火力发电厂生产过程-姚孟电厂

1、song1 火力发电厂生产过程火力发电厂生产过程 song2 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、火电厂热力系统四、火电厂热力系统 五、脱硫设备五、脱硫设备 六、变电站六、变电站 七、发电厂的主要技术经济指标七、发电厂的主要技术经济指标 八、发电厂的发展概况八、发电厂的发展概况 song3 1.火电厂的分类（按蒸汽参数）与容量 v中低压: 3.4MPa，435, 6122550MW， v高压： 9.8MPa， 540， 50100MW， v超高压:13.7MPa，535/535， 1

2、25200MW， v亚临界：16.2MPa，540/540 ，300600MW， v超临界：24MPa，566/566 600800MW， v超超临界电厂： 28MPa以上 song4 发电厂发电厂 （按能（按能 源种类源种类 分）分） 火力发电厂火力发电厂 水力发电厂 原子能发电厂 地热发电厂 风力发电厂 煤灰系统 风烟系统 水汽系统 凝汽式电厂 热电厂 song5 v主要是煤，还有石油、天然气。 一次能源（燃料）一次能源（燃料） 主要设备主要设备 v锅炉、汽轮机、发电机及各种辅机。 电能生产过程电能生产过程 v燃料在锅炉里燃烧使水变成蒸汽 推动汽轮机转子旋转带动发电机转 子旋转发电机产生电

3、能 v化学能热能机械能电能 song6 song7 2、火电厂生产过程示意图、火电厂生产过程示意图 song8 song9 集控室 song10 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）其它辅助热力系统 （4）电气系统 song11 4、电厂汽水系统 电厂基本汽水系统流程：给水锅炉过热蒸汽汽轮机 凝汽器给水泵给水送入锅炉。 锅炉 汽轮机 给水泵 发电机 凝汽器 song12 v由锅炉、汽轮机、凝汽器、除氧器、加热器等设备及 管道构成， v 汽水系统由锅炉、汽轮机

4、、凝汽器、加热器和给水泵 等组成，它包括汽水循环、化学水处理和冷却水系统 等。水在锅炉中被加热成蒸汽，经过过热器变成过热 蒸汽再通过主蒸汽管道进入汽轮机由于蒸汽不断膨胀， 高速流动的蒸汽冲动汽轮机的叶片转动从而带动发电 机发电。作功后的蒸汽温度和压力很低，被排入凝汽 器冷却，凝结成水经过加热和除氧又经给水泵打入高 加进入锅炉。 song13 v5 电气系统电气系统包括发电机、励磁装置、厂用电系统和升包括发电机、励磁装置、厂用电系统和升 压变电站等。压变电站等。 v发电机发出电能，经变压器升压后通过高压配电装发电机发出电能，经变压器升压后通过高压配电装 置和输电线路向外输送。有一部分厂内消耗。置

5、和输电线路向外输送。有一部分厂内消耗。 电气电气 设备有：发电机、主变压器、厂用变压器、高压配设备有：发电机、主变压器、厂用变压器、高压配 电装置和厂用配电装置等。电装置和厂用配电装置等。 v转子：转子：有良好导磁性能的合金钢制成，绕组外接直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；氢（水）内冷流励磁电源，产生磁场；氢（水）内冷 v定子：定子：由铁芯、绕组和外壳等组成，铁芯由环形硅由铁芯、绕组和外壳等组成，铁芯由环形硅 钢片叠压而成；水内冷钢片叠压而成；水内冷 v励磁机：励磁机：向发电机转子绕组提供直流励磁电源；向发电机转子绕组提供直流励磁电源； song14 song15

6、 song16 6、汽轮发电机与励磁机 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；氢（水）内 冷 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；水内冷 励磁机：向发电机转子绕组提供直流励磁电 源； song17 6、燃料、燃烧系统 输煤及燃运系统：运输卸煤装置煤场碎 煤机皮带原煤仓； 制粉系统：原煤仓给煤机磨煤机粗粉分 离器细粉分离器煤粉仓给粉机燃烧 器炉膛； song18 v燃料的化学能在锅炉燃烧中转变为热能，加热锅炉中的水使之变为蒸汽。燃料的化学能在锅炉燃烧中转变为热能，加热锅炉中的水使之变为蒸汽。 v燃烧系统由锅炉的燃烧部分、输煤部分和除灰部分组成

