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[关键词]热能与动力;工程
中图分类号:TK 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2014)15-0010-01
一、现代社会的能源及其分类
我们把能够产生能量的资源称为能源,能源大体可分为:
1、一次能源与二次能源。一次能源是指自然界中存在的天然能源;二次能源是由一次能源直接或间接加工转换而成的人工能源。
2、可再生能源与非再生能源。可重复产生的一次能源称为可再生能源,不能重复产生的自然能源称为非再生能源。
3、常规能源与新能源。常规能源是指技术上已经成熟、已大量生产并广泛利用的能源;新能源是指技术上正在开发、尚未大量生产和广泛利用的能源。
4、清洁能源与非清洁能源。在开发和利用中对环境无污染或污染程度很轻的能源叫做清洁能源,否则称为非清洁能源。
二、现阶段的热能动力装置
燃料在适当的设备中燃烧而产生的热能,然后在热能动力机中将热能转变为机械能。燃烧设备、热能动力机以及他们的辅助设备统称为热能动力装置。热能动力装置主要有两大类:一种是以燃烧产生的燃气直接进入发动机进行能量转换,如内燃机和燃气轮机等;另一种则首先将燃料燃烧产生的热能传递给某种液体使其汽化,然后将蒸汽导入发动机进行热功转换,如蒸汽机和汽轮机等。
三、热能的特点
能量的转换:人类所用能源基本上都是由一次能源经一次或多次转换而来。
1、太阳能的转换:太阳照射使植物内叶绿素发生光合作用,将太阳能转换为生物质能;太阳能的光――热转换;太阳能的光――电转换,太阳能电池。
2、燃料化学能的转换:通过燃烧,将化学能――热能――机械能。如汽轮机:化学能――蒸汽的热能――经汽轮机转换为机械能;内燃机:化学能――燃气的热能――经活塞连杆机构转换为热能。
3、热能的转换:两种能量形式,即机械能――内燃机、汽轮机;电能――热电发电。
四、热能的利用
热能的应用在国民经济中的重要地位(使用领域):
1)电力工业――火力发电或核发电,均应用热能转换。
2)钢铁工业――炼钢、轧钢、高炉炼铁等均用热能;
3)有色金属工业――铝、铜等有色金属的冶炼用热能;
4)化学工业――酸、碱、合成氨的生产过程;
5)石油工业――采油、炼制、输送等用热能;
6)建材工业―建材的生产过程用热能。如水泥、陶瓷等;
7)机械工业――铸造、锻压、焊接等用热能;
8)轻纺工业――造纸、制糖、化纤、印染等用热能;
9)交通运输―汽车、火车、船舶、飞机等动力来之热能;
10)农业及水产养殖业―电力灌溉、温室培植、鱼池加温等
11)生活需要――供暖、空调、烹饪。
五、我们对能源利用的评价
我们都知道非再生能源的有限性,能源利用率又不高;所以能源是人类生存与发展的重要基础。我们对能源的有效利用可以提高能量转换或传递装置及系统的效率。防止高品位能量的降级使用,建立总能系统概念,优化整体用能系统,使一次能源、二次能源及余热均得到充分利用,提高总能系统的能源利用效率。
1、利用能源的评价指标
能源利用的主要评价指标有能源消耗系数r,它是指指单位国民经济产值所平均消耗的能源数量。单位产品能耗C:它是指每单位产品产量所消耗的能量。能源利用效率即能量利用率,主要指被有效利用的能量与所消耗的能量之比。
2、Ex()及Ex效率
Ex是指对能量的评价,要考虑被利用的能量的数量和质量。Ex就是从能量的数量和质量角度,评价处于某一状态的热力系的作功能力的指标。即能的可用性。Ex效率用于评价最大有用功的实际应用的程度。用实际被利用的有效火用和投入的火用之比表示。
六、热能与动力机械的应用与发展对地球环境的影响:
1.热污染:热能利用和动力技术的应用中的能量损失,以热能形式传给环境,使环境温度升高,造成对环境的危害。如海洋或河水发电站,冷却水的热量排放到自然水源中,使水温升高,造成水中含氧量降低,影响水生物的生存;地球升温,冰雪覆盖区缩小,反射率下降,吸收更多太阳能,地球温度进一步升高,造成升温连锁反映。温室效应已非抽象概念,已影响动植物行为。
