300MW及超临界火力发电厂生产流程及原理

8/30/2019杨金忠1火力发电厂基础知识2014.1杨金忠8/30/2019杨金忠2主要内容一、火力发电厂生产概述二、锅炉设备及组成三、汽轮机设备及组成四、发电机设备及组成五、火电厂热力系统六、发电厂的主要技术经济指标七、高效火力发电新技术8/30/2019杨金忠31、什么叫火力发电厂火力发电厂简称火电厂，是利用煤、石油、天然气作为燃料生产电能的工厂，它的基本生产过程是：燃料在锅炉中燃烧加热水使成蒸汽，将燃料的化学能转变成热能，蒸汽压力推动汽轮机旋转，热能转换成机械能，然后汽轮机带动发电机旋转，将机械能转变成电能。能量转换过程：化学能→热能→机械能→电能8/30/2019杨金忠41.火电厂的分类（按蒸压力）低压：小于2.45MPa中压:2.94---4.90MPa高压：7.84---10.8MPa超高压:11.8---14.7MPa亚临界：15.7---19.6MPa超临界：21.1MPa以上超超临界电厂：25MPa以上8/30/2019杨金忠52、火电厂生产过程示意图8/30/2019杨金忠6火力发电厂的主要设备火电厂主要设备有：锅炉、汽轮机、发电机和其他配套系统锅炉：风机、预热器、磨煤机、捞渣机等汽轮机：除氧器、给水泵、凝结水泵、高加、低加、轴加、凝汽器、循环水泵、冷油器等发电机：变压器、发电机冷却装置、励磁系统等其他配套系统：输煤系统、除尘系统、制水系统、脱硫脱硝系统等8/30/2019杨金忠7汽轮机定义是一种以具有一定温度和压力的水蒸汽为工质，将热能转变为机械能的回转式原动机。工质：要完成能量转换所必须借助的中间媒介物质，工质应具有良好的流动性和膨胀性，热机大多采用气态物质作为工质。锅炉定义锅炉包括锅和炉两大部分，锅的原义指在火上加热的盛水容器，炉指燃烧燃料的场所，锅炉是一种能量转换设备。发电机定义是将机械能转变成电能的电机。8/30/2019杨金忠8我公司主机基本情况汽轮机为：超临界、一次中间再热、两缸两排汽、抽汽凝汽式汽轮机锅炉为：超临界、直流、直吹、一次再热、固态排渣、全钢构架、全悬吊结构π型锅炉发电机为：三相同步发电机、静态可控硅励磁系统8/30/2019杨金忠93、火电厂的系统构成（1）汽水系统，由锅炉、汽轮机、凝汽器、水泵、加热器及其管路组成；（2）燃料、燃烧系统，包括：输煤系统、制粉系统、烟风系统和除灰除尘系统；（3）电气系统，包括励磁系统、输配电系统等（4）制水系统（5）其它辅助热力系统8/30/2019杨金忠10(1)汽水系统朗肯循环是指以水蒸气作为制冷剂的一种实际的循环过程电厂基本汽水系统流程（朗肯循环）：给水泵→锅炉→过热蒸汽→汽轮机→凝汽器→给水泵→给水送入锅炉8/30/2019杨金忠11(2)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。8/30/2019杨金忠12(3)电气系统电气系统由：发电机、变压器、输变电装置组成励磁装置发电机主变压器厂用变压器高（低）压配电装置配电装置输电线路厂用电系统升压变电所8/30/2019杨金忠13（4）其他辅助系统1、主蒸汽系统及再热蒸汽系统：（主蒸汽）锅炉主汽门（或集汽联箱）→主蒸汽管道→汽机自动主汽门→汽轮机高压缸入口→汽轮机高压缸出口→再热器冷段管→再热器→再热器热段管→汽机中压缸进口。8/30/2019杨金忠142、凝结水系统：凝汽器→凝结水泵→轴封冷却器→低压加热器→除氧器。3、主给水系统：除氧器下水管→低压给水管→给水泵→高压给水管→高加→锅炉。