7、。锅炉的燃料燃烧系统由锅炉的燃烧部分、输煤部分和除灰部分组成。锅炉的燃料 煤，由皮带机输送到煤粉仓的煤斗内，经给煤机进入磨煤机磨成煤煤，由皮带机输送到煤粉仓的煤斗内，经给煤机进入磨煤机磨成煤 粉，风粉混合后经燃烧器进入炉膛燃烧，烟气经除尘器后排出，炉渣经粉，风粉混合后经燃烧器进入炉膛燃烧，烟气经除尘器后排出，炉渣经 碎渣机成为细灰排到储灰场。碎渣机成为细灰排到储灰场。 song19 风烟系统与灰渣系统 风烟系统：（风）吸风口冷风道送风机暖风 器空预器热风道磨煤机 粗分器细分器排粉机燃烧器炉膛； （烟）炉膛屏过对流过热器省煤器空预器 除尘器引风机烟囱大气。 （图） 灰渣系统：（炉渣）炉膛冷灰斗除

8、渣装置冲灰 沟灰渣泵输灰管灰场。 （飞灰）除尘器集灰斗除灰装置运灰车灰加 工厂。 song20 二、锅炉设备及组成 作用： 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 13.8Pa(540/540 ) 125 煤粉炉 670 13.8Pa(540/540 ) 200 煤粉炉 1025 16.8Pa(540/540 ) 300 煤粉炉 2008 16.8Pa(540/540 ) 600 煤粉炉 song21 锅炉的基本构成及工作过程 锅炉的基本构成 v锅炉的核心构成部分是“锅”和“炉

9、”。 v“锅”是容纳水和蒸汽的受压部件，包括锅筒 （也叫汽包）或锅壳、受热面、集箱（也叫 联箱）、管道等，组成完整的水汽系统， 其中进行着锅内过程水的加热和汽化、 水和蒸汽的流动、汽水分离等。 v“炉”是燃料燃烧的场所，即燃烧设备和燃烧 室（也叫炉膛），广义的“炉”是指燃料、烟 气这一侧的全部空间。 song22 受 热 面 锅 炉 传热过程 Q （火焰和烟气）（水、蒸汽或空气） song23 锅炉的工作过程 v燃烧过程：煤灰系统， 风烟系统。 v传热过程：就是高温烟 气所含的热量，通过钢 管、钢板等受热面传给 工质的过程。 v汽化过程：水汽系统， 如图1-22。 图1-22 水循环示意图 1

10、-上锅筒 2-上升管 3-炉 墙 4-下降管 5-下锅筒 song24 v水汽系统、煤灰系统和风烟系统是锅 炉的三大主要系统，这三大系统的工作也是 同时地、连续地进行的。 v通常将燃料和烟气这一侧所进行的过程（包 括燃烧、放热、排渣、气体流动等）总称为 “炉内过程”；把水、汽这一侧所进行的过 程（水和蒸汽流动、吸热、汽化、汽水分离、 热化学过程）总称为“锅内过程”。 song25 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；B

11、G-北锅 锅炉分类（按水循环方式）：自然循环炉，强制循环 炉，复合循环炉等。 song26 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、排粉机、除 尘和脱硫设备、烟囟等。（图） song27 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、调节阀等 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

12、和冷却塔等 4、回热加热系统：高、低压加热器和除氧器等 song28 song29 v汽轮机是以蒸汽为工质的旋转式机械，主要用作发 电原动机，也用来直接驱动各种泵、风机、压缩机 和船舶螺旋桨等。 song30 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 song31 四、发电厂热力系统 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

13、（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 。 song32 3、主凝结水系统 凝汽器凝结水泵轴封冷却器低加除氧器。 4、 除氧器系统：除氧器及其相连的所有管路和附件（安全 门，水位计 等）。 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.主蒸汽系统：吹动汽轮机旋转，带动发电机做功，是 发电厂主要的做功介质通过的系统。 v再热蒸汽系统：辅助主蒸汽系统做功，提高机组热效率。 v回

14、热抽汽系统：尽量减少进入凝汽器的无用能量，提高机组 热效率。示意图。（300MW图） song33 song34 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 下联箱定排污管 （水）定期排污扩容器 song35 10、 辅助蒸汽系统及补充水系统 （1）辅助蒸汽联箱及其相连接的管路和设备 （2）化学车间除盐水箱补水箱补水泵凝汽器（或除氧器或疏水箱） v除盐水系统流程：水库补水泵锅炉补给水预处理装置（清水清 水泵）锅炉补给水除盐系统（阳