2.空气污染:指各种车辆、供热设备、发电厂、工业用锅炉等的废气废料向环境排放造成的大气污染。有害污染物主要有:CO2、NOx、SO、HC、CO、碳烟、微粒、铅、金属氧化物等。
1)CO2的温室效应:CO2的特点:吸收光谱恰好在地球辐射的主要波长段内,所以,对地球辐射能吸收力强,但对太阳能辐射透明;CO2的作用:吸收地面辐射能后,重新辐射,一部分返回地面,另一部分传给更上层的CO2;CO2含量越高更多的热量被阻留在低层大气中,使地球温度升高,造成温室效应。
2)NOx对臭氧层很敏感,直接破坏臭氧层的自然平衡;NOx浓度越高,臭氧浓度下降,对紫外线的吸收能力下降。地面紫外线辐射强度增高。皮肤癌率增加;与HC一起在太阳光照射下形成光化学烟雾――由臭氧、NO、甲醛、乙醛等组成;能见度降低,影响交通安全;
3)硫化物:SO2、SO3、H2S等都是有害物;主要来之煤炭燃烧。SO2影响呼吸道;H2S对呼吸道的刺激更严重;SO3使烟气露点提高,易形成酸雨或酸雾。在地热流体中H2S含量较多。
3.噪声危害:对人的心理、生理、听力、工作、睡眠有不利的影响。
4.放射性污染主要对核燃料等的放射性物质,直接对生命有威胁。
七、结束语
从大方面看,热能与动力这一专业不只局限于热能与动力工程它的名字上。对于这些内容的了解最终目的无非是使各种能源更好的被人类所利用。而在实现这个目的的过程中牵扯到更好利用能源的方法、技术,高效、安全问题,经济性问题以及仪表分析、自动化等等。就拿动力工程中的内燃机来讲,内燃机有活塞型内燃机还有转子型内燃机,那会不会还能做出新型的内燃机呢,有创新而且很有挑战性。内燃机是从蒸汽机发展而来的,他们的原理基本上相同。然而同为发动机的电动机却与之有这截然不同的原理,所以发动机就是挺有研究性的。研究新原理型的发动机确实是很难的,但可贵之处就在于它难,但是并不是没有一点希望。类似于这一类的有研究性的方向有挑战还有待我们几代人去深入研究。
参考文献
关键词:热能与动力;锅炉;热电厂;科技创新
1 概述
根据相关调查研究显示,热能与动力工程的发展在一定程度上维持了社会经济的稳定发展,这也说明热能与动力工程对我国经济具有十分重要的影响。所谓热能与动力工程指的是通过热能与动能之间的转化过程,在这个过程中所产生的电能被发电厂以及锅炉所利用。热能与动力工程的应用很大程度上解决了锅炉能源损耗的问题,同时也促进了热电厂的技术升级。随着对热能与动力工程的深入研究,还发现该工程对控制环境污染、做好环境保护工作体现出非常大的价值,保证热能与动力工程的可持续发展能够促进多个领域的稳定发展。所以说研究热能与动力工程具有十分重要的意义。下面就根据热能与动力工程的基本内容,提出如何进行创新,希望能够对应用该工程的领域提供宝贵意见。
2 热能与动力工程的基本内容
热能与动力工程所研究的内容主要是指热能与动力之间的合理转化。在实际应用的过程中,可以依赖于多种不同的方式,实现热能动力或热能电能的合理转换,以促进能源的高效率利用,发挥其在提升经济效应水平方面的重要价值。结合实践经验来看,热能与动力工程的应用在解决能源利用问题方面有着非常重要的价值,直接关系到电力企业的经济效益水平。当前实践中,热能与动力工程涉及多个学科,且各个学科相互关系非常复杂与系统,后期应用中还可以支持电能与机械能的相互转换,为社会经济的高速发展奠定了非常良好的基础。从专业构成的角度来说,热能与动力工程的研究内容可以划分为以下几个专业模块:第一是建立在热能转换与利用基础上的热能动力及其控制工程(包括新能源的开发、能源环境利用工程在内);第二是建立在内燃机及其驱动系统基础之上的热力发电机及汽车工程;第三是建立在电能转化为机械功基础上的流体机械与制冷低温工程;第四是建立在机械功转化为电能基础上的火力火电与水利水电动力工程。
3 热能与动力工程对经济、环境的影响
