电厂热动力课件1-概述

1、电厂热动力电厂热动力材料与冶金学院材料与冶金学院 梁儒全梁儒全电话：电话：159400663812022-7-82第一章第一章 绪论绪论n一一.热能利用及其在电力工业中的地位与热能利用及其在电力工业中的地位与 作用作用n二二.我国电力工业的发展概貌我国电力工业的发展概貌n三三.现代汽轮机发电机的组成及其生产过现代汽轮机发电机的组成及其生产过 程程n四四.本课程主要讲解内容及要求本课程主要讲解内容及要求n五五.主要参考书目主要参考书目2022-7-83第一节第一节 热能利用及其在电力工业中的地位与热能利用及其在电力工业中的地位与作用作用n自然界中蕴藏着丰富的能量，风力、水自然界中蕴藏着丰富的能量

2、，风力、水 力、燃料化学能、太阳能以及原子核能力、燃料化学能、太阳能以及原子核能等等n按照物质运动形式按照物质运动形式： 机械能、热能、电能、化学能、辐射能机械能、热能、电能、化学能、辐射能等等n机械能机械能：物体做机械运动时具有的宏观：物体做机械运动时具有的宏观能量（动能及势能）能量（动能及势能）返回2022-7-84第一节第一节 热能利用及其在电力工业中的地位热能利用及其在电力工业中的地位与作用与作用n热能热能：组成物质的所有微粒作各种不规则热：组成物质的所有微粒作各种不规则热运动时的总能量。运动时的总能量。n热能的利用热能的利用. 1)直接法直接法 加热、烘干加热、烘干 2)间接法间接法

3、 热能转化为机械能热能转化为机械能n电能：电能：输送、使用方便、易于转变成其输送、使用方便、易于转变成其 它形式能量。它形式能量。2022-7-85第一节第一节 热能利用及其在电力工业中的地位与作热能利用及其在电力工业中的地位与作用用n 如果说火是人类发展历史上的如果说火是人类发展历史上的“个里程个里程碑、电则是人类改选自然的又一个里程碑、电则是人类改选自然的又一个里程碑。从火到电经历了碑。从火到电经历了 50万年万年的历史。然的历史。然而从利用电能到现在的而从利用电能到现在的200多年多年的时间的时间内，则又开发和利用了许多新的能源。内，则又开发和利用了许多新的能源。这标志着生产技术水平的发

4、展和科学技这标志着生产技术水平的发展和科学技术的前进步伐由于电能的利用而大大地术的前进步伐由于电能的利用而大大地加快了。加快了。2022-7-86第一节第一节 热能利用及其在电力工业中的地位与作热能利用及其在电力工业中的地位与作用用n电能获得：可以由自然界中各种能源转电能获得：可以由自然界中各种能源转换得到。换得到。以应用燃料资源和水资源发以应用燃料资源和水资源发电占主要地位。电占主要地位。n原子能资源巨大，发展较晚原子能资源巨大，发展较晚n风力发电受自然地理环境限制，容量小风力发电受自然地理环境限制，容量小n太阳能、地热、潮汐发电规模很小太阳能、地热、潮汐发电规模很小2022-7-87第一节

5、第一节 热能利用及其在电力工业中的地位与作热能利用及其在电力工业中的地位与作用用n水力发电及火力发电特点水力发电及火力发电特点水力发电优点水力发电优点：不需要消耗燃料，成本低，：不需要消耗燃料，成本低，运行操作简单。运行操作简单。水力发电缺点水力发电缺点：工程浩大，投资多，建期：工程浩大，投资多，建期长，规模受自然条件限制，枯水季节发长，规模受自然条件限制，枯水季节发电量大幅减小。电量大幅减小。热力发电优点：热力发电优点：投资少，建期短，布局和投资少，建期短，布局和规模灵活、可以供电又供热。规模灵活、可以供电又供热。2022-7-88第一节第一节 热能利用及其在电力工业中的地位与作热能利用及其