15、床除碳器阴床混床除盐水 箱） 除盐水泵凝结水箱凝结水输送泵凝汽器 v除盐水水质指标：硬度 0umol/l sio220ug/1 v凝结水精处理系统：凝泵（过滤器混床）低加系统，精处理有 缺陷走旁路。 v经处理后的凝结水，在混床出水母管上加氨以提高PH值，并在除氧 后的给水母管低压侧加联氨以除去残留氧，达到防止热力系统设备腐 蚀的目的。 v凝结水水质指标：硬度 0umol/l sio250ug/1 Na +10ug/1 Fe100ug/1 O230ug/1 song36 脱硫部分简介 v我国是一个以煤炭为主要能源的国家，煤在一次能 源中占75，其中84以上是通过燃烧方法利用的。 煤燃烧释放出来的

16、含二氧化硫（SO2）废气会形成 酸雨危害环境。早期电厂锅炉排烟不受限制，随着 国家对环保越来越重视，要求新建电厂必须同步安 装脱硫装置，老电厂限期安装脱离装置，在规定时 机内达不到要求必须停产整改。现我厂#1、2、#3、 4、5、6机组脱硫系统已经投运。 song37 烟气脱硫的目的 煤燃烧时，大部分的硫分转为SO2，少量的进 一步氧化为SO3。 S (fuel) + O2 SO2 SO2 + O2 SO3 高浓度的SO2会引起呼吸道疾病，恶化人的心 血管，其在环境中的存在会导致酸雨，造成湖泊、 河海的酸化，对植被、农作物的生长和建筑物都有 损害。因此，控制火力发电厂设备的SO2排放以保 护环

17、境，必将在世界范围内的电力生产发展中得到 进一步的重视。 song38 原理 v我公司#1-6机组脱硫系统采用石灰石石膏湿法烟 气脱硫技术，设备配置为一炉一塔。该工艺适用于 任何含硫量的煤种的烟气脱硫，脱硫效率可达到95 以上。石灰石石膏湿法脱硫工艺脱硫过程的主 要化学反应为：在脱硫吸收塔内烟气中的SO2首先 被浆液中的水吸收与浆液中的CaCO3反应生成 CaSO3，CaSO3被鼓入的空气中的O2氧化生成 CaSO4，CaSO4在吸收塔浆池中结晶生成石膏 CaSO4.2H2O 。 song39 主要系统 v烟气系统 v吸收塔系统 v吸收剂制备系统 v石膏脱水系统 v工艺水、工业水、废水排放系统

18、。 v事故浆液罐及地坑系统 v热工控制系统和电气系统 song40 FGD系统的工艺流程 吸收塔 工艺水 石膏旋流站 净烟气 原烟气 氧化空气 真空皮带脱水机 石膏 吸收剂制备系统 吸收剂 废水处理 吸收剂贮箱 吸收塔 扰动泵 吸收塔循环泵 song41 FGD系统的工艺流程 song42 烟气系统烟气系统 v电除尘吸风机原烟道增压风机GGH 吸收塔(洗涤区喷淋区除雾器) 净烟 道烟囱 song43 吸收塔系统吸收塔系统 v石灰石浆液泵吸收塔循环泵喷淋盘吸 收塔循环池石膏浆液排出泵。 song44 吸收剂制备系统吸收剂制备系统 v石灰石仓一级再循环箱（泵）一级旋流 器二级再循环箱（泵）二级旋流

19、器石 灰石浆液箱（泵）。 song45 石膏脱水系统石膏脱水系统 v石膏浆液排出泵石膏浆液旋流器旋流器 底流进入真空皮带机脱水分离出的水石 膏溢流浆液箱石膏溢流浆液泵吸收塔 / 真空皮带机脱水后的石膏直接落入石膏仓 底部卸料装置外运。 song46 工艺水、工业水系统及废水排放工艺水、工业水系统及废水排放 v工艺水箱工艺水泵吸收塔补充用水（除 雾器冲洗水）及各设备的冲洗 、灌注、密封 和冷却等。 v工业水箱工业水泵真空皮带脱水系统。 v脱水系统产生的废水从废水箱经排放管道送 至冲灰系统中和 song47 事故浆液罐及地坑系统事故浆液罐及地坑系统 v事故浆液罐在吸收塔大修或故障原因需排空 浆液时