在社会主义市场经济发展的过程中,热能与动力工程在各个领域都有应用,例如电力、建筑、工业、钢铁等领域,促进了这些领域实现更好更快的发展。随着电力技术的不断创新,风力发电技术能够实现动能转化为电能,为电力事业的发展需求提供足够的动力,为人们创造出更加良好的生活环境,而且也不会产生污染物。但是风力发电毕竟只是在特定的区域才能够实现,所以必须使用一种不受地域限制的发电技术。热能与动力工程在电力中的应用不仅为其营造了一个良好的环境,同时也促进了整个社会经济的稳定发展。不过新能源的产生和有效利用也是保证整个社会可持续发展的一个方面,相关人员应该根据社会环境以及经济发展方向的不断变化,开发出更多的新型能源,为社会创造出更多的经济价值。
自从可持续发展战略提出以来,人们开始关注环境保护方面。目前,电能产生主要依靠煤或者石油等能源来实现,在这个过程中会产生很多污染物,一旦排放到空气、水体中就会造成环境污染,同时对人们的健康造成严重威胁。过去的经济发展主要依靠牺牲环境为代价实现的,忽视环境保护的重要性,破坏了生态环境,也给人们的生存带来威胁。所以必须找寻到一种节能环保的生产方式,改变传统的生产模式为科学环保的生产模式。热能与动力工程在电力生产中的应用,有效缓解了生产中产生的污染物,同时综合利用各种清洁能源,减轻了对环境的污染,这不仅是可持续发展的必然选择,同时也能够为大众提供更加优质的生活环境,实现了社会的和谐发展。可见,热能与动力工程对环境保护工作具有很好的促进作用,应该引起相关人士的重视。
4 热能与动力工程的创新应用
4.1 热能与动力工程在锅炉及热电厂中的应用现状
伴随着科学技术的不断进步以及信息技术在各个领域的应用,热能与动力工程得到了迅速发展,并被应用到锅炉中,取得了很好的应用效果。锅炉主要是由外壳以及内部控制器组成,在燃烧的过程中,锅炉会产生比较多的热能,位于锅炉底部的控制器能够随时监控锅炉的具体情况,并保护锅炉的安全。锅炉在具体运行的过程中,会自动开启自我保护系统,并在实现热能转化为其他能的目的的同时做到自我保护,不过有些时候会出现在能量转化的过程中把锅炉烧坏了,给生产企业造成了损失。所以必须深入研究锅炉的运行原理,把热能与动力工程应用在锅炉上能够实现智能化管理和控制,进而提高锅炉运行的稳定性和精密度。
具体来说,热能与动力工程在热电厂中的应用主要体现在以下两个方面。一方面是能够改变机组的节流效果,通常情况下,一旦工作状态发生了改变就可能造成节流损失,但是在恒定温度下,通过节流调节,就能够减少损失。不过这种节流条件只适合容量比较小的机组。另一方面是通过喷管调节能够进一步提高汽轮机的工作效率,同时也能够平衡汽轮机的各种变化。
4.2 热能与动力工程在锅炉与热电厂中的技术创新
为了进一步提高热能与动力工程在锅炉和热电厂中的应用效果,作为相关研究人员应该不断进行技术创新。在锅炉中的应用应该考虑如果做好燃烧过程中的转化工作。目前锅炉的作业方式已经实现了智能化,进一步提高了锅炉运行的稳定性和安全性。由于锅炉燃烧过程中所产生的热量和温度控制有密切关系,所以可以通过预设值来实现合理检测锅炉性能。而且操作人员还可以通过模拟实验的方式,准确评估锅炉内部气体的流动情况,同时评估不同速度下所产生的效果,然后建立仿真锅炉风机叶片,并作为相关研究的参考数据。在热电厂中的技术创新主要是对汽轮机机组的效能进行研究,分析出最佳的运行效果。
5 结束语
由于社会经济的发展需要大量的能源消耗,但是有些能源毕竟是有限的,所以为了实现能源的可持续利用,就必须不断研究可代替能源的应用技术。当前热能与动力工程的发展受到了人们的广泛关注,而且应用范围也在不断扩大,取得的应用效果令人们满意。但是我国研究热能与动力工程的时间比较短,其具有非常大的开发研究价值,所以为了最大限度地发挥出热能与动力工程的应用功效,真正意义上的掌握其精髓,需要不断创新研究方法,提升工作效率和能源利用率,创造出更多的经济价值,同时还可以减少对环境的危害。
参考文献
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[2]崔瑶.时代背景下热能与动力工程在电厂中的改革与创新[J].科技与企业,2014(13):166-166.
