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[摘 要]我国的能源需求日益加剧，新能源开发速度有远远跟不上，提升能源的利用率才是最根本的方式。据此，笔者在热力发电厂的技术引进了动力循环系统，用该系统可以有效地改善现阶段我国能源的使用情况。
[关键词]低碳经济；燃气发电厂；动力循环；经济性
中图分类号：F426.21；X322 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）37-0305=-01
1 热力发电厂的动力循环
热力发电厂发电的实质即能量的转换，即通过燃烧将燃料中的化学能转换为蒸汽热能，在通过汽轮机转子的旋转变成机械能，最后通过发电机转化为电能。现今的热力发电厂大多采用多级回热的再循环。以燃煤发电场为例，其生产过程如下：将煤炭送入原煤仓，通过给煤机将煤炭输送至钢球磨煤机，将煤炭磨成煤粉，在热空气的作用下进入粗煤分离器，分离后合格的细煤粉进入煤粉仓，通过给粉机进入锅炉燃烧，形成高温烟气，将壁管内的水加热，产生大量高温蒸汽并进入汽轮机，在此过程中，燃料的化学能转化为了具有一定压力和温度的蒸汽热能。这些具有一定压力和温度的蒸汽经锅炉引热气引出后，沿蒸汽管道进入汽轮机，在汽轮机中膨胀做功，使汽轮机高速转动，将蒸汽能转化为机械能，再由靠背轮带动发电机，将机械能转变为电能。最后通过变压器升高电压，送入电网供给社会使用。
在此过程中，热量并没有被充分利用，不少热量在转化的过程中散失，主要损失过程包括：锅炉热损失、机械热损失、管道热损失、发电机热损失和汽轮机冷源损失等，要想提高热力发电厂的能源利用效率，则必须探讨热能损耗的环节、损失的原因和大小及其相互关系，并采取相应措施。
2 热力发电厂动力循环的热经济性
在了解动力循环系统的原理后，需要对该系统的相关参数进行深入的研究。
2.1 锅炉效率
在锅炉中燃烧存在一个公式：输入燃料热量=锅炉热负荷+锅炉热损失。在燃烧后会产生热能的损失，排烟损失、未完全燃烧损失、排污损失。而使用动力循环系统可以有效地降低烟雾造成的污染，改善不完全燃烧的现象，以及减少了热量的逐渐耗损，不但如此，还可以收集热量进行二次发电，这些都很大程度地提高了经济性，减少了因排污治理所产生的二次费用。
2.2 管道效率
管道的能量平衡关系为锅炉热负荷=汽轮机热耗量+管道热损失。在气体在传输的过程中，会因为管道的不平整或是有裂缝出现气体的排除，这些也都会对发电效率产生一定的影响，使用循环系统，就可以很大程度上收集浪费的气体，使其再次得到充分的利用。考虑到汽轮机也会有热消耗量，把气体在回收时的热量和热耗量加在一起，对整个机组产生更大的能量。这样减少了在收集尾气上的经济消耗，还能提高效率，将浪费的资源再次转化为经济效益。
2.3 全厂能量效率
全厂能量平衡关系为全厂热耗量=发电机输出功率+全厂能量损失。在整个系统中还要考虑整体的热能损失，其中也包括发电机输出功率的损失、机械磨损造成的热能损失，将这些都考虑在内，使用循环系统都能在很大程度上增加能源的使用率，从根本上降低了全厂的经济成本，提升了热经济性。在这里着重提出几个参数指标，就这些指标的变化对动力循环的热经济性的影响进行讨论。
（1）初始温对热经济性的影响。在整个锅炉系统中，提高初温对热经济性有很大的影响。当初始温度升高时，锅炉内部的湿度就会随温度的升高而降低，气体的排放就降低，热经济性就提高。另外一方面，当初始温度升高时，气体的密度就会升高，使得气体的损失就会有所减小，这样也会使热经济性得到一定的提升。所以初始温度提高一定会使热经济性有所提升。为了改善这样的现象，可以加大对材料上的投入，对于金属材料上的选择更加准确，确保初始温度升高的情况下，不会对硬件设施造成不可逆的损坏。
（2）初始压对热经济性的影响。在发电循环中，压力指标会是实时监控，这项指标也是反映发电效率高低的最主要因素之一。当初始压力增大时，锅炉内的气体体积急剧减小，密度也会变大，导致气体的损失加大，这就会使热经济性降低。当初始压力增大时，锅炉内的湿度就会降低，湿度损失就会加大，煤炭在燃烧时就不能充分得到利用，直接导致热经济性降低。此外，当炉内压强超过标准大气压1.2倍时，锅炉内的煤炭也得不到充分燃烧，更加加剧了热经济性的降低。为了提升热经济性，在加大初始压力的情况下，还必须使用蒸汽系统进行再次加热，有条件的情况下，可以在加大初始压力的基础上增大锅炉单机的总容量。相比较之下，加大单机容量会使得成本有很大的增加，但是综合整体而言，就之前的設计中还要考虑系统的维护以及安全方面，初期加大成本可以在后面的发电中减少维修成本和安全维护的成本，总体来说，加大容量产生的效益要高于传统的燃烧方式。
