火电厂工艺流程及主要系统介绍

火电行业流程及主要系统主系统火电厂建设开发流程项目建议书可行性研究报告地方电力设计院设计电厂选址地方建设厅审批用地预审地方国土厅同意并报国土资源部审查水资源论证地方水利厅审查并上报水利部水利委员会水土保持方案地方水土保持局审核水利厅批复上报水利部水保中心初设计电力规划设计总院审查电网公司同意购电省发改委立项上报国家发改委核准项目环评报告地方环保局审查上报环保总局批复临建准备工作设备招标火电厂的分类按燃料分类：–燃煤发电厂(煤)–燃油发电厂(石油提取了汽油、煤油、柴油后的渣油)–燃气发电厂(天然气、煤气等)–余热发电厂(工业余热、垃圾或工业废料)–生物发电厂(桔杆、生物肥料)按原动机分类：–凝汽式汽轮机发电厂–燃汽轮机发电厂–内燃机发电厂–蒸汽-燃汽轮机发电厂按供出能源分类：–凝汽式汽轮机发电厂(只供电)–热电厂(同时供电和供热)火电厂简介（一）火电厂的分类按总装机容量分类：–小容量发电厂(总装机容量100MW)–中容量发电厂(总装机容量100-250MW)–大中容量发电厂(总装机容量250-600MW)–大容量发电厂(总装机容量600-1000MW)–特大容量发电厂(总装机容量1000MW)按蒸汽压力和温度分类：–中低压发电厂(蒸汽压力3.92MPa,温度450度,单机功率25MW)–高压发电厂(蒸汽压力9.9MPa,温度540度,单机功率100MW)–超高压发电厂(蒸汽压力13.83MPa,温度540度,单机功率20MW)–亚临界压力发电厂(蒸汽压力16.77MPa,温度540度,单机功率300-1000MW)–超临界压力发电厂(蒸汽压力22.11MPa,温度550度,单机功率600MW)–超超临界压力发电厂(蒸汽压力33．5MPa、610℃／630℃,单机功率600MW)火电厂简介（二）火电厂公用辅助控制系统煤系统输煤系统含煤废水处理系统含油污水处理系统燃油泵房控制系统水系统化学补给水系统凝结水精处理系统循环水处理系统汽水取样及加药系统化学废水与净水处理系统生活污水和灰水回收处理系统反渗透（预脱盐）灰系统除灰/除渣系统电除尘系统脱硫系统（石粉厂）、脱硝（脱氮）锅炉吹灰系统锅炉定排系统氢系统（氢冷机组）ETSFSSS暖通空预器胶球清洗旋转滤网斗轮机卸船机（船运煤）翻车机（火车运煤）升压站（电气）石灰水（处理中水）启动锅炉热网火电厂的三大系统之一燃烧系统–包括输煤、磨煤、锅炉与燃烧、风烟系统、灰渣系统等环节。火电工艺介绍送风机磨煤机热空气空气预热器煤斗煤输煤皮带排粉风机煤粉锅炉炉渣冲灰水除尘器引风机灰渣泵细灰热空气冷空气烟气经烟囱排向大气至灰场自输煤系统制粉系统-主设备-磨煤机低速磨煤机及其制粉系统：–低速磨煤机（15~25r/min）:多为球磨机–单进单出筒式球磨机–双进双出筒式球磨机中速磨煤机及其制粉系统：–中速磨煤机（60~300r/min）:–平盘磨、碗式磨、MPS磨/MPF磨、E型磨高速磨煤机及其制粉系统：–高速磨煤机（400r/min）:–风扇式磨煤机–竖井磨煤机上述一般可分成：直吹式制粉系统和储仓式制粉系统火电工艺介绍-制粉系统(1)ATV58/68制粉系统-球磨机火电工艺介绍-制粉系统(2)制粉系统-球磨机球磨机筒体热风进口煤粉出口进煤管双进双出筒式球磨机火电工艺介绍-制粉系统(2)制粉系统-辅助设备给煤机：（磨煤机前）–作用：调节送入磨煤机的煤量–种类：–刮板式给煤机–电磁振动式给煤机–皮带给煤机（调速、称重）粗粉分离器：（磨煤机后）–作用：把磨煤机来的煤粉进行粗细分离，不合格的送回磨煤机重磨。–种类：–离心式粗粉分离器–回转式粗粉分离器细粉分离器：（旋风分离器）–作用：把粗粉分离器来的煤粉气流进行风粉分离，不合格的送回磨煤机重磨。给粉机：–作用：按照锅炉负荷需要,把煤粉仓中的煤粉均匀地送入一次风管。