[3]张德平.论热能与动力工程的科技创新[J].黑龙江科技信息,2014(3).
[4]刘兆明.刍议热能与动力工程在锅炉中应用问题的创新[J].科技创新导报,2015(30).
[关键词]热能与动力工程;风机运行;燃烧控制
中图分类号:C48 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2015)24-0337-01
前言
目前,随着现代科技的发展,人们为了获得经济利益和满足自身需求,对于各项资源的开发和使用越来越频繁,随之而来的是资源短缺和不合理使用造成的资源不足问题,于是人们又继续扩大资源的开发力度,形成一种恶性循环。锅炉在将煤炭资源转换成热能与化学能的过程中,不可避免地会存在资源燃烧程度不足而造成资源浪费的情况,并且还会产生许多有害气体,比如一氧化碳、一氧化氮、一氧化硫等,对环境产生破坏。锅炉作为一种能量转换的设备,其能否高效运转对于能量是否彻底转换影响重大,热能与动力工程在节约能源与环境保护方面研发出了一些可行性技术,并被锅炉领域大肆使用。
一、热能与动力工程概述
热能与动力工程研究的是热能与动力相互转化的问题,其研究领域非常广泛,从流体机械、流体工程等方面到制冷技术、冷藏冰冻工程等方面,热能与动力工程在其中都发挥了重要作用。热能与动力工程的研究的主要内容是节能环保的技术问题,在锅炉领域应用的技术主要有工程热物理、热力发动机、热能工程、动力机械等。锅炉领域在使用煤炭资源时,经常会出现资源没有得到充分使用的情况,不仅使企业购买的煤炭资源增加,直接加大了企业的投入成本,还加剧环境污染阻碍我国建设资源节约型与华宁友好型社会的进程。因此,提高煤炭资源的使用率是锅炉领域面临的一项艰巨的任务。
经过人们艰苦不懈的努力热能与动力工程取得了初步成效,在当前的研究成果当中,热能与动力工程针对工程顺利实施提出了三个方面的内容,即工程计划制定、工程方案设计和工程监督。在工程开始前,要制定施工计划,规划工程的总体的蓝图,最好对每个阶段的目标作出统一规划,使每个施工人员都对热能与动力工程有一定了解,并充分考虑影响工程质量的各项因素,做好应对突况的准备,有效规避工程风险。工程建设要结合客户的需求与实际情况提出可行性的设计方案,不能因为满足客户需求而忽视了工程的实际情况,给工程建设造成困难,也不能因为要保证顺利施工而不顾客户利益,给公司带来经济损失,但是在实际施工过程中,这两者总是会出现矛盾,如何把两者更好地结合是工程应该考虑的问题。在工程实施过程中,重视工程的监督工作也是相当有必要的,要提高热能与动力工程的运营标准,严格控制工程的质量与效率,最大程度地保证资源充分使用与工程效益。
二、热能与动力工程在锅炉领域中的应用分析
(一)改善风机运行状况
