火电厂中热能与动力工程的改进方向研究

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　　摘要：通常情况下，火电厂以煤炭作为燃料，燃料在燃烧过程中将燃料释放的化学能转化为热能，然后通过汽轮机等机械动力装置将产生的热能转化为机械动能，最后产生的机械能由汽轮机转化为电能，其中会有小部分能量在转化过程中遭到损失。通常情况下，火电厂在能量转化的工作流程中能量的焓值会逐渐下降，想要有效解决能耗的问题就可以利用这一性质，来降低火电厂整体的能量损耗，使能源得到充分高效的利用，实现节能减排的可持续发展战略。
　　 关键词：火力发电厂;热能与动力工程;改进方向
　　 引言
　　 随着我国改革开放的不断深入发展，推动了我国的经济实力不断增强，我国虽然是世界上实力最为强的发展中国家，然而和世界上老牌的发达国家还是有着极大的差距，我国经济发展还是存在着一些问题，例如我国经济发展过程中对能源的利用率较低，对相关的企业来讲是一个较大的负担。
　　 1火电厂中动力与热能工程现状
　　 热能与动力工作的核心理论是工程物理学。其研究的主要对象是为了使新型的动力机械与系统得到快速发展，并合理的采用环境科学技术、微电子技术以及机械工程等多门学科综合研究，实现低污染、高效并且安全的化学能转化为动能的过程。动力与热能存在的问题主要存在以下三种问题：
　　 1.1重热现象及其问题表现
　　 当前火电厂在实际运行过程中，存在一个较为普遍的问题，即重热现象。这种现象一般表示合理利用能源的过程中，前后两个不同环节压力大致相同，第一个环节的焓值要明显低于第二个环节的相关数值。若不能够及时控制这种现象，就会产生较大的危害。其中较为显著的就是火电厂运行过程中的能源使用率逐渐降低。首先重热现象，电厂在实际运行时难以对电能进行有效利用和储存，若重热现象较为明显时，电能的稳定性必然会受到影响;其次，这一现象会让电厂在运行时的燃烧质量逐渐降低，导致电能利用效率逐渐降低;最后，发电厂企业也会在这种现象的影响下出现显著的波动，若其稳定性较差，就会导致电厂的发电质量受到影响，难以达到电厂制定的目标效益。
　　 1.2锅炉排烟损失问题
　　 锅炉是火电厂的主要工作装置，其中排烟温度是影响锅炉正产运行的主要因素之一。一般，只要合理控制排烟温度，就能保证锅炉的运行效率。专家们经过试验研究发现，排烟温度和实际排烟量存在紧密关联，过大的排烟量会产生巨大的损失。经过验证发现，排烟温度产生影响的主要因素有三种：燃料、风温和风速。因此，为控制合理的排烟量和排烟温度，要选择杂质少且灰分和水分适中的燃料，以提升燃烧效率。还要控制风温和风速，保证燃料供氧适宜，提升燃烧质量。
　　 1.3节流调节以及问题表现
　　 节流调节在火电厂工程运作中具有广泛的应用范围。当火电厂运作过程中工作设备突然发生故障，会导致整个发电系统损耗大量能量，降低火电厂生产经经营效益。节流调节更加适用于容量额度小的设备节流调节其中有任一级别达到了最大的负荷承载，机组数量会越变越少，同时级数也越来越高，保证供电压力的临界值符合标准，在弗留格尔定律中也提出想要达到理想的节流调节效果，就要保证机组中的级数超过三级，并在系统设备的运行状态发生变化时，保持系统能平稳运行，没有变化发生时，应保持机组间通过的流量值相等。
　　 2火电厂动力与热能的改进策略
　　 2.1燃烧方式创新
