姜曉莉

摘 要：熱電供電是我國(guó)電廠重要的供電方式，也是我國(guó)電力建設(shè)未來重要的發(fā)展方向。在當(dāng)前能源日益緊張，電力負(fù)荷不斷增大的情況下，設(shè)法降低熱能發(fā)電中的熱能損耗，不斷提高熱能使用效率則是熱電廠熱能動(dòng)力工程中重點(diǎn)研究的內(nèi)容，對(duì)于提高熱電廠發(fā)電效率和經(jīng)濟(jì)效益，推動(dòng)電力行業(yè)節(jié)能減排，能源高效利用具有重要的作用和意義。本文主要對(duì)熱電廠降低熱能損耗的相關(guān)措施進(jìn)行了探討。

關(guān)鍵詞：熱電廠；熱能動(dòng)力工程；效率提高

電力能源是一項(xiàng)基礎(chǔ)性的能源，為我國(guó)社會(huì)發(fā)展和國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)提供了最基本的能源保障，現(xiàn)代社會(huì)各行各業(yè)的生產(chǎn)活動(dòng)以及人們的日常生活都離不開電能的供給，而熱電廠作為重要的供電方則在電能生產(chǎn)方面占有非常重要的地位。隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和城市化發(fā)展進(jìn)程的不斷加快，人們的生產(chǎn)生活對(duì)于電能的依賴性越來越強(qiáng)了，由此也加劇了我國(guó)電力能源供給的日益緊張和電能使用缺口的不斷擴(kuò)大，在一些用電高峰期，拉閘限電的情況也時(shí)有發(fā)生。熱電廠在發(fā)電過程中會(huì)產(chǎn)生很大的熱能和動(dòng)力能，如果這些能源不能夠充分利用的話，則會(huì)造成能源的白白浪費(fèi)。在當(dāng)前能源供給緊張，提倡節(jié)能減排，能源高效利用的形勢(shì)下，如何采取措施提高熱能使用效率，也成為熱電企業(yè)迫切需要研究和改進(jìn)的地方。

1 熱電廠發(fā)電原理和基本流程概述

熱電廠的發(fā)電方式為火力發(fā)電，一般采用高熱值的動(dòng)力煤作為熱能來源。其發(fā)電的基本原理是利用煤炭燃燒的大量熱能使鍋爐產(chǎn)生蒸汽，再通過管道將這些蒸汽輸送至汽輪機(jī)組，由蒸汽帶來的巨大壓力和沖擊力來推動(dòng)汽輪機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)，繼而在汽輪的帶動(dòng)下使發(fā)電機(jī)產(chǎn)生電能。同時(shí)，為減少用水量，這些蒸汽在做功凝結(jié)之后會(huì)通過凝汽器、水泵等重新回到鍋爐作為蒸汽來源而循環(huán)利用。熱電廠的發(fā)電是由熱能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，再轉(zhuǎn)化為電能的過程，在這個(gè)過程中，蒸汽熱能是電力生產(chǎn)的關(guān)鍵，是主要的能量來源，因此，減少熱能浪費(fèi)，提高熱能使用效率，也是熱電企業(yè)實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排，能源高效利用的重點(diǎn)所在。

2 提高熱電廠熱能動(dòng)力效率的措施和建議

2.1 降低蒸汽損失

在蒸汽做工的過程中，由于“余速損失”，使部分熱能未能完全轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，而影響了熱能使用的效率。鍋爐所產(chǎn)生的蒸汽當(dāng)中，存在大量的水珠，由于水珠的流速要遠(yuǎn)低于蒸汽流速，低流速水珠的牽絆作用消耗了一部分動(dòng)能，造成了蒸汽溫度和壓力的下降，同時(shí)，水珠的凝結(jié)還會(huì)帶走一部分的蒸汽熱量，繼而造成了部分蒸汽熱能的損失。并且，運(yùn)動(dòng)的水珠撞擊到噴管背弧時(shí)，不僅會(huì)影響蒸汽主流，還會(huì)影響動(dòng)葉柵的正常旋轉(zhuǎn)，導(dǎo)致熱能的損失和葉輪有用功的減少。另一方面，蒸汽管道、閥門密封不嚴(yán)，也是造成蒸汽損失的重要原因。針對(duì)以上原因，為減少蒸汽損失，我們可采取以下措施：一是要加強(qiáng)對(duì)蒸汽各項(xiàng)參數(shù)的控制，將其控制在要求范圍內(nèi)，保持蒸汽持續(xù)穩(wěn)定輸出；二是加強(qiáng)工藝技術(shù)改進(jìn)，對(duì)于一些大中型的機(jī)組設(shè)備可在其生產(chǎn)中間環(huán)節(jié)增加一些去濕設(shè)備和熱循環(huán)工序，減少水珠的形成；三是要加強(qiáng)發(fā)電機(jī)組設(shè)備檢維護(hù)，確保管道、閥門密封嚴(yán)密無泄露，減溫水閥門靈活可靠，各軸承間接觸順滑，摩擦阻力小。通過這些措施達(dá)到減少蒸汽損失，提高蒸汽熱能使用效率的目的。

