电厂概述及生产流程培训课件

火电厂概述及生产流程

培训XXXXXX自备电厂

2011年06月18日

目录火电厂的开发流程电厂类型基本原理燃料构成组成与流程运行保护与控制火电厂危害

火电厂的发展及十二五规划一火电厂建设开发流程项目建议书

可行性研究报告

地方电力设计院设计电厂选址

地方建设厅审批

用地预审

地方国土厅同意并报国土资源部审查

水资源论证地方水利厅审查并上报水利部水利委员会水土保持方案

地方水土保持局审核水利厅批复上报水利部水保中心

初设计电力规划设计总院审查

电网公司同意购电

省发改委立项

上报国家发改委核准

项目环评报告

地方环保局审查上报环保总局批复

临建准备工作

设备招标按原动机分：1.凝气汽轮机2.燃气轮机3.内燃机4.蒸汽—燃汽轮机按供出能源分：1.凝气式汽轮发电厂（只供电）2.热电厂（同时供电和供热）

按装机容量分：1.小容量（<100MW）2.中容量（100—250MW）3.大中容量（250—600MW）4.大容量（600—1000MW）5.特大容量（>1000MW）按工作压力分：1.中低压蒸汽压力3.92MPa，450℃（单机﹤25MW）2.高压蒸汽压力8—10（9.9）MPa，500/540℃3.超高压蒸汽压力12—14（13.83）MPa，500/540℃4.亚临界蒸汽压力16—18（16.77）MPa，535/540℃5.超临界蒸汽压力22—24（22.11）MPa，540/560℃6.超超临界蒸汽压力25—35（33.5）MPa，610/630℃三火电厂的基本原理采用煤炭作为一次能源----利用皮带传送技术-----制粉系统经过处理的煤粉输送入锅炉----煤粉燃烧对锅炉里的水一次加热之后----过热蒸汽进入高压缸----为了提高热效率，对蒸汽进行二次加热----再热蒸汽进入中压缸---蒸汽去推动汽轮发电机发电----已经作过功的蒸汽一部分从中间段抽出供给其它厂矿作为热源，其余部分流经凝汽器冷却-----冷却后40度左右的饱和水作为再利用水-----凝结泵将40度左右的饱和水送入低压加热器加热-----160度左右的饱和水在除氧器中除氧-----利用给水泵送入高压加热器中-----高压加热器利用再加热蒸汽作为加热燃料-----最后高温高压给水流入锅炉进行再次利用，这就是一次生产流程。四电厂的燃料构成

火电厂的燃料构成决定于国家资源情况和能源政策，20世纪80年代以后，我国火电厂的燃料主要是煤。1987年，火电厂发电量的87％是煤电，其余13％是烧油或其他燃料。有烟煤资源或依赖进口煤的国家，其火电厂主要燃用烟煤，其热值高、易燃。其他煤种占较大比重的国家，有用褐煤发电的（德国、美国、加拿大、日本、澳大利亚），用无烟煤发电的（日本、美国、德国、英国）；中国燃用煤一半以上是烟煤，贫煤次之，无烟煤只占10％以下；一些国家还根据石油国际市场的情况，采用燃油和天然气发电。随着科技的进步洁净能源得到突飞猛进的发展，核电站、秸秆电站、地热电站、风电站、太阳能电站、水电站。1.燃烧系统（锅炉）燃油系统、除渣系统、除灰系统、点火系统、输煤系统、制粉系统、除盐水系统、烟系统、风系统、疏放水系统、电除尘系统、脱硫系统、脱硝系统。2.汽水系统（汽机）凝结水系统、定子冷却水系统、转子冷却水系统、真空系统、轴封系统、给水系统、油系统（润滑油、EH油）、工业水系统、精处理系统、空冷系统、除氧系统。3.电气系统（电气）发电机及引出线、主变压器、厂用配电装置、厂用高压变压器、蓄电池及直流、220kV配电装置、附属厂房、全厂电缆、全厂接地、全厂起重机、全厂照明。火电厂的三大系统燃烧系统送风机磨煤机热空气空气预热器煤斗煤输煤皮带排粉风机煤粉锅炉炉渣冲灰水除尘器引风机灰渣泵细灰热空气冷空气烟气经烟囱排向大气至灰场自输煤系统粗粉分离器：（磨煤机后）把磨煤机来的煤粉进行粗细分离，不合格的送回磨煤机重磨。离心式粗粉分离器回转式粗粉分离器细粉分离器：（旋风分离器）把粗粉分离器来的煤粉气流进行风粉分离，不合格的送回磨煤机重磨。给粉机：按照锅炉负荷需要,把煤粉仓中的煤粉均匀地送入一次风管。叶轮式给粉机最为常用通过调节电机转速，调节给粉量的大小燃烧器分为:直流式煤粉燃烧器、旋流式煤粉燃烧器。

