熱電廠性能優(yōu)化中熱能動(dòng)力工程的實(shí)踐應(yīng)用

馮向剛

青島熱電股份有限公司 山東青島 266011

1 熱電廠性能優(yōu)化中熱能動(dòng)力工程應(yīng)用的重要意義

在熱能動(dòng)力工程實(shí)踐應(yīng)用中，熱電廠逐步探索了基于降低能耗、減少排放、提高效率的節(jié)約環(huán)保型發(fā)展模式，不斷深化創(chuàng)新推廣，從而提高節(jié)能減排效率，節(jié)約成本，帶來(lái)良好綜合效益。就環(huán)保角度而言，熱電廠運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中極易造成環(huán)境污染，而且廢棄物排放還會(huì)導(dǎo)致大氣污染?，F(xiàn)代化社會(huì)理念主張必須嚴(yán)格遵循生態(tài)效益與節(jié)能環(huán)保理念，污染問(wèn)題不容忽視，所以，熱電廠為進(jìn)一步適應(yīng)社會(huì)發(fā)展需求，樹(shù)立良好形象，需科學(xué)合理利用熱能動(dòng)力工程性能[1]。

2 熱電廠的熱能動(dòng)力工程應(yīng)用現(xiàn)狀分析

2.1 熱能動(dòng)力工程運(yùn)行轉(zhuǎn)化分析

熱電廠大多都采用火力發(fā)電形式轉(zhuǎn)換能量，其中能量轉(zhuǎn)換最為關(guān)鍵。通過(guò)熱電廠運(yùn)行工作原理分析可知，熱電廠運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中，熱能與動(dòng)能間互相轉(zhuǎn)換，動(dòng)能基于汽輪機(jī)發(fā)電作用轉(zhuǎn)換為電能，其他能量通過(guò)汽輪機(jī)輸出。在此轉(zhuǎn)換過(guò)程中，將會(huì)損失部分熱能，所以造成熱電廠運(yùn)行能耗快速上升，效率卻逐步下降。煤炭是熱電廠的主要能源，經(jīng)過(guò)處理會(huì)轉(zhuǎn)變?yōu)槊夯?，基于皮帶傳輸技術(shù)向鍋爐中輸送煤灰，在充分燃燒后便會(huì)釋放，轉(zhuǎn)化成水蒸氣，再次加熱后，水蒸氣便會(huì)進(jìn)入高壓缸。所以為了提升鍋爐加熱效率，可循環(huán)加熱處理。在此環(huán)節(jié)中，可將水蒸氣輸送于中壓缸，如此便可通過(guò)中壓缸蒸汽驅(qū)動(dòng)汽輪機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，從而生成電能[2]。

2.2 熱能動(dòng)力工程選址問(wèn)題分析

在熱電廠熱能動(dòng)力工程分析中，還需注重?zé)犭姀S選址問(wèn)題。熱電廠運(yùn)行負(fù)荷性質(zhì)與大小等要素與熱電廠裝機(jī)容量密切相關(guān)，所以我國(guó)熱電廠機(jī)組運(yùn)行規(guī)模明顯小于火力發(fā)電廠主流運(yùn)行機(jī)組容量。熱電廠主要功能即放熱與發(fā)電，所以需適度增加鍋爐運(yùn)行容量。而在原料與技術(shù)水平限制下，熱電廠選址時(shí)，應(yīng)選擇在熱負(fù)荷中心位置與城鎮(zhèn)人口密度較大的區(qū)域，以確保熱電廠供熱系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)，同時(shí)還需構(gòu)建健全的熱力管網(wǎng)。

3 基于熱能動(dòng)力工程優(yōu)化熱電廠性能

3.1 基于工況科學(xué)選擇調(diào)配方式

平行運(yùn)行機(jī)組在外界負(fù)荷變化與電網(wǎng)頻繁變動(dòng)時(shí)，會(huì)根據(jù)自身差異化動(dòng)態(tài)特性，適度增減負(fù)荷以自動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)，進(jìn)而保持電網(wǎng)周波，此過(guò)程便為一次調(diào)頻，其具有頻率調(diào)節(jié)速度快的特性，然而發(fā)電機(jī)組因?yàn)檎{(diào)整量不同存在一定差異，且調(diào)整量相對(duì)有限，導(dǎo)致調(diào)度人員難以控制。而電力系統(tǒng)負(fù)荷與電力變化過(guò)大時(shí)，一次調(diào)頻根本無(wú)法恢復(fù)常規(guī)頻率，這就需要二次調(diào)頻。一般二次調(diào)頻分為自動(dòng)調(diào)頻與手動(dòng)調(diào)頻，自動(dòng)調(diào)頻不僅便捷，且使用范圍廣泛。在熱電廠工作過(guò)程中，通過(guò)充分了解并網(wǎng)運(yùn)行機(jī)組情況，以選擇合適的調(diào)配方式，防止由于調(diào)配方式失誤造成熱能動(dòng)力工程應(yīng)用效率下降，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)設(shè)備運(yùn)行能力有效提升。與此同時(shí)，汽輪機(jī)工況與焓降變化之間息息相關(guān)，在全開(kāi)第一閥，工況流量增多的情況下，壓力會(huì)增大，相比焓降，需適度調(diào)小調(diào)節(jié)級(jí)，反之則調(diào)大調(diào)節(jié)級(jí)。在關(guān)閉第二閥，第一閥全開(kāi)的情況下，相比焓降，調(diào)節(jié)級(jí)需高達(dá)最大中間級(jí)，此時(shí)工況變化，焓降與中間級(jí)壓力比可始終保持不變，還可為調(diào)節(jié)實(shí)際工況提供有力參考，基于實(shí)際需求所獲的焓降變化，可基于此調(diào)整工況，滿(mǎn)足熱能動(dòng)力工程在熱電廠性能優(yōu)化中應(yīng)用的具體需求[3]。

