浅谈热能与动力工程在热电厂的应用分析探讨

【摘要】热能与动力工程之间的关系及变化情况，掌握变工况时的各种情况，懂得其产生原因，在工作中正确判断处理各种异常情况；它可以使操作技术更精湛，提高技能；通过了解降低焓降从而降低热损失的知识体系，可以使热能的利用率提高。

【关键词】热电厂 动力工程 主要问题

在热电厂中，在最基本的过程是将热能转变成为动能，通过汽轮发电机后，一部分转变为电能，另一部分通过汽轮机转送出去，在这过程中，会发生蒸汽的热损失及焓降，分析原因，会对热电厂的能耗降低有所帮助，并能提高操作技能。

下面简单的介绍下热电机组运行过程中产生的个别现象，熟悉调节方式，分析热力损失的原因和减少损失的方法。

重热现象：在多级汽轮机内上一级损失中的一小部分可以在以后各级中得到利用，这种现象称为多级汽轮机的重热现象。将各级的理想焓降之和大于汽轮机理想焓降部分占汽轮机理想焓降的份额叫做重热系数。由于重热的利用可使整个的效率大于各级的平均效率，但是它是以降低级效率为前题，只能回收热损失的一部分，所以重热系数不是越大越好。重热系数一般为0.04～0.08。由于重热现象的存在，使全机的相对内效率高于各级平均的相对内效率，可使机组回收其损失的一部分，充分的利用重热现象，合理的选取重热系数，对提高对机组的认识有很大的帮助。

在机组的运行过程当中，引起机组变工况的因素较多，可以从以下几个方面找原因：

（1）电不能大量储存，加上外界所需的用电功率时刻在变化；（2）锅炉燃烧不稳定，使进入汽轮机的蒸汽参数发生动态的变化；（3）凝汽设备工况变化，使凝汽器压力产生变化；（4）其它因素影响，如电网频率变化，汽轮机通流部分结垢等。

通常情况下，热电厂的主要功能是实现热能转化为动能，然后动能经蒸汽技术推动发电机工作，其中有些动能转化为电能，而另一些则消耗在这个转换中，因此，会产生热损耗与焓降。研究其产生的相关原因，可有助于节能降耗，以及技术的更新。

1 发生在节流调节里的不利现象

该调节的具体特征以及其适合用到的环境：（1）首先无调节级，第一级的全周进汽； （2）变工况时各级温度变化比较小，而且有着显著地负载调试能力； （3）变工况存在一定的节流损失，不具备优秀的经济特征； （4）适用于较小容量的机组与带基本负荷大机组，级组临界的压力就是指当级组中任一级是处于临界的状态时级组最高背压，此时其涵盖的级数会相应的多，其数值会相应的变小，换句话讲，flPt～界压低于数值，弗留格尔公式应用条件：工作级组中的各级数不应小于3～4级；当工况相同的时候，经过不同级组的实际流量是一样的；当工况存在差异的时候，不同级组中的通流亚面积同时是保持不变的，属于恒定公式。

2 发生在重热中的不利现象

所谓的重热具体的是指，后续级合理的使用之前发生的耗损，使下级理想焓降在相同压差下比在前级无损失时的理想焓降有较大的增加，此时我们称其为重热。常见的能够导致机组出现改变的要素有如下一些。首先无法对电开展有效地储存，而且外在所许多功率持续的发生改变。

3 发生在一次调频中的不利现象

3.1 一次调频：具体的讲是说并网运行机组，当遇到外在的负载出现改变而导致的电网发生频变现象，所有调速体系会结合独自的特征，开启负载，进而确保周波平衡，我们通常就将这个综合的步骤称作是一次调频。汽轮机发生变工况时各级焓降发生的变化（最末级、调节级中间级），调节级是指在第一阀全开时，当工况出现流量上的变动的时候，压力会改变，调节级将比焓降减小，在另外一种状态的时候，流量减小时会比焓降增大，但是如果第一阀是综合开启而第二个并未如此的时候，调节级相对焓降可达到最大的中间级，当工况发生改变的话，所有的会出现压力比相同的情况，此时它们比焓降也是统一的。