4、回热抽汽系统和加热器疏水系统：汽机抽汽管路→各回热加热器（高加、低加、除氧器）→疏水管路→凝汽器8/30/2019杨金忠155、循环冷却水系统循环水泵→凝汽器→冷却塔→循环水泵6、燃料、燃烧系统输煤及燃料运送系统：运输→卸煤装置→煤场→碎煤机→皮带→原煤仓；制粉系统：原煤仓→给煤机→排粉机→磨煤机→（粗粉分离器→细粉分离器→煤粉仓→给粉机→）燃烧器→炉膛；8/30/2019杨金忠167、风烟系统与灰渣系统风烟系统：（风）吸风口消音器→冷风道→送风机→暖风器→空预器→热风道→排粉机→磨煤机→燃烧器→炉膛；（烟）炉膛→屏过→对流过热器→省煤器→空预器→除尘器→引风机→脱硫→烟囱→大气。灰渣系统：（炉渣）炉膛冷灰斗→除渣装置→灰渣泵→输灰管→渣仓→运渣车。（飞灰）除尘器→集灰斗→除灰装置→灰库→运灰车→灰加工厂。8/30/2019杨金忠17二、锅炉设备及组成1、锅炉容量与蒸汽参数锅炉容量：每小产生的蒸汽量（t/h）蒸汽参数：锅炉出口过热蒸汽压力和温度容量（t/h）蒸汽参数汽机功率(MW)炉型42013.8MPa(540/540)125煤粉炉67013.8MPa(540/540)200煤粉炉102516.8MPa(540/540)300煤粉炉114624.2MPa(566/566)350煤粉炉206026.25MPa(580/580)660煤粉炉8/30/2019杨金忠182、锅炉热效率与锅炉型号锅炉热效率：蒸汽在炉内吸热量占燃料发热量的百分比。电站锅炉一般在90%以上。锅炉型号：如HG670/13.7—540/540—7HG----哈尔滨锅炉厂；DG----东锅；SG---上锅；WG---武锅；BG---北锅锅炉分类（按水循环方式）：自然循环炉，强制循环炉等。8/30/2019杨金忠193、锅炉设备的组成锅炉本体：燃烧器、炉膛、烟道、汽包、下降管、水冷壁、过热器、再热器、省煤器及空气预热器等组成；辅助设备：送引风机、给煤机、磨煤机、排粉风机、除尘和脱硫、脱硝设备、烟囟等。8/30/2019杨金忠20三、汽轮机设备及组成1、汽轮机本体：静止部分：汽缸、隔板、喷嘴、轴承和轴封等；转动部分：叶片、叶轮和轴等；配汽机构：主蒸汽导管、自动主汽门、调节汽门等汽轮机的工作过程：蒸汽→喷嘴→冲动叶片转动2、调节保安油系统：调速器、油泵、油箱等3、凝汽及抽气设备：凝汽器、凝结水泵、抽气器、循环水泵和冷却塔等4、回热加热系统：高、低压加热器和除氧器等8/30/2019杨金忠215、汽轮机分类与型号汽轮机分类（按热力过程）：凝汽式N、背压式B、调整抽汽式CC、中间再热式汽轮机。汽轮机的型号：如N200-130/535/535N300-16.7/538/5388/30/2019杨金忠22四、发电机设备及组成1、发电机的分类与型号QFSN-300-2,Q由汽轮机拖动、F发电机、S定子线组水冷、N转子绕组氢冷、300额定容量300MW、2极对数为2组2、发电机的组成转子：有良好导磁性能的合金钢制成，绕组外接直流励磁电源，产生磁场；定子：由铁芯、绕组和外壳等组成，铁芯由环形硅钢片叠压而成；励磁机：向发电机转子绕组提供直流励磁电源；8/30/2019杨金忠23五、火电厂热力系统1、锅炉汽水系统：主给水管→给水操作台→省煤器→汽包→下降管→下联箱→水冷壁→汽包→过热器→锅炉主汽门（或集汽联箱）出口。2、主蒸汽系统及再热蒸汽系统：（主蒸汽）锅炉主汽门（或集汽联箱）→主蒸汽管→汽机自动主汽门之前；（再热蒸汽）汽机高压缸出口→再热器冷段管→再热器→再热器热段管→汽机中压缸进口。8/30/2019杨金忠243、主凝结水系统凝汽器→凝结水泵→轴封冷却器→低加→除氧器。5、主给水系统：除氧水箱下水管→低压给水管→给水泵→高压给水管→高加→主给水管。