淺談熱力發(fā)電廠動力循環(huán)和熱經(jīng)濟性
關(guān)鍵詞:熱力發(fā)電廠 熱經(jīng)濟性 動力循環(huán)
熱力發(fā)電廠的熱經(jīng)濟性分析是熱力發(fā)電廠進行節(jié)能降低能耗的基礎(chǔ)研究,它能夠?qū)崃ο到y(tǒng)進行設(shè)計、改造,目前我國的熱力發(fā)電廠還存在著較嚴重的能源損耗現(xiàn)象,能源的利用率十分地低下,使用了熱力發(fā)電廠的循環(huán)系統(tǒng)能夠有效地提高熱力發(fā)電廠的能源利用效率,節(jié)省了大量的能源,本文從熱力發(fā)電廠的選址、人員選配、技術(shù)革新等方面對熱力發(fā)電廠的熱經(jīng)濟性的提高提出科學(xué)的改善措施,更好地服務(wù)于人民大眾。
1.熱力發(fā)電廠循環(huán)系統(tǒng)
首先了解一下熱力發(fā)電廠的發(fā)電原理,發(fā)電的實質(zhì)就是能量的轉(zhuǎn)換,通過化石燃料的燃燒產(chǎn)生的熱能,轉(zhuǎn)換為蒸汽熱能,推動蒸汽轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)變?yōu)闄C械能,最后通過熱力發(fā)電廠的發(fā)電設(shè)備轉(zhuǎn)變成電能,這就是過去熱力發(fā)電廠的發(fā)電原理,現(xiàn)代的熱力發(fā)電廠增加了動力循環(huán)系統(tǒng),就是將熱力發(fā)電第一次產(chǎn)生的熱量進行發(fā)電之后,再將余熱用于發(fā)電廠的動力循環(huán)系統(tǒng)中,再次發(fā)出相應(yīng)的電能,熱力發(fā)電廠的循環(huán)系統(tǒng)相對于以往的發(fā)電系統(tǒng)有著很大的優(yōu)勢,它能夠降低能源的使用,增加資源的再次利用,能夠產(chǎn)生的電力資源,循環(huán)系統(tǒng)的建造還能夠節(jié)省很多的發(fā)電廠的建設(shè)面積,熱力發(fā)電廠產(chǎn)生的尾氣還能夠收集起來,將尾氣中的熱量再次利用起來,能夠高效的保護生態(tài)環(huán)境。
熱力發(fā)電廠的主要化石能源就是煤炭資源,將煤炭通過傳送給煤機,經(jīng)過碾磨形成煤粉,再將煤粉送入鍋爐燃燒,燃燒產(chǎn)生大量的熱量,將鍋爐管內(nèi)的水進行加熱,隨之產(chǎn)生大量的高溫蒸汽,這些高溫蒸汽推動著汽輪機高速運轉(zhuǎn),汽輪機通過外部的轉(zhuǎn)軸帶動發(fā)電機進行發(fā)電,最后經(jīng)過最后的變壓器處理接入電網(wǎng)中,這是一個明顯的熱能轉(zhuǎn)化為機械能最后轉(zhuǎn)化為電能的過程,但是過去的熱力發(fā)電的能量轉(zhuǎn)換率十分低下,只有少量的能源才能夠被轉(zhuǎn)換為電能,大量的熱量的沒有很好地被充分利用起來,比如鍋爐燃燒過程中熱量的損失、一些管道的熱量損失等等,所以要想真正的提高熱力發(fā)電廠的能源利用效率,就必須解決好熱能損耗的問題,采取相應(yīng)的措施去解決相關(guān)問題。
2.熱力發(fā)電廠熱經(jīng)濟性評價及其意義
2.1熱力發(fā)電廠熱經(jīng)濟性的評價
熱力發(fā)電廠的熱經(jīng)濟性的評價標(biāo)準(zhǔn)就是指能量在轉(zhuǎn)化的過程中造成了多少的能源損失和能源的利用率是多少,評價一個熱力發(fā)電廠的熱經(jīng)濟性主要是依據(jù)熱力學(xué)的第一和第二定律的基礎(chǔ)之上的,常用的熱經(jīng)濟的評價方法有很多種,比如熱平衡方法、循環(huán)函數(shù)方法、等效熱降方法等等,下面主要介紹熱量法和熵方法這兩種比較常見的方法。
熱量法是根據(jù)熱力學(xué)第一定律總結(jié)出來的一種方法,主要原理就是根據(jù)燃料產(chǎn)生的化學(xué)能在數(shù)量的改變來評價熱力發(fā)電廠的熱經(jīng)濟性,化石燃料產(chǎn)生的總能源在數(shù)量級上就等于有效利用的能量加上能量轉(zhuǎn)換過程中損失掉的能量,所以熱力發(fā)電廠的熱力效率就是等于有效利用的能量除以燃料產(chǎn)生的總能量,在熱力發(fā)電廠的循環(huán)系統(tǒng)中,在循環(huán)過程中同樣存在著大量的熱量散失,比如在熱力發(fā)電的鍋爐中,在鍋爐中輸入的燃料總能量=鍋爐的熱負荷+鍋爐散熱+鍋爐排污損失+未完全燃燒損失的能量,當(dāng)蒸汽進入汽輪機后,也存在大量的熱量散失,比如汽輪機的蒸汽潛熱損失、汽輪機的內(nèi)部損失、還有汽輪機的機械損失,綜上我們可以得出熱量法就是通過計算熱力發(fā)電廠的熱效率和熱損失率來衡量一個熱力發(fā)電廠的熱經(jīng)濟性。
