300MW及超临界火力发电厂生产流程及原理

1、5/8/2021300MW及超临界火力发电厂生产 流程及原理 1 火力发电厂基础知识火力发电厂基础知识 2014.1 5/8/2021300MW及超临界火力发电厂生产 流程及原理 2 主要内容主要内容 一、火力发电厂生产概述一、火力发电厂生产概述 二、锅炉设备及组成二、锅炉设备及组成 三、汽轮机设备及组成三、汽轮机设备及组成 四、发电机设备及组成四、发电机设备及组成 五、火电厂热力系统五、火电厂热力系统 六、发电厂的主要技术经济指标六、发电厂的主要技术经济指标 七、高效火力发电新技术七、高效火力发电新技术 5/8/2021300MW及超临界火力发电厂生产 流程及原理 3 1、什么叫火力发电厂

2、v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。 v能量转换过程：化学能热能机械能电 能 5/8/2021300MW及超临界火力发电厂生产 流程及原理 4 1.火电厂的分类（按蒸压力） v低压：小于2.45MPa v中压: 2.94- 4.90MPa v高压： 7.84-10.8MPa v超高压:11.8-14.7MPa v亚临界：15.7-19.6MPa v超临界：21.1MPa以上 v超超临界

3、电厂： 25MPa以上 5/8/2021300MW及超临界火力发电厂生产 流程及原理 5 2、火电厂生产过程示意图、火电厂生产过程示意图 5/8/2021300MW及超临界火力发电厂生产 流程及原理 6 火力发电厂的主要设备 v火电厂主要设备有：锅炉、汽轮机、发电机和其 他配套系统 v锅炉：风机、预热器、磨煤机、捞渣机等 v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 v发电机：变压器、发电机冷却装置、励磁系统等 v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 5/8/2021300MW及超临界火力发电厂生产 流程及原理 7 汽轮机定义 v是

4、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 。 v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。 v锅炉定义 v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 。 v发电机定义 v是将机械能转变成电能的电机 。 5/8/2021300MW及超临界火力发电厂生产 流程及原理 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、全悬吊结构型锅炉 发电机为

5、：三相同步发电机、静态可控硅励磁 系统 5/8/2021300MW及超临界火力发电厂生产 流程及原理 9 3、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 5/8/2021300MW及超临界火力发电厂生产 流程及原理 10 (1) 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 5/8/2021300MW及超临界火

6、力发电厂生产 流程及原理 11 包括输煤、磨煤、锅炉与燃烧、风烟系统、灰渣系统等环节。 5/8/2021300MW及超临界火力发电厂生产 流程及原理 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 5/8/2021300MW及超临界火力发电厂生产 流程及原理 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 。 5/8/202

7、1300MW及超临界火力发电厂生产 流程及原理 14 2、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 5/8/2021300MW及超临界火力发电厂生产 流程及原理 15 5、 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； 5/8/2021300

8、MW及超临界火力发电厂生产 流程及原理 16 7、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。 5/8/2021300MW及超临界火力发电厂生产 流程及原理 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 420 13.8M

9、Pa(540/540 ) 125 煤粉炉 670 13.8MPa(540/540 ) 200 煤粉炉 1025 16.8MPa(540/540 ) 300 煤粉炉 1146 24.2MPa(566/566) 350 煤粉炉 2060 26.25MPa(580/580) 660 煤粉炉 5/8/2021300MW及超临界火力发电厂生产 流程及原理 18 2、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HG670/13.7540/5407 HG-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

10、式）：自然循环炉，强制循环 炉等。 5/8/2021300MW及超临界火力发电厂生产 流程及原理 19 3、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。 5/8/2021300MW及超临界火力发电厂生产 流程及原理 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、

11、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 5/8/2021300MW及超临界火力发电厂生产 流程及原理 21 5、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N200-130/535/535 N300-16.7/538/538 5/8/2021300MW及超临界火力发电厂生产 流程及原理 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

12、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； 5/8/2021300MW及超临界火力发电厂生产 流程及原理 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 。

13、5/8/2021300MW及超临界火力发电厂生产 流程及原理 24 3、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. 5/8/2021300MW及超临界火力发电厂生产 流程及原理 25 7、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

14、污管 （水）定期排污扩容器 5/8/2021300MW及超临界火力发电厂生产 流程及原理 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PL：电厂发出的电能与所消 耗的燃料总能量； 200MW机组在34%左右 5/8/2021300MW及超临界火力发电厂生产 流程及原理 27 4、发电煤耗率：发电厂每发1KW.h的电所需 的煤耗量； v 标准煤耗率：发电厂每发1

15、KW.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 5/8/2021300MW及超临界火力发电厂生产 流程及原理 28 七、高效发电新技术 1 、超临界机组的优势：、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130

16、0MW，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。 5/8/2021300MW及超临界火力发电厂生产 流程及原理 29 3、超临界、超超临界机组的特点 v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。 v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。 v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。 5/8/2021300MW及超临界火力发电厂生产 流程及原理 30 4、 热电联产发电技术热电联产发电技术 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