火力发电厂培训资料火力发电厂生产基本过程

1、单击此处编辑母版标题样式单击此处编辑母版文本样式第二级第三级第四级第五级远光软件股份有限公司2008年11月4日单击此处编辑母版标题样式单击此处编辑母版文本样式第二级第三级第四级第五级20单击此处编辑母版标题样式单击此处编辑母版文本样式第二级第三级第四级第五级单击此处编辑母版标题样式单击此处编辑母版文本样式第二级第三级第四级第五级*song*谢谢各位!远光软件股份有限公司2008年11月4日1火力发电厂生产根本过程2第一局部火力发电厂生产概述3一、发电厂按能源的分类：火力发电厂 太阳能发电厂水力发电厂 秸秆发电厂风力发电厂 潮汐发电原子能发电厂 地热电站垃圾电站4火电厂：以煤、石油或天然气作为

2、燃料的发电厂统称为火电厂。 1、火电厂的分类1按燃料分类：燃煤发电厂，即以煤作为燃料的发电厂；燃油发电厂，即以石油实际是提取汽油、煤油、柴油后的渣油为燃料的发电厂；辛电电厂燃气发电厂，即以天然气、煤气等可燃气体为燃料的发电厂；余热发电厂，即用工业企业的各种余热进行发电的发电厂。此外还有利用垃圾及工业废料作燃料的发电厂。52按发电厂总装机容量的多少分类：小容量发电厂，其装机总容量在100MW以下的发电厂；中容量发电厂，其装机总容量在100250MW范围内的发电厂；大中容量发电厂，其装机总容量在250600MW范围内的发电厂；大容量发电厂，其装机总容量在6001000MW范围内的发电厂；特大容量发

3、电厂，其装机容量在1000MW及以上的发电厂。63按蒸汽压力和温度分类：中低压发电厂，其蒸汽压力在3.92MPa、温度为450的发电厂，单机功率小于25MW；地方热电厂。高压发电厂，其蒸汽压力一般为9.9MPa、温度为540的发电厂，单机功率小于100MW；超高压发电厂，其蒸汽压力一般为13.83MPa、温度为540540的发电厂，单机功率小于200MW；亚临界压力发电厂，其蒸汽压力一般为16.77MPa、温度为540540的发电厂，单机功率为30OMW直至1O00MW不等；超临界压力发电厂，其蒸汽压力大于22.llMPa、温度为550550的发电厂，机组功率为600MW及以上。超超临界电厂：

4、 28MPa以上我国现正研制1000MW级的超临界机组72、火电厂的生产流程及特点火电厂的种类虽很多，但从能量转换的观点分析，其生产过程却是根本相同的，概括地说是把燃料煤中含有的化学能转变为电能的过程。整个生产过程可分为三个阶段：燃料的化学能在锅炉中转变为热能，加热锅炉中的水使之变为蒸汽，称为燃烧系统；锅炉产生的蒸汽进入汽轮机，推动汽轮机旋转，将热能转变为机械能，称为汽水系统；由汽轮机旋转的机械能带动发电机发电，把机械能变为电能，称为电气系统。8能量转变 化学能 热能 电能 机械能锅炉设备汽轮机设备发电机设备燃料其根本生产流程为：9与水电厂和其他类型的电厂相比，火电厂有如下特点：1火电厂布局灵

5、活，装机容量的大小可按需要决定。2火电厂建造工期短，一般为水电厂的一半甚至更短。一次性建造投资少，仅为水电厂的一半左右。3火电厂耗煤量大，目前发电用煤约占全国煤碳总产量的25左右，加上运煤费用和大量用水，其生产本钱比水力发电要高出34倍。4火电厂动力设备繁多，发电机组控制操作复杂，厂用电量和运行人员都多于水电厂，运行费用高。5汽轮机开、停机过程时间长，耗资大，不宜作为调峰电源用。6火电厂对空气和环境的污染大。10111213143、火电厂的系统构成常规火力发电厂的根本组成输煤系统接受燃煤并向锅炉输送；热力系统煤制成合格的细粒度在锅炉燃烧，并将合格的炉水烧成合格的蒸汽，推动汽轮机带动发电机发电；

