實(shí)踐過程中可以發(fā)現(xiàn)，造成濕氣損耗的原因主要在以下幾個(gè)方面：①水滴的速度要低于蒸汽的速度，低流速的水滴會(huì)限制高流速的蒸汽，導(dǎo)致動(dòng)能的損耗。②濕蒸汽膨脹做功過程中，部分蒸汽凝結(jié)成水，從而減少了能夠做功的蒸汽量，濕蒸氣在膨脹時(shí)，大量蒸汽凝結(jié)成水滴，很大程度地減少了可以做工的蒸汽量。③噴管背弧在水珠的影響作用下容易發(fā)生撞擊，對(duì)主流進(jìn)行干擾，產(chǎn)生大量損失，并且噴管背弧在遭受撞擊后又會(huì)影響動(dòng)葉旋轉(zhuǎn)，對(duì)葉輪的有用功產(chǎn)生消耗。

在濕蒸汽冷卻時(shí)，就會(huì)造成濕氣損耗的問題。所以，進(jìn)行嚴(yán)格控制濕氣損耗的現(xiàn)象發(fā)生的同時(shí)，對(duì)提升熱能動(dòng)力工程操作技能作用是十分重要的。這不僅要求相關(guān)工作人員盡可能地將新蒸汽參數(shù)控制在額定數(shù)值間，還要保證整體的調(diào)節(jié)閥門具有一定的可靠性。這樣對(duì)于大中型的機(jī)組設(shè)備而言，可以利用中間再熱的循環(huán)方式與除濕設(shè)備相互結(jié)合，對(duì)噴管和噴嘴加以改進(jìn)。例如：通過利用吸水縫方式的空心管提升抗沖蝕的作用。汽輪機(jī)在工作運(yùn)行時(shí)，就能夠有效地克服推力軸承以及支持軸承之間相互摩擦產(chǎn)生的阻力，帶動(dòng)主油泵和調(diào)速器，達(dá)到降低機(jī)械損耗的目的[3]。

3.4 垃圾焚燒發(fā)電廠的具體應(yīng)用

供暖熱源及熱負(fù)荷形式。全廠工作人員生產(chǎn)及生活車間的換熱供暖站主要位于綜合廠房的一層，換熱站所用的總供暖熱負(fù)荷約為3.09 MW。供暖熱源由汽輪機(jī)抽汽其中壓強(qiáng)為0.355 MPa，所能承受的最高溫度為200 ℃，由立式半即熱式換熱器交換成80/65 ℃熱水采暖，由循環(huán)水泵將熱源輸送至各熱用戶并利用散熱器對(duì)生產(chǎn)、生活空間供暖。該系統(tǒng)的蒸汽耗量大約是4 t/h，具體換熱效率采用95 %進(jìn)行考慮，冷凝水的具體溫度采用90 ℃進(jìn)行考慮。采用方案的模擬：安裝吸收式溴化鋰熱泵機(jī)組在車間中，采用汽機(jī)抽汽作為主要的驅(qū)動(dòng)熱源，并且采用廠區(qū)內(nèi)部的循環(huán)冷卻水當(dāng)做低溫余熱熱源，該冷卻水冬季的溫度是28～33 ℃。利用相關(guān)的機(jī)組設(shè)備系統(tǒng)對(duì)全廠生產(chǎn)、生活的供暖提供熱水，降低汽機(jī)抽汽耗量，提高全廠能源利用率，達(dá)到節(jié)能的目的。

4 結(jié)束語

加強(qiáng)熱能和動(dòng)力工程項(xiàng)目操作技能的研究和開發(fā)，及時(shí)了解汽輪機(jī)等相關(guān)設(shè)備的工況變化以及變化細(xì)節(jié)，并對(duì)其變化的原因進(jìn)行研究分析，對(duì)運(yùn)行中的相同工況進(jìn)行有效地處理，提高運(yùn)行措施和運(yùn)行水平。另外，通過對(duì)降低焓值和減少熱損失系統(tǒng)的熟悉和探索，可以提高熱能利用率，減少熱電廠的支出和工作成本損失，真正的節(jié)約能源，避免污染物排放，確保熱電行業(yè)的發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

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