火力发电厂概况发电厂作业

目

录一、火力电厂概况.2一、火电厂的分....................................................................................................2二、火力发电厂的工作流..................................................................................2二、火力电厂的工作理..................................................3一、燃煤系.............................................................................................................2、汽水系3、电气系三、继电护部份四、火力电厂对环境影响五、火力电厂的特点其他类型发电...................10

一、火力发电厂概况1875法国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周围照明用电俄国、也接踵建成小火电厂1886，美国建成第一座交流发电厂。1882，中国在建成一座装有台12KW直流发电机的火电厂，供电灯照明用。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的工厂它的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，蒸汽压力推动旋转，热能转换成机械能，然后汽轮机带动旋转，将机械能转变成电能。一、火电厂的分类（1）按燃料分类：①燃煤发电厂，即以煤作为燃料的发电厂；②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；③燃气发电厂，即以天然气、煤气等可燃气体为燃料的发电厂；④余热发电厂，即用工业企业的各类余热进行发电的发电厂外还有利用垃圾及工业废料作燃料的发电厂）按原动机分类：凝汽式汽轮机发电厂、燃汽轮机发电厂、内燃机发电厂和蒸汽-燃汽轮机发电厂等3）按供出能源分类：①凝汽式发电厂，即只向外供给电能的电厂；②热电厂，即同时向外供给电能和热能的电厂。二、火力发电厂的工作流程现代化火电厂是一个庞大而又复杂的生产电能与热能的由下列个系统组成：①燃料系统。②燃烧系统。③汽水系统。④电气系统。⑤控制系统。在上述系统中，最主要的设备是、汽轮机和发电机，它们安装在发电厂的主厂房内。和配电装置一般装放在独立的内或户外其他辅助设备如供水设备水处置设备、除尘设备、燃料储运设备等，有的安装在主厂房内，有的则安装在辅助建筑中或在露天场地。火电厂是，燃料在锅炉中燃烧，将其热量释放出来，传给锅炉中的水从而产生高温高压蒸汽蒸汽通过汽轮机又将热能转化为旋转动力以驱动发电机输出电能。到年代为止，世界上最好的火电厂的效率达到40%，即把燃料中的热能转化为电能。在上述系统的所有设备中最主要的设备是锅炉汽轮机和发电机它们安装在发电厂的主厂房内变压器和配电设备一般是安装在独立的建筑物内和户

外；其他辅助设备如给水系统、供水设备、水处置设备、除尘设备、燃料储运设备等，有的安装在主厂房内，有的则是安装在辅助建筑中或在露天场地。二、火力发电厂的工作原理一、燃煤系统燃烧系统由运煤、磨煤、燃烧、风烟、灰渣等环节组成，下面对各个环节进行详细介绍：（l）运系。据统计，我国用于发电的煤约占总产量的/4主要靠铁路运输，约占铁路全数运输量40%。为保证电厂安全生产，一般要求电厂贮备十天以上的用煤量。（2）磨煤统。用火车或汽车、轮船等将煤运至电厂的储煤场后，经初步挑选处置用输煤皮带送到锅炉间的原煤仓煤从原煤仓落入煤斗由给煤机送入磨煤机磨成煤粉并经空气预热器来的一次风烘干并带至粗粉分离器粗粉分离器中将不合格的粗粉分离返回磨煤机再行磨制格的细煤粉被一次风带入旋风分离器，使煤粉与空气分离后进入煤粉仓。（3）燃烧统。煤粉由可调节的给粉机按锅炉需要送入一次风管，同时由旋风分离器送来的气体（含有约左右未能分离出的细煤粉排粉风机提高压头后作为一次风将进入一次风管的煤粉经喷燃器喷入炉膛内燃烧。目前我国新建电厂300以上机组为主300MW机组的锅炉蒸发量为t/h（亚临界压力用强制循环（或自然循环）的汽包炉；600机组的锅炉/（汽包直流锅炉在锅炉的四壁上均匀散布4支支喷燃器，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，内有汽水分离装置，炉膛内壁有彼此紧密排列的水冷壁管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炉外下降管则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16.66~17.64MPa时，水、汽重度差变小，必需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18.62时，应采

用直流锅炉。（4）

风系。

送风机将冷风送到空气预热器加热，加热后的气体一部份经磨煤机排粉风机进人炉膛另一部份经喷燃器外侧套筒直接进入炉膛炉膛内燃烧形成的高温烟气，沿烟道通过热器、省煤器、空气预热器逐渐降温，再经除尘器除~（电除尘器可除99%）的尘埃，经引风机送入烟囱，排向天空。（5

