我國(guó)火力發(fā)電及其發(fā)展現(xiàn)狀

1、.我國(guó)火力發(fā)電及其發(fā)展現(xiàn)狀摘要：火力發(fā)電一般是指利用石油、煤炭和天然氣等燃料燃燒時(shí)產(chǎn)生的熱能來(lái)加熱水，使水變成高溫、高壓水蒸氣，然后再由水蒸氣推動(dòng)發(fā)電機(jī)來(lái)發(fā)電的方式的總稱?；鹆Πl(fā)電站的主要設(shè)備系統(tǒng)包括：燃料供給系統(tǒng)、給水系統(tǒng)、蒸汽系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)及其他一些輔助處理設(shè)備。 火力發(fā)電系統(tǒng)主要由燃燒系統(tǒng)、汽水系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)、控制系統(tǒng)等組成。 中國(guó)發(fā)電以燃煤火電為主的局面在相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間里仍難以改變。關(guān)鍵詞：火力發(fā)電原理 設(shè)備 未來(lái)發(fā)展火力發(fā)電廠原理及設(shè)備介紹 火力發(fā)電一般是指利用石油、煤炭和天然氣等燃料燃燒時(shí)產(chǎn)生的熱能來(lái)加熱水，使水變成高溫、高壓水蒸氣，然后再由水蒸氣推動(dòng)發(fā)電機(jī)來(lái)發(fā)電的方式的總

2、稱。以煤、石油或天然氣作為燃料的發(fā)電廠統(tǒng)稱為火電廠?；鹆Πl(fā)電站的主要設(shè)備系統(tǒng)包括：燃料供給系統(tǒng)、給水系統(tǒng)、蒸汽系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)及其他一些輔助處理設(shè)備。 火力發(fā)電系統(tǒng)主要由燃燒系統(tǒng)（以鍋爐為核心）、汽水系統(tǒng)（主要由各類泵、給水加熱器、凝汽器、管道、水冷壁等組成）、電氣系統(tǒng)（以汽輪發(fā)電機(jī)、主變壓器等為主）、控制系統(tǒng)等組成。前二者產(chǎn)生高溫高壓蒸汽；電氣系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)由熱能、機(jī)械能到電能的轉(zhuǎn)變；控制系統(tǒng)保證各系統(tǒng)安全、合理、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。 火力發(fā)電的重要問(wèn)題是提高熱效率，辦法是提高鍋爐的參數(shù)（蒸汽的壓強(qiáng)和溫度）。90年代，世界最好的火電廠能把40左右的熱能轉(zhuǎn)換為電能；大型供熱電廠的熱能利用率也只能達(dá)到6

3、070。此外，火力發(fā)電大量燃煤、燃油，造成環(huán)境污染，也成為日益引人關(guān)注的問(wèn)題。 熱電廠為火力發(fā)電廠，采用煤炭作為一次能源，利用皮帶傳送技術(shù)，向鍋爐輸送經(jīng)處理過(guò)的煤粉，煤粉燃燒加熱鍋爐使鍋爐中的水變?yōu)樗羝?，?jīng)一次加熱之后，水蒸汽進(jìn)入高壓缸。為了提高熱效率，應(yīng)對(duì)水蒸汽進(jìn)行二次加熱，水蒸汽進(jìn)入中壓缸。通過(guò)利用中壓缸的蒸汽去推動(dòng)汽輪發(fā)電機(jī)發(fā)電。從中壓缸引出進(jìn)入對(duì)稱的低壓缸。已經(jīng)作過(guò)功的蒸汽一部分從中間段抽出供給煉油、化肥等兄弟企業(yè)，其余部分流經(jīng)凝汽器水冷，成為40度左右的飽和水作為再利用水。40度左右的飽和水經(jīng)過(guò)凝結(jié)水泵，經(jīng)過(guò)低壓加熱器到除氧器中，此時(shí)為160度左右的飽和水，經(jīng)過(guò)除氧器除氧，利用給水

