提高火力发电厂能源转换效率的研究

鲁冠军，周俊

（1.重庆电力高等专科学校；2.重庆市杨家坪中学，重庆 400050）

虽然火力发电厂可以为社会提供大量的能量，但是日常可见的大烟囱里冒出涓涓的白色蒸汽是火力发电厂烧尽能源时排放的有毒气体。而发电厂排出的气体，带着热量就这样白白散失了。发电厂消耗的热量成为可以提高能源转化效率的重点，显然可以把这个重点作为突破口，尽最大可能去提高火力发电厂的能源转换效率。

1 关于热气的热参数

1.1 提高蒸汽的初始温度

提高蒸汽的初始温度，常常可以提升高热经济性。由此可以得到，气体的初温得到升高，会导致排放的气体湿度降低，进而减轻了气体湿度损失过多的现象。还提升了蒸汽的容纳量，让不小心漏出的蒸汽体积减少。

1.2 减小蒸汽的初始压强

提高蒸汽的初始压强，会导致排气湿度的提高，加大了潮湿气体的损失和浪费。减少了可盛装气体的容积，所以更多的气体被浪费了。因此我们要尽量减小蒸汽的初始压强，可以更好的减少损失。

2 降低蒸汽的终参数

2.1 降低终参数对机组的影响

如若降低终参数，朗肯循环效率会一直提高，排放气体的潮湿感会上升。

2.2 凝气器冷却系统

电厂的用水多种多样。在用比较冷的水流冲击的情况下，火电厂的用水量巨大，会造成不可估量的经济损失，所以，水源是建立火力发电厂的重要因素。火电厂的建立最好离水源较近，可以良好的运用地理位置的资源，节省运送成本和时间。

2.3 机组的最佳排汽压力

火力发电厂运行时的蒸汽参数又被称作真空度，是影响气轮机器组的经济性的重要指标。并且，真空数值能很好的表达出系统压强的实际数值。

3 采用蒸汽再热循环

3.1 理想化

把热机的工作流程简单化，把复杂的不可以逆向的过程的一个循环近乎为简单、典型、可以逆向过程的一个循环。

3.2 蒸汽动力的循环

水蒸气在现实生活中主要应用于火力发电和核电两种。动力循环是以做功为目的。循环中的工质偏离液态很接近，有时会是液态，有时会是气态，所以对蒸汽动力循环的研究必须结合水蒸气的特性和热力过程。又因为水和水蒸气不能燃烧，所以只能从空气中吸收热量，所以必须配置锅炉设备。燃烧的生成物不参与循环，蒸汽的设备可以使用各种各样的常规固体、液体、气体燃料或者核燃料，可以废物利用劣质煤和工业的废弃热量，还可以利用太阳能和水能、地热能等能源。

4 给水流回热循环

4.1 回热抽气系统

在蒸汽热力的循环系统中，一般要从汽轮机的中间抽取一部分蒸汽，送到给水加热器的中间。

4.2 抽气回热系统的作用

抽气回热系统原则上是热力系统基本组成的一部分。采用抽取一部分热气给锅炉加热的方法，减少了冷能源的浪费，一定抽气容量的蒸汽做功之后不会再抽气到冷凝器里的冷水放热。从而避免了热蒸汽的能量被冷水带走，使得高温热气的能量不会白白浪费，得到了充分的利用，能量的消耗率会大大的下降。同时，因为用到了高温的蒸汽来给水流加热这一方法，让水的温度升高。每一个做功在实际中都会有不可避免的热量损失，无法做到百分之百的利用效率，如上所说的做法可以大大减少了给水加热的不可逆损失，在锅炉中对能量的吸收会减少，利用率大大提高。

