MW及超临界火力发电厂生产流程及原理

火力发电厂基础知识

2014.1杨金忠1/18/20231主要内容一、火力发电厂生产概述二、锅炉设备及组成三、汽轮机设备及组成四、发电机设备及组成五、火电厂热力系统六、发电厂的主要技术经济指标七、高效火力发电新技术1/18/202321、什么叫火力发电厂火力发电厂简称火电厂，是利用煤、石油、天然气作为燃料生产电能的工厂，它的基本生产过程是：燃料在锅炉中燃烧加热水使成蒸汽，将燃料的化学能转变成热能，蒸汽压力推动汽轮机旋转，热能转换成机械能，然后汽轮机带动发电机旋转，将机械能转变成电能。能量转换过程：化学能→热能→机械能→电能1/18/202331.火电厂的分类（按蒸压力）低压：小于2.45MPa中压:

2.94---4.90MPa高压：

超高压:亚临界：超临界：21.1MPa以上超超临界电厂：25MPa以上1/18/202342、火电厂生产过程示意图1/18/20235火力发电厂的主要设备火电厂主要设备有：锅炉、汽轮机、发电机和其他配套系统锅炉：风机、预热器、磨煤机、捞渣机等汽轮机：除氧器、给水泵、凝结水泵、高加、低加、轴加、凝汽器、循环水泵、冷油器等发电机：变压器、发电机冷却装置、励磁系统等其他配套系统：输煤系统、除尘系统、制水系统、脱硫脱硝系统等1/18/20236汽轮机定义是一种以具有一定温度和压力的水蒸汽为工质，将热能转变为机械能的回转式原动机。工质：要完成能量转换所必须借助的中间媒介物质，工质应具有良好的流动性和膨胀性，热机大多采用气态物质作为工质。锅炉定义锅炉包括锅和炉两大部分，锅的原义指在火上加热的盛水容器，炉指燃烧燃料的场所，锅炉是一种能量转换设备。发电机定义是将机械能转变成电能的电机。1/18/20237我公司主机基本情况汽轮机为：超临界、一次中间再热、两缸两排汽、抽汽凝汽式汽轮机锅炉为：超临界、直流、直吹、一次再热、固态排渣、全钢构架、全悬吊结构π型锅炉发电机为：三相同步发电机、静态可控硅励磁系统1/18/202383、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）电气系统，包括励磁系统、输配电系统等（4）制水系统（5）其它辅助热力系统1/18/20239(1)汽水系统

