火力发电厂生产过程-ppt课件

1、火力发电厂消费根本常识火力发电厂消费根本常识主要内容主要内容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， 125200MW，v亚临界：16.2MPa，540/540 ，300600MW，v超临界：24MPa，538/566 600800MW，v超超临界电厂： 28MPa以上v我国现正研制1000MW级的超临界机组2、火电厂消费过程表示图、火电厂消费过程表示图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、熄灭系统，包

2、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4、电厂汽水系统电厂根本汽水系统流程朗肯循环：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5、燃料、熄灭系统输煤及燃运系统：运输卸煤安装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别器细粉分别器煤粉仓给粉机熄灭器炉膛；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熄灭器炉膛； 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：炉渣炉膛冷灰斗除渣安装冲灰沟灰渣泵输灰管灰场。飞灰除尘器集灰斗除灰安装运灰车灰加工厂

3、。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 煤粉炉引 2019 16.8Pa(540/540 ) 600 煤粉炉 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。电站锅炉普通在90%以上。锅炉型号：如HG670/13.7540/5407HG-哈尔滨锅炉厂；DG-东锅；SG-上锅；WG

4、-武锅；BG-北锅锅炉分类按水循环方式：自然循环炉，强迫循环炉，复合循环炉等。3、锅炉设备的组成锅炉本体：熄灭器、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、调理阀等汽轮机的任务过程：蒸汽喷嘴激动叶片转动2、调理保安油系统：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5、汽轮

5、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 N300-16.7/538/5386、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；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

6、出口再热器冷段管再热器再热器热段管汽机中压缸进口 。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：除氧器及其相连的一切管路和附件平安门，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.表示图。300MW图 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 锅炉汽包延续排污管延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 10、 辅助

7、蒸汽系统及补充水系统 1辅助蒸汽联箱及其相衔接的管路和设备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11、锅炉熄灭系统分析 燃运系统： 制粉系统 ： 风烟系统 ： 灰渣系统 ： 五、发电厂的主要经济目的1、汽轮发电机组的汽耗率d0：机组每发1KW.h的电所耗费的蒸汽量；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的电所耗费的蒸汽量； 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耗费的燃料总能量； 200MW机组在34%左右4、发电煤耗率：发电厂每发1KW.h的电所需的煤耗量； 规范煤耗率：发电厂每发1KW

8、.h的电所需的规范煤耗量；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、供电规范煤耗率：扣除厂用电的规范煤耗率7、提高电厂热效率的措施：六、高效发电新技术继续提高超临界火电机组效率 干净煤技术 燃气蒸汽结合循环发电技术 燃煤磁流体发电技术 空冷发电技术 火电厂计算机控制技术6.1 开展超临界参数的大容量火电机组开展超临界参数的大容量火电机组 国外第一台超临界机组投运至今，已有近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年的历史，目前超临界机组最大单机容量为为1300MW，在美国、日本及俄国，超临

9、，在美国、日本及俄国，超临界机组占火电容量的界机组占火电容量的50%以上。欧洲的超以上。欧洲的超临界机组在技术上也有其独特性和先进性。临界机组在技术上也有其独特性和先进性。目前，国际上曾经投运了单机在目前，国际上曾经投运了单机在800MW以以上火电机组的国家主要有美国、日本、原上火电机组的国家主要有美国、日本、原苏联和德国等。苏联和德国等。 我国超临界机组现已投运或正在安装的有我国超临界机组现已投运或正在安装的有6 000 MW有有300MW、500MW及及600MW机组共机组共10台，都是进口设备，最大单机台，都是进口设备，最大单机容量为容量为800 MW。正在设计的超临界机组电。正在设计的