）渣统

炉膛内煤粉燃烧后生成的小灰粒，被除尘器搜集成细灰排入冲灰沟燃烧中因结焦形成的大块炉渣下落到锅炉底部的渣斗内通过碎渣机破碎后也排入冲灰沟，再经灰渣水泵将细灰和碎炉渣经冲灰管道排往灰场（或用汽车将炉渣运走2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组成，包括凝给水系统、再热系统、回热系统、冷却水（循环水）系统和补水系统。（1）水统锅炉产生的过热蒸汽沿主蒸汽管道进入汽轮机高速流动的蒸汽冲动汽轮机叶片转动带动发电机旋转产生电能在汽轮机内作功后的蒸汽其温度和压力大大降低最后排入凝汽器并被冷却水冷却凝结成水（称为凝结水聚集在凝汽器的热水井中。凝结水由凝结水泵打至低压加热器中加热，再经除氧器除氧并继续加热。由除氧器出来的水（叫锅炉给水经给水泵升压和高压加热器加热最后送人锅炉汽包在现代大型机组中一般都从汽轮机的某些中间级抽出作过功的部份蒸称为抽汽加热给叫做给水回热循环或把作过一段功的蒸汽从汽轮机某一中间级全数抽出，送到锅炉的再热器中加热后再引入汽轮机的以后几级中继续做功。（2）水统。在汽水循环进程中总不免有汽、水泄漏等损失，为维持汽水循环的正常进行必需不断地向系统补充通过化学处置的软化水些补给水一般补入除氧器或凝汽器中，即是补水系统。（3）

冷水循水系。

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到凉水塔冷却冷却水是循环利用的这就是冷却水或循环水系统。3电气系统火力发电厂的电气系统是完成机械能转化为电能及电力输送的系统要有同步发电机、励磁装置，厂用电系统，主变压器、断路器、隔离开关、母线等。下面介绍主要介绍各个电气设备的工作原理。同发机

：在火力发电厂中，是将机械能转变成电能的唯一电气设备。因此将一次能源（煤、油等）转换为的发电机。在发电厂中的交流同步发电机，电枢是静止的磁极由原动拖动旋转其励磁方式为发电机的励磁线圈由同轴的并激直流经及滑环来供电同步发电机由定子和转子两部份组成定子由定子线圈、机座、端盖、风道等组成。定子铁心和线圈是磁和电通过的部份，其他部份起着固定、支持和冷却的作用，转速达到3000r/min。励装

发电机要发出电来除需要原动机带动其旋转外还需给转子绕组输人直流电流（称为励磁电流立旋转磁场。供给励磁电流的电路，称为励磁系统，包括励磁机、励磁调节器及控制装置等。励磁系统由两个大体部份组成即励磁功率单元和励磁调节器励磁功率单元包括交流电源及整流装置它向发电机的励磁绕组提供直流励磁电流；励磁调节器（AVR）是按照发电机发出的电流、电压情形，自动调节励磁功率单元的励磁电流的大小，以知足系统运行的需要。励磁系统的作用不仅是在发电机中成立旋转磁场，而且还对发电机及电网的安全、经济运行起着重要作用。励磁系统的主要功能是：（1）在正常运行情形下，供给发电机励磁电流，并按照发电机所带负荷的转变自动调整励磁电流的大小以维持发电机的机端电压在给定（额定电压值（2）当发电机并列运行时，使各发电机组所带的无功功率稳固并实现合理分派。（3）在电力系统发生短路故障、发电机端电压严峻下降时，能对发电机强行励磁，使励磁电压迅速增升到顶值（300MW和发电机强励顶值电压为额定值的2以提高电力系统的暂态稳固性；短路故障切除后，使电压

迅速恢复正常。（4）当发电机突然甩负荷时，能进行强行减磁，将励磁电流迅速降到安全数值，以避免发电机电压过度升高。（5）当发电机内部发生短路故障（如定于绕组相间短路，转子绕组两点接地短路）跳闸时，能对发电机快速灭磁，将励磁电流减到零，以减小故障损坏程度。厂电统

：发电机的机端电压和电流随着容量的不同而各不相同，一般额定电压在间而额定电流可达2OkA。发电机发出的电能，其中一小部份（约占发电机容量的4～8％厂用变压器降低电压后，经厂用配电装置由电缆供给水泵送风机磨煤机等各类辅机和电厂照明等设备用电称为厂用电。其余大部份电能，由主变压器升压后，经高压配电装置、输电线路送入电网。主压：