风机是锅炉工作的一个基本装置,风机可以把氧气输送到锅炉中保证燃料的燃烧,延长锅炉风机的使用寿命,增强风机的性能,在一定程度上可以有效保证风机输送氧气的道路通畅。在实际工作中,由于热能的需求量比较大,风机的工作负担就会加重,再加上风机与锅炉之间的距离很近,锅炉燃烧的热量会传给风机,加上风机本身运转产生的热量,如果不能及时得到降温,风机就会烧坏或者烧毁,引发安全事故。同时,由于风机内部结构的复杂性,工作人员在对风机的温度进行测量的时候,很难得到比较准确的数据。热能与动力工程通过全方位测速、创建模型、网格划分来求得最终的结果,数据比较准确。
(二)协助锅炉燃烧控制
能量转换幅度是依靠锅炉燃烧控制技术来进行调整的,锅炉的燃料填充方式经过发展已经转变成自动控制填充燃料。燃烧控制可以采用不同的热能与自动控制技术,一般情况下,人们会根据这种不同把燃烧控制分为两种,即空燃比例连续控制系统和双交叉限幅控制系统,热能与动力工程可以帮助这两个系统完成燃料填充,实现燃料填充自动化,节省人力成本,保证锅炉正常工作。
三、锅炉领域中热能与动力工程应用的综合评估
热能与动力工程使煤炭资源得到充分利用,降低了锅炉使用过程中燃烧煤炭所排放的有害气体的数量,有利于节约资源与保护环境。另外,热能与动力工程研究的是技术问题,因此提高了锅炉领域的技术。热能与动力工程在锅炉领域的应用给锅炉领域带来非常明显的变化,随着社会的发展,热能与动力工程在锅炉领域当中还将发挥更大的作用,而面对人们对热能需求量不断增加的趋势,如何提高热能动力的使用效率,锅炉领域还要进一步探索这个问题。
与此同时,热能与动力工程也给锅炉领域带来了一系列问题,在风机方面的应用带来的问题尤其明显,风机的负荷总是与锅炉的能源相伴而生,随着锅炉对于能源的需求量变大,风机也会承受更大的负荷,有可能会烧坏烧毁电机,给工厂造成巨大的经济损失,严重的话还会威胁到工作人员的人身安全。要解决这个问题,工厂需要积极引进先进的技术手段改进风机的结构与性能,有效避免热能与动力工程带来的负面影响。
结束语
热能与动力工程在锅炉领域当中的应用促进了锅炉领域的进步,提高了资源的使用效率,对于缓解当前的能源危机意义重大,有利于减轻环境污染。在建设资源节约型与环境友好型社会的背景下,热能与动力工程的应用成效不仅表现在锅炉领域,在其他领域当中也有体现。锅炉领域在看到热能与动力工程为本领域带来的可喜变化的时候,也要留意热能与动力工程带来的负面影响,锅炉领域不能只依靠热能与动力工程来促进本领域发展,要积极开拓创新,不断借鉴国内外成功经验,引进先进技术,消除阻碍自身发展的因素,保证锅炉高效运转,只有这样,才是获得可持续发展的出路。
参考文献
[1] 田青.热能与动力工程在锅炉领域的应用探究[J].科技创新与应用,2014,19:21.