6、在电力工业中的地位与作用用n热力发电缺点热力发电缺点：耗用大量燃料，发电成本高，技：耗用大量燃料，发电成本高，技术管理复杂术管理复杂n因为电能不能贮存，所以电的生产必须选续不断，因为电能不能贮存，所以电的生产必须选续不断，供电的中断将引起工业企业生产的停顿，甚至造供电的中断将引起工业企业生产的停顿，甚至造成重大事故。同时在任何时刻，电能的生产必须成重大事故。同时在任何时刻，电能的生产必须与电能的消费相平衡，这就要求电厂的运行工况与电能的消费相平衡，这就要求电厂的运行工况必须随电能的消费情况而不断地作调整。必须随电能的消费情况而不断地作调整。火力发火力发电厂占主导地位电厂占主导地位2022-7-

7、89第二节第二节 我国电力工业的发展概貌我国电力工业的发展概貌 相关介绍相关介绍n电力弹性系数：电力弹性系数： 电力增长速度与国民经济总产值增长电力增长速度与国民经济总产值增长速度的比值速度的比值n 国家工业化初期国家工业化初期 1.21.4n 1953年年1980年年 1.73n 1981年年1985年年 0.65n 1986年年1990年年 1.16返回2022-7-810第二节第二节 我国电力工业的发展概貌我国电力工业的发展概貌n1.我国电力工业的成就我国电力工业的成就 建国以来，我国电力工业发展十分迅速。建国以来，我国电力工业发展十分迅速。在短短几十年的时间里，我国电力工业从发电在短短

8、几十年的时间里，我国电力工业从发电设备全部依赖进口到形成以设备全部依赖进口到形成以哈尔滨、上海、东哈尔滨、上海、东方三大火电厂动力设备生产基地为骨干的动力方三大火电厂动力设备生产基地为骨干的动力机械生产体系机械生产体系，我国已经能够自行设计、制造，我国已经能够自行设计、制造亚临参数亚临参数300MW、600MW火电机组成套设火电机组成套设备。备。2022-7-811第二节第二节 我国电力工业的发展概貌我国电力工业的发展概貌n建国建国50年来，我国电力工业有了很大的发展，特别是年来，我国电力工业有了很大的发展，特别是改革开放改革开放20年更有较快的发展，连续路上两个台阶：年更有较快的发展，连续路

9、上两个台阶：1987年发电装机容量年发电装机容量1亿亿kW、1995年又突破年又突破2亿亿kW。1988年以来连续年以来连续10年每年投产大中型机组年每年投产大中型机组1000万万kW以上。以上。1978年装机容量年装机容量5712万万kW，发电量约，发电量约2566亿亿kw.h，1998年装机容量达年装机容量达26亿亿kW，发电，发电量达量达11580亿亿kWh，分别是，分别是1978年的年的445倍和倍和442倍，翻厂两翻以上装机容量和发电量分别跃倍，翻厂两翻以上装机容量和发电量分别跃居世界第二位居世界第二位n电力系统的总装机容量电力系统的总装机容量是指该系统实际安装的发电机是指该系统实际

10、安装的发电机组额定有功功率的总合，以千瓦（组额定有功功率的总合，以千瓦（KW）、兆瓦）、兆瓦(MW) 、吉瓦（、吉瓦（GW）2022-7-812第二节第二节 我国电力工业的发展概貌我国电力工业的发展概貌n截止截止2006年底，全国发电装机容量达到年底，全国发电装机容量达到62200万万KW，同比增长，同比增长20.3%。n水电达到水电达到12857万万KW ，约占总容量，约占总容量20.67%，同比增长，同比增长9.5%；n火电达到火电达到48405万万KW ，约占总容量，约占总容量77.82%，同比增长，同比增长23.7%；n水、火电占总容量的比例同比分别下降水、火电占总容量的比例同比分别下

