火电厂设备及运行维护

火力发电厂设备及运行维护中电投新疆能源化工二0一四年十二月一、火电厂系统与设备二、火电厂的运行管理三、火电厂的设备维护一、火力发电厂系统与设备煤场输煤系统锅炉汽轮机发电机制粉系统变压器水(一)目前大规模的电能生产还依赖热能做功、切割磁场产生电流的方法。即热机带动发电机发电。包括核电、燃煤锅炉、燃气轮机、内燃机等。(二)在我国火力发电厂是电力生产的主力军。主要用燃煤锅炉、汽轮发电机组发电。火电厂的生产程序：燃料——燃料加工（磨煤机）——炉膛内燃烧——水加热产生蒸汽——蒸汽冲转汽轮机——汽轮机带动发电机发电——电流经变压器升压——经开关站与电网相连输出电流三．火电厂生产特点1.发电、输送、使用同时完成，使用多少生产多少。2.各车间同时运行，缺一环节就要停产。3.电能不易储存，需要设备容量备用。4.许多机组联成电网运行。5.燃料用量巨大,能耗提高一点即可节约许多燃料。四．热力循环1.热机连续做功要依靠工质的循环。火电厂用水－汽循环（称为朗肯循环）。循环必定有一个冷源、一个热源。2.理想的循环效率（不考虑机械损耗、散热等因数）η＝1-T1/T2提高热效率的途径为降低冷源温度，提高热源温度。火电厂的系统介绍•热力系统•流程：冷凝器——凝结水泵——凝结水除盐——轴封加热器——低加——除氧器——给水泵——高加——省煤器——汽包——下降管——水冷壁——汽包——过热器——高压缸——再热器——中压缸——低压缸——冷凝器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•1.主蒸汽系统；再热蒸汽系统•2.汽机旁路系统一级旁路、二级旁路•3.凝结水系统；给水系统•4.减温水系统•5.回热加热系统•辅助汽水系统•1.补给水系统•2.疏水系统逐级自流疏水和疏水泵疏水•3.冷却水系统循环水、工业水（开式、闭式）•4.辅助蒸汽系统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)•煤粉制备系统•卸煤设备——煤场——输煤皮带——煤仓——给煤机——磨煤机——燃烧器——炉膛•锅炉烟风道系统•送风机——空预器——磨煤机——炉膛——后炉膛——空预器——除尘器——引风机——脱硫——烟囱•除灰渣系统•吹灰：提高传热效果；防止结渣；防止局部堵塞；防止受热面外部腐蚀等•水力除灰•气力除灰•机械除灰•捞渣机•真空系统•压缩空气系统•气力除灰•杂用•仪用•脱硫脱硝系统电站锅炉•机组的参数压力温度常用锅炉型式高压9.8MPa540ºc自然循环汽包炉超高压13.7MPa540ºc自然循环汽包炉亚临界16-18mpa545ºc自然循环汽包炉控制循环或直流炉超临界η≈40%22mpa566ºc直流炉超超临界η→47%28mpa580ºc→600ºc直流炉一.煤粉炉的主要构造钢架——锅炉其它部分的重量悬挂在钢架的板梁上，锅炉可向下自由膨胀。锅炉安装的第一项工作就是吊钢架。受热面——包括水冷壁、过热器、再热器、省煤器、空预器汽包（循环炉）、汽水分离器（直流炉）燃烧器——对冲、四角布置点火装置——等离子、微油等炉水循环泵（控制循环炉）锅炉•目前常用的电站燃煤锅炉有这几种•1.自然循环汽包炉•2.控制循环汽包炉•3.直流炉•4.循环流化床锅炉锅炉按循环方式分四类•锅炉钢架•锅炉受热面•1.水冷壁：自然循环和控制循环锅炉水冷壁为垂直布置内螺纹钢管，直流炉采用螺旋盘绕水冷壁锅炉受热面•过热器和再热器（石洞口）•过热器的作用是将饱和蒸汽加热到具有一定过热度的合格蒸汽。•分为：包覆、炉顶、前屏、后屏及末级（高温）过热器•2.再热器－为机组再热提供受热面•初级再热器•末级再热器•省煤器燃烧器：将携带煤粉的一次风和助燃的二次风送入炉膛，并组织一定的气流结构，使煤粉能迅速稳定的着火，同时使煤粉和空气合理混合，达到煤粉在炉内迅速完全燃烧。•吹灰器用于清除受热面的、结灰，以保证锅炉安全经济运行。