朗肯循环是指以水蒸气作为制冷剂的一种实际的循环过程

电厂基本汽水系统流程（朗肯循环）：给水泵→锅炉→过热蒸汽→汽轮机→凝汽器→给水泵→给水送入锅炉1/18/202310(2)燃燃烧烧系系统统包括括输输煤煤、、磨磨煤煤、、锅锅炉炉与与燃燃烧烧、、风风烟烟系系统统、、灰灰渣渣系系统统等等环环节节。。1/1/202311(3)电电气系统统电气系统统由：发发电机、、变压器器、输变变电装置置组成励磁装置置发电机主变压器器厂用变压压器高（低））压配电电装置配电装置置输电线路路厂用电系系统升压变电电所1/1/202312（4）其他他辅助系统统1、主蒸汽汽系统及再再热蒸汽系系统：（主蒸汽）锅锅炉主汽门门（或集汽汽联箱）→主蒸汽管道道→汽机自动主主汽门→汽轮机高高压缸入口口→汽轮机高压压缸出口→再热器冷段段管→再热器→再热器热段段管→汽机中压缸缸进口。1/1/2023132、凝结水水系统：凝汽器→凝结水泵→轴封冷却器器→低压加热器器→除氧器。3、主给水水系统：除氧器下水水管→低压给水管管→给水泵→高压给水管管→高加→锅炉。4、回热抽汽系系统和加热热器疏水系系统：汽机抽汽管管路→各回热加热热器（高加加、低加、、除氧器））→疏水管路→凝汽器1/1/2023145、循环冷冷却水水系统统循环水水泵→凝汽器器→冷却塔塔→循环水水泵6、燃料、、燃烧烧系统统输煤及及燃料料运送送系统统：运输→卸煤装装置→煤场→碎煤机机→皮带→原煤仓仓；制粉系系统：：原煤仓仓→给煤机机→排粉机机→磨煤机机→（粗粉粉分离离器→→细粉粉分离离器→→煤粉粉仓→→给粉粉机→→））燃烧器器→炉膛；；1/1/2023157、风风烟系系统与与灰渣系系统风烟系系统：：（风）吸风风口消消音器器→冷风道道→送风机机→暖风器器→空预器器→热风道道→排粉机机→磨煤机机→燃烧器器→炉膛；；（烟）炉炉膛膛→屏过过→对流流过过热热器器→省煤煤器器→空预预器器→除尘尘器器→引风风机机→脱硫硫→烟囱囱→大气气。。灰渣渣系系统统：：（炉渣渣）炉炉膛膛冷冷灰灰斗斗→除渣渣装装置置→灰渣渣泵泵→输灰灰管管→渣仓仓→运渣渣车车。。（飞灰灰）除除尘尘器器→集灰灰斗斗→除灰灰装装置置→灰库库→运灰灰车车→灰加加工工厂厂。。1/1/202316二、锅炉设备备及组成1、锅炉容量量与蒸汽参数数锅炉容量：每每小产生的蒸蒸汽量（t/h）蒸汽参数：锅锅炉出口过热热蒸汽压力和和温度容量（t/h）蒸汽参数汽汽机功功率(MW)炉型42013.8MPa(540/540)125煤煤粉炉67013.8MPa(540/540)200煤煤粉炉102516.8MPa(540/540)300煤煤粉炉114624.2MPa(566/566)350煤煤粉炉206026.25MPa(580/580)660煤煤粉炉炉1/1/2023172、、锅锅炉炉热热效效率率与与锅锅炉炉型型号号锅炉炉热热效效率率：：蒸蒸汽汽在在炉炉内内吸吸热热量量占占燃燃料料发发热热量量的的百百分比比。。电电站站锅锅炉炉一一般般在在90%以上上。。锅炉炉型型号号：：如如HG670/13.7——540/540——7HG----哈哈尔尔滨滨锅锅炉炉厂厂；；DG----东东锅锅；；SG---上上锅锅；；WG---武武锅锅；；BG---北北锅锅锅炉炉分分类类（（按按水水循循环环方方式式））：：自自然然循循环环炉炉，，强强制制循循环环炉炉等等。。1/1/2023183、、锅锅炉炉设设备备的的组组成成锅炉炉本本体体：：燃烧烧器器、、炉炉膛膛、、烟烟道道、、汽包包、下下降降管管、、水水冷冷壁壁、、过过热热器器、、再再热热器器、、省省煤煤器器及及空空气气预预热热器器等等组组成成；；辅助助设设备备：：送引引风风机机、、给给煤煤机机、、磨磨煤煤机机、、排排粉粉风风机机、、除除尘尘和和脱脱硫硫、、脱脱硝硝设设备备、、烟烟囟囟等等。。1/1/202319三、汽轮机机设备及组组成1、汽轮机机本体：静止部分：：汽缸、隔板板、喷嘴、、轴承和轴轴封等；转动部分：：叶片、叶轮轮和轴等；；配汽机构：：主蒸汽导管管、自动主主汽门、调调节汽门等等汽轮机的工工作过程：：蒸汽→喷嘴嘴→冲动叶叶片转动2、调节保保安油系统统：调速器、油油泵、油箱箱等3、凝汽及及抽气设备备：凝汽器、凝凝结水泵、、抽气器、、循环水泵泵和冷却塔塔等4、回热加加热系统：：高、低压加加热器和除除氧器等1/1/2023205、汽轮轮机分类类与型号号汽轮机分分类（按按热力过过程）：：凝汽式N、背压压式B、、调整抽抽汽式CC、中中间再热热式汽轮轮机。汽轮机的的型号：：如N200-130/535/535N300-16.7/538/5381/1/202321四、发电电机设备备及组成成1、发电电机的分分类与型型号QFSN-300-2,Q由汽轮轮机拖动动、F发发电机、、S定子子线组水水冷、N转子绕绕组氢冷冷、300额定定容量300MW、2极对数数为2组组2、发电电机的组组成转子：有良好导导磁性能能的合金金钢制成成，绕组组外接直直流励磁磁电源，，产生磁磁场；定子：由铁芯、、绕组和和外壳等等组成，，铁芯由由环形硅硅钢片叠叠压而成成；励磁机：：向发电机机转子绕绕组提供供直流励励磁电源源；1/1/202322五、火电厂热热力系统1、锅炉汽水水系统：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（（或集汽联箱箱）出口。2、主蒸汽系统及及再热蒸汽系系统：（（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。1/1/2023233、、主凝凝结结水水系系统统凝汽汽器器→凝结结水水泵泵→轴封封冷冷却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.

