提高火力發(fā)電廠能源轉(zhuǎn)換效率的研究

魯冠軍，周俊

（1.重慶電力高等?？茖W(xué)校；2.重慶市楊家坪中學(xué)，重慶 400050）

雖然火力發(fā)電廠可以為社會(huì)提供大量的能量，但是日常可見的大煙囪里冒出涓涓的白色蒸汽是火力發(fā)電廠燒盡能源時(shí)排放的有毒氣體。而發(fā)電廠排出的氣體，帶著熱量就這樣白白散失了。發(fā)電廠消耗的熱量成為可以提高能源轉(zhuǎn)化效率的重點(diǎn)，顯然可以把這個(gè)重點(diǎn)作為突破口，盡最大可能去提高火力發(fā)電廠的能源轉(zhuǎn)換效率。

1 關(guān)于熱氣的熱參數(shù)

1.1 提高蒸汽的初始溫度

提高蒸汽的初始溫度，常?？梢蕴嵘邿峤?jīng)濟(jì)性。由此可以得到，氣體的初溫得到升高，會(huì)導(dǎo)致排放的氣體濕度降低，進(jìn)而減輕了氣體濕度損失過多的現(xiàn)象。還提升了蒸汽的容納量，讓不小心漏出的蒸汽體積減少。

1.2 減小蒸汽的初始?jí)簭?qiáng)

提高蒸汽的初始?jí)簭?qiáng)，會(huì)導(dǎo)致排氣濕度的提高，加大了潮濕氣體的損失和浪費(fèi)。減少了可盛裝氣體的容積，所以更多的氣體被浪費(fèi)了。因此我們要盡量減小蒸汽的初始?jí)簭?qiáng)，可以更好的減少損失。

2 降低蒸汽的終參數(shù)

2.1 降低終參數(shù)對(duì)機(jī)組的影響

如若降低終參數(shù)，朗肯循環(huán)效率會(huì)一直提高，排放氣體的潮濕感會(huì)上升。

2.2 凝氣器冷卻系統(tǒng)

電廠的用水多種多樣。在用比較冷的水流沖擊的情況下，火電廠的用水量巨大，會(huì)造成不可估量的經(jīng)濟(jì)損失，所以，水源是建立火力發(fā)電廠的重要因素。火電廠的建立最好離水源較近，可以良好的運(yùn)用地理位置的資源，節(jié)省運(yùn)送成本和時(shí)間。

2.3 機(jī)組的最佳排汽壓力

火力發(fā)電廠運(yùn)行時(shí)的蒸汽參數(shù)又被稱作真空度，是影響氣輪機(jī)器組的經(jīng)濟(jì)性的重要指標(biāo)。并且，真空數(shù)值能很好的表達(dá)出系統(tǒng)壓強(qiáng)的實(shí)際數(shù)值。

3 采用蒸汽再熱循環(huán)

3.1 理想化

把熱機(jī)的工作流程簡單化，把復(fù)雜的不可以逆向的過程的一個(gè)循環(huán)近乎為簡單、典型、可以逆向過程的一個(gè)循環(huán)。

3.2 蒸汽動(dòng)力的循環(huán)

水蒸氣在現(xiàn)實(shí)生活中主要應(yīng)用于火力發(fā)電和核電兩種。動(dòng)力循環(huán)是以做功為目的。循環(huán)中的工質(zhì)偏離液態(tài)很接近，有時(shí)會(huì)是液態(tài)，有時(shí)會(huì)是氣態(tài)，所以對(duì)蒸汽動(dòng)力循環(huán)的研究必須結(jié)合水蒸氣的特性和熱力過程。又因?yàn)樗退魵獠荒苋紵灾荒軓目諝庵形諢崃?，所以必須配置鍋爐設(shè)備。燃燒的生成物不參與循環(huán)，蒸汽的設(shè)備可以使用各種各樣的常規(guī)固體、液體、氣體燃料或者核燃料，可以廢物利用劣質(zhì)煤和工業(yè)的廢棄熱量，還可以利用太陽能和水能、地?zé)崮艿饶茉础?/p>