（3）蒸汽压对热经济性的影响。以上两点对热经济性的影响都比较有局限性，影响最大的因素还是蒸汽。降低蒸汽压对热经济性会产生很大影响。首先，从有利的一面考虑，在蒸汽压降低的情况下，锅炉的温度会有所提升，在相应的计算后得出，系统的功率也会随温度的升高而升高，这样就可以提高循环系统的热经济性。但是另一方面，降低蒸汽压也会带来一些不利的影响，锅炉内部的压强降低，湿度损失会升高，直接影响的还有锅炉中散热片的使用寿命，多余的热量不能通过散热片及时的排除并收集再利用，这就会大大降低热经济性。所以，在正常的压力作用下，降低蒸汽压会对热经济性产生有利的影响。
3 提高热力发电厂热经济性的措施
电力是社会发展的基础，各行业的生产和人们的生活都离不开电力，提高热力发电厂热经济性的措施，可从以下方面考虑：首先，推进全面安全管理，已经投入运行的热电厂，要加强对设备的保养和维护，新建的电厂，应做好规划设计，厂址尽量选择靠近负荷中心、运输中心的位置，做好设备选型与安装，加强对人员的培训。其次，选用新技术，传统机组容量小，自动化程度低，大机组电、机、炉的运行参数较为复杂，因此，运用新技术的提高能源利用率的必然趋势。第三，保证电网稳定，稳定的电网是保证生产生活的前提条件，若电网不稳，则可能出现电压崩溃，严重影响生产和生活。最后，加强对从业人员的培训，完善企业管理制度，随着现代化设备的使用和管理模式的改变，热电厂的从业人员也应提高自身素质，通过计算机技术实现电厂的自动化。
4 总结
综上所述，通过对热力发电厂能量循环过程的分析可知在其过程中还存在着较为严重的能源损耗现象，因此，只有从选址、人员分配、技术革新等方面综合考虑，提出可行的改善措施，才能提高能源利用率，提高热力发电厂的热经济性，更好的服务于社会。
参考文献
[1] 李勇，张斯文，李慧.基于改进等效热降法的汽轮机热力系统热经济性诊断方法研究[J].汽轮机技术，2009（5）.
[2] 陈立新，李岩，田松峰，郝青哲.1000MW机组加热器压损对热经济性影响的分析[J].汽轮机技术，2011（3）.
[3] 荆有印，李晶晶，殷宏业.并列运行机组非采暖期热电负荷分配的经济性分析[J].河北电力技术，2011（2）.
[关键词]低碳经济；燃气发电厂；动力循环；经济性
中图分类号：F426.21；X322 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）37-0305=-01
1 热力发电厂的动力循环
热力发电厂发电的实质即能量的转换，即通过燃烧将燃料中的化学能转换为蒸汽热能，在通过汽轮机转子的旋转变成机械能，最后通过发电机转化为电能。现今的热力发电厂大多采用多级回热的再循环。以燃煤发电场为例，其生产过程如下：将煤炭送入原煤仓，通过给煤机将煤炭输送至钢球磨煤机，将煤炭磨成煤粉，在热空气的作用下进入粗煤分离器，分离后合格的细煤粉进入煤粉仓，通过给粉机进入锅炉燃烧，形成高温烟气，将壁管内的水加热，产生大量高温蒸汽并进入汽轮机，在此过程中，燃料的化学能转化为了具有一定压力和温度的蒸汽热能。这些具有一定压力和温度的蒸汽经锅炉引热气引出后，沿蒸汽管道进入汽轮机，在汽轮机中膨胀做功，使汽轮机高速转动，将蒸汽能转化为机械能，再由靠背轮带动发电机，将机械能转变为电能。最后通过变压器升高电压，送入电网供给社会使用。
在此过程中，热量并没有被充分利用，不少热量在转化的过程中散失，主要损失过程包括：锅炉热损失、机械热损失、管道热损失、发电机热损失和汽轮机冷源损失等，要想提高热力发电厂的能源利用效率，则必须探讨热能损耗的环节、损失的原因和大小及其相互关系，并采取相应措施。
2 热力发电厂动力循环的热经济性
在了解动力循环系统的原理后，需要对该系统的相关参数进行深入的研究。
2.1 锅炉效率
在锅炉中燃烧存在一个公式：输入燃料热量=锅炉热负荷+锅炉热损失。在燃烧后会产生热能的损失，排烟损失、未完全燃烧损失、排污损失。而使用动力循环系统可以有效地降低烟雾造成的污染，改善不完全燃烧的现象，以及减少了热量的逐渐耗损，不但如此，还可以收集热量进行二次发电，这些都很大程度地提高了经济性，减少了因排污治理所产生的二次费用。
2.2 管道效率
