熱能與動力工程思考范文
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隨著熱能與動力在熱電廠中的廣泛應(yīng)用，熱能可以轉(zhuǎn)變成動能，通過汽輪機(jī)發(fā)電，可以將一部分熱能轉(zhuǎn)化為電能，另外一部分通過汽輪機(jī)傳送，整個過程中將有效的降低對熱電廠的損耗，從而降低蒸汽熱損的能量，進(jìn)而提高了熱能的使用效率。但是在此過程中會出現(xiàn)焓降現(xiàn)象，如果處理的不合理將導(dǎo)致焓降熱有所增大，從而使熱能被下級使用，導(dǎo)致在相同壓力下?lián)p失的焓降反復(fù)被使用，這種現(xiàn)象通常就是汽輪機(jī)的重?zé)岈F(xiàn)象。由于受到外界因素的影響，鍋爐在燃燒的過程中，功率在不斷變化，進(jìn)而導(dǎo)致汽輪機(jī)的蒸汽參數(shù)也相應(yīng)的發(fā)生改變，壓力在不斷變化的同時使凝汽設(shè)備工況發(fā)生變化，電網(wǎng)頻率的改變影響了外界負(fù)荷變化的發(fā)生。在進(jìn)行調(diào)節(jié)的過程中，根據(jù)其具體的變化情況進(jìn)行靜態(tài)特征的分析，自動調(diào)節(jié)負(fù)荷的大小來維持電網(wǎng)的周波頻率，此次過程被稱為一次調(diào)頻。
汽輪機(jī)變工況時各級焓降的變化（調(diào)節(jié)級中間級最末級）：調(diào)節(jié)級，在第一閥全開以上的工況，流量增加時壓比增大，調(diào)節(jié)級比焓降減小，反之，流量減小時比焓降增大，而在第一閥全開，第二閥未開時，調(diào)節(jié)級比焓降達(dá)到最大中間級，在工況變動時，各中間級的壓力比不變，各中間級的比焓降亦不變。最未級，流量增加，壓比減小，未級比焓降增加，反之噴管調(diào)節(jié)的特點及適用場合：（1）各調(diào)節(jié)閥所通過的最大流量不一定相等；（2）有調(diào)節(jié)級，e<1，且t隨調(diào)節(jié)閥開啟數(shù)目變化而變化；（3）部分負(fù)荷時，比節(jié)流調(diào)節(jié)效率高；（4）工況變化時，調(diào)節(jié)級汽室溫度變化大，負(fù)荷適應(yīng)性差；（5）適用于各種類型的汽輪機(jī)能平移調(diào)節(jié)系統(tǒng)靜態(tài)特性線的裝置稱為同步器，主要作用有：單機(jī)運(yùn)行時，啟動過程中提升機(jī)組轉(zhuǎn)速到額定值；帶負(fù)荷運(yùn)行時可以保證機(jī)組在任何穩(wěn)態(tài)負(fù)荷下轉(zhuǎn)速維持在額定值；并列運(yùn)行時，用同步器可改變汽輪機(jī)功率，并可在各機(jī)組間進(jìn)行負(fù)荷重新分配，保持電網(wǎng)頻率基本不變，這個過程稱為二次調(diào)頻。節(jié)流調(diào)節(jié)的特點及適用場合：（1）無調(diào)節(jié)級，第一級全周進(jìn)汽；（2）變工況時各級溫度變化較小，負(fù)荷適應(yīng)性較好；（3）變工況存在節(jié)流損失，經(jīng)濟(jì)性較差；（4）適用于小容量的機(jī)組和帶基本負(fù)荷的大機(jī)組級組的臨界壓力是指當(dāng)級組中任一級處于臨界狀態(tài)時級組的最高背壓，級組包含的級數(shù)越多，其數(shù)值越小，也即臨界壓力比的數(shù)值越小，弗留格爾公式的應(yīng)用條件：級組中的級數(shù)應(yīng)不小于3～4級；同一工況下，通過級組各級的流量相同；在不同工況下，級組中各級的通流面積應(yīng)該保持不變。