4 給水流回?zé)嵫h(huán)

4.1 回?zé)岢闅庀到y(tǒng)

在蒸汽熱力的循環(huán)系統(tǒng)中，一般要從汽輪機(jī)的中間抽取一部分蒸汽，送到給水加熱器的中間。

4.2 抽氣回?zé)嵯到y(tǒng)的作用

抽氣回?zé)嵯到y(tǒng)原則上是熱力系統(tǒng)基本組成的一部分。采用抽取一部分熱氣給鍋爐加熱的方法，減少了冷能源的浪費(fèi)，一定抽氣容量的蒸汽做功之后不會(huì)再抽氣到冷凝器里的冷水放熱。從而避免了熱蒸汽的能量被冷水帶走，使得高溫?zé)釟獾哪芰坎粫?huì)白白浪費(fèi)，得到了充分的利用，能量的消耗率會(huì)大大的下降。同時(shí)，因?yàn)橛玫搅烁邷氐恼羝麃斫o水流加熱這一方法，讓水的溫度升高。每一個(gè)做功在實(shí)際中都會(huì)有不可避免的熱量損失，無法做到百分之百的利用效率，如上所說的做法可以大大減少了給水加熱的不可逆損失，在鍋爐中對(duì)能量的吸收會(huì)減少，利用率大大提高。

4.3 提高系統(tǒng)循環(huán)熱效率的措施

在現(xiàn)實(shí)的生活中，給水溫加熱并不是加熱到最合適的溫度，因?yàn)槭軛l件和技術(shù)資金運(yùn)轉(zhuǎn)等一系列問題的制約。另外，給水流加熱提高溫度導(dǎo)致消耗的資源量、排氣量、排煙量等都大大的增加，鍋爐的效率大大的降低，迫使資金投資增加。第二，因?yàn)槌掷m(xù)不斷的加熱使鍋爐的蒸發(fā)量和汽輪機(jī)的高壓流通量都相應(yīng)的遞增。給水回?zé)岬脑蕉?，耗費(fèi)的資源越多，雖然火力發(fā)電廠的能源轉(zhuǎn)換效率提高了，但是資金成倍的大增，這是任何一個(gè)企業(yè)都不愿意做的。畢竟，企業(yè)最主要的既為盈利、利潤。

4.4 加熱器的性能要求

加熱器的性能要求這方面，盡可能的歸位縮小加入加熱器的蒸汽飽和溫度和加熱器的氣流出口的溫度的△t，為了達(dá)到主要的目的，我們目前有兩種方法。第一，采用混合的加熱器，把從機(jī)器內(nèi)部抽取來的氣體在加熱器內(nèi)直接與水流混合，這樣就能使得蒸汽液化，潛熱會(huì)釋放到水中了。第二，可以采用表面式加熱器，結(jié)構(gòu)上采取精密度高的構(gòu)造設(shè)計(jì)，盡可能的最大限度去提高加熱的效率和強(qiáng)度。

4.5 原則性熱力系統(tǒng)構(gòu)成

連接鍋爐、汽輪機(jī)內(nèi)部為主要構(gòu)成、接排氣管、抽氣回?zé)岬南到y(tǒng)、凝結(jié)液體系統(tǒng)、排除氧氣系統(tǒng)和水泵連接系統(tǒng)。對(duì)于抽氣回?zé)嵯到y(tǒng)來說，我們常常把除氧器做為分界線，把除氧器之內(nèi)的稱為除氧器系統(tǒng)，除氧器以后的稱作高壓回?zé)峒訜嵯到y(tǒng)。

5 關(guān)于結(jié)合水回?zé)嵫h(huán)

5.1 回?zé)嵫h(huán)

回?zé)嵫h(huán)是一種領(lǐng)先在時(shí)代前端的燃?xì)廨啓C(jī)循環(huán)的一種方法。為了研究燃?xì)廨啓C(jī)化學(xué)回?zé)嵫h(huán)熱力化學(xué)性能，建立了燃?xì)廨啓C(jī)化學(xué)回?zé)嵫h(huán)溫熵圖，定義了燃料熱值相對(duì)增加率?；瘜W(xué)回?zé)嵫h(huán)效率可以達(dá)到55%之上，這是一個(gè)相當(dāng)可觀的數(shù)字。化學(xué)回?zé)嵫h(huán)發(fā)展到這里更邁進(jìn)了一大步。