11、降了了2.03和上升了和上升了2.15个百分点。个百分点。 2022-7-81319952003全国总发电量及其构成全国总发电量及其构成年年全国总全国总发电量发电量TWh水电水电火电火电核电核电TWh%TWh%TWh%19951006.9186.818.55807.380.1812.81.2719961079.4186.917.32878.181.3514.31.3319971134.2194.617.15925.281.5714.41.2719981157.7204.317.65938.881.0914.11.2219991233.1211.917.271004.781.4814.81.20

12、20001368.8244.317.841107.980.9316.61.2120011478.0257.517.421202.081.3317.41.1820021640.0271.016.521342.081.8325.01.5220031911.0283.014.811579.682.6647.02.462022-7-814第二节第二节 我国电力工业的发展概貌我国电力工业的发展概貌n2.我国电力工业技术发展动向我国电力工业技术发展动向 火电技术发展动向：火电技术发展动向：研制研制600MW甚至甚至 1000MW等级的超临界压等级的超临界压力机组，研制力机组，研制300MW、600MW空冷

13、机组以空冷机组以及较大容量的及较大容量的200MW、300MW高效供热式高效供热式机组。机组。建设大型坑口、路口电厂建设大型坑口、路口电厂 ，变输煤为输电，变输煤为输电，逐步改变逐步改变“西煤东送西煤东送”、“北煤南运北煤南运”的局面。的局面。强化煤电的环境保护，发展洁净燃煤技术。建强化煤电的环境保护，发展洁净燃煤技术。建立立200一一300MW级循环流化床锅炉的示范性级循环流化床锅炉的示范性电站；电站；2022-7-815第二节第二节 我国电力工业的发展概貌我国电力工业的发展概貌n大力发展中间负荷机组大力发展中间负荷机组，适应电网调适应电网调峰需要峰需要。实现大容量燃气。实现大容量燃气蒸汽联

14、合循蒸汽联合循环发电在我国开始起步；大量兴建抽水环发电在我国开始起步；大量兴建抽水蓄能电站和调峰火电厂。发电能源多蓄能电站和调峰火电厂。发电能源多样化，适当样化，适当发展核电和新能源发电发展核电和新能源发电。16分类分类按原动机的类型按原动机的类型n 发电厂是将各种动力资源发电厂是将各种动力资源“燃料燃料”的能量转变成电能的生产单位。的能量转变成电能的生产单位。 发电厂大致分类如下：发电厂大致分类如下：汽轮机发电厂汽轮机发电厂内燃机发电厂内燃机发电厂燃气轮机发电厂燃气轮机发电厂燃气燃气-蒸汽联合循环发电厂蒸汽联合循环发电厂按原动机的类型分按原动机的类型分2022-7-817 化石燃料发电厂化石

15、燃料发电厂 （ 燃煤、燃油、燃气发电厂）燃煤、燃油、燃气发电厂） 原子能发电厂原子能发电厂 （核电站）（核电站） 水力发电厂水力发电厂 （水电站）（水电站） 新能源发电厂新能源发电厂 （地热、工业余热、风力（地热、工业余热、风力 太阳能太阳能 抽水蓄能发电厂抽水蓄能发电厂 波浪发电站波浪发电站 海洋潮汐发电站）海洋潮汐发电站）分类分类按能源利用情况按能源利用情况2022-7-818按机组或火电厂的容量等级分：按机组或火电厂的容量等级分： 小型发电厂小型发电厂 装机容量装机容量200MW以下以下 中型发电厂中型发电厂 200MW 800MW 大型发电厂大型发电厂 1000MW以上以上分类分类按机

16、组或火电厂的容量等级按机组或火电厂的容量等级2022-7-819按进入汽轮机的蒸汽初参数分：按进入汽轮机的蒸汽初参数分： 中低压发电厂中低压发电厂 3.43MPa及以下及以下 高压发电厂高压发电厂 8.83MPa 超高压发电厂超高压发电厂 12.75MPa 亚临界压力电厂亚临界压力电厂 16.1816.6MPa 超临界压力电厂超临界压力电厂 23.54MPa及以上参数及以上参数分类分类按进入汽轮机的蒸汽初参数按进入汽轮机的蒸汽初参数2022-7-820进汽参数进汽参数低压低压 主蒸汽压力主蒸汽压力0.121.5MPa 中压中压 主蒸汽压力主蒸汽压力24 MPa 高压高压 主蒸汽压力主蒸汽压力6

