分析热电厂中的热能与动力工程

摘 要：由于某些地理条件的限制，风力发电、水利电站、核电站、火电厂以及热电厂是目前我国电力能源的主要提供者。热电厂作为以上供电方式中，能源消耗比较大的发电方式之一，怎样才能让它的生产效率得以提高呢？本文将针对热电厂的动力工程以及热能进行分析说明。

关键词：热电厂 动力工程 热能

中图分类号：TM621.4 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2013）02（a）-0152-01

1 关于热电厂的概述

1.1 热电厂发电的原理

热电厂在进行发电的过程中，先是让锅炉产生蒸汽，然后把蒸汽送到汽轮机当中，由汽轮机的转动来带动发电机使其发电。汽轮机所排出的气体进入到凝汽器的冷端设备当中，使气态的水变回液态，再由凝结水泵输入到水泵中，最后再进入到锅炉中。这就是发电厂利用蒸汽不断的循环发电的工作原理。

1.2 热电厂发电的流程

热电厂所用的发电方式是火力发电，煤炭是它发电的最主要的能源，煤炭经过处理后变为煤灰，在运用皮带传送的技术，输送到锅炉当中，煤粉燃烧后产生的热量用于锅炉的加热，把锅炉中的水变为水蒸汽，经过第一次加热之后，水蒸汽进入到高压缸之中。为了使热效率有所提高，可以对水蒸汽进行第二次加热，让水蒸汽进入到中压缸之中。再利用中压缸的蒸汽推动汽轮发电机让其发电。

1.3 热电厂的选址问题

热电厂的装机容量受热负荷的性质以及大小等因素的制约，导致了目前热电厂的机组规模比火电厂的主力机组小很多。热电厂即要发电又要提供供热服务，因此锅炉的容量要比同规模的火电厂锅炉的容量大一些。由于功能以及原料的限制，所以热电厂必须靠近热负荷中心，具体来说，热电厂必须建立在人口密集的城镇中心，它在环保要求、拆迁、用水量、征地等方面的问题上均高于同容量的火电厂，同时它还必须建立热力管网，以便于供热系统的运行。

2 热电厂的热能与动力的关系

2.1 热能的转换

在热电厂的发电过程中，热能被转化成动能，动能再经过汽轮发电机的作用后，一部分被转化为电能，其余部分再次从汽轮机中被转送出去。在转化的过程当中，蒸汽会有部分热损失以及焓降，优化转化的过程，不仅会使热电厂在生产过程中的能耗大大减少，而且对操作技能的提高也有很大的帮助。把前级的损失用到下级的转换过程中，让下级的理想焓降值在同压差下比前级在没有损失情况下的理想焓降值大一点，此种现象就是多级的汽轮机的重热现象。

2.2 导致机组变工的因素

电没有办法大量地储存，功率随着外界的需要不停地在变化；进入到汽轮机里的蒸汽的参数随着锅炉内燃料燃烧的不稳定而随时在发生着变化；凝汽设界工况的变化，使得凝汽器的压力发生变化；电网频率的变化，汽轮机内部通流部分产生污垢等都是导致机组产生变工的主要因素。

（1）第一次调频，并网运行的发电机组，当电网频率随着外界的负荷变化而发生改变时，每个发电机组就会根据自己的静态特性，对调速系统进行自动的增减负荷，使电网的周波得以维持，这样的过程就是我们所说的一次调频。

（2）调节级，当第一阀把所有的工况全部打开后，电流量就会增加，瞬时的电压比也就随之增大，因此调节级的比焓降就会减小，相反，在流量减小的时候比焓降却增大。第一阀全开，第二阀却未开之时，调节级的比焓降就会达到中间级的最大值，而工况在发生变动时，压力比在中间级的压力是不会变化的，比焓降在中间级也不变。最未级，当流量增加时压比就会减小，未级的比焓降随之增加。

2.3 喷管调节的适用场合及其特点

（1）在每个调节阀上所通过的负荷的最大流量不完全相等。

（2）当有调节级，且负荷小于时1，时间的变化与调节阀的开启数目的变化有关。

（3）当只有部分负荷时，喷管调节的效率比节流调节的效率要高一些。

（4）当工况发生变化的时候，调节级的汽室温度的变化相对较大，导致负荷的适应性变差。

（5）同步器是对于任意类型的汽轮机都能平移其调节系统的静态特性线的装置。

（6）喷管调节的主要的作用是：在进行单机运行时，使机组的转速在启动的过程中快速的达到额定值；因此在它进行带负荷运行的时候，机组在任意的稳态负荷下的转速都会保持在额定值；在进行并列运行时，同步器可使汽轮机的功率进行改变，它还可以在每个机组之间进行对负荷进行重新分配，维持电网的频率在大体上不会产生变化，这个过程就是二次调频。

2.4 节流调节的适用场合及其特点

（1）无调节级，也就是第一级的全周进汽。

（2）在变工况进行的时候，各级的温度变化相对较小，因此负荷的适应性就显得比较好。

（3）在进行变工况时会有节流损失的情况存在，因此它的经济性相对较差。

（4）节流调节的方法适用于只带有基本的负荷的大机组以及小容量机组，级组中的任何一级处在临界状态时产生的最高背压被称为临界压力，级组的级数越多，临界压力的数值就越小，也就是说临界的压力比的数值就会越小。

2.5 调压调节的特点

（1）加强了机组在运行过程中的可靠性以及对于负荷的适应性。

（2）使得机组在某些负荷的作用下的经济性得到提高。

（3）对于高负荷区的滑压调节的经济效益有不良的影响。

（4）调压调节对于单元大机组比较实用，当蒸汽在动叶栅当中做功之后，可以用余速的动能来离开动叶栅，它是没有在动叶栅中被转化为机械功的动能，因此也被称为此级的余速损失。

3 热电厂在发电过程中产生湿气损失的原因以及解决办法

3.1 产生湿汽损失的原因

（1）湿蒸汽膨胀，导致蒸汽凝结成水减少了做功的蒸汽量；（2）水珠的流速比蒸汽流速低，牵制了高速汽流，使得部分动能被消耗；（3）水珠对喷管背弧的撞击使得主流被扰乱；（4）过冷的湿蒸汽现象的产生。

3.2 减少湿汽损失的方法

（1）在中间使用再热循环；（2）安置去湿的装置；（3）使用具有大量的吸水缝的空心喷管；（4）提高设备的抗冲蚀的能力。

4 结语

综上所述，在热电厂的生产过程中，必须掌握好热能和动力工程的关系以及变化情况，在工作中做出正确的判断，以便于在处理异常的情况；这样做不仅可以提高生产过程中的操作技术，还可以把对热能的利用率提到最高。

参考文献

[1]黄景利.热电厂中的热能与动力工程[J].黑龙江科技信息，2010（27）：8.

[2] 高雷.热电厂中的热能与动力工程[J].城市建设理论研究：电子版，2012（11）.

[3] 郑飞飞.关于热能与动力工程的讨论[J].中国科技博览，2011（22）：74-74.

[4] 陈佑乾.浅析热能与动力工程在热电厂中的巧妙运用[J].城市建设理论研究：电子版，2012（1）.

[5] 吕春雷.区域热电发展规划与热电厂系统方案研究[D].大连理工大学，2009.

推荐访问:热电厂 能与 动力工程 分析