4.3 提高系统循环热效率的措施

在现实的生活中，给水温加热并不是加热到最合适的温度，因为受条件和技术资金运转等一系列问题的制约。另外，给水流加热提高温度导致消耗的资源量、排气量、排烟量等都大大的增加，锅炉的效率大大的降低，迫使资金投资增加。第二，因为持续不断的加热使锅炉的蒸发量和汽轮机的高压流通量都相应的递增。给水回热的越多，耗费的资源越多，虽然火力发电厂的能源转换效率提高了，但是资金成倍的大增，这是任何一个企业都不愿意做的。毕竟，企业最主要的既为盈利、利润。

4.4 加热器的性能要求

加热器的性能要求这方面，尽可能的归位缩小加入加热器的蒸汽饱和温度和加热器的气流出口的温度的△t，为了达到主要的目的，我们目前有两种方法。第一，采用混合的加热器，把从机器内部抽取来的气体在加热器内直接与水流混合，这样就能使得蒸汽液化，潜热会释放到水中了。第二，可以采用表面式加热器，结构上采取精密度高的构造设计，尽可能的最大限度去提高加热的效率和强度。

4.5 原则性热力系统构成

连接锅炉、汽轮机内部为主要构成、接排气管、抽气回热的系统、凝结液体系统、排除氧气系统和水泵连接系统。对于抽气回热系统来说，我们常常把除氧器做为分界线，把除氧器之内的称为除氧器系统，除氧器以后的称作高压回热加热系统。

5 关于结合水回热循环

5.1 回热循环

回热循环是一种领先在时代前端的燃气轮机循环的一种方法。为了研究燃气轮机化学回热循环热力化学性能，建立了燃气轮机化学回热循环温熵图，定义了燃料热值相对增加率。化学回热循环效率可以达到55%之上，这是一个相当可观的数字。化学回热循环发展到这里更迈进了一大步。

5.2 关于结合水回热循环的基本内容

回热循环又被称之为现在的蒸汽技术，它是在朗肯循环的条件上，对吸收热量的过程加以升华而产生的结果。在朗肯循环中，刚刚产生的蒸汽的热量很小，在汽轮机中的做功为30%左右。另外水蒸气产生的能量占据主导地位，液化过程中被循环水带走了。其次，进入锅炉的水温是凝结作用后的饱和温度。因为冷凝器里面的温度极低，故其饱和温度极低。吸收热量的平均温度不高，因此，才产生了利用抽气加热的热力循环――回热循环。

6 热电联产循环系统

6.1 热电联产循环

热电联产循环是利用火电厂低热量的热能来发展的，可以将能量输送给各个用户，为用电生产节约能量和燃料，减少浪费，得到最大的经济效益，成为最高的获利方。

6.2 热电联产循环的定义

热能的动力装置采用了一切能够提高效率、节省开支的方案。它的热效率得不到良好的提高，常常将废弃和无法利用的热量排放到正常的空气当中，造成和加剧了环境的污染。热电联产循环的目的就是在给输送电力的时间段内，将这一部分排放的热量用来供热，一举两得，还不会造成环境的污染。将能源利用效率达到超过50%的利用率，减少能源的浪费和损失。

6.3 热电联产循环对低品位热能的有效利用

现在的凝气式的汽轮发电机发电厂虽然大有成就，做到了一举两得，但是其中也有明显的不足，多半的热量没有得到利用就白白浪费掉了，绝对多的热量在冷凝的过程中被里面的冷水带走了。所以，怎样才能更大限度的利用这部分的散失能量，才是当今社会最关键、最核心的主要问题。

6.4 关于热电联产循环系统的概述

热电联产循环系统的最大的好处和利益是节约成本和费用，一举两得。能源是我们日常生活的必要的无时不刻也离不开的东西。电力更是如此，每天的每时每刻我们都离不开，更不敢想象没有电力的生活。但是，现如今巨大的电力耗费也成为另一个问题。热电联产可以两边顾全，既可以满足如此庞大的供电需求，又可以从中盈利并得到庞大的经济利益。

7 结语

综上所述，我们要不断的大力完善和提高火力发电厂的能源转换效率，在合理的规划以后，将能源利用效率达到超过50%的利用率，减少能源的浪费和损失。