6、由锅炉、汽轮机、凝汽器、水泵、加热器及其管路组成；电气系统将发出的电能升压以便远距离输送给用户，并提供可靠的厂用电；除灰系统将煤燃烧后的灰、渣运出、堆放的系统；补水系统。在汽水循环过程中总难免有汽、水泄漏等损失，为维持汽水循环的正常进行，必须不断地向系统补充经过化学处理的除盐水，这些补给水一般补入除氧器或凝汽器中，即是补水系统。化学水处理系统向热力系统提供并不断补充满足要求的热力系统循用工质除盐水的系统；15供水系统向热力系统凝汽器提供冷却用循环水的系统；冷却水循环水系统。为了将汽轮机中作功后排入凝汽器中的乏汽冷凝成水，需由循环水泵从凉水塔抽取大量的冷却水送入凝汽器，冷却水吸收乏汽的热量后再回

7、到凉水塔冷却，冷却水是循环使用的。这就是冷却水或循环水系统。热工仪表及自动控制系统；除尘、脱硫、脱销系统。附属生产系统：16第二局部 主设备简介17一、锅炉设备及系统的组成锅炉本体：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、一次风机排粉机、除尘和脱硫、脱销脱氮设备、烟囟等。18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别离器细粉别离器煤粉仓给粉机燃烧器炉膛；1920目前我国新建电厂以300MW及以上机组为主。300MW机组的锅炉蒸发量为10O0th亚临界压力，采用

8、强制循环或自然循环的汽包炉；600MW机组的锅炉为200Oth的汽包直流锅炉。在锅炉的四壁上，均匀分布着4支或8支喷燃器，将煤粉或燃油、天然气喷入炉膛，火焰呈旋转状燃烧上升，又称为悬浮燃烧炉。在炉的顶端，有贮水、贮汽的汽包，内有汽水别离装置，炉膛内壁有彼此紧密排列的水冷壁管，炉膛内的高温火焰将水冷壁管内的水加热成汽水混合物上升进入汽包，而炉外下降管那么将汽包中的低温水靠自重下降至下连箱与炉内水冷壁管接通，靠炉外冷水下降而炉内水冷壁管中热水自然上升的锅炉叫自然循环汽包炉，而当压力高到16.6617.64MPa时，水、汽重度差变小，必须在循环回路中加装循环泵，即称为强制循环锅炉。当压力超过1862

9、MPa时，应采用直流锅炉。21二、汽水系统火电厂的汽水系统由锅炉、汽轮机、凝汽器、除氧器、加热器等设备及管道构成，包括凝给水系统、给水系统、再热系统、回热系统、冷却水循环水系统和补水系统，如以下图所示。2223二。汽机设备汽轮机是火力发电厂三大主要设备之一。它是以蒸汽为工质，将热能转变为机械能的高速旋转式原动机。它为发电机的能量转换提供机械能。2425汽轮机外观结构26汽轮机转子结构27 一、汽轮机的工作原理 由锅炉来的蒸汽通过汽轮机时，分别在喷嘴静叶片和动叶片中进行能量转换。根据蒸汽在动、静叶片中做功原理不同，汽轮机可分为冲动式和反动式两种。 冲动式汽轮机工作原理如下图。具有一定压力和温度的

10、蒸汽首先在固定不动的喷嘴中膨胀加速，使蒸汽压力和温度降低，局部热能变为动能。从喷嘴喷出的高速汽流以一定的方向进入装在叶轮上的动叶片流道，在动叶片流道中改变速度，产生作用力，推动叶轮和轴转动，使蒸汽的动能转变为轴的机械能。 在反动式汽轮机中，蒸汽流过喷嘴和动叶片时，蒸汽不仅在喷嘴中膨胀加速，而且在动叶片中也要继续膨胀，使蒸汽在动叶片流道中的流速提高。当由动叶片流道出口喷出时，蒸汽便给动叶片一个反动力。动叶片同时受到喷嘴出口汽流的冲动力和自身出口汽流的反动力。在这两个力的作用下，动叶片带动叶轮和轮高速旋转，这就是反动式汽轮机的工作原理。28冲动式汽轮机工作原理l一大轴；2一叶轮；3一动叶片；4一喷