5.2 關(guān)于結(jié)合水回?zé)嵫h(huán)的基本內(nèi)容

回?zé)嵫h(huán)又被稱之為現(xiàn)在的蒸汽技術(shù)，它是在朗肯循環(huán)的條件上，對(duì)吸收熱量的過程加以升華而產(chǎn)生的結(jié)果。在朗肯循環(huán)中，剛剛產(chǎn)生的蒸汽的熱量很小，在汽輪機(jī)中的做功為30%左右。另外水蒸氣產(chǎn)生的能量占據(jù)主導(dǎo)地位，液化過程中被循環(huán)水帶走了。其次，進(jìn)入鍋爐的水溫是凝結(jié)作用后的飽和溫度。因?yàn)槔淠骼锩娴臏囟葮O低，故其飽和溫度極低。吸收熱量的平均溫度不高，因此，才產(chǎn)生了利用抽氣加熱的熱力循環(huán)――回?zé)嵫h(huán)。

6 熱電聯(lián)產(chǎn)循環(huán)系統(tǒng)

6.1 熱電聯(lián)產(chǎn)循環(huán)

熱電聯(lián)產(chǎn)循環(huán)是利用火電廠低熱量的熱能來發(fā)展的，可以將能量輸送給各個(gè)用戶，為用電生產(chǎn)節(jié)約能量和燃料，減少浪費(fèi)，得到最大的經(jīng)濟(jì)效益，成為最高的獲利方。

6.2 熱電聯(lián)產(chǎn)循環(huán)的定義

熱能的動(dòng)力裝置采用了一切能夠提高效率、節(jié)省開支的方案。它的熱效率得不到良好的提高，常常將廢棄和無法利用的熱量排放到正常的空氣當(dāng)中，造成和加劇了環(huán)境的污染。熱電聯(lián)產(chǎn)循環(huán)的目的就是在給輸送電力的時(shí)間段內(nèi)，將這一部分排放的熱量用來供熱，一舉兩得，還不會(huì)造成環(huán)境的污染。將能源利用效率達(dá)到超過50%的利用率，減少能源的浪費(fèi)和損失。

6.3 熱電聯(lián)產(chǎn)循環(huán)對(duì)低品位熱能的有效利用

現(xiàn)在的凝氣式的汽輪發(fā)電機(jī)發(fā)電廠雖然大有成就，做到了一舉兩得，但是其中也有明顯的不足，多半的熱量沒有得到利用就白白浪費(fèi)掉了，絕對(duì)多的熱量在冷凝的過程中被里面的冷水帶走了。所以，怎樣才能更大限度的利用這部分的散失能量，才是當(dāng)今社會(huì)最關(guān)鍵、最核心的主要問題。

6.4 關(guān)于熱電聯(lián)產(chǎn)循環(huán)系統(tǒng)的概述

熱電聯(lián)產(chǎn)循環(huán)系統(tǒng)的最大的好處和利益是節(jié)約成本和費(fèi)用，一舉兩得。能源是我們?nèi)粘Ｉ畹谋匾臒o時(shí)不刻也離不開的東西。電力更是如此，每天的每時(shí)每刻我們都離不開，更不敢想象沒有電力的生活。但是，現(xiàn)如今巨大的電力耗費(fèi)也成為另一個(gè)問題。熱電聯(lián)產(chǎn)可以兩邊顧全，既可以滿足如此龐大的供電需求，又可以從中盈利并得到龐大的經(jīng)濟(jì)利益。

7 結(jié)語

綜上所述，我們要不斷的大力完善和提高火力發(fā)電廠的能源轉(zhuǎn)換效率，在合理的規(guī)劃以后，將能源利用效率達(dá)到超過50%的利用率，減少能源的浪費(fèi)和損失。