火力发电厂设备和生产运行介绍

目录一、电力工业在国民经济中的地位二、我国电力工业发展的概况及国电集团装机情况三、电能的任务及特点四、火力发电厂的基本生产过程（一）火力发电厂的基本原理（二）火力发电厂的生产过程五、火力发电厂的标准煤耗六、火力发电厂的主要设备七、火力发电厂的运行八、火电厂相关设备图片九、推荐书籍目录（续）◆电力行业：把一次能源转变为二次能源（电能）的生产行业◆电力先行：在国民经济中，电力工业的这种超前发展◆电力弹性系数：（≥1）电力工业的年增长速度与国民经济总产值年增长速度的比值一、电力工业在国民经济发展中的地位二、我国电力工业发展的概况及国电集团装机情况我国电力工业发展截止“七五”未，我国发电装机容量与发电量均居世界第四位。这在一定程度上标志了我国工农业生产和国民经济的发展水平。为了使电力工业和整个国民经济能有计划、按比例地发展，在“八五”和后十年（1991—2000年）要在计划和规划方面，千方百计使电力的增长和国民经济发展相适应。在二十世纪未我国已有几十座百万以上的大电厂，有九座原子能通电站，发电量将达到12000亿kw.h。国电集团截至2010年6月底总装机容量8456万千瓦火电装机容量7128.65万千瓦，占84.14%水电装机容量798.94万千瓦（含潮汐发电机组0.39万千瓦），占9.43%风电装机容量539.47万千瓦，占6.37%生物质和地热发电装机容量5.50万千瓦，占0.06%三、电能的任务及特点任务：是把一次能源如煤碳、石油、天燃气、水力、核能等转换成电能，并输送、分配、销售给用户。特点：⑴、生产的大量电能是不能直接贮存的，这是因为发电、供电和用电基本上是同时完成的。⑵、电能生产需要高度的机械化、自动化和高效率。⑶、电能生产的安全十分重要。四、火力发电厂的基本生产过程（一）火力发电厂的基本原理◆在锅炉中，燃料被燃烧，其化学能转变成烟气的热能，然后，通过传热过程传给锅内的水和蒸汽，使水加热成为一定的温度和压力的水蒸汽，即转变成为水蒸汽的热能。◆在汽轮机中，一定温度和压力的水蒸汽冲动汽轮机转子转动，并通过联轴器带动发电机的转子转动，即热能转变成转子转动的机械能。◆在发电机中，转子转动时线圈切割磁力线，从而产生电流，即机械能转变成了电能。四、火力发电厂的基本生产过程（二）火力发电厂的生产过程（详见视频短片）五、火力发电厂的标准煤耗★火力发电厂“标准煤耗”是指火力发电厂平均每发1kw.h的电所消耗的标准煤的克（g）数。★1990年，我国火电厂平均标准煤耗是427g/(kw.h)。我国30~60万kw亚临界机组的标准煤耗约为330~360g/(kw.h)，达到世界先进水平。★在2000年我国火电机组的平均供电标准煤耗要求达到380g/(kw.h)左右。★目前1000MW机组的煤耗基本控制在300g/(kw.h)以内。六、火力发电厂的主要设备第一章燃料运输第二章锅炉设备第三章汽轮机设备第四章汽轮发电机设备第五章供水系统和水处理第六章除尘、除灰系统第七章电厂自动控制系统第八章脱硫、脱硝技术第一章燃料运输电厂的燃煤量是很大的，一座大型火电厂(1000MW)每天耗煤量超过1万吨，中型电厂的日耗煤量也达几千吨。煤从煤矿运输到电厂，由于诸多因素影响及各电厂条件所限，采用不同的运输方式，一般采用列车运输、船运、管道运输等。我们一般所说的燃料运输系统主要是指厂内运输系统。因此火电厂必须设有运量大、机械化、自动化程高的燃料运输系统。任务：卸煤、并输煤至锅炉房原煤仓，向煤场堆煤或从煤场取煤、碎煤、除铁、称量、取样等。流程：卸煤设备--受煤设备--煤场及储煤设施混煤设施--输煤设备--筛分和破碎设备--输煤提升设备--锅炉房原煤斗。辅助系统：真空吸尘系统、水冲洗系统、煤场喷淋系统、除尘系统等第二章锅炉设备第一节锅炉概述第二节锅炉的主要特性参数、分类及型号第三节锅炉本体第四节锅炉辅助设备及附件第一节锅炉概述一、电厂锅炉的作用、特点锅炉是一种很普通的热力设备。