基于熱電廠中的熱能與動(dòng)力工程分析

摘 要：熱電廠兼具供熱與發(fā)電的雙重作用，因此“熱電聯(lián)產(chǎn)”的能量生產(chǎn)方式在環(huán)保以及節(jié)能方面具有很大的技術(shù)優(yōu)勢(shì)。文章研究的主要著眼點(diǎn)，在于針對(duì)我國(guó)熱電廠熱能與熱電廠動(dòng)力工程進(jìn)行分析。分別從重?zé)岈F(xiàn)象以及調(diào)配、節(jié)流調(diào)節(jié)、調(diào)壓調(diào)節(jié)等幾個(gè)不同方面，重點(diǎn)針對(duì)我國(guó)熱電廠中熱能與動(dòng)力工程的有效運(yùn)用情況進(jìn)行分析探討，旨在為我國(guó)熱電廠實(shí)際運(yùn)行管理提供相關(guān)的參考與經(jīng)驗(yàn)借鑒，以此不斷促進(jìn)我國(guó)熱電廠運(yùn)行效率有效提高。

關(guān)鍵詞：熱電廠；熱能；動(dòng)力工程

熱電廠采用供熱式機(jī)組，在供應(yīng)能源過(guò)程中還采用汽輪機(jī)排氣或抽氣，不斷滿足用戶生產(chǎn)與生活中所需要的熱量需求。其與一般的發(fā)電廠熱電分產(chǎn)形式相比，不僅具有較高的應(yīng)用成效，而且這項(xiàng)技術(shù)具有時(shí)代前沿性與創(chuàng)新性。但是，我國(guó)現(xiàn)階段的熱能與動(dòng)力工程在熱電廠中的運(yùn)用依然存在諸多不足。因此，其嚴(yán)重制約了熱電廠能量的充分利用?；诖?，文章將對(duì)熱電廠中熱能與動(dòng)力工程的實(shí)踐應(yīng)用情況進(jìn)行分析探討。

1 熱電廠的發(fā)展運(yùn)行情況概述

熱電廠在我國(guó)工業(yè)生產(chǎn)中發(fā)揮了重要的作用，其主要在發(fā)電過(guò)程中使運(yùn)行的鍋爐產(chǎn)生蒸汽，然后將這部分蒸汽傳輸?shù)狡啓C(jī)中，通過(guò)汽輪機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)行，從而帶動(dòng)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行發(fā)電。在此過(guò)程中，汽輪機(jī)中排出的氣體會(huì)進(jìn)入到凝汽器的冷端設(shè)備中，從而使水由氣態(tài)物質(zhì)轉(zhuǎn)變?yōu)橐簯B(tài)物質(zhì)。這種經(jīng)過(guò)物理轉(zhuǎn)化的水資源會(huì)通過(guò)凝結(jié)水泵進(jìn)入到輸水泵中，然后返回到鍋爐內(nèi)部。從我國(guó)發(fā)電廠利用蒸汽不斷進(jìn)行循環(huán)發(fā)電的這一運(yùn)行原理來(lái)看，其充分實(shí)現(xiàn)了環(huán)保節(jié)能的預(yù)期效果。

2 基于熱電廠中的熱能與動(dòng)力工程分析

2.1 熱電廠中的熱能與動(dòng)力工程的運(yùn)行轉(zhuǎn)化分析

在大部分熱電廠中，都采用火力發(fā)電的形式進(jìn)行能量轉(zhuǎn)化，而在此過(guò)程中最重的環(huán)節(jié)就是能量轉(zhuǎn)化。通過(guò)對(duì)熱電廠的實(shí)際運(yùn)行工作原理分析發(fā)現(xiàn)，熱電廠在運(yùn)行中，熱能會(huì)與動(dòng)能之間進(jìn)行相互轉(zhuǎn)化，動(dòng)能經(jīng)過(guò)汽輪機(jī)的發(fā)電作用之后會(huì)轉(zhuǎn)化為電能，另外一部分能量會(huì)經(jīng)過(guò)汽輪機(jī)被傳輸出去。但是，在此能量轉(zhuǎn)化過(guò)程中，有很大一部分熱能將會(huì)損失。因此，導(dǎo)致熱電廠的運(yùn)行能耗不斷上升，運(yùn)行效率不斷降低。