10、超临界机组电厂有厂有5 400 MW，最大单机容量为，最大单机容量为900 MW，也主要是进口设备，目前国内还不具备整也主要是进口设备，目前国内还不具备整套设计和制造超临界机组的才干。河南华套设计和制造超临界机组的才干。河南华能沁北电厂能沁北电厂2600MW工程作为国产超临界工程作为国产超临界机组示范电站，主机招标锅炉由东方锅炉机组示范电站，主机招标锅炉由东方锅炉厂中标，汽轮发电机组由哈尔滨动力集团厂中标，汽轮发电机组由哈尔滨动力集团中标；该工程于中标；该工程于2019年年8月开工，目前正在月开工，目前正在进展施工设计。进展施工设计。超临界机组开展简史u世界第一台，1956年德国，88MW，3

11、4MPa,u 610/570/570。u目前单机容量最大美国1300MW，26.5MPa,u 538/538，共有六台，第一台1969投产。u目前参数最高的是美国 325MW，34.6MPa,u 649/566/566， 1960投产国内部分投产及在建超临界机组情况表国内部分投产及在建超临界机组情况表 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，环保目的先进；v可复合变压运转，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具有良好的负荷顺应性。v蒸汽压力高，蒸汽比容小，汽轮机叶片短

12、，加之级问压差大，影响内效率，因此超临界及超超临界参数更适于大容量机组。 6.2 建立有大容量火电机组群的大电厂建立有大容量火电机组群的大电厂 v世界上2000 MW以上大型火电厂有82座，其中4000MW以上的5座，3001MW4000MW的24座25013000MW的24座，20002500删的有29座。世界最大的燃褐煤和燃烟煤的火电厂分别是波兰的贝尔哈托夫电厂和南非的肯达尔电厂，最大的燃气和燃油电厂分别是俄罗斯的苏尔古特第二火电厂和日本鹿岛火电厂，其装机容量分别为4320 MW4 116 MW，4800MW和4400 MW v我国目前最大的火力发电厂浙江北仑发电厂终于全面建成；该厂总装机

13、容量达300万千瓦 。v 共6台600MW机组6.3 燃气，蒸汽结合循环燃气，蒸汽结合循环Combined Cvcle，简称，简称CC或或GTCC v结合循环就是把在中低温区任务的蒸汽轮机的朗肯Rankine循环和在高温区任务的燃气轮机的布雷登Brayton循环的叠置，组成一个总能系统循环，由于它有很高的燃气初温12001500和蒸汽作功后很低的终温3040，实现了热能的梯级利用，使总的循环效率很高 。燃油或燃气的结合循环的主要优点 n热效率高，目前为50%55%，2000年以后盼望到达60%61%；n低污染，环保性能好；n运转灵敏，可日启停、调峰性能好 ；n单位容量投资较低，简单燃气轮机每千

14、瓦投资为l00300美圆kW，汽轮发电机组为6001000美圆kW，而结合循环发电机组为280530美圆kW；n规范的模块化设计，建立周期短，可分阶段建立，一年内即可发出6070额定负荷；占地少，仅为PCFGD发电厂占地的13； n节水，为同容量常规电站用水量的13；n我国大陆以煤为主要发电一次能源，目前结合循环机组容量仅占全国发电容量的15 。6.4 多联产发电技术多联产发电技术 6.4.1 热电联产热电联产 指的是火电机组在发电的同时，用抽汽或指的是火电机组在发电的同时，用抽汽或背压机组的排汽进展供热，由于实现了热能的背压机组的排汽进展供热，由于实现了热能的梯级利用，其总的能源利用率为梯级

15、利用，其总的能源利用率为8090。假设结合循环机组用于热电联产，即高作功才假设结合循环机组用于热电联产，即高作功才干的燃气干的燃气1000以上在燃气轮机中做功，以上在燃气轮机中做功，其排气在余热锅炉中产生中等作功才干的蒸汽其排气在余热锅炉中产生中等作功才干的蒸汽500以上，驱动汽轮机继续做功，其低以上，驱动汽轮机继续做功，其低作功才干的抽汽或排汽用于工业或生活用汽用作功才干的抽汽或排汽用于工业或生活用汽用热，构成结合循环热电联产图，其总的能热，构成结合循环热电联产图，其总的能源利用率可达源利用率可达8090实际极限为实际极限为93。热电联产比热电分产可节约能源。热电联产比热电分产可节约能源30