【关键词】热电厂 热能 动力工程 提高
电力资源是现代化生产的主要动力,同样也是促进现代化工农业生产、推动科学技术发展,以及不断提高人们物质文化生活的必要条件。然而长期以来,我国电力工业基础薄弱,电力生产技术相对落后,并伴随有生产中能源损耗量大,环境污染日益严重等方面问题。在我国大力提倡节约型社会的时代背景下,如何有效提高能源的利用效率,以成为了促进我国经济社会可持续化和健康化发展的重要课题。因此,以热电厂为代表的电力工业,应当不断提高其热能经济性与动力性,以此促进热电厂运行效率的进一步优化和能源利用效率的提升。
一、改善热电厂的热负荷特性
(一)选择合适的重热系数
重热现象是指热电厂多级汽轮机内上一级损失的部分热能,在以后各级中还能继续利用,这种现象即被称为重热现象。由于重热现象的存在,汽轮机全机的相对内效率会高于各级平均的相对内效率。
但是实际生产中,并非重热系数选值越大越好。当重热系数值α过大时,整机的内效率反而会降低。通常而言,多级汽轮机的重热系数取值为0.03~0.08之间,其具体取值与以下因素有关:
1.与汽轮机的级数多数相关。当汽轮机的级数越多时,则前级的损失在后面级中被回收的程度也就越大,所以重热系数α的取值也越大。
2.与汽轮机各级的内效率相关。如果汽轮机各级效率为100%时,即使没有损失发生,重热系数仍然为0。因此当级效率越低时,重热系数α的取值也越大。
3.与工作蒸汽的状态相关。通常而言,过热蒸汽区的重热系数会比饱和区大,这是由于过热蒸汽区中等压线向熵增方向的扩散速度比饱和区大的缘故。
在实际生产中,我们可采用下列经验公式,来选择适宜的重热系数α:
在方程式中,Z为汽轮机级数,η为汽轮机内效率,H为汽轮机的理想焓降。K为蒸汽状态的修正系数,当汽轮机各级均在过热区工作时,K=0.2;各级全在饱和区工作时,K=0.12;部分在过热区,部分在饱和区工作时,K=0.14~0.18。
(二)提高蒸汽初参数
热电厂的综合热效率,会随着主蒸汽压力和温度的上升而提高,也可以说,热电厂汽轮机的热能与动力工程性能是随着耐高温金属材料的水平而提高的。当热电厂机组采用初压为16~24.5MPa,初温为535~565℃的主蒸汽参数后,其综合热效率可达到40%以上。
因此,为了提升热能与动力性能,其中一个重要措施就是提高蒸汽的初参数,因此选择耐高温、高压的汽轮机组将是未来热电厂发展的主要方向之一。
(三)降低蒸汽损失
蒸汽在热电厂汽轮机内由热能转换为机械功的过程中,存在着各种损失,使蒸汽的可用热能无法完全被转换为机械功。在理想状况下,蒸汽的膨胀过程应当是绝热的等熵过程,热焓降应为h0。然而在实际生产中,热电厂蒸汽的膨胀过程并非是绝热过程,总是伴随着能力的损失,因此蒸汽在汽轮机内的实际热焓降h1总是小于h0。蒸汽在汽轮机中的损失,主要有以下几种:
1.节流损失。由锅炉传递来的新蒸汽,在经过主汽门和调节汽门时,会受到阀门的节流作用,使得蒸汽的压力降低,蒸汽的可用焓值会减少,从而降低了蒸汽在汽轮机内的做功能力,这种损失通常被称为节流损失。对于节流损失,通常采用将节流调节阀开大的方式,一方面可以加大蒸汽的流量,另一方面也减少了节流损失。
2.湿气损失。热电厂中的凝汽式汽轮机,其排汽压力通常较低,汽轮机在饱和蒸汽区内工作时,因蒸汽湿度较大,常伴随有水滴出现。这些水滴会随着蒸汽一起流动,不但不会做功,反而会大量消耗能量,增加了汽轮机的轴向推力。因此,为降低湿气损失,通常在热电厂凝汽式汽轮机的末几级上,都采用去湿措施,如在隔板外缘上开去湿槽,在喷嘴静叶片的背弧开吸水缝等,从而使水滴能通过空心的静叶片排入到凝汽器内。
(四)选择合适的进汽调节方式
