新時(shí)期熱能與動(dòng)力工程在電廠中的創(chuàng)新分析

王海錚

（中國(guó)礦業(yè)大學(xué)，江蘇 徐州221000）

電廠運(yùn)行的過程中，電廠機(jī)組在工作時(shí)會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的熱能，那么如何將產(chǎn)生的熱能高效率的轉(zhuǎn)化為電能，再利用所產(chǎn)生的電能維持供熱系統(tǒng)，如果能夠?qū)崿F(xiàn)這一構(gòu)想，那么意義非凡。但就目前而言，這項(xiàng)工作尚不成熟，在具體應(yīng)用過程中，雖然能夠?qū)崮苻D(zhuǎn)化為電能，但比起高效率轉(zhuǎn)化，生產(chǎn)效率并不理想，實(shí)際效果與構(gòu)想的仍然相去甚遠(yuǎn)[1]。所以，為了推動(dòng)新時(shí)期熱能與動(dòng)力工程的發(fā)展，必須要有創(chuàng)新的思維，采取有效措施解決這些棘手的問題。

1 當(dāng)前熱能和動(dòng)力工程在電廠運(yùn)行中存在的缺陷

1.1 濕氣所產(chǎn)生的損耗問題

電廠運(yùn)行的過程中，受蒸汽作用影響，動(dòng)能會(huì)轉(zhuǎn)化為電能，但是隨著溫度的升高，蒸汽會(huì)發(fā)生膨脹，產(chǎn)生水滴，而這一過程會(huì)消耗很多濕氣。不僅如此，水滴的移動(dòng)速度也會(huì)對(duì)濕氣消耗造成影響。當(dāng)蒸汽大于大于水滴的移動(dòng)速度，會(huì)再次增加濕氣的消耗。除此之外，當(dāng)水滴影響到主流運(yùn)動(dòng)時(shí)，噴管會(huì)對(duì)其進(jìn)行干擾，造成連鎖反應(yīng)，導(dǎo)致多余設(shè)備操作，這樣一來，就會(huì)消耗更多的能量和濕氣。

1.2 重?zé)岈F(xiàn)象引發(fā)的負(fù)面問題

電廠運(yùn)行的過程中，熱能的重復(fù)利用通常是重?zé)岈F(xiàn)象的主要表現(xiàn)，但其中也存在很多問題影響電廠能源利用率，甚至對(duì)電廠能源利用率的提高起嚴(yán)重制約作用。電廠的電能很難在重?zé)徇^程出現(xiàn)問題時(shí)得到有效儲(chǔ)存，重?zé)徇^程的出現(xiàn)還會(huì)導(dǎo)致在發(fā)電燃燒過程中，蒸汽機(jī)的數(shù)值的破壞，對(duì)燃燒緩解的穩(wěn)定性產(chǎn)生負(fù)面影響[2]。不僅如此，重?zé)岈F(xiàn)象還會(huì)引發(fā)氣壓波動(dòng)，波動(dòng)的氣壓會(huì)降低電能品質(zhì)，進(jìn)而影響整個(gè)發(fā)電廠。

1.3 節(jié)流調(diào)節(jié)問題

一般情況下，對(duì)于容量額度較小的設(shè)備來說，節(jié)流調(diào)節(jié)對(duì)其作用更加明顯。由弗留格爾公式不難得出：機(jī)組中的級(jí)數(shù)必須超多三級(jí)是節(jié)流調(diào)節(jié)的應(yīng)用前提，當(dāng)發(fā)電設(shè)備工作狀態(tài)穩(wěn)定時(shí)，他們的流量是相等的，即便時(shí)不同的機(jī)組。但當(dāng)設(shè)備狀態(tài)發(fā)生變化，必須要立即采取措施，保證系統(tǒng)能夠穩(wěn)定工作。因?yàn)橐坏┰O(shè)備狀態(tài)發(fā)生變化，流量就會(huì)發(fā)生變化，增加系統(tǒng)負(fù)荷，對(duì)電廠的經(jīng)濟(jì)效益造成嚴(yán)重影響。