在熱電廠中最重要的能源就是煤炭，經(jīng)過(guò)處理的煤炭會(huì)變?yōu)槊夯?，利用皮帶傳輸技術(shù)將煤灰傳輸?shù)藉仩t中，當(dāng)煤灰充分燃燒之后就會(huì)釋放巨大的熱量，從而變?yōu)樗魵?，鍋爐經(jīng)過(guò)一次加熱之后，形成的水蒸氣會(huì)進(jìn)入高壓缸內(nèi)部。因此，為了不斷提高鍋爐的加熱效率，可以對(duì)其進(jìn)行循環(huán)加熱處理。在此技術(shù)處理環(huán)節(jié)，能夠促使水蒸氣進(jìn)入到中壓缸內(nèi)部，此時(shí)便可利用這一部分蒸氣促使汽輪機(jī)設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)，使其產(chǎn)生巨大的電能[1]。

2.2 熱電廠中熱能與動(dòng)力工程分析時(shí)的選址問(wèn)題

除此之外，在研究熱電廠熱能與動(dòng)力工程時(shí)，需要注意熱電廠的選址問(wèn)題。由于熱點(diǎn)廠的運(yùn)行負(fù)荷性質(zhì)與負(fù)荷大小等因素都會(huì)嚴(yán)重影響熱電廠的實(shí)際裝機(jī)容量。因此，這一因素導(dǎo)致我國(guó)現(xiàn)階段熱電廠的實(shí)際機(jī)組運(yùn)行規(guī)模要比火力發(fā)電廠的主流運(yùn)行機(jī)組容量更小。由于熱電廠的重要功能就是放熱與發(fā)電，因此需要不斷增大熱電廠鍋爐的實(shí)際運(yùn)行容量。但是，受制于原材料與技術(shù)水平的局限性，熱電廠在選址時(shí)要盡量選在熱負(fù)荷中心位置以及城鎮(zhèn)中人口密度較大的區(qū)域，為了保證熱電廠供熱系統(tǒng)能夠科學(xué)、穩(wěn)定運(yùn)行，還需要建立完善的熱力管網(wǎng)。

2.3 熱電廠中熱能與動(dòng)力工程運(yùn)行時(shí)的機(jī)組變工情況分析

汽輪機(jī)設(shè)備在運(yùn)行過(guò)程中，其功率會(huì)不斷發(fā)生變動(dòng)，而在此過(guò)程中，蒸氣的運(yùn)行參數(shù)也會(huì)隨著鍋爐中燃料的燃耗變化情況，在不斷發(fā)生變化。文章通過(guò)研究發(fā)現(xiàn)，凝氣設(shè)界運(yùn)行工況發(fā)生變化以及電網(wǎng)的實(shí)際運(yùn)行頻率發(fā)生變化，還有汽油機(jī)內(nèi)部通流部產(chǎn)生污垢等，都會(huì)導(dǎo)致熱電廠中的熱能與動(dòng)力工程產(chǎn)生變工情況[2]。

（1）首先第一次對(duì)并網(wǎng)運(yùn)行的發(fā)電機(jī)組進(jìn)行調(diào)頻時(shí)，電網(wǎng)會(huì)隨著外部運(yùn)行負(fù)荷的不斷變化而產(chǎn)生相應(yīng)的變化，此時(shí)熱電廠中每一個(gè)發(fā)電機(jī)組都會(huì)結(jié)合自己的實(shí)際運(yùn)行特性，利用系統(tǒng)調(diào)速運(yùn)行裝置適當(dāng)增減汽輪機(jī)的運(yùn)行負(fù)荷，從而使熱電廠的電網(wǎng)系統(tǒng)能夠科學(xué)運(yùn)行。