燃烧器分层设置，煤粉气流在炉内切圆燃烧。E煤粉层+一次风D煤粉层+一次风C煤粉层+一次风B煤粉层+一次风A煤粉层+一次风燃烧器结构示意AB二次风层BC二次风层CD二次风层DE二次风层FF过燃风层燃烧器空气预热器分为：管式空气预热器、回转式空气预热器。作用:（安装在锅炉尾烟道中）利用省煤器后烟气的热量加热燃烧所需的空气，以利于燃料的着火和燃烧，并可降低排烟温度，提高锅炉热效率。一般将空气加热到300~400度。通常将燃烧用的空气分成一次风、二次风。一次风：携带煤粉或液体、气体燃料经燃烧器进入炉膛，为提供着火所需的那部分风量。（占总风量的20~30%）二次风：燃烧所需的其余75~80%风量是作为助燃的二次风。生产厂家叶轮给煤机：沈阳电力机械总厂，沈阳电站辅机厂，沈阳华能电力燃煤机械总厂，山西电力设备厂；电磁振动给煤机：沈阳电力机械总厂，沈阳矿山机械集团有限责任公司刮板给煤机：沈阳电力机械总厂环式卸煤机：电力部机械设计研究所（犁煤、卸煤，变频器控制） 武汉电力设备厂 沈阳电力机械总厂汽水系统过热蒸汽除氧器补给水生水低压加热器高压加热器排气凝结水凝结水泵汽轮机发电机过热器锅炉省煤器锅炉给水给水泵水处理设备循环水泵冷却水凝汽器(软化)锅炉本体燃烧设备（包括：炉膛、燃烧器、空气预热器、烟道等）汽水系统（包括：汽包、水冷壁、下降管、联箱、过热器、再热器、省煤器等）锅炉附件炉墙及构架汽包：(锅筒)是工质加热、蒸发、过热三个过程的连接枢纽，接收省煤器来水，进行汽水分离，向循环水路供水，向过热器输送饱和蒸汽。水冷壁：（敷设在锅炉炉膛四周内壁）吸收热量，产生蒸汽，保护炉墙。过热器和再热器：过热器：将从汽包出来的饱和蒸汽加热成具有额定温度的过热蒸汽。（它利用高温烟气的热量加热饱和蒸汽）再热器：将从汽轮机高压缸中膨胀做功后的蒸汽再次引入布置在锅炉中的再热器中受热升温，再送回汽轮机中压缸中去做功。若采用二次再热，则再将中压缸排汽再热后送回低压缸去做功。省煤器：利用锅炉排烟加热给水的受热部件。分为：铸铁式和钢管式；沸腾式和非沸腾式(大型锅炉常用)。凝汽器：布置在汽轮机下部，冷却做完功的乏汽。真空度越高，产生的机械能越大，保证机组在最佳真空下运行十分重要蒸汽进口冷却水出口冷却水入口热井抽气设备：在汽轮机启动时建立真空，在运行时抽出漏入凝汽器的空气和未凝结的蒸汽，维持凝汽器真空度一般采用离心式真空泵或水环式真空泵。回热加热器：（分立式和卧式两种）利用汽轮机的抽汽，加热各级给水。一般有高压加热器和低压加热器