20、：吸收塔内浆液-石膏浆液排出泵事 故浆液罐；吸收塔系统启动前：事故浆液罐 内浆液事故浆液泵吸收塔。 v吸收塔区地坑系统：地坑泵吸收塔或事故 浆液罐。 v工艺楼区地坑系统：地坑泵石灰石浆液箱 或石膏溢流浆液箱。 song48 变电站部分简介 v姚电公司变电站包括220KV和500KV两部分， 220KV变电站始建于1973年，1974年底初步建成， 1975年初正式受电；500KV变电站于1979年11月破 土动工，1981年11月具备带电条件，于11月16日由 #1发电机变压器组经联络变压器给500KV系统作 零起升压试验并一次成功， 12月14日进入系统继电 保护及安全自动装置的全面调试，1

21、2月21日20时起 平武工程全线正式投入带负荷运行，从此我国第一 条500KV超高压输电线路投运。 song49 song50 song51 220KV变电站系统 v220KV系统为双母带旁路的接线方式，采用 专用的母联和旁路断路器，现有六回出线、 一个备用间隔和两台发电机变压器组进线， 两台高压厂用变压器。 song52 500KV变电站系统 v500KV变电站为3/2（一个半开关）接线方式， 正常运行方式为双母线及每串三台断路器均 运行，当任意一台断路器停下检修时不影响 进线及出线运行，现运行五串，第一串为#3 机组进线，姚邵线；第二串为姚联变，姚白 线；第三串为#4机组进线，姚郑线；第四

22、串 为#5机；第六串为#6机。 song53 220KV变电站接线特点 v优点：供电可靠、运行灵活方便。 v缺点：投资较大，经济性差；用旁路开关带 线路时操作复杂，增加了误操作的机会；同 时由于加装了旁路开关，使相应的保护及自 动化系统复杂。 song54 500KV3/2接线特点 v优点，具有较高的供电可靠性及运行灵活性； 任一母线故障或检修，均不至停电，甚至于 两组母线同时故障的极端情况下，线路仍可 以运行。 v缺点，使用设备较多，特别是断路器和电流 互感器，投资较大；二次控制接线和继电保 护较为复杂。 song55 开关 v500KV及220KV变电站全部采用SF6断路器， 分别由法国M

23、G公司、ABB公司及平顶山高压 开关厂生产。 song56 song57 五、发电厂的几个经济指标 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 song58 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1KW.h的电所需的 标准煤耗量；我国在300-420g标煤/(kw.h)； 5、

24、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 song59 六、发电厂的发展概况 6.1火电：亚临界-超临界-超超临界过程，是按水蒸汽特性， 临界压力为22Mpa（当22Mpa时，水加热成蒸汽的过程 中无湿蒸汽状态），因此，将24-24.2 Mpa称为超临界,常 用温度为565,将30-31 Mpa称为超超临界,常用温度为 600。而亚临界汽轮机压力为16.7 Mpa,常用温度为 540。与超超临界机组有关的主要运行数据：我国目前 运行的发电厂，平均发电效率在35以下，单电煤耗为 380克标准煤以上；我国设计生产的亚临界机组的发电

25、效 率在38左右，单电煤耗约350克标准煤；我国引进的超 临界机组的发电效率在41左右，单电煤耗约310克标准 煤；以三菱、日立为代表的日本超超临界机组发电效率在 48左右，单电煤耗约265克标准煤。如果采用超超临界 技术发电，和我国现在运行的机组效率相比，每度电至少 可以节煤50克，按现在的装机容量，每年可节煤两亿吨。 song60 超临界、超超临界机组的特点 v机组热效率高(与同容量亚临界火电机组比较， 超临界机组可提高效率2-2.5%，超超临界机组 可提高效率约5%)，可靠性好，环保指标先进； v可复合变压运行，调峰性能好；（1）在低负伤 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，影响内效率，因而超临界及超超临 界参数更适于大容量机组。 song61 “十一五”(2006年至2010年)前4年，中国累计 淘汰小火电机组6000万千瓦、淘汰落后炼铁 产能8712万吨、炼钢产能6038万吨、水泥产 能2.14亿吨，实现了约1.1亿吨标煤的节能量。 在小火电方面，今年7月份，中国就已完成