4、泵送入高壓加熱器中，其中高壓加熱器利用再加熱蒸汽作為加熱燃料，最后流入鍋爐進(jìn)行再次利用。以上就是一次生產(chǎn)流程。 火力發(fā)電廠的基本生產(chǎn)過(guò)程 火力發(fā)電廠的主要生產(chǎn)系統(tǒng)包括汽水系統(tǒng)、燃燒系統(tǒng)和電氣系統(tǒng)，現(xiàn)分述如下： （一）汽水系統(tǒng)： 火力發(fā)電廠的汽水系統(tǒng)是由鍋爐、汽輪機(jī)、凝汽器、高低壓加熱器、凝結(jié)水泵和給水泵等組成，也包括汽水循環(huán)、化學(xué)水處理和冷卻系統(tǒng)等。 水在鍋爐中被加熱成蒸汽，經(jīng)過(guò)熱器進(jìn)一步加熱后變成過(guò)熱的蒸汽，再通過(guò)主蒸汽管道進(jìn)入汽輪機(jī)。由于蒸汽不斷膨脹，高速流動(dòng)的蒸汽推動(dòng)汽輪機(jī)的葉片轉(zhuǎn)動(dòng)從而帶動(dòng)發(fā)電機(jī)。 為了進(jìn)一步提高其熱效率，一般都從汽輪機(jī)的某些中間級(jí)后抽出作過(guò)功的部分蒸汽，用以加熱給水。

5、在現(xiàn)代大型汽輪機(jī)組中都采用這種給水回?zé)嵫h(huán)。此外，在超高壓機(jī)組中還采用再熱循環(huán)，既把作過(guò)一段功的蒸汽從汽輪機(jī)的高壓缸的出口將作過(guò)功的蒸汽全部抽出，送到鍋爐的再熱汽中加熱后再引入氣輪機(jī)的中壓缸繼續(xù)膨脹作功，從中壓缸送出的蒸汽，再送入低壓缸繼續(xù)作功。在蒸汽不斷作功的過(guò)程中，蒸汽壓力和溫度不斷降低，最后排入凝汽器并被冷卻水冷卻，凝結(jié)成水。凝結(jié)水集中在凝汽器下部由凝結(jié)水泵打至低壓加熱再經(jīng)過(guò)除氧氣除氧，給水泵將預(yù)加熱除氧后的水送至高壓加熱器，經(jīng)過(guò)加熱后的熱水打入鍋爐，再過(guò)熱器中把水已經(jīng)加熱到過(guò)熱的蒸汽，送至汽輪機(jī)作功，這樣周而復(fù)始不斷的作功。 在汽水系統(tǒng)中的蒸汽和凝結(jié)水，由于疏通管道很多并且還要經(jīng)過(guò)許多

6、的閥門設(shè)備，這樣就難免產(chǎn)生跑、冒、滴、漏等現(xiàn)象，這些現(xiàn)象都會(huì)或多或少地造成水的損失，因此我們必須不斷的向系統(tǒng)中補(bǔ)充經(jīng)過(guò)化學(xué)處理過(guò)的軟化水，這些補(bǔ)給水一般都補(bǔ)入除氧器中。（二）燃燒系統(tǒng) 燃燒系統(tǒng)是由輸煤、磨煤、粗細(xì)分離、排粉、給粉、鍋爐、除塵、脫流等組成。是由皮帶輸送機(jī)從煤場(chǎng),通過(guò)電磁鐵、碎煤機(jī)然后送到煤倉(cāng)間的煤斗內(nèi),再經(jīng)過(guò)給煤機(jī)進(jìn)入磨煤機(jī)進(jìn)行磨粉，磨好的煤粉通過(guò)空氣預(yù)熱器來(lái)的熱風(fēng)，將煤粉打至粗細(xì)分離器，粗細(xì)分離器將合格的煤粉（不合格的煤粉送回磨煤機(jī)），經(jīng)過(guò)排粉機(jī)送至粉倉(cāng)，給粉機(jī)將煤粉打入噴燃器送到鍋爐進(jìn)行燃燒。而煙氣經(jīng)過(guò)電除塵脫出粉塵再將煙氣送至脫硫裝置，通過(guò)石漿噴淋脫出流的氣體經(jīng)過(guò)吸風(fēng)機(jī)送到