還有一種熱經(jīng)濟性的評價方法就是熵方法,熵方法是根據(jù)熱力學(xué)的第二定律得出的,通過分析產(chǎn)生熱能的各種影響因素,分析化學(xué)燃燒的做工能力及其的利用效率來研究熱力發(fā)電廠的熱經(jīng)濟性,比如在熱力發(fā)電廠的能量循環(huán)過程中,加熱器和冷凝器是兩個存在溫度差的兩個換熱過程,能量的損失多少就會隨著熵的變化而改變,熵方法就是通過計算的熵的變化來計算熱量損失的大小。
總體而言,熱量法是從熱損失的角度去計算熱力發(fā)電廠的熱經(jīng)濟性,熵方法則是從做功能力的損失上來計算熱經(jīng)濟性。
2.2分析熱力發(fā)電廠循環(huán)熱經(jīng)濟性的意義
由上文的公式可得出鍋爐的能量轉(zhuǎn)換效率,鍋爐的熱能損失包括排煙損失、未完全燃燒損失、排污損失,使用了動力循環(huán)系統(tǒng)將能夠有效地降低煙霧造成的污染、改善不完全燃燒的現(xiàn)象,減少熱量的損耗,還能夠收集余熱進行二次發(fā)電,這些措施能夠有效地提高熱經(jīng)濟性,減少環(huán)境的污染。管道的效率是提高整個熱力發(fā)電總效率的關(guān)鍵環(huán)節(jié),氣體的傳輸?shù)倪^程中,經(jīng)過管道會有能量的損失,使用熱力循環(huán)系統(tǒng)時,可以最大程度的收集多余的氣體,使氣體得到充分的利用,將收集的氣體與汽輪機中的熱耗混合一起,使得整個機組產(chǎn)生更多的能量,達到減少熱量和經(jīng)濟消耗的目的,提高能源的利用效率,將以前浪費的資源轉(zhuǎn)化為經(jīng)濟效益。
從整個發(fā)電廠來考慮,全廠的能源熱耗量=發(fā)電機的輸出功率+全廠的能量損失,在整個的發(fā)電廠系統(tǒng)之中,要考慮整體的熱能損失,其中就包括發(fā)電機在工作時的輸出功率的損失、發(fā)電機機械磨損的熱能損失,將這些能量損失因素的考慮,在使用循環(huán)系統(tǒng)時,可以最大程度的減少這些因素給整個系統(tǒng)造成的能量損失,通過對熱力發(fā)電廠的熱經(jīng)濟性的影響因素研究發(fā)現(xiàn),在整個鍋爐系統(tǒng)中,鍋爐的初始溫度對熱經(jīng)濟性有著很大的影響,當(dāng)鍋爐中的初始溫度升高時,鍋爐的氣體排放就會降低,熱經(jīng)濟性就會提高,另外初始溫度提高,氣體的熱量損失也會降低,所以提高鍋爐的初始溫度就會提高發(fā)電廠的熱經(jīng)濟性。
能源的消耗量和能源的消耗率是衡量整個熱力發(fā)電廠的熱經(jīng)濟性的重要的經(jīng)濟指標(biāo),熱力發(fā)電廠在生產(chǎn)中會消耗大量的能源和資金,是一個消耗型的產(chǎn)業(yè),但是與水電、核電相比,熱力發(fā)電廠具有投資少、建設(shè)周期短的優(yōu)勢,我國目前主要的發(fā)電模式就是熱力發(fā)電,所以通過對熱力發(fā)電廠的熱經(jīng)濟的研究分析,能夠改善我國目前的熱力發(fā)電廠的工作布局,提高發(fā)電的能源效率從而提高能源的經(jīng)濟效益。
3.提高熱力發(fā)電廠熱經(jīng)濟性的措施
上文研究和分析了熱力發(fā)電廠的熱經(jīng)濟的評價方法及其意義,下面重點闡述如何提高熱力發(fā)電廠的熱經(jīng)濟性,首先要進行安全的管理,對熱力發(fā)電廠的設(shè)備進行定期的保養(yǎng)和檢查,如果進行新建發(fā)電廠要考慮發(fā)電廠的廠址選擇,盡量選擇交通便利,人員稀少的地區(qū),有利于設(shè)備的運輸和安裝,考慮到煤炭等資源的運輸,在安裝過程中要對人員進行必要的培訓(xùn),大型的鍋爐設(shè)備安裝運行比較復(fù)雜,要運用新的技術(shù)和工藝來提高能源的利用效率;要保證廠區(qū)的電網(wǎng)的穩(wěn)定,電網(wǎng)的穩(wěn)定能夠有助于廠區(qū)的生產(chǎn)生活的正常進行;最后還要對電廠的從業(yè)人員進行培訓(xùn)教育,建立健全企業(yè)的管理制度,隨著現(xiàn)代化的技術(shù)和設(shè)備運用到熱力發(fā)電中,從業(yè)人員要適應(yīng)時代的發(fā)展,學(xué)會利用現(xiàn)代化的手段實現(xiàn)對發(fā)電廠的管理。
4.結(jié)語
綜上所述,本文介紹了熱力發(fā)電廠的循環(huán)系統(tǒng)在實際中的應(yīng)用,研究和分析了熱力發(fā)電廠的熱經(jīng)濟性的評價方法和意義,最后提出了提高熱力發(fā)電廠熱經(jīng)濟性的措施,從發(fā)電廠的選址、人員的培訓(xùn)、發(fā)電廠應(yīng)用的技術(shù)等幾個方面考慮,提高熱力發(fā)電廠的熱經(jīng)濟性,更好地去服務(wù)于人民群眾。
責(zé)任編輯:電力交易小郭
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