（2）另外針對(duì)熱電廠的電力系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)節(jié)級(jí)處理，當(dāng)熱電廠的全部設(shè)備處于正常運(yùn)行工況時(shí)，系統(tǒng)中的實(shí)際電流就會(huì)不斷上升。與此同時(shí)，系統(tǒng)中的瞬時(shí)電壓會(huì)不斷上升，此時(shí)就會(huì)不斷減小調(diào)節(jié)級(jí)的比焓降。當(dāng)系統(tǒng)部分設(shè)備處于正常運(yùn)行工況時(shí)，調(diào)節(jié)級(jí)的比焓降就會(huì)上升到中間級(jí)的最大值。在此過(guò)程中，熱電廠的設(shè)備運(yùn)行工況同樣也會(huì)發(fā)生明顯的變化。但是，處于中間級(jí)的壓力比卻不會(huì)隨之發(fā)生變化。因此，調(diào)節(jié)級(jí)的比焓降也不會(huì)發(fā)生明顯變化。相反，在最末級(jí)，壓力比會(huì)隨著系統(tǒng)運(yùn)行流量的不斷增大而相應(yīng)減小，但是調(diào)節(jié)級(jí)的比焓降卻會(huì)不斷上升[3]。

3 熱電廠中的熱能與動(dòng)力工程運(yùn)行特點(diǎn)分析

在熱電廠中熱能與動(dòng)力工程運(yùn)行過(guò)程中，需要進(jìn)行噴管調(diào)節(jié)與節(jié)流調(diào)節(jié)和系統(tǒng)設(shè)備的調(diào)壓調(diào)節(jié)。因此，只有了解其各自的調(diào)節(jié)適用場(chǎng)合以及調(diào)節(jié)特點(diǎn)，才能不斷提高熱能與動(dòng)力工程機(jī)組的實(shí)際運(yùn)行效率。經(jīng)過(guò)實(shí)踐研究發(fā)現(xiàn)，機(jī)組運(yùn)行負(fù)荷在不同的調(diào)節(jié)閥中產(chǎn)生的最大流量并不相等，而且當(dāng)系統(tǒng)有調(diào)節(jié)級(jí)且其實(shí)際的運(yùn)行負(fù)荷在1以下時(shí)，機(jī)組調(diào)節(jié)閥開啟的實(shí)際數(shù)目與時(shí)間變化存在一定的關(guān)系。在此過(guò)程中，當(dāng)機(jī)組的實(shí)際運(yùn)行工況發(fā)生變化時(shí)，調(diào)節(jié)級(jí)汽室溫度變化較為明顯，而且會(huì)導(dǎo)致機(jī)組設(shè)備適應(yīng)性變差[4]。但對(duì)機(jī)組中的噴管進(jìn)行調(diào)節(jié)時(shí)，能夠保證機(jī)組設(shè)備在運(yùn)行過(guò)程中，迅速達(dá)到預(yù)定參數(shù)值，并使系統(tǒng)中的運(yùn)行負(fù)荷進(jìn)行科學(xué)調(diào)配，保證了熱電廠熱能與動(dòng)力工程相關(guān)設(shè)備能夠良好運(yùn)行。

4 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，對(duì)熱電廠中的熱能與動(dòng)力工程進(jìn)行高效運(yùn)用，能夠不斷提升我國(guó)電力行業(yè)的總體發(fā)展水平。而“熱電聯(lián)產(chǎn)”同樣也是擺在我國(guó)電力企業(yè)面前的重要發(fā)展課題。文章通過(guò)上述分析研究，發(fā)現(xiàn)熱電廠中的熱能與動(dòng)力工程的開展需要立足于實(shí)際，注重?zé)崮芘c動(dòng)力工程運(yùn)行效率的不斷提高，只有在協(xié)同配合工作之下，提升技術(shù)操作水平，才能不斷提高我國(guó)熱電廠中熱能與動(dòng)力工程的運(yùn)行效率。

參考文獻(xiàn)

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[3]屈小亮，吳建，李亞軍.熱電廠中熱能與動(dòng)力工程的有效運(yùn)用分析[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2015，31：146.

[4]豐鵬海.淺議熱電廠中熱能與動(dòng)力工程的有效運(yùn)用[J].黑龍江科技信息，2016，15：50.

作者簡(jiǎn)介：羅強(qiáng)（1976，4-），男，漢族，四川遂寧人，四川職業(yè)技術(shù)學(xué)院，講師，熱能工程專業(yè)本科，研究方向：熱能工程、自動(dòng)控制。