11、嘴汽轮机工作原理29二、汽轮机设备的组成 汽轮机设备包括汽轮机本体、调速保护及油系统、辅助设备和热力系统等。 1汽轮机本体 汽轮机本体由静止和转动两大局部构成。前者又称“静子，包括汽缸、隔板、喷嘴、汽封和轴承等部件；后者又称“转子，包括轴、叶轮和动叶片等部件。 2调速保护及油系统 汽轮机的调速保护及油系统包括调速器、油泵、调速传动机构、调速汽门、平安保护装置和冷油器等部件。 3辅助设备 汽轮机的辅助设备有凝汽器、抽汽器、除氧器、加热器和凝结水泵等。 4热力系统 汽轮机的热力系统包括主蒸汽系统、给水除氧系统、抽汽回热系统和凝汽系统等。 汽轮机30汽轮机的分类 1按工作原理分类 如前所述，按工作原

12、理不同，汽轮机可分为冲动式和反动式两种。 2按热力过程特性分类 按照热力过程特性的不同，汽轮机可分为下面四种： 1凝汽式汽轮机。其特点是在汽轮机中做功后的排汽，在低于大气压力的真空状态下进入凝汽器凝结成水。 2背压式汽轮机。其特点是在排汽压力高于大气压力的情况下，将排汽供给热用户。 3中间再热式汽轮机。其特点是在汽轮机高压局部做功后蒸汽全部抽出，送到锅炉再热器中加热，然后回到汽轮机中压局部继续做功。 4调整抽汽式汽轮机。其特点是从汽轮机的某级抽出局部具有一定压力的蒸汽供热用户使用，排汽仍进入凝汽器。31 3按主蒸汽参数分类 进人汽轮机的蒸汽参数是指蒸汽压力和温度。按不同压力等级可分为： 1低压

13、汽轮机。主蒸汽压力小于1.47MPa； 2中压汽轮机。主蒸汽压力为 l.963.92MPa； 3高压汽轮机。主蒸汽压力为 5.889.8MPa； 4超高压汽轮机。主蒸汽压力为11.7713.93MPa； 5亚临界压力汽轮机。主蒸汽压力为15.6917.65MPa； 6超临界压力汽轮机。主蒸汽压力大于22.15MPa； 此外，按用途分类有电厂汽轮机、工业汽轮机、船用汽轮机；按汽流方向分类有轴流式、辐流式、周流式汽轮机；按汽缸数目分类有单缸、双缸和多缸汽轮机；按机组转轴数目分类有单铀和双轴汽轮机等。32 三、电气设备 发电厂的电气系统，包括发电机、励磁装置、厂用电系统和升压变电所等，如图4所示。发

14、电机的机端电压和电流随着容量的不同而各不相同，一般额定电压在1020kV之间，而额定电流可达2OkA。发电机发出的电能，其中一小局部约占发电机容量的48，由厂用变压器降低电压一般为63kV和400V两个电压等级后，经厂用配电装置由电缆供给水泵、送风机、磨煤机等各种辅机和电厂照明等设备用电，称为厂用电或自用电。其余大局部电能，由主变压器升压后，经高压配电装置、输电线路送入电网。3334发电机 发电机是电厂的主要设备之一，它同锅炉和汽轮时机称为火力发电厂的三大主机。目前，在电力系统中，几乎所有的发电机：汽轮发电机、水轮发电机、核发电机、燃汽轮发电机及太阳能发电机等都属同步发电机。尽管其容量大小、原

15、动机类型、构造形式、冷却方式等各有差异，但其工作原理是相同的。35一、同步发电机的根本构造和工作原理同步发电机是利用电磁感应原理将机械能转换成电能的设备，其工作原理如下图。由图可见，同步发电机可分为定子和转子两大局部，定子局部主要由定子铁芯和绕组组成，分为A、B、C三相，均匀的分布在定于槽中；转子局部由转子铁芯和绕组组成，绕组通以直流电，建立发电机的磁场。当转子由原动机如汽轮机带动旋转时，产生一旋转磁场，定子绕组导线切割了转子磁场的磁力线，就在定子绕组上感应出电动势，当定于绕组接通用电设备时，定于绕组中即产生三相电流，发出电能。36同步发电机的工作原理3738电力变压器 电力变压器是电力系统中