它利用燃料燃烧所放出的热量来加热水。在电厂锅炉中，水被预热、蒸发、过热，变成额定的压力和温度的过热蒸汽，然后该蒸汽进入汽轮机冲动汽轮机转子旋转。为了提高蒸汽在汽轮机中的作功循环效率，现代电厂锅炉生产的蒸汽压力和温度，提高到了相当高的程度。提高蒸汽的初温初压是现代锅炉的发展方向。目前电厂锅炉的效率已高达90%以上。二、锅炉设备：本体设备：汽水系统、燃烧设备、炉墙和构架辅助设备：给水设备、通风设备、燃料输送设备、制粉设备、除尘除灰设备，以及一些锅炉附件和自动控制装置。三、锅炉设备的工作原理功能：①锅炉的“炉”应快速有效地燃尽大量的燃料，并放出的热量安全有效地传给“锅”中的水和蒸汽；②锅炉的“锅”应使水吸收热量后，顺利地沸腾蒸发，最后成为规定压力和温度的过热蒸汽，并且使该蒸汽安全稳定地输送到汽轮机中去。燃烧方式：①层状燃烧；②悬浮燃烧；③旋风燃烧；④沸腾燃烧。传热方式：辐射、对流和导热第二节锅炉的主要特性参数、分类及型号一、锅炉的主要特性参数（一）锅炉容量：锅炉在正常、经济运行条件下，每小时连续生产的最大蒸汽量称为锅炉容量，或称额定蒸发量，用符号De表示，单位是t/h。锅炉容量是用来说明锅炉生产能力大小的特性数据。（二）锅炉蒸汽参数（三）锅炉效率：η=（有效利用热量/输入锅炉全部热量）×100%有效利用热量：主要是指在稳定工况下，（1h）内进入锅炉的给水通过锅炉加热后所得到的热量；二、锅炉的分类和型号：如武汉锅炉厂用“WG”表示；上海锅炉厂用“SG”表示；哈尔滨锅炉厂用“HG”表示；东方锅炉厂用“DG”表示；北京锅炉厂用“BG”表示等等。第二组是一分数，分子表示锅炉容量，分母表示蒸汽压力。第三组数字，表示产品的生产设计序号。例如：WG-410/100-2，表示武汉锅炉厂生产的，容量为410t/h，过热蒸汽压力为100kgf/cm2（表压）的锅炉的第二次设计。第三节锅炉本体一、汽水系统：省煤器、水冷壁、汽包、下降管、联箱、过热器、再热器二、燃烧系统：炉膛、喷燃器和空气预热器第四节锅炉辅助设备及附件锅炉辅助设备有送风机、引风机和制粉机送粉设备（有排风机、磨煤机、给煤机、粗粉分离器、细粉分离器、煤粉仓、给粉机及螺旋输粉机）通风设备：（送风机、冷风道、热风道、引风道、烟道等）有除尘设备：作用是清除烟气中携带的飞灰，尽量减少随烟气从烟囱排出的飞灰量，以减轻飞灰对引风机的磨损和对环境的污染。（重力沉降、惯性分离、离心分离、过滤除尘、洗涤除尘、静电除尘、声波除尘等）除灰设备：作用是清除燃料燃烧后从炉膛灰渣斗落下的灰渣及从尾部落灰斗和除尘器分离出来的细灰，并将其送往贮灰场。（分为水力除灰、气力除灰和机械除灰）。一般电厂都采用水力除灰。当有部分或全部灰要供给综合利用时，宜采用气力除灰。如果采用一种除灰方式不能满足除灰要求时，则可以采用两种或三种联合的除灰方式。锅炉附件：水位计、安全门、防爆门、吹灰器、热工仪表、自动控制装置及一些汽水管道和阀门等。第三章汽轮机设备第一节汽轮机概述第二节汽轮机本体第一节汽轮机概述一、汽轮机设备的作用及组成（一）、汽轮机的作用：火力发电厂是通过锅炉将燃料的化学能转化为蒸汽的热能，在汽轮机内又将蒸汽的热能转化成旋转的机械能，经过发电机将旋转的机械能转化为电能。因此，汽轮机是电厂的一个主要的设备，它由本体部分（包括静止和转动两大部分）、调速保安部分及辅助设备等组成。（二）、汽轮机工作特性的基本参数1、汽轮机容量2、新蒸汽参数3、汽轮机排汽压力4、汽轮机的额定转速（三）、汽轮机设备的组成1、汽轮机本体汽轮机本体由静止部分和转动部分组成。静止部分包括基础、台板、汽缸、喷嘴、隔板、汽封和轴承等部件。转动部分包括主轴、叶片、叶轮、靠背轮和盘车装置等部件。