2 熱能和動(dòng)力工程在電場(chǎng)中創(chuàng)新的有效措施

2.1 對(duì)降低濕氣采取的有效措施

電廠運(yùn)行的過程中，在產(chǎn)生熱能時(shí)，也會(huì)伴隨著大量濕氣的產(chǎn)生。在熱傳遞的作用下，會(huì)存在機(jī)組出現(xiàn)能耗現(xiàn)象，這是由于溫度較低的濕氣在損耗過程中會(huì)消耗部分熱能導(dǎo)致的。這一問題的解決，有賴于相關(guān)部門對(duì)提高濕氣控制，采取措施降低濕氣，使得機(jī)組發(fā)電效率有所提高。譬如：某電廠在運(yùn)行的過程中，濕氣耗損問題也引起了上層和工作人員的注意，他們決定借鑒其他電廠在處理濕氣能耗上的處理方法，貼合自身實(shí)際，研究與借鑒并重，工作人員決定采取中間加熱的方式降低能耗。簡(jiǎn)單來說就是安裝再熱循環(huán)裝置，通過對(duì)中間環(huán)節(jié)的控制，來降低濕氣耗損。即在機(jī)組運(yùn)行設(shè)備上，安裝一個(gè)再熱循環(huán)裝置安裝，通過此裝置來避免溫度過低造成的影響，將作功后蒸汽再次加熱，以此確保加熱后的蒸汽溫度與主蒸汽溫度相當(dāng)，此后恢復(fù)正常工序。以上介紹的是中間加熱手段，在提高循環(huán)熱效率方面很有成效，同時(shí)其能夠確保排氣濕度符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，進(jìn)而也起到了對(duì)葉片侵蝕的減緩作用。當(dāng)然，提高設(shè)備運(yùn)行的內(nèi)效率，必須建立在不影響設(shè)備的正常使用年限，相輔相成，以此消弱能耗問題帶來的弊端。當(dāng)然，提升機(jī)組抗沖蝕能力，也可以緩解能耗。兩種方法，雙管齊下，事半功倍。

2.2 合理利用重?zé)岬挠行Т胧?/h3>

當(dāng)前，我國(guó)電廠運(yùn)行中，應(yīng)用較為廣泛的是多級(jí)汽輪機(jī)。但其有很明顯的弊端，多級(jí)汽輪機(jī)在工作時(shí)，每一級(jí)都會(huì)產(chǎn)生熱量，積少成多，就會(huì)導(dǎo)致熱量過剩。而這些熱量并無(wú)實(shí)際用處，在此，可以考慮在具體作業(yè)時(shí)，將此熱量進(jìn)行儲(chǔ)存轉(zhuǎn)化來加以利用。譬如：某電廠在運(yùn)行的過程中，重?zé)岈F(xiàn)象引起了上層和工作人員的注意，他們決定采取儲(chǔ)存熱能的方式來合理利用重?zé)岈F(xiàn)象[3]。通俗地講，就是將吸收式熱泵安裝在多級(jí)汽輪機(jī)設(shè)備中，而熱泵的組成部分主要是發(fā)生器、冷凝器、吸收器和蒸發(fā)器。在熱泵的作用下，上一級(jí)設(shè)備在熱能轉(zhuǎn)化過程中，剩余或者新產(chǎn)生的熱能可以被下一級(jí)設(shè)備利用，環(huán)環(huán)相扣，以此來實(shí)現(xiàn)循環(huán)往復(fù)利用，從而將熱量的轉(zhuǎn)化效率大大提高。當(dāng)然也要對(duì)轉(zhuǎn)化效率進(jìn)行提高，借此來保障電廠的生產(chǎn)效率。除此之外，在此過程中，重?zé)嵯禂?shù)的科學(xué)性與合理性也是工作人員所必須保持警惕的。一般來說，重?zé)嵯禂?shù)的區(qū)間范圍是0.04～0.08。其具體數(shù)值則需要工作人員將所學(xué)與所想結(jié)合，并建立在設(shè)備運(yùn)行實(shí)際情況上，綜合各方面來計(jì)算得出。要對(duì)重?zé)岬恼鎸?shí)情況進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)，確保在發(fā)現(xiàn)問題的第一時(shí)間，能夠找到解決辦法，作出調(diào)整。