17、10 MPa 超高压超高压 主蒸汽压力主蒸汽压力1214MPa 亚临界亚临界 主蒸汽压力主蒸汽压力1618MPa超临界超临界 主蒸汽压力主蒸汽压力22.1MPa 超超临界超超临界 主蒸汽压力主蒸汽压力32MPa 第三节第三节 现代汽轮机发电机的组成及其生产过程现代汽轮机发电机的组成及其生产过程2022-7-821按供应的能量分按供应的能量分： 生产电能的凝汽式发电厂生产电能的凝汽式发电厂 供电供热的热电厂供电供热的热电厂 供热、供电、供冷的热电冷三联产供热、供电、供冷的热电冷三联产按电厂位置的特点分：按电厂位置的特点分： 坑口（路口、港口）发电厂坑口（路口、港口）发电厂 负荷中心的发电厂负荷中

18、心的发电厂分类分类2022-7-822按电厂承担电负荷的性质分：按电厂承担电负荷的性质分： 基本负荷发电厂基本负荷发电厂 中间负荷发电厂中间负荷发电厂 调峰负荷发电厂调峰负荷发电厂分类分类按电厂承担电负荷的性质按电厂承担电负荷的性质2022-7-823第三节第三节 现代汽轮机发电机的组成及其生产过程现代汽轮机发电机的组成及其生产过程n火力发电厂的发动机火力发电厂的发动机 蒸汽机、汽轮机、内燃机或燃气轮机蒸汽机、汽轮机、内燃机或燃气轮机等。等。 蒸汽机：功率小、效率比较低。蒸汽机：功率小、效率比较低。 内燃机和燃气轮机：不能直接应用廉价内燃机和燃气轮机：不能直接应用廉价的固体燃料，容量受限。的固

19、体燃料，容量受限。 汽轮机：单机容量可以高达汽轮机：单机容量可以高达1000MW以以上、热效率较高，运行稳定可靠上、热效率较高，运行稳定可靠2022-7-824 各主机及环节的作用各主机及环节的作用n 火电厂的种类虽多，但从能量转换的观火电厂的种类虽多，但从能量转换的观点来看，其基本过程都是相同的，都是点来看，其基本过程都是相同的，都是围绕着火电厂三大主机进行能量转换的。围绕着火电厂三大主机进行能量转换的。n火电厂由相互联系、相对独立的锅炉、火电厂由相互联系、相对独立的锅炉、汽轮机、发电机及电气等三个部分组成汽轮机、发电机及电气等三个部分组成(厂内称车间或分场厂内称车间或分场)。2022-7-

20、825第三节第三节 现代汽轮机发电机的组成及其生产现代汽轮机发电机的组成及其生产过程过程n燃料化学能转变为蒸汽热能（锅炉部分）燃料化学能转变为蒸汽热能（锅炉部分）n (一一)燃料的运输燃料的运输 火电厂每天燃用的燃料量很大，以一台火电厂每天燃用的燃料量很大，以一台600MW的凝汽式汽轮发电机组为例，假设标准煤耗为的凝汽式汽轮发电机组为例，假设标准煤耗为0.4kg/(kW.h)。 每天的发电每天的发电 0.61092414.4106kWh 则每天耗用标准煤则每天耗用标准煤 0.4 14.4106kWh 5.76106kg， 若使用热值为若使用热值为14588kJkg的燃煤，则每天消耗的燃煤，则每

21、天消耗燃煤量燃煤量 5.76106211.52106kg2022-7-826第三节第三节 现代汽轮机发电机的组成及其生产过程现代汽轮机发电机的组成及其生产过程燃料的不间断供应是保证连续发电的第一要求。燃料的不间断供应是保证连续发电的第一要求。燃料运输的方式极据火电厂的地理位置和容量的不同有燃料运输的方式极据火电厂的地理位置和容量的不同有 火车运输、驳船运输、大型卡车运输、皮带运输火车运输、驳船运输、大型卡车运输、皮带运输 等。等。n（二）煤粉的制备（二）煤粉的制备 煤运到电厂的储煤场后，由桥抓送入碎煤装置，煤运到电厂的储煤场后，由桥抓送入碎煤装置，破碎破碎 后的煤由皮带输煤机送人锅炉房内的原煤