热电厂汽轮机的进汽调节方式主要有节流调节、喷嘴调节和旁通调节这三种,应根据热电厂的实际生产情况,选择合适的进汽调节方式,其提高机组的热经济性。
1.节流调节。节流调节最大优点是结构简单,且当汽轮机组满负荷运行时,其节流损失较小,而机组的内效率较高。但是当机组在低负荷工况运行时,由于节流损失的影响,必然会导致机组内效率的显著下降,并影响到热电厂的经济性。因此,节流条件主要用于小功率机组中。
2.喷嘴调节。喷嘴调节的主要优点是可有效克服节流调节在部分负荷时,机组内效率降低的缺点,其在低负荷运行时比节流调节的损失小,经济性好。缺点主要是其安装、检修和调整的过程较为复杂,当实施变工况运行时,负荷的变动整度不能太快。
3.旁通调节。旁通调节并非一种独立的调节方法,而是针对以上两种调节方式的辅助方法。对于热电厂部分汽轮机组在超出负荷工况运行时,不能仅仅通过继续开大汽阀来实现,而应当将新蒸汽绕过汽轮机的前几级,并旁通到中间级去做功,这样能更有效的增加机组的内效率。
二、改善热电厂供热机组的形式
(一)采用联合循环系统提高效率
为了减少传热温差损失,提高循环上限温度,随着我国高温金属材料的开发以及汽轮机组效率的提升,采用燃气/蒸汽联合循环发电,可将燃汽轮机排出的温度较高的废热,用以加热蒸汽循环,有利于提升热电厂的综合效率与热能经济性。近年来,世界各发达国家中,新增加的发电装机有50%以上均采用的燃气/蒸汽联合循环发电的方式。燃气/蒸汽联合循环的主要特点有:
1.提高热经济性。只要汽轮机与燃气轮机的容量匹配,并蒸汽选择各项参数和热力系统,热电厂的综合热效率可提高到45%以上。
2.减轻环境的污染。由于联合循环系统是利用了燃气轮机的废热,因此蒸汽锅炉中有害气体的排放量会得到极大的降低。
(二)提高机组的运行水平
随着现代化热电厂中机组容量的逐步增加,其参数提高必然会导致机组零部件的增多、机组尺寸和热应力也会相应出现变化。因此,也相应增加了事故因素,使机组运行的安全性和动力可靠性降低。为了提升热电厂机组运行、维护和检修水平,以增加机组动力可靠性与安全性,应使用现代化的实时监测设备和电子系统。同时,为了确保机组运行的经济性,还应当采用各种最优化的运行方式,例如推广在低负荷范围内的变压运行,采用滑参数启停的运行方式等等,以综合性提高热电厂机组的运行水平。
三、改善热电厂机组连接电网的特性
对热电厂机组连接电网特性的改善,主要通过适当的调频选择来加以实现,包括了一次调频和二次调频。
(一)一次调频
当热电厂机组在电网中并列运行时,如果外界负荷出现变化,将导致电网的频率也会发生改变,从而引起电网中各机组均自动的按照其静态特性承担一定的负荷变化,以减少电网频率改变的过程,即被称为一次调频。
(二)二次调频
由于一次调频只能够缓和电网频率改变的程度,并不能维持电网频率不发生改变,这就需要再利用同步器增加或减少部分机组的功率,来恢复电网频率的正常,这一过程就被称为二级调频,只有通过二次调频后,才能精确的使电网的频率能保持在一个恒定值。通常情况下,二次调频主要包括了自动调频和手动调频这两种形式,其中因自动调频的准确可靠、方便快捷等优势在当前热电厂中得到了普遍应用和推广。在热点厂的实际生产中,选择合适的调频方式,对改善热电厂机组连接电网的特性以及提高自身运行水平都有着重要的影响。
随着热能与动力在热电厂中的广泛应用,热能可以转变成动能,通过汽轮机发电,可以将一部分热能转化为电能,另外一部分通过汽轮机传送,整个过程中将有效的降低对热电厂的损耗,从而降低蒸汽热损的能量,进而提高了热能的使用效率。但是在此过程中会出现焓降现象,如果处理的不合理将导致焓降热有所增大,从而使热能被下级使用,导致在相同压力下损失的焓降反复被使用,这种现象通常就是汽轮机的重热现象。由于受到外界因素的影响,锅炉在燃烧的过程中,功率在不断变化,进而导致汽轮机的蒸汽参数也相应的发生改变,压力在不断变化的同时使凝汽设备工况发生变化,电网频率的改变影响了外界负荷变化的发生。在进行调节的过程中,根据其具体的变化情况进行静态特征的分析,自动调节负荷的大小来维持电网的周波频率,此次过程被称为一次调频。
