简述热能与动力工程在热电厂的应用

【摘要】本文结合此类学术文章中相关技术，从手动调频和自动调频、节流控制的作用特征与应用场所、喷管的作用特征与应用场所等方面探讨了导致变工况的因素及其特点，对其中容易出现的问题进行了详细的论述，进而提出相应的注意事项。

【关键词】热能与动力工程；热电厂；应用；探索

热电厂的主要功能是实现热能转化为动能，然后动能经蒸汽技术推动发电机工作，其中有些动能转化为电能，而另一些则消耗在这个转换中，因此，会产生的热损耗与焓降。研究其产生的相关原因，可有助于节能降耗，以及技术的更新。

一、降低热能损耗的措施及手段

对于在热电转换过程时出现的某些现象、技术或方法、为什么会热能损耗及降耗的技巧等概括如下。

重热现象：也就是说重复利用热能，在汽轮机中前一次损耗的热能，能够被下一次运行所应用，这就是所谓的重热。在每次运行中所产生的焓降累加后超过总体运行是所产生的焓降再除以整体运行所产生的焓降所得到的结果称之为重热系数。虽然各级热能的利用效率都高于单次的利用效率，然而这是以节能降耗为基础的，这能说部分热量得到了利用，并不追求高重热系数。通常在4%至8%之间。正因为如此，重复利用热能可提高每次运行的能量利用率真，降低能量的损耗。合理的利用热能，控制好恰当的系数，既有利于能量利用率，也能增强操作人员对机组的熟悉程度。

二、导致变工况的因素及特点

当机器启动后，产生变工况的原因也有很多，但主要有以下各种因素：

第一、电能的不方便存储，况且由于其他方面所引起的电功率不稳定；第二、锅炉运行的情况也非一直不变的，从而导致汽轮机的运行情况产生无规律变化；第三、凝汽装置的工况也不稳定，使得其中的气压时时改变。第四、另外还有诸多原因：如用电的频率、通气设备的老化等。当机器运行情况有很大变化时，就要考虑以上各个因素了，具体情况具体分析，最终维护机器的稳定运行。

两次调频：对于电网运行时，其系统中负载产生大的波动，单次调频难以满足平息波动的需要，而再次进行频率控制。其方式有两种：手动操作与自动操作。

手动调频：电能产生的过程中，技术维护工依据装置的改变来调整机器的状态，维持其频率稳定，但其据点显得易见，响应迟缓，面对大的调频情况时，通常难以实现。再者，24小时超长时间维护对维护人员来说操作时间长，强度高。

自动调频：利用自动控制技术来实现自动调频是当前的主流技术，它是依靠在发电设备与控制系统中加装自动调节设备，从而解决整个运行中产生的频率波动，能将其变化幅度控制在很低水平。这种自动控制系统是其整个自动化系统的重要控制装置，它负责整个系统的调频、维持功率稳定及整体调节等功能。

汽轮机运行状况的改变，每次运行中焓降也随之改变，调节过程中不关闭阀门的工作情况，其随着流量变大，压力比变大，而焓降变小。与些相反的情况。流量变少，焓降则变大。中间级状态时，当阀门处于一开一闭的情况，焓降增到最大，此时，即使工作状态发生改变，其压力也保持稳定，此时，焓降也保持稳定。最后一级，流量变大，压力变小，但此时焓降变大。清楚各级各个参数的变化对维护系统运行有很大的作用。

喷管的作用特征与应用场所：第一，每个阀门的流量峰值并非完全一样；第二，在调节级时，e小于1，但t根据阀门运行的个数产生改变；第三，负载只加载一部分时，有些装置运行效率较好；第四，运行情况发生改变时，室内环境改变时，其负载难以适应；第五，每种型号的发电装置都能应用于这种系统叫做同步器。其发挥的功能包括：单一启动时，能保持整个装置稳定运行，且达到额定功率。当有负载时，可以让整个系统在满负载情况得到较好的运行。两台机组同时启动时，可用这种装置调控整个机组的功率，实际各部分的负载均衡，但维持整个装置的频率稳定，实现两次调频。

节流控制的作用特征与应用场所：第一，没有调节控制环节，气体全部进入；第二，工作运行状况发生改变时，温度也维持较稳，负载能良好的运行；第三，工作运行状况发生改变时，流量消耗，效益不好；第四，其可应用于容量较小或带正常负载的巨型装置。所谓的临界压力表示的是当机组处于临界运行情景时，产生的压力时，且与级数呈负相关关系。从某个角度上说，其数值通常相对较小。其相关的公式应用的前提条件包括：装置中就有三级以上的级数，相同工况，其每级流量值一样，不同工作情况时，就保持其流通截面相同。这个公司的运用可能于各级的装置的压力值，从而可以获得他们之间的差值、比焓降，再根据这种参数来分析整个系统的运行情况。可通过这些来获得汽轮机是否运行正常，在告知流量值时，各级测得的压力值符合相关公司否？再依此确定流量的变化。

三、容易出现的问题

损耗湿汽的因素：第一，湿润的气体发生膨胀，其中有些因气温降低而变成了水，从而不能做功；第二，这些液态水的流速小于气流速度，从而会降低气体的速度，也会产生一定的动能损耗；第三，液态水都粘在管壁上了，既产生水的损耗又产做了无用功，使叶轮做功减少；第四，遇冷的水蒸汽使得汽量减少，而且还会损害叶轮的边沿，尤其是会造成其背面弯处产生腐蚀。

防止湿汽损耗的要点：第一，实现过程中热能再利用；第二，加装减湿互环节；第三，使用带收集液态水功能的喷管；第四，增强其抗腐蚀作用。整体装置运行过程中，要实现好各部件间的润滑效果，还可以使泵装置、速度控制装置的运行，因为这些过程可能产生无用功，造成机械能损耗。

气体沿轴流动的装置中，一般是蒸汽从气压强的入口端进入、而从气压弱的出口端流出，这等同于对整个装置的转轴产生一个沿轴方向的力，其方向由气压强处指向气压弱处。从而使转轴发生偏转，通常称这个力为沿轴推力。

四、结论

经过大量的实际验证，归纳出热能及动力间的关联或他们之间的变化。熟悉变工况时的情景，弄清楚其真正原因，有助于实际工作时产生各类问题时的维护，有助于提高维护水平。也可以利降焓来减少热量消耗及再利用的相关知识，提高能量的利用率，节能降耗。

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