6、回热抽汽系统和加热器疏水系统：汽机抽汽管路→各回热加热器（高加、低加、除氧器）→疏水管路→疏水回收设备.8/30/2019杨金忠257、抽空气系统（低压加热器、凝结水泵）→凝汽器→抽真空设备和系统。8、循环冷却水系统循环水进水管→凝汽器→循环水出水管（汽机车间范围内）9、排污利用系统锅炉汽包→连续排污管→连续排污扩容器→（汽）除氧器下联箱→定排污管→→┕→（水）定期排污扩容器8/30/2019杨金忠26六、发电厂的主要经济技术指标1、汽轮发电机组的汽耗率d0：机组每发1KW.h的电所消耗的蒸汽量；200MW机组在3kg/kw.h左右。2、汽轮发电机组的热耗率q：机组每发1KW.h的电所消耗的蒸汽量；200MW机组在8400kJ/kw.h左右。3、发电厂总效率ŋPL：电厂发出的电能与所消耗的燃料总能量；200MW机组在34%左右8/30/2019杨金忠274、发电煤耗率：发电厂每发1KW.h的电所需的煤耗量；标准煤耗率：发电厂每发1KW.h的电所需的标准煤耗量；我国在300-420g标煤/(kw.h)；5、厂用电率：厂用电占总发电量的百分率，大约在5%--10%之内；6、供电标准煤耗率：扣除厂用电的标准煤耗率8/30/2019杨金忠28七、高效发电新技术1、超临界机组的优势：超临界机组发电效率比现有机组平均水平提高10%，节煤近25%，一台350MW超临界机组一年就可节约23万吨原煤。发展超临界机组不仅提高发电效率还对节约水源，减少污染有着重要意义。国外第一台超临界机组投运至今，已有近40年的历史，目前超临界机组最大单机容量为1300MW，在美国、日本及俄国，超临界机组占火电容量的50%以上。欧洲的超临界机组在技术上也有其独特性和先进性。我国超临界、超超临界机组发展较晚。我国于上世纪80年代后期开始从国外引进30万千瓦、60万千瓦亚临界机组，第一台超临界机组于1992年6月投产于上海石洞口二厂。在“超超临界燃煤发电技术”的研发和应用下，我国发电业及电站装备制造业的整体水平跃上了一个新台阶。8/30/2019杨金忠292、超临界机组发展简史世界第一台，1956年德国，88MW，34MPa,610/570/570℃。目前单机容量最大（美国）1300MW，26.5MPa,538/538℃，共有六台，第一台1969投产。目前参数最高的是（美国）325MW，34.6MPa,649/566/566℃，1960投产8/30/2019杨金忠303、超临界、超超临界机组的特点效率高超临界机组发电效率比现有机组平均水平提高10%，节煤近25%，一台350MW超临界机组一年就可节约23万吨原煤。发展超临界机组不仅提高发电效率还对节约水源，减少污染有着重要意义。可复合变压运行，调峰性能好；（1）在低负荷时效率高；（2）具有良好的启动性能；（3）具有良好的负荷适应性。蒸汽压力高，蒸汽比容小，汽轮机叶片短，加之级问压差大，因而超临界及超超临界参数更适于大容量机组。8/30/2019杨金忠314、热电联产发电技术热电联产是指火电机组在发电的同时，用抽汽或背压机组的排汽进行供热，用于工业或生活用汽用热。由于实现了热能的梯级利用，其总的能源利用率为80％～90％。热电联产比热电分产可节约能源30％左右。我国有50万台工业锅炉，年耗煤4亿吨，平均容量2．28吨／时，如果其供热量的一半由热电联产供给，则年可节煤1．2亿吨。热电联产的优点：一是降低能源消耗，二是提高空气质量，三是补充电源，四是节约城市用地，五是提高供热质量，六是便于综合利用，七是改善城市形象，八是减少安全事故。8/30/2019杨金忠32燃煤电厂8/30/2019杨金忠33谢谢大家！