–种类：–叶轮式给粉机最为常用–通过调节电机转速，调节给粉量的大小火电工艺介绍-制粉系统(3)火电工艺介绍-制粉系统(4)给煤机示意图通过改变给煤机转速和闸板位置调节给煤量。缺点是：占地大，煤压实后易被异物卡住断煤。可称重，通过改变皮带速度调节给煤量。大型锅炉机组中常用。ATV58/68火电工艺介绍-制粉系统(5)给煤机示意图通过改变圆盘电机转速和内套管位置调节圆盘上的给煤量。缺点是：遇高水分的煤易堵煤和打滑。ATV58/68火电工艺介绍-制粉系统(6)给粉机示意图一般采用直流电机，通过改变电机转速调节给粉量。缺点是：不均匀，易出现煤粉自流。一般采用电磁调速异步电机，通过改变电机转速调节给粉量。均匀，煤粉不自流。ATV58/68火电工艺介绍-制粉系统(7)给粉机示意图叶轮给煤机：沈阳电力机械总厂；沈阳电站辅机厂；沈阳华能电力燃煤机械总厂山西电力设备厂电磁振动给煤机：沈阳电力机械总厂；沈阳矿山机械集团有限责任公司刮板给煤机：沈阳电力机械总厂环式卸煤机：电力部机械设计研究所（犁煤、卸煤，变频器控制）武汉电力设备厂沈阳电力机械总厂主要设备生产厂家：火电厂的三大系统之二汽水系统–由锅炉,汽轮机,凝汽器,除氧器,加热器等构成–主要包括:–给水系统–冷却水系统–补水系统火电工艺介绍过热蒸汽除氧器补给水生水低压加热器高压加热器排气凝结水凝结水泵汽轮机发电机过热器锅炉省煤器锅炉给水给水泵水处理设备循环水泵冷却水凝汽器(软化)锅炉容量：锅炉每小时所产生的蒸汽量．锅炉分类：（几个术语）按蒸汽参数分类：中压，高压，超高压，亚临界，超临界按容量分类：（(＜220t/h小型锅炉),(220-410t/h中型锅炉)，（＞670t/h大型锅炉）按燃烧方式分类：–悬浮燃烧锅炉：燃料在炉膛内悬浮燃烧–沸腾燃烧锅炉：固体燃料颗粒在炉排上呈沸腾状态燃烧（流化床锅炉）按循环方式分类：–自然循环锅炉:(靠炉外冷水下降，炉内冷水壁管中热水自然上升的锅炉)–强制循环锅炉:(当压力在16.66~17.64MPa时，水、汽重度差变小，需在循环回路中加装循环泵的锅炉)–控制循环锅炉:–直流锅炉:(当压力18.62MPa时，应采用直流锅炉)–复合循环锅炉:主要生产厂家：哈尔滨锅炉厂、上海锅炉厂、东方锅炉厂、武汉锅炉厂、杭州锅炉厂火电工艺介绍-锅炉(1)给水泵蒸发受热面汽包过热器下降管联箱省煤器给水泵汽包过热器下降管联箱省煤器循环泵蒸发受热面给水泵汽包过热器下降管联箱省煤器循环泵蒸发受热面节流圈给水泵过热器联箱省煤器蒸发受热面联箱自然循环锅炉强制循环锅炉控制循环锅炉直流锅炉火电工艺介绍-锅炉(2)四种锅炉的示意图锅炉机组基本工作过程•燃料经制粉系统送入炉膛中燃烧，使燃料的化学能变为热能。•高温烟气由炉膛经水平烟道进入尾部烟道，最后从锅炉中排出。锅炉排烟再经过烟气净化系统处理，由引风机送入烟囱排入大气。•烟气在锅炉内流动的过程中，热量传递方式为：在炉膛中以辐射方式将热量传给水冷壁；在炉膛烟气出口处，以半辐射、半对流方式将热量传给屏式过热器；在水平烟道和尾部烟道以对流方式传给过热器、再热器、省煤器和空气预热器。•锅炉给水便经过省煤器、水冷壁、过热器变成过热蒸汽；并把汽轮机高压汽缸做功后抽回的蒸汽变成再热蒸汽。•水在锅炉中，经过预热、蒸发、过热三个阶段变成过热蒸汽。汽轮机高压缸中蒸汽送回锅炉加热，再送回汽轮机低压缸中继续做功，这是第四个阶段-再过热阶段•锅炉中的受热面：省煤器、水冷壁、过热器、再热器、空气预热器。火电工艺介绍-锅炉(3)锅炉设备：锅炉本体–燃烧设备（包括：炉膛、燃烧器、空气预热器、烟道等）–汽水系统（包括：汽包、水冷壁、下降管、联箱、过热器、再热器、省煤器等）–锅炉附件–炉墙及构架锅炉辅机火电工艺介绍-锅炉(4)火电工艺介绍-锅炉汽水系统设备•汽包：(锅筒)是工质加热、蒸发、过热三个过程的连接枢纽，接收省煤器来水，进行汽水分离，向循环水路供水，向过热器输送饱和蒸汽。•水冷壁：（敷设在锅炉炉膛四周内壁）吸收热量，产生正气，保护炉墙。