王启帅 张淳源 张腾 姚宇 朱宇鹏
中北大学朔州校区 036000
摘要：火力发电厂具有发电和供热的双重作用，能源的“热电联产”生产方式在保护环境、节能减排方面具有突出优势。本文重点讨论火力发电厂热力及火力发电厂动力工程，从重热现象、节流、压力调节、湿气损失的重点方面探讨火力发电厂的重热现象及动力工程的有效使用，旨在为火力发电厂的实际运行提供参考和支持，促进火力发电厂运行的进一步优化。
关键词：热电厂；热能与动力工程；
火力发电厂使用加热装置，除了供电外，通过利用汽轮机排气和吸入产生的热量来满足用户生活需要的热量，比一般发电厂的“热电分散”形式更先进，更具前瞻性。但是热能和动力工程在火力发电厂的基本运用上，仍然暴露出很多问题，对于能源利用率的提高阻碍巨大。因此，讨论有效运用火力发电厂热能和动力工程，对火力发电厂的性能优化和长远发展具有非常重要的现实意义。
一、当前电力市场综述
如今工业企业的竞争日益扩大，自动化和能源管理是其高效生产的基石。以前，只有提高生产力的单独改善措施不再有效,横向和纵向的集成信息、通信和自动化技术是公司流程提高生产率和能效必不可少的。加强技术改造,要求设备效益提高。个别电动机的能源消耗成本占电动机寿命周期总成本的97%以上。变频器根据要求,以可调节的转速运行电动传动设备,高效节能对风机、泵类及压缩机等应用非常有效,节能最多可达50%,引进配套的先进生产设备有利于企业和社会的双赢。加强新技术利用,从全集成自动化中受益,在全集成自动化生产过程中节约能源的最佳解决措施是全集成自动化(TIA), 全集成自动化是适合所有产业和领域的集成有效解决方案的平台。完全集成自动化系统-编程/配置集成数据管理和集成通信,可全面改善制造过程和业务过程,实现资源的高效利用，优化生产过程[1]。
改善和提高管理生产方式,将能源管理收入全集,应受益匪浅。全集成能源管理最有效的工具是提高工厂透明度和管理水平，为事前规划的电力分配系统设计和系统组装提供简单、快速、可靠的工具软件,支持设计和生产,利用运营管理者系统提供的实时信息,方便设备调度停电的事前维护。合理安排检修计划、电力管理等, 确保电力分配系统安全、经济运营。完全集成能源管理能优化配电系统设计和运营成本，同时提供高质量、优质的能源 ，同时提供优质、高能效的配电产品。是配电系统的理想解决方案[2]。
二、合理利用重热现象
所谓重热现象，是指多级汽轮机内小部分的高级损失。重热系数是指汽轮机异常下降的比率，与汽轮机异常下降相比，占各等级异常下降总和以上的值。如果最大限度地利用重热现象，整体效率可能会超过所有水平的平均效率。这是在水平效率下降的前提下进行的，只能够收回一部分的损失。一般来说，中热系统越大越不利。为此，需要在合理的重热系数的前提下，结合自身的实际，确定合理的重热系数。这样有利于火力发电厂更高效地运行。
三、恰当调配选择与工况调动
电网连接操作器在发生电网频率变化(外部负荷变化引起)时，根据自身差异动态特性自动启动负荷，用于保持电网主波。这整个过程称为跳频。其特点是，频率调节速度快，但发电机调节量差异巨大，有限的调节量对值班调度员的控制难度要求更高了。在电力系统中，当电力或负荷发生巨大变化并且只使用一次调频很难实现常规频率恢复时，应该使用二次调频的方式。一般来说，电力系统中的二次调频包括手动和自动。其中，自动频率有更多的特性，因此成为广泛推广的第二批形式。
