阐述电厂对热能与动力工程的应用

阐述电厂对热能与动力工程的应用

李琛钟

华电福新江门能源有限公司 广东江门 529000

摘要：电厂在发展过程中做好热能与动力工程的合理应用，有助于提高电厂运行生产的效率、速度、发电质量等，对促进电力行业的健康发展具有积极的推动作用。所以，本文将针对热能与动力工程在电厂中的应用进行简要研究。

关键词：电厂；热能与动力工程；能耗

引言：火力发电是国内电厂运行的主要方式，在火力发电过程中电厂需要消耗大量的化石能源，才能保证发电工作的有序开展。但是，当前世界对能源消耗过快，国内出现了能源短缺、价格上涨等现象，严重制约了电厂的发电效率、影响了电厂运行的经济效益，所以，做好热能与动力工程的运用，提高发电时能源的利用率则至关重要。

（一）热能与动力工程含义简析

所谓热能与动力工程，即“以工程热物理学科为理论基础，针对内燃机、动力机械和动力系统等方面引入工程学、机械原理、力学、计算机技术等方法进行分析和研究，从而将材料原料的化学能和动能进行有效转化，进而转化为动力的过程的技术体系。”^[1]

实际上，中国能源工程是晚于西方起步的，开始的时候“能源工程”主要在水利工程建设等项目中运用。但伴随科学技术、现代化网络技术的发展、推广，热能与动力工程开始在发电厂领域被广泛运用，同时，在确保安全、效率等方面得到了有效运用，实现了电厂运行效率提升的目标。

现如今，电厂的发展与运行过程需要结合时代潮流的转变，优化、调整运行生产模式，要做到充分运用热能与动力工程，方可将新鲜的活力、强大的创新力源源不断的注入电厂，才能使工业生产能力及经济社会效益得到显著提升。

（二）电厂应用热能与动力工程的有效策略

1.确保调压过程降低能耗

电厂发电阶段依赖对发电机组运行的有效调整，只有做好调整，才有助于使机组适应压力，保证发电机运行负荷的稳定性。采用调整机组运行过程负荷的方式，能够有效确保发电机组运行的高效性、稳定性，还能降低电厂发电成本。这种方法虽然有利于电厂发展，不过在机组调压阶段依旧会出现能源过度消耗的现象，此时反而会影响发电机组的经济效益。为了能够降低调压阶段产生的能耗，则需要探明造成耗能的主要原因。经过实践调查解析发现，此类消耗能源的现象通常和工作人员设备操作、机组老化故障无关，其核心在于所用发电机组结构设计是否合理。

因此，为了减少发电机组调压过程产生的能耗，提升电厂经济效益，应做好发电机组结构研究、优化工作，或可购买先进设备进行使用，方可达到预期目标。

2.优化调频方案

实际上，外界环境存在的负荷一直在发生改变，所以，电网频率也呈现出来回持续波动的特点，受此影响，并网运行的发电机组常要根据电网实际频率调整自身动态性能，比如采用增加/降低机组承担的外界环境中的电荷量，让电网频率趋于正常，而并网机组运行时采用的一增一减便是常言的调频。

调频期间，每次调频如何明确需要增加多少电荷通常应根据功率伴随频率的改变与调速器两种方式的共同作用来确定。通常一次调频仅能在一定范围内控制频率，该方式的优点即“调节频率快”，但由于调整期间调整的量存在差异，且由于各发电机组自身状况也有差异，在加上仅可以在某范围里实施波动且不是精确的值，因此，操作人员采用此类一次性调频方式让电网频率实现长久稳定是基本不可能的。^[2]

另一方面，若负荷变化幅度过大，则无法利用一次调频实现常规频率标准的恢复，因此，操作人员必须结合实际实时优化调频方案，要采用二次调频达到快速、精准调频的目标。在二次调频中包含的关键主要以自动、手动调频为主，一般采用二次调频后，可以提高发电机组可靠性、可操作性。因此，做好调频方案的优化、选择，才能使热能与动力工程在电厂中得到有效运用。

3.做好多级汽轮机重热现象的科学利用

多级汽轮机重热现象即“无论制造多级汽轮机的工艺怎样精湛，再其运行阶段还是会损耗能量，且此类损耗的能量常被下一级汽轮机或后者其它汽轮机再次利用。”所谓重热系数，即“各级理想焓降总和高于汽轮机理想焓降值在汽轮机理想焓降内占有的比例。”

由于此类重热现象的存在，独立的汽轮机运行期间所产生的效率常不如多级汽轮机运行效率。不过该方法仅能提高汽轮机整体效率，从多级效率角度看，仍然存在较大损失。所以，就汽轮机而言，重热系数过高绝非表示能够有效利用能源，而若想提高能源利用率，就必须把重热系数控制在一定范围内。

但是，受不同电厂发电机组存在的差异性影响，发电机组具备的电阻重热系数最佳控制范围必然存在差异。因此，在开展电力生产活动期间，各电厂应结合电厂实际具备的机组真实状况科学制定重热系数，明确最佳系数，做好系数调整及控制，方可保持电厂机组运行状态的稳定性。

4.减小湿气损失造成的影响

电厂发电机组在运行发电阶段，除了要产生较多的热能外，还会吸收大量的湿气，但由于湿气温度较低，在热传递作用下，部分热能将被低温湿气带走，从而让能源消耗变多。因此，电厂运行阶段，为了有效应用热能与动力工程，就必须科学控制、管理湿气，只有做好湿气管理，才能降低电厂能耗，改善电厂生产效率。

电厂发电阶段受湿气影响导致能源消耗的原因主要是“发电阶段湿气将部分热气带走，引发了热损失现象。”同时，湿气损失后除了将提高设备能耗外，还将在一定程度上损害发电机组，在湿气影响下，发电机组动叶边缘将被冲蚀，在长时间腐蚀下，动叶叶片面积会越来越小、长度会越来越短，最后会对应用年限产生直接影响。^[3]

面对这类问题，国内主要采用吸收水蒸气的方式，对湿气耗能、冲蚀叶片的现象进行抑制。同时，部分电厂或可安装祛湿设备、循环设备，采用吸收湿气、循环回收湿气等方式加强湿气控制，从而减少对设备的损害。

结束语：综上所述，电力行业对新时代社会的发展、建设产生了重要影响，所以，为了提高电厂生产效率、改善社会及经济收益，有必要做好热能与动力工程的合理运用研究，方可促进电厂实现可持续发展。

参考文献：

[1]热能动力工程在电厂中的有效应用[J].严永辉.内燃机与配件.2018,(14)：228-229

[2]新时期热能与动力工程在电厂中的创新分析[J].王海铮.科学技术创新.2020,(02)：173-174

[3]热能与动力工程在电厂中的合理运用[J].王成运，张丽真.中国新技术新产品.2019,(10)：55-56