•过热器和再热器：•过热器：将从汽包出来的饱和蒸汽加热成具有额定温度的过热蒸汽。（它利用高温烟气的热量加热饱和蒸汽）•再热器：将从汽轮机高压缸中膨胀做功后的蒸汽再次引入布置在锅炉中的再热器中受热升温，再送回汽轮机中压缸中去做功。若采用二次再热，则再将中压缸排汽再热后送回低压缸去做功。•省煤器：(economizer)利用锅炉排烟加热给水的受热部件。•分为：铸铁式和钢管式；沸腾式和非沸腾式(大型锅炉常用)。火电工艺介绍-锅炉(5)汽包水冷壁火电工艺介绍-锅炉(5)锅炉汽包饱和蒸汽引出管给水管火电工艺介绍-锅炉(6)水平烟道尾部烟道炉膛火电工艺介绍-锅炉(7)锅炉给水自动控制系统：是使给水量适应锅炉的蒸发量，并维持锅筒水位在允许范围内的自动控制系统。锅筒水位过高和过低，对锅炉和汽机安全运行影响严重。给水调节对象的动态特性：锅筒水位是锅炉内储水量和水面下汽泡体积的反应。当给水量阶跃增加时，水位响应有一定的延迟和惯性，然后不断上升；当蒸汽阶跃增加时，锅筒水位一开始快速上升，然后下降，在响应初始阶段的这种水位变化称为“虚假水位”现象。锅炉控制的三种方式：•单冲量给水控制系统：只根据锅炉水位H变化控制给水阀门开度。•双冲量给水控制系统：根据锅炉水位H变化，蒸汽流量信号D组成的控制系统。•三冲量给水控制系统：根据锅炉水位H，蒸汽流量信号D，给水流量W三个信号调节给水流量的控制系统。锅炉控制火电工艺介绍-锅炉(8)单冲量给水控制系统主要问题：当蒸汽负荷增加时，由于锅炉水中汽泡量增加产生“虚假水位”，而使给水调节阀动作减少给水量，加剧蒸汽流量和给水流量的不平衡，而后使水位快速下降，产生较大的水位偏差。适用于：根据水容量较大，蒸汽负荷较稳定的小容量锅炉。火电工艺介绍-锅炉(9)双冲量给水控制系统主要问题：•当蒸汽负荷变化时，蒸汽流量信号D使给水调节阀动作增加给水量，抵消“虚假水位”影响。•但不能及时反映和补偿给水扰动（如给水压力变化引起的给水流量增减）。适用于：蒸汽负荷经常变化的锅炉。火电工艺介绍-锅炉(10)三冲量给水控制系统：（1）单级；（2）串级单级三冲量给水控制系统：•锅筒水位H是主要控制信号，给水流量W是水位控制的辅助反馈信号，蒸汽流量D是水位控制的前馈信号。•当蒸汽流量D变化时，调节器立即动作，适当改变给水流量W。•当给水流量W变化时，调节器也立即动作，使给水流量W恢复到原来的数值。串级三冲量给水控制系统：•主调节器以锅筒水位H为主要控制信号，去控制副调节器，副调节器除接收主调节器控制信号外，还接收给水流量W和蒸汽流量D。•主调节器通过副调节器对水位进行校正，使其保持在给定值。•当蒸汽流量D扰动时，副调节器立即动作，改变给水流量W，使给水量与蒸汽量成适当比例。•当给水流量W扰动时，副调节器立即动作，使给水流量保持不变。火电工艺介绍-锅炉吹灰控制•定义：锅炉均设有吹灰器（大型锅炉配50~100台，全部吹扫一遍要5~6小时），定期吹扫锅炉各部分受热面上的积灰。•吹扫介质：常使用低压蒸汽、水、压缩空气。•工艺情况：•吹灰器常配电机，用于推进和退出操作，并驱动吹灰器作旋转运动，加强吹灰效果。•锅炉各部分积灰不同，吹灰时间间隔也不同。距炉膛近的受热面，每4~8小时吹灰一次；距炉膛远的受热面，每8~24小时吹灰一次。•控制过程：•吹灰时，先启动吹灰汽源和疏水系统，要保持汽源的压力和温度。•然后，依据不同吹灰器时间间隔依次成对启动吹灰器，使吹灰器伸入炉膛或烟道内吹灰，经过预定时间后退出炉外。•当吹灰系统或汽源系统出现异常时，要中断吹灰，使所有吹灰器退出炉外。火电工艺介绍-锅炉定排控制•定义：按规定时间或根据锅水质量状况，周期性地排除锅炉下联箱内沉积的有杂质的锅水。•控制过程：•必须在汽包水位正常时，才允许定排。•要求在定排过程中，如遇汽包水位低或排污门故障等异常情况时，立即停止排污，关闭全部排污门。•主要控制对象是大量的阀门。火电工艺介绍-空气预热器•空气预热器分为：管式空气预