7、煙筒排人天空。 （三）發(fā)電系統(tǒng) 發(fā)電系統(tǒng)是由副勵(lì)磁機(jī)、勵(lì)磁盤、主勵(lì)磁機(jī)（備用勵(lì)磁機(jī)）、發(fā)電機(jī)、變壓器、高壓斷路器、升壓站、配電裝置等組成。發(fā)電是由副勵(lì)磁機(jī)（永磁機(jī)）發(fā)出高頻電流，副勵(lì)磁機(jī)發(fā)出的電流經(jīng)過(guò)勵(lì)磁盤整流，再送到主勵(lì)磁機(jī)，主勵(lì)磁機(jī)發(fā)出電后經(jīng)過(guò)調(diào)壓器以及滅磁開關(guān)經(jīng)過(guò)碳刷送到發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子，當(dāng)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子通過(guò)旋轉(zhuǎn)其定子線圈便感應(yīng)出電流，強(qiáng)大的電流通過(guò)發(fā)電機(jī)出線分兩路，一路送至廠用電變壓器，另一路則送到高壓斷路器，由SF6高壓斷路器送至電網(wǎng)。 火力發(fā)電廠的基本生產(chǎn)過(guò)程 這里介紹的是汽輪機(jī)發(fā)電的基本生產(chǎn)過(guò)程。 火力發(fā)電廠的燃料主要有煤、石油（主要是重油、天然氣）。我國(guó)的火電廠以燃煤為主，過(guò)去曾建過(guò)一批

8、燃油電廠，目前的政策是盡量壓縮燒油電廠，新建電廠全部燒煤。 火力發(fā)電廠由三大主要設(shè)備鍋爐、汽輪機(jī)、發(fā)電機(jī)及相應(yīng)輔助設(shè)備組成，它們通過(guò)管道或線路相連構(gòu)成生產(chǎn)主系統(tǒng)，即燃燒系統(tǒng)、汽水系統(tǒng)和電氣系統(tǒng)。其生產(chǎn)過(guò)程簡(jiǎn)介如下。 1燃燒系統(tǒng) 燃燒系統(tǒng)如圖1l所示，包括鍋爐的燃燒部分和輸煤、除灰和煙氣排放系統(tǒng)等煤由皮帶輸送到鍋爐車間的煤斗，進(jìn)入磨煤機(jī)磨成煤粉，然后與經(jīng)過(guò)預(yù)熱器預(yù)熱的空氣一起噴入爐內(nèi)燃燒，將煤的化學(xué)能轉(zhuǎn)換成熱能，煙氣經(jīng)除塵器清除灰分后，由引風(fēng)機(jī)抽出，經(jīng)高大的煙囪排入大氣。爐渣和除塵器下部的細(xì)灰由灰渣泵排至灰場(chǎng)。12汽水系統(tǒng) 汽水系統(tǒng)流程所示，包括鍋爐、汽輪機(jī)、凝汽器及給水泵等組成的汽水循環(huán)和水處

9、理系統(tǒng)、冷卻水系統(tǒng)等【1】電氣系統(tǒng)：包括發(fā)電機(jī)、勵(lì)磁系統(tǒng)、廠用電系統(tǒng)和升壓變電站等。由汽輪機(jī)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子，使發(fā)電動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)。同時(shí)，在發(fā)電機(jī)部分，配合有勵(lì)磁系統(tǒng)，發(fā)電機(jī)，切割磁力線，來(lái)發(fā)電。火力發(fā)電站其分類有：按燃料分，燃煤發(fā)電廠，燃油發(fā)電廠，燃?xì)獍l(fā)電廠，余熱發(fā)電廠，以垃圾及工業(yè)廢料為燃料的發(fā)電廠；按蒸汽壓力和溫度分，中低壓發(fā)電廠（3.92MPa，450度），高壓發(fā)電廠（9.9MPa，540度），超高壓發(fā)電廠（13.83MPa，540度），亞臨界壓力發(fā)電廠（16.77MPa，540度），超臨界壓力發(fā)電廠（22.11MPa，550度）；按原動(dòng)機(jī)分，凝氣式汽輪機(jī)發(fā)電廠，燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電廠，內(nèi)燃機(jī)發(fā)電廠，