蒸汽进口给水出口U型管束疏水进口蒸汽进口给水出口U型管给水进口疏水进口高压加热器疏水出口疏水出口低压加热器汽轮机的调速系统和保护装置

发电厂发电的电压和频率均有要求，电压可通过变压解决，供电频率则由发电机转速调节。汽轮机调速系统液压调速系统功率-频率电液调速系统(模拟电调系统)数字电液调速系统（DEH）组成：凝汽器、抽汽设备、冷却塔、循环水泵、凝结水泵等汽轮机保护装置通过控制高压油系统迅速关闭自动主汽门，切断汽轮机进汽使之停机。超速保护装置（在汽机转速超过额定转速10-20%时，使自动主汽门和调速汽门迅速关闭，使发电机与电网解列）盘车装置低油压保护装置低真空保护装置振动保护装置紧急脱扣装置汽轮机的油系统（主机润滑油、调速润滑油）向汽轮发电机组提供轴承润滑用油；向调速保护装置提供压力油等。

电气系统励磁装置发电机主变压器厂用变压器低压配电装置配电装置输电线路厂用电系统升压变电所发电机组组成：由发电机、励磁机、副励磁机、辅助设备组成发电机：基本组成：定子、转子、油冷却系统测温元件：监视发电机定子绕组、铁芯、轴承、冷却器等重要部件的温度。定子：定子绕组转子：转子绕组、阻尼绕组冷却方式：空气冷却：多采用轴向分段多流式通风系统氢气冷却（外冷）：冷却效果好，风组和摩擦损耗小于空气。氢内冷：冷却介质氢直接接触绕组导体，大大提高冷却效果。水内冷：发电机的定子和转子均采用水内冷的发电机称为：“双水内冷”；或定子绕组水内冷，转子绕组氢内冷，通风系统采用氢气冷却的“水-氢-氢”冷却方式。容量可达1200MW。发电机主体主励磁机副励磁机气体冷却器七保护与控制

火电厂中锅炉、汽轮机、发电机之间的关系极为密切。任何一个环节出现事故都会影响电厂的安全经济运行。因此，为了保证火电厂的安全经济运行，必须装备完善的保护控制装置和系统。基本的保护方式有以下3种。

①联锁保护：当某一设备或工况出现异常现象时，相关联的设备联动跳闸，切除有故障的设备或系统，备用的设备或系统立即投入运行。

②继电器组成的保护：以热工参量和电气参量的限值，以及设备元件的条件联系为动作判据，采用各种继电器组成保护回路，对某一设备或系统进行保护。③固定的保护装置:有机械的、电动的保护装置，如锅炉的安全门、汽轮机的危急保安器、电机的过电压保护器等。近代的单元机组均采用综合保护连锁系统，即将机、炉、电的分别保护与单元的整体保护系统相互协调，形成一个完善的保护系统。火电厂的基本控制方式有以下3种。

①就地控制：锅炉、汽轮机、发电机及辅助设备就地单独进行控制。这种方式适用于小型电厂。

②集中控制：将锅炉、汽轮机、发电机联系起来进行集中控制。例如大型电厂采用的机、炉、电单元的集中控制。

③综合自动控制：将电厂的整个生产过程作为一个有机整体进行控制，以实现全盘自动化。上世纪80年代，大型电厂多采用单元机组。对于单元机组自动调节系统的主要控制方式有以下3种。①锅炉跟踪调节方式：由电力负荷指令操作调节汽轮机的阀门，以控制发电机的出力。而在锅炉方面则调节燃料输入，保证其产生的蒸汽在流量和参数方面满足汽轮机的需要。②汽轮机跟踪调节方式：以电力负荷指令控制燃料的输入，改变锅炉出力；对于汽轮机，则通过调节汽压以决定负荷。③机、炉协调控制方式：将机、炉、电作为一个统一整体进行控制，以机、炉共同调整机组的负荷来适应外界负荷变化的要求。现代化电厂多采用程序控制，以提高自动化水平。程序控制是将生产过程中大量分散的操作，按辅机与热力系统的工艺流程划分为若干有规律的程序进行控制，并结合保护、联锁条件，使运行人员通过少数开关式按钮，即可由程控系统自动完成控制系统的操作。八火电厂的危害火电厂粉尘危害

