6-能源与动力工程专业概论-课件-第5章资料

1第五章专业设备基础知识2★第一条汽水工质线形成的系统称为热力系统，热力系统是我们专业的学习基础，必须会画并说明此图。火力发电厂热力系统图分为两条线：★第一条线为汽水工质线：锅炉产生的过热蒸汽送入汽轮机膨胀做功，做完功的乏汽经凝汽器冷却为凝结水，经凝结水泵升压、4级低压加热器加热后送入除氧器，除氧器排出的除氧水经给水泵升压，升压后的给水经3级高压加热器加热后，再送回锅炉。1→2高压缸→11→2中低压缸→4→5→7→9→6→8→1★第二条线为燃料燃烧线：燃料和助燃的空气送入锅炉燃烧，燃烧后产物-烟气和灰渣排出锅炉，燃烧产物经过后续的脱硝、除尘、脱硫，经引风设备抽吸，排入大气。三、火力发电厂生产过程及热力系统（一）火电厂热力系统简图332019/10/534各设备作用：1.锅炉：使燃料在炉内燃烧放热；并将进入锅炉的给水加热成符合要求的过热蒸汽。2.汽轮机：将蒸汽的热能转换为转子机械能，驱动发电机转子同步旋转（转速为3000转/分钟）。3.发电机：将机械能转换为电能。4.凝汽器：将汽轮机排汽冷凝成水。分空气冷却和水冷却两种，其中闭式循环冷却系统中的冷却水塔是循环供水系统中用于循环水冷却的设备。5.凝结水泵：将凝结水升压，送至除氧器。由除氧塔头和除氧水箱连接而成。6.给水泵：将给水升压，保证锅炉给水压力，保证锅炉所需要的给水量。根据水侧压力不同，给水回热加热器分高压加热器和低压加热器两种类型。7.低压加热器：使用汽轮机抽汽，加热凝结水，提高循环热效率。8.高压加热器：使用汽轮机抽汽，加热给水，提高循环热效率。9.除氧器：除去锅炉给水中的氧气和其它不凝结气体,以保证给水的品质。并汇集凝结水等各路来水,保证给锅炉的上水量。10.水处理设备：就是通过各种物理的、化学的手段,去除水中一些对生产有害的物质，保证给水品质。11.再热器：将汽轮机高压缸排汽进一步加热，提高温度，提高循环热效率。52.锅炉系统组成（1）锅炉型号：HG-1021/18.2-540/540-YM4符号含义:•HG：哈尔滨锅炉厂制造；•1021/18.2：锅炉额定蒸发量1021t/h；过热器出口压力18.2MPa；•540/540：过热蒸汽温度540℃；再热蒸汽温度540℃；•YM4：YM表示燃用煤种为烟煤；4表示第4次设计定型，4型。6（2）系统组成•两部分组成：锅炉本体、辅助设备及附件1.锅炉本体：汽水系统（锅）和燃烧系统（炉）组成。（1）锅：即汽水系统。任务是吸收燃料放出的热量，使水蒸发并变成具有一定参数的过热蒸汽，供汽轮机使用。①水的预热设备—省煤器②水的蒸发设备（汽化设备）—蒸发设备•汽包炉蒸发设备由汽包、下降管、水冷壁、联箱和连接管组成；•直流锅炉蒸发设备即水冷壁。③蒸汽过热设备—过热器、再热器•汽包是加热、蒸发和过热三个过程的分界点。•目前大型电站锅炉中用于加热水和蒸汽的主要受热面有省煤器、水冷壁、过热器、再热器。7（2）炉：燃烧系统。任务是使燃料在炉内良好燃烧，放出热量。燃烧设备（煤粉燃烧器、点火装置、炉膛）、烟道、空气预热器等组成2.辅助设备及附件：（1）辅助设备：通风设备、输煤设备、制粉设备、给水设备、除尘除灰设备、烟气脱硫设备、烟气脱硝设备。（2）附件：安全门、水位计、吹灰器、热工仪表等。8•电站锅炉的构成锅炉本体辅助设备汽水系统：水的预热设备、蒸发设备、蒸汽过热设备；燃烧系统：燃烧设备、烟道、空气预热器通风设备、输煤设备、制粉设备、给水设备、除尘除灰设备、烟气脱硫设备、烟气脱硝设备、附件9•汽轮机是以蒸汽为工质的旋转式机械，主要用作发电原动机，也用来直接驱动各种泵、风机、压缩机和船舶螺旋桨等。•特点：功率大，转速高，运行平稳，工作可靠，热经济性高等。3.汽轮机系统组成10（一）汽轮机设备的主要组成1.汽轮机本体(1)配汽机构：主要有主蒸汽导管、自动主汽门、调节阀等。(2)汽轮机转子：主要有动叶、叶轮、轴等。(3)汽轮机静子：主要有静叶、汽缸、隔板、轴封、轴承等。2.调节保安油系统：主要有调速器、油动机、调节阀、油箱、主油泵、辅助油箱和保安设备等。3.凝汽及抽汽系统：主要有凝汽器、凝结水泵、抽气器、循环水泵和冷水塔等。4.回热加热系统：主要有低压加热器、除氧器、高压加热器等。