16、输配电能的主要设备。电力变压器利用电磁感应原理，可以把一种电压等级的交流电能方便地变换成同频率的另一种电压等级的交流电能。经输配电线路将发电厂和变电所的变压器连接在一起，便构成了工农业生产的主能源网络电力网。39、变压器的根本原理变压器是根据电磁感应原理工作的，图所示为变压器根本原理示意图。由图可见，变压器由两个互相绝缘且匝数不等的绕组，套在由良好导磁材料制成的同一个铁芯上，其中一个绕组接交流电源，称为一次绕组；另一个绕组接负荷，称为二次绕组。当一次绕经中有交流电流流过时，那么在铁芯中产生交变磁通，其频率与电源电压的频率相同；铁芯中的磁通同时交链一、二次绕组，由电磁感应定律可知，一、二次绕组中

17、分别感应出与匝数成正比的电动势，其二次绕组内感应的电动势，向负荷输出电能，实现了电压的变换和电能的传递。可见，变压器是利用一、二次绕组匝数的变化实现变压的。40变压器根本原理示意图41分散控制系统一、概述：分散控制系统 Distributed Control System，简称 DCS 广泛应用于流程工业如电力、化工等过程控制。从90年代开始，我国火力发电厂的控制系统更是以分散控制系统为主。火电厂属于流程工业，自动控制的任务相当复杂艰巨，除了对锅炉、汽轮机、发电机进行控制外，还要对许多辅助设备，如除氧器、凝汽器、化学水处理设备等进行控制。控制的任务就是要保证电厂生产的产品电能满足一定的数量和质

18、量要求，同时保证生产过程的平安性和经济性。为到达这一目的，要求完成自动检测、自动控制、顺序控制、自动保护等不同功能，即由这四局部构成电厂生产过程自动化的全部内容。DCS可以完成电厂生产过程自动化的全部功能。DCS的采用使发电厂的控制具有高度的可靠性和灵活性，可以为高水平的自动化提供有力的技术手段，加快了我国电厂自动化的步伐并缩小了与先进工业国家的差距。42该系统特点表达如下：积木式标准硬件结构，面向问题的语言分布式处理单元DPU采用冗余配置，能独立完成各种控制功能，控制功能分散，危险分散，系统可靠性高。通过1：1冗余的数据通信网络Data Highway)实现分布式实时数据库，在提高可靠性的根

19、底上实现信息集中管理。各操作员站、工程师站等高层人机接口采用了SUN工作站，软件功能丰富，操作界面友好。采用开放型的Ethernet信息网络Information Highway)，便于实现流程工业的综合自动化CIPS)。故障诊断与控制系统集成，自诊断能力强，可以确定故障位置。43 输煤系统任务输煤设备 完成燃煤接卸、存储、运输，为锅炉提供及时、符合质量要求的燃煤。44 输煤系统的流程45 第二节 储煤场46FE型电袋复合式除尘烟气净化流程袋除尘区电除尘区含尘烟气已荷电烟气净化后烟气471、整体式结构可充分发挥电场除尘与荷电作用。型电袋复合式除尘技术特点整体式结构符合电袋技术原理规律并产生良好

20、成效。结构简单、紧凑，占地面积小。经过长且运行可靠，便于维护。48第四局部 发电厂的技术经济指标49一、技术经济指标 发电厂的技术经济指标是反映火力发电厂运行技术经济性能的数据。主要指发电厂热-电转换效率有关的发电机组或全厂的运行指标。主要介绍以下几种。 1电厂热效率e。发电厂的热效率e, 为发电量(kWh)折成热量与耗用热量HRe之比, 即 HRe为发电热耗率，即发1kwh电所消耗的热量kJ；HRe29.308b。(kJkwh)； b。为发电煤耗率，为发1kwh电所消耗的标准煤量B0，即 (g/kw.h),W。为发电量。 燃煤火电厂的热效率是很低的，一般电厂为3O以内；在现代发电厂中，由于采用30OMW或60OMW的大容量发电机组，改进了燃烧技术，提高了蒸汽参数，并采用中间再热等措施，电厂最高热效率已达40以上。以供热为主兼供电能的热电厂甚至高达6O 。502煤耗率煤耗率一般指供电煤耗率bngkwh，为对外供电1kwh所消耗的标准煤量g即： g/k