調(diào)壓調(diào)節(jié)的特點：（1）增加了機(jī)組運(yùn)行的可靠性和對負(fù)荷的適應(yīng)性；（2）提高了機(jī)組在部分負(fù)荷下的經(jīng)濟(jì)性；（3）高負(fù)荷區(qū)滑壓調(diào)節(jié)不經(jīng)濟(jì)；（4）適用于單元大機(jī)組蒸汽在動葉柵中做功后，以余速動能離開動葉柵，它是未能在動葉柵中轉(zhuǎn)換為機(jī)械功的一部分動能，稱它為這一級的余速損失，工作噴管所占的弧段長度與整個圓周長派的比值表示部分進(jìn)汽的程度。產(chǎn)生濕汽損失的原因：（1）濕蒸汽在膨脹時，一部分蒸汽凝結(jié)成水滴使做功的蒸汽量減少；（2）一些水珠其流速低于蒸汽流速，高速汽流被低速水珠牽制，消耗部分動能造成損失；（3）水珠撞擊噴管背弧擾亂主流造成損失，撞擊動葉背弧阻礙動葉旋轉(zhuǎn)消耗葉輪的有用功；（4）濕蒸汽的過冷現(xiàn)象也是造成濕汽損失的原因之一。處沖蝕最嚴(yán)重。減少濕汽損失的方法：（1）采用中間再熱循環(huán)；（2）采用去濕裝置；（3）采用具有吸水縫的空心噴管；（4）提高抗沖蝕能力。在汽輪機(jī)進(jìn)行運(yùn)作時，往往會由于摩擦而產(chǎn)生一定的機(jī)械損失，這主要是軸承間相互摩擦而產(chǎn)生的，由于機(jī)械損失摩擦而將導(dǎo)致一部分功熱損耗消失。整體來講，在軸流式汽輪機(jī)作業(yè)中，由于其工作原理的限制，高壓蒸汽與低壓蒸汽是由不同的通氣管道進(jìn)入，流出。這就導(dǎo)致了汽輪發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子在運(yùn)作的過程中，總是形成一種低壓軸向力向一側(cè)轉(zhuǎn)移的趨勢，嚴(yán)格意義上來講，這就通常所說的轉(zhuǎn)子軸向推力。一般情況下，級組變工具有以下等特征：首先，當(dāng)前后級組沒有達(dá)到規(guī)定的臨界點時，級組流量與前后的壓力平方差是成正比例關(guān)系；其次，當(dāng)前后級別達(dá)到一定臨界點時，那么流量與前后壓力是成正比例關(guān)系，與其他相關(guān)參數(shù)沒有關(guān)系。軸向推力的變化規(guī)律：（1）新蒸汽溫度降低；（2）汽輪機(jī)發(fā)生水沖擊時；（3）負(fù)荷突增時；（4）甩負(fù)荷時；（5）葉片結(jié)垢時，軸向推力都增大。
2結(jié)束語
綜上所述，熱能與動力工程的發(fā)展大大推動了經(jīng)濟(jì)建設(shè)的發(fā)展，在充分利用熱能與動力學(xué)的同時，要不斷掌握其自身的變化關(guān)系，工作原理以及它在實際應(yīng)用中的特點，提高其在實際應(yīng)用中的操作技巧，以及處理各種問題的能力。嚴(yán)格意義上講，熱能與動力學(xué)不僅僅局限于這個專業(yè)的名字上，而是涵蓋了更多的內(nèi)容及其他領(lǐng)域的知識，其目的就是為了更好的促進(jìn)其發(fā)展，提高能源的使用效果。但同時也應(yīng)看到其存在的一些挑戰(zhàn)，針對那些專業(yè)性強(qiáng)的機(jī)械設(shè)備的能源使用，要不斷研究其工作原理，能源的使用方法，技能，還要考慮相關(guān)的經(jīng)濟(jì)問題及安全問題。如內(nèi)燃機(jī)的轉(zhuǎn)化，雖然某種意義上講，它同蒸汽機(jī)的原理是相同的，但是也存在著一些不同，針對這方面的能源轉(zhuǎn)化要不斷的加以研究，通過理論基礎(chǔ)知識的研究加強(qiáng)能源的使用，真正意義上的促進(jìn)經(jīng)濟(jì)建設(shè)的發(fā)展。
作者：張平施玉鵬單位：哈爾濱哈鍋鍋爐工程技術(shù)有限公司