介质有蒸汽、水（利用排污水）、空气（结渣严重煤种锅炉使用）吹灰器：定期吹扫锅炉各部分受热面上的积灰•空气预热器•利用锅炉尾部烟气热量来加热燃烧所需的空气的一种热交换装置•管式、回转式（容克式）•多数采用三分仓回转式空气预热器（烟气、一次风、二次风）•试验漏风率8％•一年后漏风率10％•磨煤机（HP）•磨辊和磨碗碾压原煤成粉•一次风将煤粉吹起经分离从出粉口带出•石子从风环处排出•RP、MPS、双进双出球磨机磨煤机：将燃煤磨粉•原煤－检测器－落煤管－进料口－输送皮带－秤重传感组件－出料口－磨煤机•轴流风机采用动叶可调，调节效率高、低负荷效率高，制造难度大。大机组多用轴流风机•燃料储存与运输•水运－抓斗•铁路－翻车机•煤场－斗轮机•皮带机•灰渣的排出•加药：提高炉水的PH值，减少水中的溶化氧。汽轮机汽轮机：将热能转换为机械能高压缸中压缸低压缸发电机励磁机•高、中压缸结构•1.高中压缸均为合金钢铸造，沿水平中分面分开，形成上缸和下缸。上下缸用螺栓紧固。其中内缸在水平中分面处支承在外缸上。用定位销导向，保持内外缸中心一致。•2.汽缸通流部分反向布置，减少轴向推力。•3.外缸由4个猫爪支承在前后轴承座上，可以自由滑动。•4.外缸用定位销与前后轴承座保持中心一致。•低压缸结构•1.哈汽低压缸有1个外缸2个内缸，内外缸都为焊接结构•2.1﹟内缸装有1、2级隔板的隔板套、3、4、5级隔板。2＃内缸装有6、7级隔板。•3.低压缸上下半各由三部分组成，通过垂直法兰用螺栓固定。•汽机转子•1.一个高中压转子两个低压转子，整锻金加工，镶有叶片，转子之间用联轴器刚性连接。•2.隔板的静叶片组成的静叶栅将蒸汽的热力势能转换成动能；转子的动叶片接受静叶栅出来的高速汽流，把蒸汽的动能转换成机械能，使转子转动。•3.围带和拉金•4.高压转子前的短轴－主油泵、测速齿轮、危急保安器•汽封及轴封•1.分级膨胀，压力递减。•2.通流部分汽封：围带汽封、隔板汽封•3.轴封•4.轴封蒸汽•轴承•1.支持轴承：瓦块（表明镶一层巴氏合金）、球面瓦枕（自位功能）、油封•2.油膜的形成•3.推力轴承•运行时，轴承任何时候都充满润滑油，断油就要烧瓦。•轴系•包括高中压转子、低压转子、发电机转子由于转子有扰度，轴系安装时必须有扬度，才能保证联轴器的平行。•盘车装置•1.启动前和停机后盘车防止转子弯曲•2.进行直轴•3.盘车过程中可检查汽机动静间有否摩擦；润滑油系统工作是否正常等。•4.冲转前盘车利于机组启动顺利。•润滑油系统•1.主油泵在车头上，由注油器供油•2.油箱上装有交流润滑油泵和事故润滑油泵•3.滤网和冷油器•4.给发电机氢密封供油•DEH调节系统•系统由数字式控制器、阀门管理器、液压控制组件、进汽阀门、EH油系统组成，与数据采集系统（DAS）、机械测量系统（TSI）、防超速保护（OPC）、跳闸保护（ETS）、自动同期装置（AS）相连接。•DEH是分散控制系统（DCS）的一个子系统，通过DCS可实现机炉协调控制•并网前和跳闸后控制转速和升降速率，并网后控制功率。•汽机保护系统•1.手动停机•2.机组超速保护•3.主汽温度异常下降•4.冷凝器低真空保护•5.机组轴向位移超限保护•6.汽机振动超限保护•7.转子偏心度超限保护•8.胀差超限保护•9.油箱油位过低保护•10.排汽温度超限保护•11.支持轴承或推力轴承金属温度超限保护•12.轴承油压低保护•13.汽机抗燃油压低保护•14.发电机故障保护•15.DEH断电保护•16.MFT（总燃料跳闸）•17.汽机、发电机制造厂要求的其它保护•主蒸汽系统•1.单双单布置，消除左右两侧之蒸汽温差•2.不设流量测量装置，减少压力损失•3.不设电动隔离阀，设置水压试验堵阀•4.过热器出口设弹簧安全阀，电磁泄压阀－过热器超压保护。•再热系统•高压缸排汽（冷段）－再热器－再热热段－中压缸•汽机旁路系统•两级串联旁路系统：高压旁路（主蒸汽－冷段），低压旁路（热段－冷凝器）•1.事故情况下起保护作用。•2.