2.2 降低調(diào)壓調(diào)節(jié)的損失

電網(wǎng)中的用電負(fù)荷總是處于不斷的變化當(dāng)中，尤其是用電高峰階段，其負(fù)荷變化更為明顯，為使發(fā)電機(jī)組適應(yīng)負(fù)荷變化，確保其穩(wěn)定可靠工作，就需要機(jī)組進(jìn)行調(diào)壓調(diào)節(jié)，而調(diào)壓調(diào)節(jié)本身也是提高能量使用效率的重要辦法。但調(diào)節(jié)調(diào)壓也有一定的局限性，如在高負(fù)荷下的滑壓調(diào)節(jié)，就會(huì)導(dǎo)致熱電機(jī)組發(fā)電過程中鼓風(fēng)損失、斥氣損失、余速損失等，導(dǎo)致蒸汽熱能使用效率的下降。通過分析，發(fā)現(xiàn)這部分熱能損失并不是由系統(tǒng)故障，也不是由人為操作失誤造成的，很大程度上是由于機(jī)組調(diào)壓調(diào)節(jié)的運(yùn)行機(jī)理造成的，屬于“先天性”的問題。如要降低這部分能量損失，還是需要從優(yōu)化調(diào)壓調(diào)節(jié)的工藝技術(shù)方面入手，針對(duì)機(jī)組對(duì)負(fù)荷變化的適應(yīng)性和能量損失的具體原因，依靠技術(shù)手段來需求突破。

2.3 合理利用重?zé)岈F(xiàn)象

在多級(jí)汽輪機(jī)中，上一級(jí)機(jī)組中的部分熱損失被以后各級(jí)所吸收利用，被稱為多級(jí)汽輪機(jī)的重?zé)岈F(xiàn)象，汽輪機(jī)理想焓降部分與各級(jí)的理想焓降之和的差值與所占汽輪機(jī)理想焓降的比例叫做重?zé)嵯禂?shù)。根據(jù)重?zé)崂碚撏蒲萦捎谏弦患?jí)機(jī)組中的熱損失會(huì)被下一級(jí)機(jī)組所利用，使后一級(jí)進(jìn)汽焓值增高，那么各級(jí)機(jī)組的焓降數(shù)值只和將高于機(jī)組的總焓降數(shù)值。但在實(shí)際中，熱量的理論回收率是與實(shí)際回收率存在差距的，熱損失也無法被完全回收。針對(duì)這個(gè)問題，熱電廠可通過合理確定重?zé)嵯禂?shù)，充分利用好重?zé)岈F(xiàn)象來提高機(jī)組的熱量回收使用率，一般而言，重?zé)嵯到y(tǒng)保持在0.04～0.08之間是較為理想的，生產(chǎn)中重?zé)嵯禂?shù)的確定還需結(jié)合多方面因素綜合考慮，并注意調(diào)節(jié)閥對(duì)流量、焓降造成的影響。

2.4 采取合理的調(diào)配選擇方案

在外界負(fù)荷和電網(wǎng)頻率的頻繁變化影響下，并網(wǎng)運(yùn)行機(jī)組會(huì)根據(jù)自身差異動(dòng)態(tài)自動(dòng)增減負(fù)荷，以維持電網(wǎng)周波，這個(gè)過程被稱為一次調(diào)頻。一次調(diào)頻的特點(diǎn)是反應(yīng)迅速，調(diào)節(jié)速度快，但一次調(diào)節(jié)調(diào)整量較為有限，是有差調(diào)節(jié)，只能將頻率控制在一定范圍內(nèi)，且當(dāng)負(fù)荷變化較大時(shí)，選用一次調(diào)頻也很難恢復(fù)常規(guī)頻率，不利于能量的高效利用。通常在這種情況下，就需要選用二次調(diào)頻，才能保證系統(tǒng)的高效調(diào)頻和穩(wěn)定運(yùn)行。二次調(diào)頻分為自動(dòng)和手動(dòng)兩種調(diào)頻模式，在熱電機(jī)組的運(yùn)行中，需要根據(jù)負(fù)荷變化和電網(wǎng)頻率變化情況，并掌握并網(wǎng)運(yùn)行機(jī)組，選擇合理的調(diào)頻方式，才能更進(jìn)一步地提高機(jī)組運(yùn)行效率和熱能動(dòng)力的效率。

參考文獻(xiàn)

[1]曲順才.論熱電廠中熱能與動(dòng)力工程的有效運(yùn)用[J].黑龍江科技信息，2014，（3）：69.

[2]于光佐.論熱電廠中熱能與動(dòng)力工程的有效運(yùn)用[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào)，2012，（28）：118.

（作者單位：大唐河北發(fā)電有限公司馬頭熱電分公司）