3.2 常见的调压调节现象有如下的一些表现。（1） 确保机组运作更加的安稳，而且能够有效的适应非常剧烈的负载情况。（2） 当设备担负一定的负载的时候，其具有较好的经济特征。（3）当负载较高的时候，经济性较差。最后，适用在单元大机组蒸汽在进行动叶栅中做功后，以余速动能进行离开动叶栅的操作，它是不能在动叶栅中进行转换为机械功的一部分动能消耗，统称它为这一级余速损失，工作喷管所占用的弧段的长度和整个圆周长派的比率值表示部分进汽的程度。针对那些出现一些进汽的级里，喷管的分组布置，可进行分为工作弧段与非工作弧段，通常后一种划分内容常常发生不利现象。高速转动的叶片会在随时都将使处于喷管工作弧段或者非工作弧段，尤其在非工作弧段中，动静轴向间隙中间充满了停滞而产生的大量蒸汽，所以当动叶片转到非工作弧段时，会出现像鼓风机一样，导致这些停滞的蒸汽迅速从叶轮的一侧鼓到另一侧，此时必然会使用一些有功值，我们通常将使用的这些叫做是鼓风损失。

4 导致变工况的因素及特点

4.1 当机器启动后，产生变工况的原因也有很多，但主要有以下各种因素

（1） 电能的不方便存储，况且由于其他方面所引起的电功率不稳定；（2） 锅炉运行的情况也非一直不变的，从而导致汽轮机的运行情况产生无规律变化；（3） 凝汽装置的工况也不稳定，使得其中的气压时时改变。（4） 另外还有诸多原因：如用电的频率、通气设备的老化等。当机器运行情况有很大变化时，就要考虑以上各个因素了，具体情况具体分析，最终维护机器的稳定运行。

进一步学习机器频率控制的相关知识，这有助于实践中各种具体操作。有两组电网同时作业的机组，尽管外界条件不断改变导致电频波动，但机器的速度控制装置能依据自身状况，进行快速调整，维护整个装置的运行，这一系列操作叫做单次调频。这个过程的主要特征在于响应快，但响应尺度各个机组不尽相同，产生的影响较小，人工操作较强。

4.1.1两次调频：对于电网运行时，其系统中负载产生大的波动，单次调频难以满足平息波动的需要，而再次进行频率控制。其方式有两种：手动操作与自动操作。

4.1.2手动调频：电能产生的过程中，技术维护工依据装置的改变来调整机器的状态，维持其频率稳定，但其据点显得易见，响应迟缓，面对大的调频情况时，通常难以实现。再者，24小时超长时间维护对维护人员来说操作时间长，强度高。

4.1.3自动调频：利用自动控制技术来实现自动调频是当前的主流技术，它是依靠在发电设备与控制系统中加装自动调节设备，从而解决整个运行中产生的频率波动，能将其变化幅度控制在很低水平。这种自动控制系统是其整个自动化系统的重要控制装置，它负责整个系统的调频、维持功率稳定及整体调节等功能。

汽轮机运行状况的改变，每次运行中焓降也随之改变，调节过程中不关闭阀门的工作情况，其随着流量变大，压力比变大，而焓降变小。与这些相反的情况。流量变少，焓降则变大。中间级状态时，当阀门处于一开一闭的情况，焓降增到最大，此时，即使工作状态发生改变，其压力也保持稳定，此时，焓降也保持稳定。最后一级，流量变大，压力变小，但此时焓降变大。清楚各级各个参数的变化对维护系统运行有很大的作用。

以上这些，是以刻苦钻研理论知识为依据，通过多年的实践经验，参考相关方面的技术文献，分析出变工况的各种情况，来讨论热电厂中的热能与动力工程的一些常见问题。

【参考文献】

[1]金海斌.电厂在人力资源培训开发管理中存在的问题和对策[J].能源与环境・管理论坛.2009（3）

[2]郑琦.靳宝忠.供热系统中自动化-控制的完善与节能降耗的实现。