火力发电厂选择合适的布局方式是提高自身运营水平的必要条件，要掌握对并网运行装置的正确认识和情况，防止因错误的布局方式而导致效用的下降。此外汽轮机工作条件和焓降的变化密切相关，如果打开第一个阀门，增加工作条件的流动，压力会增加，与焓降相比，调整水平会减少，反之亦然。关闭第二个阀门，完全打开第一个阀门时，调整级达到最大的中间级，此时，如果工作条件改变，中间级的压力比和焓降保持不变。这为火力发电厂更好地满足热能和动力工程的利用需求，减少必要的变化，同时进行适当的工作条件变化提供了依据[3]。
四、有效进行节流调节
节流调节没有调节级。在第一级，可以完成全主进气。工作条件改变时，各等级的温度不仅会降低，负荷适应性也会产生很大改善。适用于基本负荷大的机组和小容量机组，显示出较低的经济性，出现在节流损失方面。在火力发电厂的实际运行中，可以应用弗留格尔公式，保证热力和动力工程的有效运用，结合该公式的适用条件，推算出流量下各等级的比焓降、压差，来确定受力情况和使用效率，并监测正常工作，可以说，在运行前依据各级压力的公式，保障了机舱节气门调节的效果，为热能和动力工程在火力发电厂得到有效利用提供了基础条件[4]。
五、减少压力调节损失
压力调节可提高负荷的适应性和自身工作可靠性，促进部分负荷下单位经济的提高，为火力发电厂热能和动力工程的实际运用提供条件，但同时压力调节也不足。例如，高负荷地区下滑动压力调节不符合经济要求：动叶栅内的大型机构蒸汽工作后，会有机械能的转换，造成蒸汽剩余速度的损失。吸风损失和排气损失等。这种压力调节损失的存在也表明了火力发电厂热力及火力发电厂电力工程的使用损失，但这些损失主要由单位运行机制决定，不仅是人为失误和系统故障，还需要依靠先进的技术突破减少损失。为此，应积极探索压力调压调节损失，开发更具技术含量的产品，并要求限制现有能源损失，以便更先进、更可预见地使用热电站热力和热电站电力工程[5]。
六、减少湿气损失
湿气损失是火力发电厂能源消耗损失的重要组成部分，在减少湿气损失方面，热力和动力工程对火力发电厂有效运行至关重要。湿气损失分析主要有：湿蒸膨胀时，部分蒸汽凝结，大量蒸汽减少。蒸汽的流速比部分水滴的流速要快得多，如果水滴被牵制了，就会消耗很多动能。湿蒸汽过冷等。湿气损失直接影响到蒸汽动叶的边缘，这些叶片的损伤使边缘叶片背弧部分的侵蚀尤为严重。为了减少湿气损失，火力发电厂的实际运行中可以采取以下措施：应用除湿装置中间再加热循环。提高装置的耐蚀性。使用有吸收性接缝的喷头等。在汽轮机的运行中，不仅要克服推力轴和支持轴承之间的摩擦，还要开启调速器和主油泵，这些运行完成时都要造成一定能力的损失，即机械的损失。此时，考虑轴流汽轮机的应用，可将高压蒸汽引入一端，而低压水的蒸汽则排出一端，从而在无形的情况下产生高压低气体，减少能量消耗，保证热力及动力工程在火力发电厂运行的效率。
结语：目前摆在电力行业面前的重要课题是确保热能和动力工程在火力发电厂得到有效的利用，参考本文的内容，重点讨论实际问题，实现以“热电联产”为目标的运用强化，进一步提高火力发电厂的运行效率。我们有理由相信，如果我们合作，细心工作，掌握实操技术，火力发电厂的发展前景将会非常广阔
参考文献：
[1]尹少武,冯妍卉,姜泽毅,童莉葛,夏德宏,王立.能源与动力工程专业创新实践型人才培养模式探究[J].高等工程教育研究,2019,S1:182-184.
[2]杨文柳.论热电厂中热能与动力工程的改进方向[J].科技风,2020,08:11.
[3]张航航.电厂锅炉应用在热能动力工程中的发展[J].科技风,2020,08:168.
[4]傅彦涵,杜乐意.论热电厂电气设备的管理及维护策略[J].科技资讯,2020,1821:41-43.
[5]张书锋.热能动力工程在电厂锅炉中的运用分析[J].化工管理,2018,35:220-221.