汽轮机变工况时各级焓降的变化(调节级中间级最末级):调节级,在第一阀全开以上的工况,流量增加时压比增大,调节级比焓降减小,反之,流量减小时比焓降增大,而在第一阀全开,第二阀未开时,调节级比焓降达到最大中间级,在工况变动时,各中间级的压力比不变,各中间级的比焓降亦不变。最未级,流量增加,压比减小,未级比焓降增加,反之喷管调节的特点及适用场合:(1)各调节阀所通过的最大流量不一定相等;(2)有调节级,e<1,且t随调节阀开启数目变化而变化;(3)部分负荷时,比节流调节效率高;(4)工况变化时,调节级汽室温度变化大,负荷适应性差;(5)适用于各种类型的汽轮机能平移调节系统静态特性线的装置称为同步器,主要作用有:单机运行时,启动过程中提升机组转速到额定值;带负荷运行时可以保证机组在任何稳态负荷下转速维持在额定值;并列运行时,用同步器可改变汽轮机功率,并可在各机组间进行负荷重新分配,保持电网频率基本不变,这个过程称为二次调频。节流调节的特点及适用场合:(1)无调节级,第一级全周进汽;(2)变工况时各级温度变化较小,负荷适应性较好;(3)变工况存在节流损失,经济性较差;(4)适用于小容量的机组和带基本负荷的大机组级组的临界压力是指当级组中任一级处于临界状态时级组的最高背压,级组包含的级数越多,其数值越小,也即临界压力比的数值越小,弗留格尔公式的应用条件:级组中的级数应不小于3~4级;同一工况下,通过级组各级的流量相同;在不同工况下,级组中各级的通流面积应该保持不变。
调压调节的特点:(1)增加了机组运行的可靠性和对负荷的适应性;(2)提高了机组在部分负荷下的经济性;(3)高负荷区滑压调节不经济;(4)适用于单元大机组蒸汽在动叶栅中做功后,以余速动能离开动叶栅,它是未能在动叶栅中转换为机械功的一部分动能,称它为这一级的余速损失,工作喷管所占的弧段长度与整个圆周长派的比值表示部分进汽的程度。产生湿汽损失的原因:(1)湿蒸汽在膨胀时,一部分蒸汽凝结成水滴使做功的蒸汽量减少;(2)一些水珠其流速低于蒸汽流速,高速汽流被低速水珠牵制,消耗部分动能造成损失;(3)水珠撞击喷管背弧扰乱主流造成损失,撞击动叶背弧阻碍动叶旋转消耗叶轮的有用功;(4)湿蒸汽的过冷现象也是造成湿汽损失的原因之一。处冲蚀最严重。减少湿汽损失的方法:(1)采用中间再热循环;(2)采用去湿装置;(3)采用具有吸水缝的空心喷管;(4)提高抗冲蚀能力。在汽轮机进行运作时,往往会由于摩擦而产生一定的机械损失,这主要是轴承间相互摩擦而产生的,由于机械损失摩擦而将导致一部分功热损耗消失。整体来讲,在轴流式汽轮机作业中,由于其工作原理的限制,高压蒸汽与低压蒸汽是由不同的通气管道进入,流出。这就导致了汽轮发电机转子在运作的过程中,总是形成一种低压轴向力向一侧转移的趋势,严格意义上来讲,这就通常所说的转子轴向推力。一般情况下,级组变工具有以下等特征:首先,当前后级组没有达到规定的临界点时,级组流量与前后的压力平方差是成正比例关系;其次,当前后级别达到一定临界点时,那么流量与前后压力是成正比例关系,与其他相关参数没有关系。轴向推力的变化规律:(1)新蒸汽温度降低;(2)汽轮机发生水冲击时;(3)负荷突增时;(4)甩负荷时;(5)叶片结垢时,轴向推力都增大。
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