2.3 開展節(jié)流調(diào)節(jié)的有效措施

一般來說，當(dāng)要滿足全周進(jìn)汽時(shí)，其實(shí)只需要一級(jí)節(jié)流調(diào)節(jié)就可以了，而且效果顯著。譬如：當(dāng)對(duì)小容量機(jī)組和基本負(fù)荷較大機(jī)組進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)，當(dāng)發(fā)電機(jī)組的工況變化和各級(jí)溫度差異較小時(shí)，就會(huì)發(fā)現(xiàn)，調(diào)節(jié)效果就會(huì)變得明顯。但現(xiàn)實(shí)問題在于，工況發(fā)生變化所帶來的一些列問題。工況的變化會(huì)導(dǎo)致節(jié)流損失，不僅如此，它還能使得熱能與動(dòng)力工程的效果降低。由此會(huì)導(dǎo)致成本的提高，而實(shí)現(xiàn)高經(jīng)濟(jì)效益也就了無(wú)稽之談。上述問題的解決，有賴于工作人員對(duì)汽輪機(jī)的全方位監(jiān)控。由于問題不可小覷，必須在具體工作開展前，獲取汽輪機(jī)流量。在實(shí)際運(yùn)行中，通過設(shè)備的各項(xiàng)參數(shù)來計(jì)算設(shè)備的各級(jí)焓降和壓差，了解設(shè)備的承重情況，各零部件的功率、注意細(xì)節(jié)等。綜合各個(gè)事項(xiàng)，在壓力情況方面，對(duì)汽輪機(jī)運(yùn)行前進(jìn)行對(duì)比情況分析，基于以上數(shù)據(jù)，對(duì)通流的變化情況進(jìn)行判斷。

2.4 優(yōu)化調(diào)頻方案的有效措施

在電廠運(yùn)行過程中，不起眼的外界負(fù)荷也會(huì)對(duì)電網(wǎng)頻率造成影響。當(dāng)外界負(fù)荷的狀態(tài)變化明顯時(shí)，電網(wǎng)頻率也會(huì)隨之有著較為明顯的波動(dòng)。應(yīng)對(duì)上述存在問題，穩(wěn)定電網(wǎng)頻率是突破口，工作人員可以通過調(diào)頻來避免這些問題[4]。譬如：眾所周知，調(diào)頻工作一般囊括為兩部分：即一次調(diào)頻作業(yè)和二次調(diào)平作業(yè)。①一次調(diào)頻作業(yè)的特點(diǎn)就是全自動(dòng)，所有作業(yè)都是由發(fā)電機(jī)組自動(dòng)完成的，全程無(wú)需人工，解放了勞動(dòng)力。其弊端在于：一次調(diào)頻并不能一次性滿足發(fā)電需求，不得不需要人工來進(jìn)行二次調(diào)頻作業(yè)。②二次調(diào)頻作業(yè)是對(duì)一次調(diào)頻作業(yè)的補(bǔ)充和細(xì)化。該作業(yè)對(duì)技術(shù)人員的專業(yè)性要求極高，技術(shù)人員不僅要了解電網(wǎng)頻率的實(shí)際情況，還要結(jié)合實(shí)際的發(fā)電需求，發(fā)現(xiàn)問題所在，進(jìn)行精準(zhǔn)有效的調(diào)節(jié)。由于這一過程操作難度很大，對(duì)技術(shù)人員專業(yè)性技術(shù)要求極高，所以電廠需定期對(duì)相關(guān)人員進(jìn)行培訓(xùn)，以便技術(shù)人員能夠更好的解決此類問題。

3 結(jié)論

綜合各方因素，我國(guó)能源資源日益緊缺、環(huán)境污染問題也日益嚴(yán)峻，隨著電廠的發(fā)展，生產(chǎn)效率問題讓愈來愈讓人們重視，熱能與動(dòng)力工程在電廠中的創(chuàng)新改革也引起了業(yè)界的廣泛關(guān)注。因此，在未來發(fā)展中，必須對(duì)技術(shù)人員加強(qiáng)培訓(xùn)，強(qiáng)調(diào)資源利用率，將所用的能耗盡可能降低，譬如：濕氣造成的多余損耗，積極采取措施應(yīng)對(duì)重?zé)岷凸?jié)流調(diào)節(jié)問題，同時(shí)對(duì)合理的調(diào)頻方案進(jìn)行制定，一切以提高生產(chǎn)效率為目標(biāo)，以此來緩解我國(guó)能源資源緊缺問題和環(huán)境污染的現(xiàn)象。