生产性粉尘是指在生产中形成的，能较长时间飘浮在作业场所空气中的固体微粒。对于火电厂，主要有输煤系统作业场所漂浮的煤尘，锅炉运行中产生的、锅炉检修中接触的锅炉尘，干式除尘器运行、干灰输送系统及粉煤灰综合利用作业场所的粉尘，电焊操作产生的电焊尘，采用湿法、干法脱硫工艺的制粉制浆系统产生的石灰、石灰石粉尘及石膏干燥系统、脱硫废渣利用抛弃系统产生的粉尘。

硅尘一般是指游离二氧化硅的粉尘，以石英为代表的硅尘是电力行业危害性最严重且危害面较广的一种职业性有害因素。火电厂的煤尘一般是含有10%以下游离二氧化硅的粉尘（国家规定最高容许排放质量浓度为10mg/m3），尘粒分散度高，直径小于5μm的占73%。锅炉尘一般是含有10%～40%游离SiO2的粉尘（国家规定最高容许排放质量浓度为2mg/m3），尘粒分散度高，直径小于5μm的占73%。焊接尘是在焊接作业时，由于高温使焊药、焊接芯和被焊接材料熔化蒸发，逸散在空气中氧化冷凝而形成的颗粒极细的气溶胶，焊接气溶胶再冷凝后形成极细的尘粒，其中1μm以下的尘粒约占90%以上。电焊尘主要由铁的氧化物组成，当使用高锰焊条时，空气中的二氧化锰的含量远远超过氧化铁的含量。除尘器、干灰输送系统及粉煤灰等综合利用作业场所的粉尘，也是含有10%～40%游离SiO2的粉尘，粒径一般在15μm以下，5μm以下的占有相当份额。脱硫装置制粉系统的粉尘一般是含10%以下游离SiO2的粉尘。其主要成分为CaO、CaCO3或其他脱硫剂（脱硫剂的品位一般要求纯度为90%或95%）。脱硫装置石膏处理或废渣处理系统的粉尘一般是含10%以下游离SiO2的粉尘，其主要成分为CaSO4.H2O或其他脱硫废渣。

粉尘的分散度越高，即粉尘粒径越小，其在空气中的稳定性越高，在空气中悬浮越持久，工人吸入的机会越多，对人体危害越大。呼吸性粉尘可沉淀在呼吸性的支气管壁和肺泡壁上。长期吸入生产性粉尘易引起以肺组织纤维化为主的全身性疾病，即尘肺病，属国家法定职业病。其中硅肺、煤尘肺、电焊工尘肺、石棉肺和水泥尘肺等均属于以胶原纤维增生为主的尘肺。职工长期高浓度吸入含量大于10%的游离SiO2粉尘（即硅尘），会引起硅肺病。肺组织胶原纤维性变是一种不可逆转的破坏性病理组织学改变。目前尚无使其消除的办法。对于这一种尘肺，尤其是硅肺的治理，主要是对症治疗和积极防治并发病，以减轻患者痛苦，延缓病情发展，努力延长其寿命。火电厂生产性粉尘73%以上是粒径小于5μm的呼吸性粉尘。因此一定要重视粉尘危害后果的严重性，做好粉尘防治工作，防止尘肺病的发生，保护职工健康。

防治具体措施如下：

（1）加强对防尘设备的维护管理提高除灰系统和制粉系统的检修质量，防止漏灰、漏粉。定期检测粉尘质量浓度，发现超标，要采取措施。投入资金，进行技术改造，提高防尘设备的投入率和防尘效率。对现有防尘设备做好维护管理，保证设备的正常投入，发挥防尘作用。（2）提高作业自动化水平对粉尘危害大的场所，采用机械手或自动控制，实现无人值班或少人值班，减少工人与粉尘的接触时间。（3）增强自我保护意识加强工人防尘知识的安全教育和培训，提高工人对粉尘危害和防治知识的认识，增强职工的自我保护意识。电厂要为工人购置合格、高效、实用、方便的防尘个人用品。工人在有粉尘危害的作业场所工作时，要按规定正确佩带防尘个人用品，要象带安全帽一样养成良好的习惯。（4）合理安排工作程序如在锅炉检修时，要在充分做好防尘措施后，才能进入炉膛、管道工作。