16、左左右。我国有右。我国有50万台工业锅炉，年耗煤万台工业锅炉，年耗煤4亿吨，亿吨，平均容量平均容量228吨时，假设其供热量的一半吨时，假设其供热量的一半由热电联产供应，那么年可节煤由热电联产供应，那么年可节煤12亿吨。亿吨。 6.4.2 热电冷三联产热电冷三联产v 热电冷三联产指锅炉产生的蒸汽在背压汽轮机热电冷三联产指锅炉产生的蒸汽在背压汽轮机或抽汽汽轮机发电，其排汽或抽汽，除满足各种或抽汽汽轮机发电，其排汽或抽汽，除满足各种热负荷外，还可做吸收式制冷机的任务蒸汽，消热负荷外，还可做吸收式制冷机的任务蒸汽，消费费68冷水用于空调或工艺冷却冷水用于空调或工艺冷却 .v热电冷三联产的优点：热电冷三

17、联产的优点：v1蒸汽不在降压或经减温减压后供热，而是蒸汽不在降压或经减温减压后供热，而是先发电，然后用抽汽或排汽满足供热、制冷的需先发电，然后用抽汽或排汽满足供热、制冷的需求，可提高能源利用率；求，可提高能源利用率；v2增大背压机负荷率，添加机组发电，减少增大背压机负荷率，添加机组发电，减少冷凝损失，降低煤耗；冷凝损失，降低煤耗；v3保证消费工艺，改善生活质量，减少从业保证消费工艺，改善生活质量，减少从业人员，提高劳动消费率；替代数量大、型式多的人员，提高劳动消费率；替代数量大、型式多的分散空调，改善环境景观，防止分散空调，改善环境景观，防止“热岛景象。热岛景象。 6.4.3 热、电、煤气三联

18、产热、电、煤气三联产v煤中挥发份和部分固定碳受热后气化，产生城市煤气供万人城镇民用，焦碳送CFBC锅炉中熄灭产生蒸汽，用于热电联产 。v 此外，在电厂中安装蓄热器回收排热或机组起停过程中排汽，可对热负荷移峰填谷；可添加尖峰发电力出力，提高能源利用率和机组稳定运转程度。v 还有一种双背压凝汽式汽轮发电机，是经过凝结水串联经过凝汽器的两个部分，构成两个不同的背压。由于改善了蒸汽热负荷的不均匀性，使其平均背压低于传统的单背压汽轮机的背压，可提高循环热效率。 6.5 燃气轮机高效热力循环燃气轮机高效热力循环 6.5.1 程式双流体热力循环回注蒸汽的燃气 轮机热力循环 指余热锅炉产生的过热蒸汽，与压气机

19、来的高温高压空气一同进入熄灭室，燃料熄灭产生的燃气和被加热到燃气初温的蒸汽，一同进入燃气轮机中作功，构成燃气、蒸汽在同一台燃机中膨胀作功的双流体热力循环。 该循环燃机功率增大，循环效率提高；对燃气叶片冷却效果好，没有蒸汽轮机系统，使系统简化；可降低NOx排放。 6.5.2 湿空气透平HAT循环蒸发-回热 式双流体循环 v指软化水经燃机排气加热后喷人压气机出口蒸发器中被高温高压空气蒸发，空气与水蒸汽混合物在回热器中被燃气排气加热后，供应熄灭室，产生的燃气、蒸汽混合物进入燃气轮机作功。 v由于燃机排气余热的充分利用，可大大提高循环效率；由于燃机工质流量添加，使机组功率也大大添加；由于没有了蒸汽轮机