3.2 合理利用機(jī)組內(nèi)節(jié)流調(diào)節(jié)性能

節(jié)流調(diào)節(jié)不存在調(diào)節(jié)級(jí)，所以在第一級(jí)時(shí)，便可實(shí)現(xiàn)全周進(jìn)汽，而工況變化，各級(jí)溫度便會(huì)降低，負(fù)荷適應(yīng)性良好，同時(shí)適用于小容量機(jī)組與基本負(fù)荷大機(jī)組，但是經(jīng)濟(jì)性較差，節(jié)流損失嚴(yán)重。熱電廠日常運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中，可利用弗留格爾公式提高熱能動(dòng)力工程利用率，并基于公式應(yīng)用要求計(jì)算相同流量視域下，各級(jí)壓差與比焓降，以明確零件受力狀態(tài)與功率，并監(jiān)控汽輪機(jī)流通情況。簡(jiǎn)言之，在既知流量下，根據(jù)運(yùn)行時(shí)組前各級(jí)壓力公式負(fù)荷情況，詳細(xì)評(píng)估流動(dòng)部分面積變化狀態(tài)。在引進(jìn)弗留格爾公式之后，可確保機(jī)組內(nèi)節(jié)流調(diào)節(jié)，以此為熱能動(dòng)力工程在熱電廠性能優(yōu)化中的應(yīng)用創(chuàng)造良好條件。

3.3 科學(xué)優(yōu)化熱能動(dòng)力系統(tǒng)流程

就熱電廠而言，熱能動(dòng)力系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生的部分能耗與能量損失，可以系統(tǒng)流程優(yōu)化的方式實(shí)現(xiàn)降低。在系統(tǒng)運(yùn)行中產(chǎn)生的濕氣損失是由于濕蒸汽在既定條件下凝結(jié)為液態(tài)水，且部分凝結(jié)的水珠，極易造成蒸汽流動(dòng)動(dòng)能降低。就此熱能動(dòng)力系統(tǒng)損失較多的情況而言，需以一定流程進(jìn)行系統(tǒng)優(yōu)化，防止由此導(dǎo)致能量損失。在具體生產(chǎn)中，基于中間再熱與去濕裝置，適度降低濕氣損失，或利用軸流式的汽輪機(jī)通過(guò)壓力作用驅(qū)動(dòng)蒸汽流動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)能耗降低，電廠資源利用率提升，能源節(jié)約。

3.4 全面強(qiáng)化濕氣損耗控制

濕氣損失是熱電廠能耗損失的重要組成部分，有效降低濕氣損失，可提高熱能動(dòng)力工程使用效率，確保熱電廠正常運(yùn)行。為防止?jié)駳鈸p失，降低危害，在熱電廠運(yùn)行過(guò)程中，需采取科學(xué)可行措施加以彌補(bǔ)，即利用去濕裝置或附帶吸水縫的噴灌，改進(jìn)優(yōu)化機(jī)組，提高抗沖蝕能力，引進(jìn)中間再熱循環(huán)等等。在汽輪機(jī)正常工作時(shí)，不僅要克服支持軸承與推力軸承的摩擦力，還需及時(shí)啟動(dòng)主油泵與調(diào)速器，但是這些操作環(huán)節(jié)也會(huì)導(dǎo)致一定能量損失，即機(jī)械損失，對(duì)此可采用軸流式汽輪機(jī)，一側(cè)引進(jìn)高壓蒸汽，一側(cè)排除低壓蒸汽，如此便可在無(wú)形中形成高壓指向低壓的閉環(huán)，這樣一來(lái)，就可有效降低能耗，提高熱能動(dòng)力工程使用效率[4]。

4 結(jié)語(yǔ)

隨著現(xiàn)代化工業(yè)進(jìn)程不斷加快，熱電廠的作用越來(lái)越突出，在熱電廠能量轉(zhuǎn)換時(shí)，多數(shù)能量會(huì)從動(dòng)能轉(zhuǎn)換為電能，但部分能量在轉(zhuǎn)換時(shí)依舊會(huì)被直接損耗，以此產(chǎn)生熱損耗與焓降現(xiàn)象，所以需深入探究如何有效降低熱量損耗，提高能量轉(zhuǎn)化率。而熱能動(dòng)力工程可有效解決這一問(wèn)題，因此以其優(yōu)化熱電廠性能勢(shì)在必行。