电厂热动力课件1-概述

电厂热动力材料与冶金学院梁儒全[e-mail]电话：159400663812020/3/12第一章绪论一.热能利用及其在电力工业中的地位与作用二.我国电力工业的发展概貌三.现代汽轮机发电机的组成及其生产过程四.本课程主要讲解内容及要求五.主要参考书目2020/3/13第一节热能利用及其在电力工业中的地位与作用自然界中蕴藏着丰富的能量，风力、水力、燃料化学能、太阳能以及原子核能等按照物质运动形式：机械能、热能、电能、化学能、辐射能等机械能：物体做机械运动时具有的宏观能量（动能及势能）返回2020/3/14第一节热能利用及其在电力工业中的地位与作用热能：组成物质的所有微粒作各种不规则热运动时的总能量。热能的利用.1)直接法加热、烘干2)间接法热能转化为机械能电能：输送、使用方便、易于转变成其它形式能量。2020/3/15第一节热能利用及其在电力工业中的地位与作用如果说火是人类发展历史上的“个里程碑、电则是人类改选自然的又一个里程碑。从火到电经历了50万年的历史。然而从利用电能到现在的200多年的时间内，则又开发和利用了许多新的能源。这标志着生产技术水平的发展和科学技术的前进步伐由于电能的利用而大大地加快了。2020/3/16第一节热能利用及其在电力工业中的地位与作用电能获得：可以由自然界中各种能源转换得到。以应用燃料资源和水资源发电占主要地位。原子能资源巨大，发展较晚风力发电受自然地理环境限制，容量小太阳能、地热、潮汐发电规模很小2020/3/17第一节热能利用及其在电力工业中的地位与作用水力发电及火力发电特点水力发电优点：不需要消耗燃料，成本低，运行操作简单。水力发电缺点：工程浩大，投资多，建期长，规模受自然条件限制，枯水季节发电量大幅减小。热力发电优点：投资少，建期短，布局和规模灵活、可以供电又供热。2020/3/18第一节热能利用及其在电力工业中的地位与作用热力发电缺点：耗用大量燃料，发电成本高，技术管理复杂因为电能不能贮存，所以电的生产必须选续不断，供电的中断将引起工业企业生产的停顿，甚至造成重大事故。同时在任何时刻，电能的生产必须与电能的消费相平衡，这就要求电厂的运行工况必须随电能的消费情况而不断地作调整。火力发电厂占主导地位2020/3/19第二节我国电力工业的发展概貌相关介绍电力弹性系数：电力增长速度与国民经济总产值增长速度的比值国家工业化初期1.2——1.41953年——1980年1.731981年——1985年0.651986年——1990年1.16返回2020/3/110第二节我国电力工业的发展概貌1.我国电力工业的成就建国以来，我国电力工业发展十分迅速。在短短几十年的时间里，我国电力工业从发电设备全部依赖进口到形成以哈尔滨、上海、东方三大火电厂动力设备生产基地为骨干的动力机械生产体系，我国已经能够自行设计、制造亚临参数300MW、600MW火电机组成套设备。2020/3/111第二节我国电力工业的发展概貌建国50年来，我国电力工业有了很大的发展，特别是改革开放20年更有较快的发展，连续路上两个台阶：1987年发电装机容量1亿kW、1995年又突破2亿kW。1988年以来连续10年每年投产大中型机组1000万kW以上。1978年装机容量5712万kW，发电量约2566亿kw.h，1998年装机容量达2．6亿kW，发电量达11580亿kW．h，分别是1978年的4．45倍和4．42倍，翻厂两翻以上．装机容量和发电量分别跃居世界第二位电力系统的总装机容量是指该系统实际安装的发电机组额定有功功率的总合，以千瓦（KW）、兆瓦(MW)、吉瓦（GW）2020/3/112第二节我国电力工业的发展概貌截止2006年底，全国发电装机容量达到62200万KW，同比增长20.3%。