管道的能量平衡关系为锅炉热负荷=汽轮机热耗量+管道热损失。在气体在传输的过程中，会因为管道的不平整或是有裂缝出现气体的排除，这些也都会对发电效率产生一定的影响，使用循环系统，就可以很大程度上收集浪费的气体，使其再次得到充分的利用。考虑到汽轮机也会有热消耗量，把气体在回收时的热量和热耗量加在一起，对整个机组产生更大的能量。这样减少了在收集尾气上的经济消耗，还能提高效率，将浪费的资源再次转化为经济效益。
2.3 全厂能量效率
全厂能量平衡关系为全厂热耗量=发电机输出功率+全厂能量损失。在整个系统中还要考虑整体的热能损失，其中也包括发电机输出功率的损失、机械磨损造成的热能损失，将这些都考虑在内，使用循环系统都能在很大程度上增加能源的使用率，从根本上降低了全厂的经济成本，提升了热经济性。在这里着重提出几个参数指标，就这些指标的变化对动力循环的热经济性的影响进行讨论。
（1）初始温对热经济性的影响。在整个锅炉系统中，提高初温对热经济性有很大的影响。当初始温度升高时，锅炉内部的湿度就会随温度的升高而降低，气体的排放就降低，热经济性就提高。另外一方面，当初始温度升高时，气体的密度就会升高，使得气体的损失就会有所减小，这样也会使热经济性得到一定的提升。所以初始温度提高一定会使热经济性有所提升。为了改善这样的现象，可以加大对材料上的投入，对于金属材料上的选择更加准确，确保初始温度升高的情况下，不会对硬件设施造成不可逆的损坏。
（2）初始压对热经济性的影响。在发电循环中，压力指标会是实时监控，这项指标也是反映发电效率高低的最主要因素之一。当初始压力增大时，锅炉内的气体体积急剧减小，密度也会变大，导致气体的损失加大，这就会使热经济性降低。当初始压力增大时，锅炉内的湿度就会降低，湿度损失就会加大，煤炭在燃烧时就不能充分得到利用，直接导致热经济性降低。此外，当炉内压强超过标准大气压1.2倍时，锅炉内的煤炭也得不到充分燃烧，更加加剧了热经济性的降低。为了提升热经济性，在加大初始压力的情况下，还必须使用蒸汽系统进行再次加热，有条件的情况下，可以在加大初始压力的基础上增大锅炉单机的总容量。相比较之下，加大单机容量会使得成本有很大的增加，但是综合整体而言，就之前的設计中还要考虑系统的维护以及安全方面，初期加大成本可以在后面的发电中减少维修成本和安全维护的成本，总体来说，加大容量产生的效益要高于传统的燃烧方式。
（3）蒸汽压对热经济性的影响。以上两点对热经济性的影响都比较有局限性，影响最大的因素还是蒸汽。降低蒸汽压对热经济性会产生很大影响。首先，从有利的一面考虑，在蒸汽压降低的情况下，锅炉的温度会有所提升，在相应的计算后得出，系统的功率也会随温度的升高而升高，这样就可以提高循环系统的热经济性。但是另一方面，降低蒸汽压也会带来一些不利的影响，锅炉内部的压强降低，湿度损失会升高，直接影响的还有锅炉中散热片的使用寿命，多余的热量不能通过散热片及时的排除并收集再利用，这就会大大降低热经济性。所以，在正常的压力作用下，降低蒸汽压会对热经济性产生有利的影响。
3 提高热力发电厂热经济性的措施
电力是社会发展的基础，各行业的生产和人们的生活都离不开电力，提高热力发电厂热经济性的措施，可从以下方面考虑：首先，推进全面安全管理，已经投入运行的热电厂，要加强对设备的保养和维护，新建的电厂，应做好规划设计，厂址尽量选择靠近负荷中心、运输中心的位置，做好设备选型与安装，加强对人员的培训。其次，选用新技术，传统机组容量小，自动化程度低，大机组电、机、炉的运行参数较为复杂，因此，运用新技术的提高能源利用率的必然趋势。第三，保证电网稳定，稳定的电网是保证生产生活的前提条件，若电网不稳，则可能出现电压崩溃，严重影响生产和生活。最后，加强对从业人员的培训，完善企业管理制度，随着现代化设备的使用和管理模式的改变，热电厂的从业人员也应提高自身素质，通过计算机技术实现电厂的自动化。
4 总结
综上所述，通过对热力发电厂能量循环过程的分析可知在其过程中还存在着较为严重的能源损耗现象，因此，只有从选址、人员分配、技术革新等方面综合考虑，提出可行的改善措施，才能提高能源利用率，提高热力发电厂的热经济性，更好的服务于社会。
参考文献
[1] 李勇，张斯文，李慧.基于改进等效热降法的汽轮机热力系统热经济性诊断方法研究[J].汽轮机技术，2009（5）.
[2] 陈立新，李岩，田松峰，郝青哲.1000MW机组加热器压损对热经济性影响的分析[J].汽轮机技术，2011（3）.
[3] 荆有印，李晶晶，殷宏业.并列运行机组非采暖期热电负荷分配的经济性分析[J].河北电力技术，2011（2）.