1/1/2023247、抽空气气系统统（低压压加热热器、、凝结结水泵泵）→凝汽器器→抽真空空设备备和系系统。8、循环冷冷却水水系统统循环水水进水水管→凝汽器器→循环水水出水水管（（汽机机车间间范围围内））9、排污利利用系系统锅炉汽汽包→连续排排污管管→连续排排污扩扩容器器→（汽））除氧氧器下联箱箱→定排污管管→→┕→（水））定期期排污污扩容容器1/1/202325六、发电厂厂的主要经经济技术指指标1、汽轮发发电机组的的汽耗率d0：机组每发1KW.h的电所消消耗的蒸汽汽量；200MW机机组在3kg/kw.h左右右。2、汽轮发发电机组的的热耗率q：机组每发1KW.h的电所消耗耗的蒸汽量量；200MW机机组在8400kJ/kw.h左右。。3、发电厂厂总效率ŋPL：电厂发出的的电能与所所消耗的燃燃料总能量量；200MW机机组在34%左右1/1/2023264、发电煤煤耗率：发电厂每发发1KW.h的电所所需的煤耗耗量；标准煤耗率率：发电厂厂每发1KW.h的的电所需的的标准煤耗耗量；我国国在300-420g标煤/(kw.h)；5、厂用电电率：厂用电占总总发电量的的百分率，，大约在5%--10%之内；6、供电标标准煤耗率率：扣除厂用电电的标准煤煤耗率1/1/202327七、高效发发电新技术术1、超临临界机组的的优势：超临界机组组发电效率率比现有机机组平均水水平提高10%，，节煤近25%，，一台350MW超超临界机组组一年就可可节约23万吨原煤煤。发展超超临界机组组不仅提高高发电效率率还对节约约水源，减减少污染有有着重要意意义。国外第一台台超临界机机组投运至至今，已有有近40年的历史，目目前超临界界机组最大大单机容量量为1300MW，在美国、、日本及俄俄国，超临临界机组占占火电容量量的50%以上。欧洲洲的超临界界机组在技技术上也有有其独特性性和先进性性。我国超临界界、超超临临界机组发发展较晚。。我国于上上世纪80年代后期期开始从国国外引进30万千瓦瓦、60万万千瓦亚临临界机组，，第一台超超临界机组组于1992年6月月投产于上上海石洞口口二厂。在在“超超临临界燃煤发发电技术””的研发和和应用下，，我国发电电业及电站站装备制造造业的整体体水平跃上上了一个新新台阶。1/1/2023282、超临界界机组发展展简史世界第一台台，1956年德国，，88MW，34MPa,610/570/570℃。目前单机容量最最大（美国）1300MW，26.5MPa,538/538℃，共有六六台，第一一台1969投产。。目前参数最高的是（美国国）325MW，，34.6MPa,649/566/566℃，1960投产产1/1/2023293、超临界界、超超临临界机组的的特点效率高超临界机组组发电效率率比现有机机组平均水水平提高10%，，节煤近25%，，一台350MW超超临界机组组一年就可可节约23万吨原煤煤。发展超超临界机组组不仅提高高发电效率率还对节约约水源，减减少污染有有着重要意意义。可复合变压压运行，调调峰性能好好；（1）在在低负荷时时效率高；；（2）具具有良好的的启动性能能；（3））具有良好好的负荷适适应性。蒸汽压力高高，蒸汽比比容小，汽汽轮机叶片片短，加之之级问压差差大，因而而超临界及及超超临界界参数更适于大容量量机组。1/1/2023304、、热热电电联联产产发发电电技技术术热电电联联产产是是指指火火电电机机组组在在发发电电的的同同时时，，用用抽抽汽汽或或背背压压机机组组的的排排汽汽进进行行供供热热，，用用于于工工业业或或生生活活用用汽汽用用热热。。由由于于实实