加快启动时间，改善启动条件。•3保护再热器不使干烧。•回热抽汽系统•用在汽机内作过工的蒸汽（抽汽）加热给水，提高工质吸热过程的平均温度，以提高机组的热效率。冷凝器－凝结水泵－轴封加热器－低加－除氧器•主给水及除氧系统•1.流程：除氧水箱－前置泵－流量测量装置－给水泵－3＃加热器－2＃加热器－1＃加热器－流量测量装置－给水操作台－省煤器进口集箱•2.除氧作用：混合式加热器，加热给水到沸腾，使水中溶解的氧气跑出来排走。•3.再循环管•辅助蒸汽•来源：•1）邻炉蒸汽•2）汽轮机抽汽（再热冷段、四级抽汽）•3）辅助锅炉•用途：•1）燃油加热和雾化•2）暖风器用汽•3）制粉系统灭火•4）煤炭解冻•5）冷却受热面•6）汽机轴封蒸汽•7）调节油和润滑油箱加热蒸汽•8）起动时除氧器加热蒸汽•9）水处理用汽•10）仪表管和需防冻管道伴热•11）暖通用汽•12）生活用汽开式循环冷却水•循环冷却水系统及工业水系统•1.用途：冷凝器用水转动机械和发电机电动机冷却水消防、冲灰、设备冲洗、清洁等•2.方式：开式循环冷却水闭式循环冷却水•冷凝器•组成：壳体内装有管板和4万多根管子，上部穿装低加。底部热井（凝结水集水箱），前后水室通循环水。•与低压缸连接处设置膨胀节。蒸汽进口冷却水出口冷却水入口热井凝结水出口凝汽器：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。•真空系统使用水环式真空泵，叶轮旋转在泵壳内形成水环，由于叶轮和泵壳的中心不一致，两个叶片和水环之间的空间随着旋转由小变大（A－B）由大变小（C－A）形成吸气与排气的过程。蒸汽进口给水出口U型管束疏水进口蒸汽进口给水出口U型管给水进口疏水进口高压加热器疏水出口疏水出口高、低压加热器：利用汽轮机抽汽，对给水、凝结水进行加热，其目的是提高整个热力系统经济性。可分为立式、卧式除氧器凝结水除氧水喷雾除氧空间深度除氧空间除氧水除氧器：去除凝结水和补充水中的氧气及其它气体。同时在给水回热系统中，除氧器还起到混合加热器的作用。可分为立式、卧式•凝结水泵•1.凝结水泵的作用是把冷凝器热井的水加压经低加打到除氧器•2.凝泵在真空条件下输送饱和状态的凝结水需增加吸入口的压头，同时还要有水封防止空气漏入冷凝器。•循环水泵•1.用来输送冷凝器所需的冷却水和其它工业水。•2.海水循泵用耐腐蚀材料加阴极保护（牺牲阳极或外加电流）•给水泵的前置泵•吸入口压头管路阻力＋气蚀余量，水泵运行时才可避免气蚀。气蚀余量与转速的平方成正比，所以用一台低转速的前置泵来增加高转速的给水泵的吸入口压头，可以解决除氧器位置不够高的问题。给水泵:将除氧水箱的凝结水通过给水泵提高压力，经过高压加热器加热后，输送到锅炉省煤器入口，作为锅炉主给水。•液力联轴器•1.主动轴带一油泵，从动轴连着一涡轮。泵轮通过油驱动涡轮传递力矩。•2.改变油量的多少就改变传递力矩的大小，可以达到无级调速的目的。•3.勺管位置控制壳体内的油位，即控制联轴器工作油量。电气设备及系统•电气主接线•发电机出线－封闭母线－主变－开关站－输电线路（送往电网）励磁装置发电机主变压器厂用变压器低压配电装置配电装置输电线路厂用电系统升压变电所发电机：将机械能转换为电能•发电机结构•1.定子：机座、定子铁芯、定子绕组（中空导线通水冷却）、端盖•2.转子：转子锻件、励磁绕组、护环、中心环和风扇•3.轴承座•冷却方式：水、氢、氢•油密封•直流励磁电流•600MW汽轮发电机励磁电流约4000－6000A用交流电硅整流获得•它励与自励•有刷与无刷发电机：将机械能转换为电能升压站GIS升压站•变压器主要结构•1.铁芯•2.绕组•3.变压器油•4.油箱及附件：油箱、压力释放装置、气体继电器（油气超标触点闭合，使断路器跳闸）分接开关（无载调压和有载调压）•5.绝缘套管•高压断路器•根据灭弧方式可分为：•1.油断路器•2.压缩空气断路器•3.六氟化硫断路器SF6为优良灭弧介质•4.真空断路器提高击穿电