（5）搞好粉煤灰出干灰系统的技术改造静电除尘器取干灰系统若有泄漏，均是硅尘，对人体危害很大。要采取措施，将简易取灰逐步改造为机械化自动化操作。新厂在设计时就应考虑粉煤灰综合利用项目，在投资、设备购置、场地使用等方面为供灰、用灰创造必要的条件，如粗细分装，配备密封性能好的输送贮运系统、运输车辆，筑好灰外运的道路等。（6）做好煤场、灰场的管理工作搞好干灰堆放场所的喷淋和碾压，已满灰场要及时复土绿化，搞好厂区（包括煤场周围）的绿化，文明生产，减少扬尘。（7）加强脱硫系统的防尘工作随着脱硫工程的上马，应考虑脱硫工程的制粉系统、石膏或废渣处理系统的防尘问题。石灰石粉仓要有除尘器，输送管道阀门要严密无泄漏。如采用湿法球磨磨制石灰石浆液的工艺，可将小于200mm的大块石灰石料直接经过湿磨磨制成石灰石浆液，降低粉尘污染。九火电厂的发展及十二五规划1875年法国巴黎北火车站建成世界上第一座火电厂并开始发电，采用很小的直流电机专供附近照明用电。美国、俄国、英国也相继建成小火电厂。1886年，美国建成第一座交流发电厂。1882年，中国在上海建成一座装有1台12KW直流发电机的火电厂，供电灯照明用。随着发电机、汽轮机制造技术的完善，输变电技术的改进，特别是电力系统的出现以及社会电气化对电能的需求，20世纪30年代以后，火力发电进入大发展的时期。火力发电机组的容量由200兆瓦级提高到300～600兆瓦级（50年代中期），到1973年，最大的火电机组达1300兆瓦。大机组、大电厂使火力发电的热效率大为提高，每千瓦的建设投资和发电成本也不断降低。到80年代后期，世界最大火电厂是日本的鹿儿岛火电厂，容量为4400兆瓦。但机组过大又带来可靠性、可用率的降低，因而到90年代初，火力发电单机容量稳定在300～700兆瓦。截至2010年底，我国已建成投产单机容量1000MW的火电机组33个，在建机组11个。伴随着中国电力发展步伐不断加快，中国电网也得到迅速发展。电网系统运行电压等级不断提高，网络规模也不断扩大，目前，全国已形成了东北电网、华北电网、华中电网、华东电网、西北电网、南方电网6个跨省的大型区域电网，并基本形成了完整的长距离输电电网网架。1989年9月，我国第一条±500KV超高压直流输电线路葛洲坝—上海路段投入运行。2009年1月16日1000KV晋东南—南阳—荆门特高压交流试验示范工程投运，2010年8月顺利通过国家验收。2010年7月，向家坝—上海±800KV特高压直流输电示范工程成功投运。到2010年底，全国220KV及以上输电线路总长度达到43万公里，电网规模跃居世界第一，特高压电网工程进展顺利。2015年我国建成“三纵三横一环网”，并建成11回特高压直流输电工程。三纵：锡盟—南京张北—南昌陕北—长沙三横：蒙西—淮坊晋中—徐州雅安—皖南一环：淮南—南京—泰州—苏州—上海—浙北—皖南—淮南

新疆电网

加强疆内750千伏主网架建设，尽快形成伊宁—乌苏—凤凰—乌鲁木齐—吐鲁番—巴州—库车—伊宁等750千伏环网，并延伸至喀什、准北地区，建成西至伊犁，东至哈密、准东，北至准北，南至喀什，内通外联的全疆750千伏电网主网架，实现全疆电力的统一调度。推动“疆电东送”工程建设，力争开工建设哈密—郑州±800千伏、准东—重庆±1100千伏两条特高压直流送电工程，保证大型水火风电基地的电力可靠送出。通过农网升级改造、无电地区电力建设和城市电网等多方式、多渠道完善220千伏、110千伏等各电压等级输配电网络，全面提高供电质量，基本解决无电人口用电问题。

新疆火电在煤电开发条件较好的中心城市和产业园区，建设一批负荷中心热电厂，重点加快乌鲁木齐、克拉玛依、伊宁、库尔勒、哈密等热电联产项目建设，满足用电和供热需求。结合电网网架强化和延伸