22、仓。后的煤由皮带输煤机送人锅炉房内的原煤仓。 自原煤仓落下的煤先经给煤机进入磨煤机，在其自原煤仓落下的煤先经给煤机进入磨煤机，在其内研内研 磨成煤粉后，由热空气磨成煤粉后，由热空气(一次风一次风)干燥和输送。输干燥和输送。输送过程中经粗粉分离器分离煤粉，将不合格的煤粉送送过程中经粗粉分离器分离煤粉，将不合格的煤粉送回磨煤机再磨制，合格的煤粉在细粉分离器中与输送回磨煤机再磨制，合格的煤粉在细粉分离器中与输送介质分离，分离出来的细粉送入煤粉仓或直接送人炉介质分离，分离出来的细粉送入煤粉仓或直接送人炉膛。如图膛。如图1所示所示2022-7-827第三节第三节 现代汽轮机发电机的组成及其生产过程现代汽

23、轮机发电机的组成及其生产过程图图1 制粉系统图制粉系统图2022-7-828第三节第三节 现代汽轮机发电机的组成及其生产过程现代汽轮机发电机的组成及其生产过程n(三三)炉内燃烧炉内燃烧煤粉仓中的煤粉经给粉机送人输粉管，并与起输送助煤粉仓中的煤粉经给粉机送人输粉管，并与起输送助燃燃(提供氧气提供氧气)作用的二次风混合，经燃烧器吹入炉膛燃烧作用的二次风混合，经燃烧器吹入炉膛燃烧放热。放热。炉膛内的燃烧产物炉膛内的燃烧产物高温烟气在引风机和烟囱的拔高温烟气在引风机和烟囱的拔风作用下，沿锅炉本体倒风作用下，沿锅炉本体倒u型烟道，依次向过热器、再热型烟道，依次向过热器、再热器、省煤器、空气预热器等换热设

24、备放热，最后经除尘器、省煤器、空气预热器等换热设备放热，最后经除尘器和烟囱排入大气。器和烟囱排入大气。2022-7-829第三节第三节 现代汽轮机发电机的组成及其生产过程现代汽轮机发电机的组成及其生产过程n(四四)锅内吸热锅内吸热 由汽轮机高压加热器来的给水首先进入省煤器吸热后送由汽轮机高压加热器来的给水首先进入省煤器吸热后送入炉膛水冷壁。在水冷壁内产生的饱和蒸汽汇于汽包并进入炉膛水冷壁。在水冷壁内产生的饱和蒸汽汇于汽包并进入过热器。入过热器。蒸汽在过热器内吸热，产生具有一定压力、温度的过蒸汽在过热器内吸热，产生具有一定压力、温度的过热蒸汽后送人汽轮机。热蒸汽后送人汽轮机。在汽轮机高压缸内做劝后的排汽送入再热器，吸热后在汽轮机高压缸内做劝后的排汽送入再热器，吸热后义送人汽轮机的中、低压缸继续做功。义送人汽轮机的中、低压缸继续做功。 详细如图详细如图22022-7-8第三节第三节 现代汽轮机发电机的组成及其生产过程现代汽轮机发电机的组成及其生产过程2022-7-831 第三节第三节 现代汽轮机发电机的组成及其生产过程现代汽轮机发电机的组成及其生产过程n蒸汽热能转变为汽轮机轴的转动机械能蒸汽热能转变为汽轮机轴的转动机械能(汽轮机部分汽轮机部分)1） 锅炉生产的过热蒸汽沿主蒸汽管进入汽轮机高压缸、高压锅炉生产的过热蒸汽沿主蒸汽管进入汽