　　 在火電厂运行的过程中，煤炭是火电厂运行的最重要的燃料，在汽轮发电机组运行的过程中，煤炭的燃烧充分与否，热能的转化率与火电厂的经济效益密切相关，。煤炭得到了充分的燃烧，则会推动着火电厂的经济效益不断提升，更能够减少对资源的浪费。煤炭的热能转化率与其品质密切相关。在火电厂的运行过程中，要不断的对煤炭的燃烧方式进行改进，在燃烧的过程中，工作人员所选择的燃烧方式还要充分考虑到煤炭的种类与质量，让不同质量与种类的煤炭得到最大化的燃烧。除此之外，在煤炭燃烧过程中，根据煤炭的质量与种类，工作人员不断对氧气含量进行调整，不断的对氧气的含量进行优化调整。在煤炭燃烧的过程中，对燃烧方式的创新要不断加大投入，从多个方面进行探索，对燃烧过程中的每一个原因都要细心考虑，结合实际情况，进行燃烧方式的选择，让煤炭得到最大程度的燃烧，减少对环境的危害，减少资源的浪费，提高火电厂的经济效益与社会效益。
　　 2.2节流调节的应用分析
　　 节流调解中没有调节级的说法，在第一级调节即可完成全周进汽。这种设计的优点是，一旦工况发生变化，各级温度的改变很小，几乎可以忽略不计，同时表现出较好的抗负荷特性，使节流调节能够应用于基本负荷的大机组和小容量机组。但是，工况彼此会产生一定的节流损失，使发电厂热能动力工程在热电厂的实际运行中表现出较差的经济适用性。因此，减少节流损失显得尤为必要。理论研究表明，可以使用弗留格尔公式（变工况前后机组均未达到临界状态时，机组流量和其前后压力平方根成正比）进行计算，得出最适宜的压力比，进而进行调节。实际调节中，先运用弗留格尔公式计算同流量下各级的压差和比焓降，确定各零件的受力和工作功率，再检查汽轮机是否正常流通。该过程也可以被看做在已知流量的前提下，对各级压力公式符合度进行计算，最终得到节流面积变化，确定节流量。经过多年的验证可以认为，弗留格尔公式的出现不仅保证了有效的节流调节，而且为热能与动力工程在热电厂的应用提供了可能性。
　　 2.3科学对重热进行运用
　　 在综合了解电厂热能、动力工程存在的问题之后，可以充分总结得出重热现象一般表示多级汽轮机组内部在运行过程中与上一级相比较存在显著的损失，但是，这些损失能够在下一级得到运用。重热系数表示各级运行过程中理想焓降值和焓降值之间的比值，因为重热现象诱发的负面效应较为显著，若在机械运行过程中能够对其进行有效正确的使用，就能够提升能源的利用率。在实际运行过程中，应将重热系统运行能源消耗控制在科学范围之内，并非比值越大越好，在进行回收时只能回收部分损耗，而并非全部。
　　 2.4湿气损失控制的应用分析
　　 加强湿气的控制能力在一定程度上降低能耗，保证热能和动力工程在发电厂中的有效运行。结合发电机工作实际，湿气损失的原因为：在湿冷蒸汽受热膨胀的过程中，会有一部分蒸汽发生凝结形成水珠，使蒸汽量减少;水珠的流速远远低于蒸汽流速，进而牵引蒸汽造成部分动能损耗，出现蒸汽过冷状况。湿气损失会使发电机组的动叶进汽边缘产生冲蚀，降低叶片长度，减少叶面实际面积，缩短叶片使用年限，尤其在叶顶背弧处最为严重。为了降低湿气对叶片的损伤，可以采用以下方法：首先应该除湿，可以选用汽水分离加热器，保证低压缸的效率和安全性;其次，可以选用带有吸水缝的喷灌，降低设备湿度;最后，可以降低机械损失，使用轴流式汽轮机创造高压向低压的指向力，降低能量消耗，提升运行速率。此外，可以改进叶片设计，提高叶片抗冲蚀性能。
　　 结语
　　 火电厂的动力与热能的生产过程受到多种因素的制约影响，而产生较大的资源浪费现象，不利于资源的可持续发展。为了改善这一状况，火电厂因根据具体的问题与弊端采取有针对性的实施手段，减少资源浪费现象，保证资源的供应能源源不断的满足社会发展需要，实现我国资源绿色可持续发展的战略目标，并大大提高生态环境。
　　 参考文献：
　　 [1]詹振.浅析热能与动力工程的科技创新[J].科技致富向导，2014（8）.
　　 [2]马士峰.浅谈热能与动力工程发展方向[J].科技与企业，2014（2）.
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