10、蒸汽燃汽輪機(jī)發(fā)電廠等；按輸出能源分，凝汽式發(fā)電廠（只發(fā)電），熱電廠（發(fā)電兼供熱）；按發(fā)電廠裝機(jī)容量分，小容量發(fā)電廠（100MW以下），中容量發(fā)電廠（100250MW），大中容量發(fā)電廠（2501000MW），大容量發(fā)電廠（1000MW以上）；我國(guó)目前最大的火電廠：浙江北侖港電廠，裝機(jī)容量300萬(wàn)KW（即3000MW），5臺(tái)60萬(wàn)KW（600MW）機(jī)組。下圖為凝汽式燃煤電廠生產(chǎn)過(guò)程示意圖我國(guó)火力發(fā)電發(fā)展現(xiàn)狀全國(guó)共建設(shè)投產(chǎn)火電項(xiàng)目規(guī)模2.15億千瓦，至2012年4月底，全國(guó)火電裝機(jī)容量達(dá)7.7億千瓦，增長(zhǎng)38.8%。全國(guó)30萬(wàn)千瓦及以上大型火電機(jī)組占火電機(jī)組比重由62.5%提高到76%，其中，60萬(wàn)

11、千瓦及以上清潔機(jī)組占火電機(jī)組比重已達(dá)39%。大型高效機(jī)組不斷增加 能耗下降快目前已投產(chǎn)和在建的100萬(wàn)千瓦超超臨界火電機(jī)組59臺(tái)。這些大型、高效、環(huán)保機(jī)組的建設(shè)，在滿足國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展的同時(shí)，供電煤耗顯著下降，從2007年底的356克，下降到目前的329克，能耗下降了7.58%，相當(dāng)于年節(jié)約標(biāo)煤1.1億噸。果斷淘汰小火電 節(jié)能減排成效好全國(guó)累計(jì)淘汰小火電6674萬(wàn)千瓦。據(jù)測(cè)算，這些機(jī)組的關(guān)停，每年可以節(jié)約原煤7580萬(wàn)噸，減少二氧化硫排放131萬(wàn)噸、二氧化碳1.54億噸，節(jié)能減排成效顯著。潔凈煤技術(shù)有進(jìn)展我國(guó)還積極推進(jìn)潔凈煤技術(shù)發(fā)展與應(yīng)用。一是發(fā)展整體煤炭氣化燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電，2007

12、年開工建設(shè)華能天津IGCC示范工程。二是發(fā)展循環(huán)流化床燃燒技術(shù)。2011年正式開工建設(shè)60萬(wàn)千瓦等級(jí)CFB機(jī)組示范工程。三是探索研究碳捕集與封存技術(shù)，建成3000萬(wàn)噸級(jí)和10萬(wàn)噸等級(jí)的CCS裝置【2】。低碳經(jīng)濟(jì)(Low Carbon Economy)作為一種新的能源發(fā)展觀成為世界能源生產(chǎn)和發(fā)展的制約因素.國(guó)際能源署報(bào)告表明,世界CO2排放量在2010年后將會(huì)以更快的速度增長(zhǎng), 尤以美國(guó)和中國(guó)最為明顯.中國(guó)火力發(fā)電以煤為主的能源結(jié)構(gòu)在未來(lái)幾十年不會(huì)改變,燃煤發(fā)電的環(huán)境成本最高3.長(zhǎng)期以來(lái)，我國(guó)電力工業(yè)的發(fā)展是以火電為主。隨著電力供需矛盾的緩和及環(huán)境保護(hù)的壓力越來(lái)越大，在1997年中央明確提出了“