水电达到12857万KW，约占总容量20.67%，同比增长9.5%；火电达到48405万KW，约占总容量77.82%，同比增长23.7%；水、火电占总容量的比例同比分别下降了2.03和上升了2.15个百分点。2020/3/1131995～2003全国总发电量及其构成年全国总发电量TWh水电火电核电TWh%TWh%TWh%19951006.9186.818.55807.380.1812.81.2719961079.4186.917.32878.181.3514.31.3319971134.2194.617.15925.281.5714.41.2719981157.7204.317.65938.881.0914.11.2219991233.1211.917.271004.781.4814.81.2020001368.8244.317.841107.980.9316.61.2120011478.0257.517.421202.081.3317.41.1820021640.0271.016.521342.081.8325.01.5220031911.0283.014.811579.682.6647.02.462020/3/114第二节我国电力工业的发展概貌2.我国电力工业技术发展动向火电技术发展动向：①研制600MW甚至1000MW等级的超临界压力机组，研制300MW、600MW空冷机组以及较大容量的200MW、300MW高效供热式机组。②建设大型坑口、路口电厂，变输煤为输电，逐步改变“西煤东送”、“北煤南运”的局面。③强化煤电的环境保护，发展洁净燃煤技术。建立200一300MW级循环流化床锅炉的示范性电站；2020/3/115第二节我国电力工业的发展概貌④大力发展中间负荷机组，适应电网调峰需要。实现大容量燃气—蒸汽联合循环发电在我国开始起步；大量兴建抽水蓄能电站和调峰火电厂。⑤发电能源多样化，适当发展核电和新能源发电。16分类—按原动机的类型发电厂是将各种动力资源——“燃料”的能量转变成电能的生产单位。发电厂大致分类如下：汽轮机发电厂内燃机发电厂燃气轮机发电厂燃气-蒸汽联合循环发电厂按原动机的类型分2020/3/117化石燃料发电厂（燃煤、燃油、燃气发电厂）原子能发电厂（核电站）水力发电厂（水电站）新能源发电厂（地热、工业余热、风力太阳能抽水蓄能发电厂波浪发电站海洋潮汐发电站）分类—按能源利用情况2020/3/118按机组或火电厂的容量等级分：小型发电厂装机容量200MW以下中型发电厂200MW——800MW大型发电厂1000MW以上分类——按机组或火电厂的容量等级2020/3/119按进入汽轮机的蒸汽初参数分：中低压发电厂3.43MPa及以下高压发电厂8.83MPa超高压发电厂12.75MPa亚临界压力电厂16.18—16.6MPa超临界压力电厂23.54MPa及以上参数分类—按进入汽轮机的蒸汽初参数2020/3/120进汽参数低压主蒸汽压力0.12—1.5MPa中压主蒸汽压力2—4MPa高压主蒸汽压力6—10MPa超高压主蒸汽压力12—14MPa亚临界主蒸汽压力16—18MPa超临界主蒸汽压力＞22.1MPa超超临界主蒸汽压力＞32MPa第三节现代汽轮机发电机的组成及其生产过程2020/3/121按供应的能量分：生产电能的凝汽式发电厂供电供热的热电厂供热、供电、供冷的热电冷三联产按电厂位置的特点分：坑口（路口、港口）发电厂负荷中心的发电厂分类2020/3/122按电厂承担电负荷的性质分：基本负荷发电厂中间负荷发电厂调峰负荷发电厂分类—按电厂承担电负荷的性质2020/3/123第三节现代汽轮机发电机的组成及其生产过程火力发电厂的发动机蒸汽机、汽轮机、内燃机或燃气轮机等。蒸汽机：功率小、效率比较低。