20、，使系统大为简化，造价仅为余热锅炉型结合循环的50。假设把整体煤气化产生的煤气经净化后供熄灭室熄灭，就构成IGHAT循环，也大大简化系统，节约投资。 6-6 煤炭干净熄灭发电技术 v我国预测煤炭资源总量为5.059万亿吨，1500米深度内的煤炭总资源量为4万亿吨，经济可采储量为1145亿吨。在我国，己探明的一次能源储量折成规范煤中，煤炭占92。 v干净煤技术CCT-Clean Coal Techno1ogy，指的是在利用煤炭发扬一次能源最大作用的同时，污染环境的气、固、液态排放量最少；也可定义为减少污染、提高效率的煤炭开采加工、运输、转化、熄灭、污染控制、综合利用等技术的总称。它是以三E为目的

21、经济Economics，环境Enviroment，效率Efficieney，是先进、清洁的“绿色煤电。 6.1 煤炭清洁、高效利用方法分类 v熄灭前处置源处置指在开采到用户运用前这一阶段煤的处置方法 ；v熄灭中清洁利用过程处置主要指流化床熄灭技术FBC：Fluidized-bed Combustion；整体煤气化蒸汽燃气结合循环IGCC ： Integrated GasificationCombined Cycle；整体煤气化燃料电池IGFC：Integrated Gasification Fuel Cell、磁流体发电技术；炉内脱硫：炉内喷钙脱硫，喷钙加尾部增湿活化脱硫；炉内脱硝：低NOx熄

22、灭器、低温熄灭、整体分级熄灭、回气再循环、再熄灭技术等 ；v熄灭后清洁处置烟气净化 ；包括除尘、脱硫、脱硝、废水处置及零排放，废水资源化和干除渣、灰渣分除及综合利用。 6.2 流化床熄灭技术FBC 6.2.1 定义及分类 把8mm以下的煤粒和脱硫剂石灰石，参与熄灭室床层上，在经过布置在炉底的布风板送出的高速气流作用下，构成流态化翻腾的悬浮层，进展流化熄灭，同时完成脱硫，这种熄灭技术叫流化床熄灭技术。按熄灭室运转压力的不同，分为常压流化床AFBCAtmospheric Fluidized-bed Combustion和增压流化床PFBCPressurized FBC；按流化速度和床料流化形状不同

23、，二者又可分为鼓泡床BFBCBubbling FBC和循环流化床CFBC Cireulaiing FBC。 6.2.2 流化床熄灭方式的特点 v清洁熄灭，低污染排放，环保性能好 ;v燃料顺应性强，特别适宜于中、低硫煤 ;v熄灭效率高 ;v负荷顺应性好 ;v灰渣综合利用好 ;vPFBC还有构造紧凑、锅炉尺寸小的特点 .6.2.3 FBC技术的运用及开展情况 v 1921年弗里茨温克勤Fritz Wink1er建立了世界第一台小型流化床熄灭实验台，60年代中期，第一台FBC锅炉在美国投入运转 ;vBFBC的“世界之最为芬兰Rauba1anii热电站的295 MW机组，日本竹原电厂2号机350 MW

24、燃油炉正改为BFBC,届时将成为世界最大BFBC； vCFBC的最大机组为法国stein公司为法国Gardanne电站改造煤粉炉而制造的一台900 th配250 MW机组CFBC,2000年实现600MW的CFBC；v我国自60年代初开场研讨与运用FBC技术，目前国内FBC锅炉制造厂家有22家 ;v410 th CFBC装于四川内江高坝电厂，已于2019年投人消费；国家电力公司在内江正建立一座300 MW CFBC锅炉示范电站 。 2增压流化床 PFBCn进一步提高高温烟气除尘安装的除尘效率，减少燃机叶片磨损，如研制高效陶瓷过滤器；n 第二代PFB以2G-PFBC的开发 n燃气轮机，自动控制安