2、汽轮机调节、保护系统该系统主要包括调速器、油动机、调节阀、自动主汽阀、危急保安器、主油泵、辅助油泵等3、汽轮机辅助设备和管道系统主要辅助设备有凝汽器、抽汽器、除氧器、加热器、给水泵、凝结水泵、循环水泵等。主要管道系统有主蒸汽系统、给水回热系统、给水除氧系统、供水系统和循环系统等。二、汽轮机的分类及型号（一）、汽轮机的分类1、按工作原理分：⑴、冲动式、⑵、反动式。2、按新蒸汽参数分类：⑴、低压汽轮机：新蒸汽压力为1.2-1.5MPa。⑵、中压汽轮机：新蒸汽压力为2-4MPa。⑶、高压汽轮机：新蒸汽压力为6-10MPa。⑷、超高压汽轮机：新蒸汽压力为12-14MPa。⑸、亚临界汽轮机：新蒸汽压力为16-18MPa。⑹、超临界汽轮机：新蒸汽压力为22.16MPa。⑺、超超临界汽轮机：新蒸汽压力为25Mpa以上。3、按热力特性分类：⑴、凝汽式汽轮机⑵调整抽汽式汽轮机⑶、背压式汽轮机（二）、汽轮机的型号表示形式为字母数字Ⅰ数字Ⅱ数字Ⅲ数字Ⅳ其中汉语拼音字母为特性代号。N表示凝汽式（包括中间再热式），B表示背压式，C表示一次调整抽汽式，CC表示二次调整抽汽式。第Ⅰ段数字表示额定功率，单位是工程大气压MW。第Ⅱ段数字表示新蒸汽压力，单位是工程大气压（约0.1MPa）。第Ⅲ段数字表示其它蒸汽参数。对凝汽式汽轮机，表示新蒸汽温度；对背压式汽轮机，表示排汽压力；对调整抽汽式汽轮机，表示高压抽汽压力。第Ⅳ段数字为中间再热式和二次调整抽汽式汽轮机所特有。对前者此数字表示再热蒸汽温度，对后者表示低压调整抽汽压力。第二节汽轮机本体一、汽轮机的基本工作原理（一）、汽轮机内能量转换过程及级的概念蒸汽的热能喷嘴蒸汽的动能叶片转轴的机械能1、蒸汽在喷嘴中的能量转换2、蒸汽在叶片中的能量转换3、汽轮机级的概念（二）、汽轮机的冲动作用原理和反动作用原理1、冲动作用原理速度较高的运动物体碰到速度较低的或静止的物体时产生的力称为冲动力。在汽轮机中，喷嘴出口的高速汽流冲击叶片时产生冲动力，使叶片带动转子旋转做功的原理称为汽轮机的冲动作用原理。2、反动作用原理原来静止的或运动速度较低的物体骤然增加速度时，对它所在的另一物体的反作用力称为反动力。如果在汽轮机的叶片中也能喷出高速汽流，那么叶片同样可以受到反动力作用而做功。为此，只要将叶片的通道做成像喷嘴一样逐渐收缩，使蒸汽在叶片中膨胀加速就可实现。因此，在汽轮机中蒸汽不仅在喷嘴中膨胀加速，而且也在叶片中膨胀加速，使叶片既受冲动力作用又受到反动力作用而带动转子旋转做功的原理，称为汽轮机的反动作用原理。3、汽轮机级的类型⑴、纯冲动级⑵、反动级⑶、冲动级（三）、速度级汽轮机（四）、冲动式多级汽轮机（五）、反动式多级汽轮机二、汽轮机本体结构汽轮机本体包括静止和转动两大部分。静止部分主要有基础、台板、汽缸、隔板、喷嘴、汽封和轴承等，转动部分主要有主轴、叶轮、叶片、靠背轮和盘车装置等。第三节汽轮机调节、保安及油系统一、汽轮机调节系统的作用第一个作用是调节汽轮发电机组的功率，以满足电力用户用电数量的需要。第二个作用是调节汽轮发电机组的转速，使电频保持在规定范围内调节系统是由转速感应机构、传动放大机构、反馈机构和配汽机构组成的。二、保安系统汽轮机保安系统（保护系统）的作用是在调节系统失灵或汽轮机故障时能及时动作，迅速停机，避免扩大事故，以保障设备或人身安全。主要设备有：超速保护装置、轴向位移保护装置，低油压保护装置和低真空保护装置。三、汽轮机的油系统1、作用：⑴、供给调节系统和保护装置高压油；⑵、供给汽轮发电机组各轴承低压润滑油，用来润滑并冷却轴承。要求：⑴、供油可靠⑵、防火安全2、供油系统的组成：汽轮机供油系统主要包括：油箱、主油泵、高压辅助油泵、低压辅助油泵、注油器和冷油器等设备。可分为单一工质供油系统、双工质的供油系统和氢冷密封油系统。第四节汽轮机的辅助设备一、凝汽器：作用是冷却汽轮机乏汽并使其凝结成水，从而在汽轮机排汽口建立并保持高度真空。二、回热加热器：从正在运行的汽轮机某些中间级抽出作过