变压器是按照电磁感应原理工作的，图所示为变压器大体原理示用意由图可见变压器由两个彼此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则在铁芯中产生交变磁通φ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、二次绕组中别离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负荷输出电能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转变实现变压的火电厂的主变压器系统主如果升压变电站。断器火电厂的断路器用以切断或关合高压电路中工作电流或故障电流的电器断路器按其利用范围分为高压断路器和低压断路器高低压界限划分比较模糊，一般将3kV以上的称为高压电器。高压断路器(或称高压开关)是发电厂、变电所主要的电力控制设备，具有灭弧特性当系统正常运行时，它能切断和接通线路和各类电气设备的空载和负载电流系统发生故障时它和继电保护配合，能迅速切断故障电流,以避免扩大事故范。因此，高压断路器工作的好坏,接影响到电力系统的安全运行；高压断路器种类很多，按其灭弧的不同，可分为油断路（多油断路器少油断路器化硫断路（断路器

真空断路器、紧缩空气断路器等隔开

隔离开关将相连的电路空载切断或关合的设备隔离开关隔离开关是高压开关电器中利用最多的一种电器刀闸的主要特点是无灭弧能力目的是要将断路器与电源隔离，形成明显断开点，隔离开关主要用来将高压配电装置中需要停电的部份与带电部份靠得住地隔离以保证检修工作的安全隔离开关的触头全数敞露在空气中具有明显的断开点隔离开关没有灭弧装置因此不能用来切断负荷电流或短路电流不然在高压作用下开点将产生强烈电弧，并很难自行熄灭，乃至可能造成飞弧（相对地或相间短路损设备，危及人身安全，这就是所谓“带负荷拉隔离开关”的严峻事故。隔离开关还能够用来进行某些电路的切换操作，以改变系统的运行方式。例如：在双母线电路中，能够用隔离开关将运行中的电路从一条母线切换到另一条母线上同时也能够用来操作一些小电流的电路。母

：母线是指在变电所中各级电压配电装置的连接，和变压器等电气设备和相应配电装置的连接多数采用矩形或圆形截面的裸导线或绞线统称为母线。母线的作用是聚集、分派和传送电能。母线采用铜排或铝排，其电流密度大，电阻小，集肤效应小，不必降容利用。电压降小也就意味着能量损耗小，最终节约用户的投资而对于电缆来讲由于电缆芯是多股细铜线其根面积较同电流品级的母线要大。而且其“集肤效应”严峻，减少了电流额定值，增加了电压降，容易发烧。线路的能量损失大，容易老化。三、继电保护部份现代继电保护在火电厂安全运行中主要担负着安全性保障正常工作提示及电力系统运行监控的作用因此电厂继电保护必需能够在被保护的电力系统元件发生故障时该元件的继电保护装置迅速准确地给离开故障元件最近的断路器发出跳闸命令使故障元件及时从电力系统中断开以最大限度地减少对电力系统元件本身的损坏降低对电力系统安全供电的影响时能够反映电气设备的不正常工作情形，并按照不正常工作情形和设备运行保护条件的同时发出信号，以便值班人员进行处，或装置自动地进行调整，或将那些继续运行会引发事故的电气漫备予以切除外继电保护系统还要担负着监控电力系统正常

运行工作解了继电保护大体作用与要求对于更好的分析与排除继电保护故障有着重要的意义。火电厂中锅炉汽轮机发电机之间的关系极为紧密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需装备完善的保护控制装置和系统。大体的保护方式有以下种。①联锁保护：当某一设备或工况出现异样现象时，相关联的设备联动跳闸，切除有故障的设备或系统，备用的设备或系统当即投入运行。②组成的保护以热工参量和电气参量的限值设备元件的条件联系为动作判据，采用各类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、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种。①当场控制：锅炉、汽轮机、发电机及辅助设备当场单独进行控制。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进程作为一个有机整体进行控制实现通盘自动化。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节燃料输入保证其产生的蒸汽在流量和参数方面知足汽轮机的需要。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、炉一路调整机组的负荷来适应外界负荷转变的要求。现代化电厂多采用程序控制以提高自动化水平序控制是将生产过程中