内燃机和燃气轮机：不能直接应用廉价的固体燃料，容量受限。汽轮机：单机容量可以高达1000MW以上、热效率较高，运行稳定可靠2020/3/124各主机及环节的作用火电厂的种类虽多，但从能量转换的观点来看，其基本过程都是相同的，都是围绕着火电厂三大主机进行能量转换的。火电厂由相互联系、相对独立的锅炉、汽轮机、发电机及电气等三个部分组成(厂内称车间或分场)。2020/3/125第三节现代汽轮机发电机的组成及其生产过程燃料化学能转变为蒸汽热能（锅炉部分）(一)燃料的运输火电厂每天燃用的燃料量很大，以一台600MW的凝汽式汽轮发电机组为例，假设标准煤耗为0.4kg/(kW.h)。每天的发电0.6×109×24＝14.4×106kW·h则每天耗用标准煤0.4×14.4×106kW·h＝5.76×106kg，若使用热值为14588kJ／kg的燃煤，则每天消耗燃煤量5.76×106×2＝11.52×106kg2020/3/126第三节现代汽轮机发电机的组成及其生产过程燃料的不间断供应是保证连续发电的第一要求。燃料运输的方式极据火电厂的地理位置和容量的不同有火车运输、驳船运输、大型卡车运输、皮带运输等。（二）煤粉的制备煤运到电厂的储煤场后，由桥抓送入碎煤装置，破碎后的煤由皮带输煤机送人锅炉房内的原煤仓。自原煤仓落下的煤先经给煤机进入磨煤机，在其内研磨成煤粉后，由热空气(一次风)干燥和输送。输送过程中经粗粉分离器分离煤粉，将不合格的煤粉送回磨煤机再磨制，合格的煤粉在细粉分离器中与输送介质分离，分离出来的细粉送入煤粉仓或直接送人炉膛。如图1所示2020/3/127第三节现代汽轮机发电机的组成及其生产过程图1制粉系统图2020/3/128第三节现代汽轮机发电机的组成及其生产过程(三)炉内燃烧煤粉仓中的煤粉经给粉机送人输粉管，并与起输送助燃(提供氧气)作用的二次风混合，经燃烧器吹入炉膛燃烧放热。炉膛内的燃烧产物——高温烟气在引风机和烟囱的拔风作用下，沿锅炉本体倒u型烟道，依次向过热器、再热器、省煤器、空气预热器等换热设备放热，最后经除尘器和烟囱排入大气。2020/3/129第三节现代汽轮机发电机的组成及其生产过程(四)锅内吸热由汽轮机高压加热器来的给水首先进入省煤器吸热后送入炉膛水冷壁。在水冷壁内产生的饱和蒸汽汇于汽包并进入过热器。蒸汽在过热器内吸热，产生具有一定压力、温度的过热蒸汽后送人汽轮机。在汽轮机高压缸内做劝后的排汽送入再热器，吸热后义送人汽轮机的中、低压缸继续做功。详细如图22020/3/1第三节现代汽轮机发电机的组成及其生产过程2020/3/131第三节现代汽轮机发电机的组成及其生产过程蒸汽热能转变为汽轮机轴的转动机械能(汽轮机部分)1）锅炉生产的过热蒸汽沿主蒸汽管进入汽轮机高压缸、高压缸排汽，经再热器后送入中、低压缸。在汽轮机内部．蒸汽通过汽轮机的级后，推动转子转动．从而实现了热能向机械能的转变。热能==》机械能2）在汽轮机汽缸内作过功的蒸汽进入凝汽器，在其中冷却为凝结水，由凝结水泵将凝结水升压，经过低压加热器后，进入除氧器，由给水泵将给水(经给水泵升压后的水称为给水)送入高压加热器加热后；再送入锅炉省煤器。第三节现代汽轮机发电机的组成及其生产过程2020/3/133第三节现代汽轮机发电机的组成及其生产过程汽轮机轴转动的机械能转变为电能(发电机部分)与汽轮机转子固连的发电机转子在转动中切割磁力线而产生强大的电能，源源不断地供用户消费。机械能==》电能第三节现代汽轮机发电机的组成及其生产过程第三节现代汽轮机发电机的组成及其生产过程第四节本课程主要讲解内容及要求讲解内容热工理论基础锅炉设备汽轮机设备热力发电厂要求掌握和认识热力发电厂生产过程的各个主要环节，了解发电厂热力设备的工作原理，基本结构和一般运行知识。