25、装及PFBC关键设备的国产化；n提高脱硫剂利用率，实现低CaS比下到达高脱硫效率的目的；脱硫、脱硝、床温及CaS间的最正确配合；n开发增压循环流化床PCFB的研讨，它运转费用低，适于高硫煤，可降低CaS；nPFBC大型化及CFBC-CC结合循环的研讨；n湿式给料机和干渣排出安装的开发，保证最正确粒度匹配，减少渗水量；保证在炉内压力下灰渣的延续稳定排除。 6.3 煤整体气化燃气蒸汽结合循环发电技术IGCC 6.3.1 发电原理 煤经过气化和净化后，固体燃料已转化成清洁气体燃料，以此驱动燃气轮机发电，再用排出的高温燃气进入锅炉，产生蒸汽带动汽轮机发电，构成燃气与蒸汽结合循环发电图。 6.3.2 I

26、GCC的特点1热效率高，其效率比煤粉炉高10以上，可达4050;2污染排放少，环保性能优良；脱硫率9899，NOx及CO2排 放减少； 3燃料顺应性强，同一电站设备可燃用多种燃料，对高硫煤有独特的顺应性 ;4容量可大型化，单位造价不断降低 ;5调峰性能好，起停机时间短 ; 6.3.3 IGCC开展概略 v1984年1月美国建成世界最早的商业验证电站一Cool Water电站，该电厂发电出力为120MW，耗资262亿美圆；v如今世界上已建、在建和拟建的IGCC电站近约30座，其中美国拥有15座，居世界之冠。最大的为美国的440MW机组，方案或可研中容量为德国900MW和前苏联1000MW机组。一

27、些开展中国家，如印度、中国也方案建立IGCC示范电站 ；v我国从1994年开场对IGCC示范工程进展预可行性研讨，国家电力公司拟在山东烟台电厂建立一座容量为300400MW的IGCC示范电站 .v 6-7 空冷发电技术空冷发电技术 v普通汽轮机的排汽进入凝汽器，由循环冷却水对排汽进展冷却，使其凝结成水。这种冷却方式需求大量循环水，一个1000MW大型火电厂每天用水量约500万吨，耗水量约10万吨，相当于一座中等城市的日用水量。在缺水和少水地域，这一水冷方式难以实现。 v它有直接空冷与间接空冷两种：所谓直接空冷是汽轮机排汽进入空冷散热器，用空气直接冷却排汽；间接冷却是用空气来冷却循环凝结水，再用

28、冷却后的循环凝结水与排汽直接接触冷凝排汽。v我国已能自行制造200MW间接空冷机组，并于1993年在内蒙古丰镇电厂投运4台。 6-8 核能发电核能发电 世界核电开展现状世界核电开展现状6.1.1蓬勃开展的世界核电：自从蓬勃开展的世界核电：自从1954年苏联年苏联第一座第一座5 MW实验性核电厂投入运转以来，实验性核电厂投入运转以来，核电在许多国家和地域已承当根本负荷，目核电在许多国家和地域已承当根本负荷，目前世界上前世界上30多个国家己运转核电机组多个国家己运转核电机组441座，座，总装机容量总装机容量3.6W亿亿KW，核电已占世界总发，核电已占世界总发电量的电量的20 。从已运转的核电站装机容量来看美国居首位，从已运转的核电站装机容量来看美国居首位，装机容量占全世界的四分之一，其次是法国、装机容量占全世界的四分之一，其次是法国、日本、德国和俄罗斯。从开展速度来看法国、日本、德国和俄罗斯。从开展速度来看法国、日本和韩国坚持着较高的开展速度，目前法日本和韩国坚持着较高的开展速度，目前法国核能发电量已占总发电量的国核能发电量已占总发电量的80%。 估计到估计到2030年，世界核电站总数将到达年，世界核电站总数将到达1000座，核发电量将占总发电量的三分之一座，核发电量将占总发电量的三分之一 ，可，可以预期在相当长一段时期内核电