大量分散的操作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。随着计算机应用的日益扩大特别是微机及微处理器的发展现代火电厂的自动化已实现以小型机、微机和微处理器为基础的分层综合控制方式。四、火力发电厂对环境的影响煤的火电厂主要粉尘污染是堆煤场飘尘和锅炉烟尘煤场主如果以建设防尘和喷水处置为主锅炉用水模旋风除尘油火电厂没有那个问题。硫的问题，如要海边建设以海水脱硫最为合算内陆以湿式石膏脱硫火电进展对环境的影响主要体此刻大气尘埃和二氧化硫污染上。随着环保要求不断严格和电力行业污染物排放新标准公布份采用麻石水膜除尘器的电厂正着手进行除尘器改造采用电除尘器别位于城市计划区内的电厂已由电除尘器改成布袋除尘器说到二氧化硫污染是最让人头疼的事。电力、环保方面的专家介绍，目前，国内外应用控制二氧化硫途径有3种：燃烧前脱硫、燃烧中脱硫和燃烧后脱硫。燃烧前脱硫原来是采用物理学或生物方式将煤中硫脱除艺投资大、本钱高尚未踊跃推行应用近几年采用的主要方式是洗煤技术煤炭洗选目前仅能除去煤炭中的部份无机硫，对于煤炭中的有机硫尚无经济可行的去除技术。在高硫煤产区煤中有机硫份都较高因此很难用煤炭洗选的方式达到有效控制二氧化硫排放的目的专门是煤炭市场供给紧张用煤量大的企业购入煤炭已属不易难以选择煤种及煤炭质量致使用煤质量下降煤质含硫量增加，客观上增加了废气排放中的二氧化硫排放量。燃煤电厂干净煤技术是指煤炭从开发到利用全进程中在减少污染排放和提高利用效率的加工转化燃烧和污染控制等高新技术的总称燃烧中净化技术是指燃料在燃烧进程中提高效率减少污染排放的技术是干净煤技术的重要组成部份，由五项技术组成。先进的燃烧器改良锅炉设计，采用先进的燃烧器，以减少污染排放，提高锅炉效率。目前，已有NO2燃烧器，其燃烧进程是燃料和空气逐渐混合以降低火焰温度从而减少生成或调节燃料与空气的混

合比，只提供够燃料燃烧的氧量，而不足和氮结合生NO2。还有喷石灰石多段燃烧器、加天然气再燃烧器和炉内脱硫等技术。燃煤火力发电厂采用电子束法脱硫工艺：该工艺由排烟预除尘、烟气冷却、氨的加入电子束照射和副产品捕集等工序组成锅炉排出的烟气通过除尘器的粗滤处置取得预除尘后进入冷却塔在喷射入的冷却水冷却下烟气温度降到适合于脱硫脱氮的温度通过冷却后的烟气流进反映器反映器入口处将必然的氨气、紧缩空气混合物喷入，经电子束照射后，烟气中的二、NO2在自由基作用下与氨进行中和反映生成硫酸铵和硝酸铵的混合粉体，这一副产品为化肥这些粉状微粒一部份沉淀到反映器底部排出其余部份被除尘器捕集净化后烟气经脱硫风机由烟囱排入大气降低污染此法是目前世界上应用最广模最大的脱硫方式，脱硫效率可达95%以上，吸收剂利用率达90%以上。五、火力发电厂的特点与其他类型发电厂水厂：利用水流的动能和势能来生产电能，简称。水流量的大小和水头的高低，决定了水流能量的大小。从的观点分析，其进程为机械能电能。实现这一能量转换的生产方式一般是在河流的上游筑坝提高水位以造成较高的水头建造相应的水工设施以有效地获取集中的水流水经引水机沟引入水电厂的驱动水轮机转动水能便被转换为水轮机的旋转机械能与水轮机直接相连的发电机将机械能转换成电能，并由发电厂系统升压送入。核电：

利用核能来生产电能，又称（子核的各个核子（中子与质子）之间具有壮大的结合力。重核割裂和轻核聚合时，都会放出庞大的能量，称为核能目前在技术已比较成熟形成规模投入运营的只是重核裂变释放出的核能生产电能的从能量转换的观点分析由重核裂变核能热能→机械能→电能的转换进程。地发厂

地热能是指贮存在地球内部的可再生热能，一般集中散布在构造板块边缘一带起源于地球的熔融岩浆和放射性物质的衰变世界地热能的储量与资源潜量十分庞大年从地球内部传到地面的热能相当于可是地热能的散布相对比较分散因此开发难度专门大由于地热能是贮存在地

下的因此不会受到任何天气状况的影响而且同时具有其它的所有特点随时能够采用不带有害物质关键在于是不是有更先进的技术进行开发目前地热能在全世界很多地域的应用相当普遍开发技术也在日趋完善于地热能的利用包括将低温地热资源用于浴池和空间供热和用于温室热力泵和某些热处置进程的供热同时还能够利用干燥的过热蒸汽和高温水进行发电利用中等温度