13、優(yōu)化火電結(jié)構(gòu)”的方針，這是火電發(fā)展史上的一個(gè)重要轉(zhuǎn)折點(diǎn)。如何優(yōu)化火電結(jié)構(gòu)，是當(dāng)前電力結(jié)構(gòu)調(diào)整的中心問(wèn)題。根據(jù)1998年的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，火力發(fā)電狀況如下:全國(guó)6000千瓦及以上的汽輪發(fā)電機(jī)組共3413臺(tái)，總?cè)萘繛?.865億千瓦，平均機(jī)組容量為5.4萬(wàn)千瓦。其中300兆瓦及以上機(jī)組206臺(tái)，占總?cè)萘康?7%，而10萬(wàn)千瓦以下的機(jī)組有2871臺(tái)，共6000萬(wàn)千瓦，占總?cè)萘康?2.5%?？梢?，我國(guó)火力發(fā)電結(jié)構(gòu)除了大機(jī)組比重過(guò)小以外，還存在機(jī)組品種比較單一的缺陷，除了5%一6%的燃機(jī)和柴油發(fā)電機(jī)組外，都是常規(guī)火電機(jī)組，并且主要是燃煤機(jī)組;尤其是國(guó)產(chǎn)的大機(jī)組都按帶基本負(fù)荷設(shè)計(jì)，調(diào)峰運(yùn)行能力較差;大型供熱機(jī)組

14、、空冷機(jī)組、燃燒無(wú)煙煤等特種機(jī)組數(shù)量和品種少，未形成規(guī)模;同時(shí)由于科研的投人力度不夠，一些新技術(shù)的采用缺乏科學(xué)的試驗(yàn);企業(yè)生產(chǎn)管理不嚴(yán)，發(fā)電機(jī)組的性能和質(zhì)量不穩(wěn)定;火電廠供電煤耗率高，1998年為404.9克/(千瓦小時(shí))，比世界先進(jìn)水平高60克/(千瓦小時(shí))一70克/(千瓦小時(shí));煤耗率的下降速度也很慢，原電力部設(shè)想10年下降50克/(千瓦小時(shí))，但是經(jīng)過(guò)7年的努力，只降低15克/(千瓦小時(shí));燃煤火電廠污染物的排放，特別是S02和NOx的排放未得到有效控制，火電廠的環(huán)保任務(wù)非常繁重。針對(duì)以上問(wèn)題，近期優(yōu)化火電結(jié)構(gòu)的主攻方向是:(1)關(guān)停小火電機(jī)組。小火電機(jī)組能耗高、污染嚴(yán)重，必然給國(guó)家的環(huán)

15、境保護(hù)、能源資源平衡以及電力工業(yè)的健康發(fā)展帶來(lái)極為不利的影響，因此應(yīng)嚴(yán)格控制小火電設(shè)備的生產(chǎn)和建設(shè)，并關(guān)?，F(xiàn)有小火電機(jī)組。(2)改造老機(jī)組，提高經(jīng)濟(jì)和環(huán)保效益。老機(jī)組的技術(shù)改造:一是提高機(jī)組效益、降低廠用電率;二是減少污染物的排放;三是提高機(jī)組的可靠性及機(jī)組的使用壽命。(3)加快發(fā)展高效、低污染的大型火電機(jī)組。(4)加快煙氣脫硫、脫硝、高效除塵成套技術(shù)和設(shè)備的研究開發(fā)，特別是要在既能滿足一定性能要求，價(jià)格又相對(duì)便宜方面下功夫。(5)加快開發(fā)潔凈煤發(fā)電技術(shù)的步伐，搞好潔凈煤發(fā)電示范工程，在消化吸收國(guó)外先進(jìn)技術(shù)基礎(chǔ)上開展國(guó)產(chǎn)化研究，為逐步取代常規(guī)火力發(fā)電技術(shù)做好技術(shù)準(zhǔn)備。(6)鼓勵(lì)發(fā)展熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組。 (7)研究以大型燃汽輪機(jī)為核心的聯(lián)合循環(huán)發(fā)電技術(shù)，解決既能提高能源利用率、又能符合環(huán)保要求和改善電網(wǎng)調(diào)峰性能的問(wèn)題?！?】【1】中國(guó)電力（http:/www.chinapower.