11汽轮机本体结构1-轴；2-叶轮；3-动叶片；4-喷嘴1-油封环2-油封套3-轴4-动叶槽5-叶轮6-平衡槽121314（二）汽论机分类：汽轮机冲动式汽轮机反动式汽轮机凝汽式汽轮机供热式汽轮机背压式汽轮机调节抽汽式汽轮机低压汽轮机中压汽轮机高压汽轮机超高压汽轮机亚临界压力汽轮机超临界压力汽轮机按作功原理分按功能分按参数高低分15按热力特性分类（即汽轮机型式）•凝汽式、中间再热式•背压式•调整抽汽式供热TurbineTurbine热用户Turbine16按主蒸汽参数分类•低压汽轮机：小于1.47Mpa；•中压汽轮机：1.96～3.92Mpa；•高压汽轮机：5.88～9.81Mpa；•超高压汽轮机：为11.77～13.93Mpa；•临界压力汽轮机：15.69～17.65Mpa；•超临界压力汽轮机：大于22.15Mpa；•超超临界压力汽轮机：大于32Mpa17ΔXX-XX-XX变型设计次序蒸汽参数额定功率型式例：N300-16.7/538/538300MW凝汽式汽轮机,主蒸汽压力为16.7MPa，温度为538ºC,再热蒸汽温度538ºC。汽轮机型式代号见下表：代号型式代号型式N凝汽式CB抽汽背压式B背压式CY船用C一次调整抽汽式Y移动式CC两次调整抽汽式HN核电汽轮机（三）汽轮机型号18（四）汽轮机的级、级内能量转换过程1.汽轮机的级：由静叶栅和动叶栅组成，是汽轮机作功的最小单元。192.级内能量转换过程：具有一定压力、温度的蒸汽通过汽轮机的级时，首先在静叶栅通道中得到膨胀加速，将蒸汽的热能转化为高速汽流的动能，然后进入动叶通道，在其中改变方向或者既改变方向同时又膨胀加速，推动叶轮旋转，将高速汽流的动能转变为旋转机械能。汽轮机做功过程203.冲动级：当汽流通过动叶通道时，由于受到动叶通道形状的限制而弯曲被迫改变方向，因而产生离心力，离心力作用于叶片上，被称为冲动力。这时蒸汽在汽轮机的级所作的机械功等于蒸汽微团流进、流出动叶通道时其动能的变化量。而这种级称为冲动级。4.反动级：当汽流通过动叶通道时，一方面要改变方向，同时还要膨胀加速，前者会对叶片产生一个冲动力，后者会对叶片产生一个反作用力，即反动力。蒸汽通过这种级，两种力同时作功。通常称这种级为反动级。21•进入高压汽轮机的从高压蒸汽入口进入高压汽缸，推动动叶，使转子旋转，作功后的蒸气再从高压缸出口排出，通向再热器。•高中压合缸结构，在一个外缸内有高压汽缸（内缸）与中压汽缸（内缸），左边是高压汽缸，内装有高压汽轮机；右边是中压汽缸，内装有中压汽轮机，高压汽轮机与中压汽轮机共用同一根转轴。被蒸汽推动旋转的叶片是动叶,动叶安装在转轴上，构成转子。安装在汽缸内的叶片是静叶，起喷嘴的作用。一级动叶与一级静叶构成汽轮机的一个级。高压汽轮机由多级动叶与静叶组成，（本模型仅4级），中压汽轮机也由多级动叶与静叶组成（模型仅4级）。•由再热器加热完的蒸汽从蒸汽入口进入中压汽缸，推动转子旋转，作功后的蒸气再从中压缸出口排出。22•进入高压汽轮机的从高压蒸汽入口进入高压汽缸，推动动叶，使转子旋转，作功后的蒸气再从高压缸出口排出，通向再热器。•高中压合缸结构，在一个外缸内有高压汽缸（内缸）与中压汽缸（内缸），左边是高压汽缸，内装有高压汽轮机；右边是中压汽缸，内装有中压汽轮机，高压汽轮机与中压汽轮机共用同一根转轴。被蒸汽推动旋转的叶片是动叶,动叶安装在转轴上，构成转子。安装在汽缸内的叶片是静叶，起喷嘴的作用。一级动叶与一级静叶构成汽轮机的一个级。高压汽轮机由多级动叶与静叶组成，（本模型仅4级），中压汽轮机也由多级动叶与静叶组成（模型仅4级）。•由再热器加热完的蒸汽从蒸汽入口进入中压汽缸，推动转子旋转，作功后的蒸气再从中压缸出口排出。工作过程见视频23四、动力部分主要辅助系统（一）燃料侧：1.输煤系统：作用是将原煤输送到制粉系统。•电厂输煤系统设备一般包括燃料运输、卸煤机械、受煤装置、煤场设施、输煤设备、煤量计量装置和筛分破碎装置、集中控制和自动化以及其它辅助设备与附属建筑。2.制粉系统：将原煤磨制成合格的煤粉，定量地、连续不断地送入锅炉。3.除尘除灰系统：将燃烧过程中产生的灰渣经除渣装置和除尘装置收集并排出炉外。4.脱硝系统：脱去燃烧过程中产生的氮氧化物。5.脱硫系统：脱除燃烧产生的硫氧化物。6.烟风系统：将燃烧所需要的空气连续不断地送入炉膛燃烧器，在保证炉膛出口负压的前提下，连续不断地将燃烧产生的烟气排出炉外。24（二）工质侧：1.给水设备：在保证锅炉给水压力前提下，定量地、连续不断地将给水送入锅炉。2.蒸汽管道系统：连接锅炉和汽轮机的蒸汽管道，将过热蒸汽和再热蒸汽连续不断地送入汽轮机。3.其他工质系统一般都包含在汽轮机辅助设备中：•旁路系统•给水回热加热系统•凝汽系统•循环冷却系统•轴封加热系统•抽真空系统•给水除氧系统•加热器疏水系统•汽轮机调速系统•汽轮机油系统•给水除氧系统25•简述火力发电厂生产过程？•简述火力发电厂动力设备相关系统的组成及作用。