火力發(fā)電廠系統(tǒng)PPT課件

1、1火力發(fā)電廠概論2目錄n部分火電廠照片n火力發(fā)電廠概述n檢修規(guī)程345678910火力發(fā)電廠概述 火力發(fā)電廠是利用化石燃料燃燒釋放的熱能發(fā)電的動力設(shè)施，包括燃料燃燒釋熱和熱能電能轉(zhuǎn)換以及電能輸出的所有設(shè)備、裝置、儀表器件，以及為此目的設(shè)置在特定場所的建筑物、構(gòu)筑物和所有有關(guān)生產(chǎn)和生活的附屬設(shè)施。主要有蒸汽動力發(fā)電廠、燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電廠、內(nèi)燃機(jī)發(fā)電廠幾種類型. 1112基本原理n電磁感應(yīng)理論：任何變化的電場都要在其周圍空間產(chǎn)生磁場，任何變化的磁場都要在其周圍空間產(chǎn)生電場。n熱力學(xué)第一定律：熱可以變?yōu)楣?，功也可以變?yōu)闊?，消耗一定熱量時，必產(chǎn)生相當(dāng)數(shù)量的功，消耗一定量的功時，必出現(xiàn)相應(yīng)數(shù)量的熱。n熱力學(xué)

2、第二定律：高溫物體的熱能可以自動傳遞給低溫物體，而低溫物體的熱能卻不能自動地傳遞給高溫物體。機(jī)械能可以自動轉(zhuǎn)化為熱能，而熱能卻不能自動轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。13主要生產(chǎn)過程簡述 儲存在儲煤場(或儲煤罐)中的原煤由輸煤設(shè)備從儲煤場送到鍋爐的原煤斗中,再由給煤機(jī)送到磨煤機(jī)中磨成煤粉。煤粉送至分離器進(jìn)行分離,合格的煤粉送到煤粉倉儲存(倉儲式鍋爐)。煤粉倉的煤粉由給粉機(jī)送到鍋爐本體的噴燃器,由噴燃器噴到爐膛內(nèi)燃燒(直吹式鍋爐將煤粉分離后直接送入爐膛)。燃燒的煤粉放出大量的熱能將爐膛四周水冷壁管內(nèi)的水加熱成汽水混合物?；旌衔锉诲仩t汽包內(nèi)的汽水分離器進(jìn)行分離,分離出的水經(jīng)下降管送到水冷壁管繼續(xù)加熱,分離出的蒸汽送

3、到過熱器,加熱成符合規(guī)定溫度和壓力的過熱蒸汽,經(jīng)管道送到汽輪機(jī)作功。過熱蒸汽在汽輪機(jī)內(nèi)作功推動汽輪機(jī)旋轉(zhuǎn),汽輪機(jī)帶動發(fā)電機(jī)發(fā)電,發(fā)電機(jī)發(fā)出的三相交流電通過發(fā)電機(jī)端部的引線經(jīng)變壓器什壓后引出送到電網(wǎng)。在汽輪機(jī)內(nèi)作完功的過熱蒸汽被凝汽器冷卻成凝結(jié)水,凝結(jié)水經(jīng)凝結(jié)泵送到低壓加熱器加熱,然后送到除氧器除氧,再經(jīng)給水泵送到高壓加熱器加熱后,送到鍋爐繼續(xù)進(jìn)行熱力循環(huán)。再熱式機(jī)組采用中間再熱過程,即把在汽輪機(jī)高壓缸做功之后的蒸汽,送到鍋爐的再熱器重新加熱,使汽溫提高到一定(或初蒸汽)溫度后,送到汽輪機(jī)中壓缸繼續(xù)做功。14鍋爐本體 鍋爐設(shè)備是火力發(fā)電廠中的主要熱力設(shè)備之一。它的任務(wù)是使燃料通過燃燒將化學(xué)能轉(zhuǎn)變

4、為熱能，并且以此熱能加熱水，使其成為一定數(shù)量和質(zhì)量（壓力和溫度）的蒸汽。由爐膛、煙道、汽水系統(tǒng)（其中包括受熱面、汽包、聯(lián)箱和連接管道）以及爐墻和構(gòu)架等部分組成的整體，稱為“鍋爐本體”。 15鍋爐主要設(shè)備n按鍋爐的蒸汽壓力：可將鍋爐分為低壓鍋爐（壓力小于2.45mpa），中壓鍋爐（壓力2.944. 90mpa），高壓鍋爐（壓力7.8410. 8mpa），超高壓鍋爐（壓力11.814. 7mpa），亞臨界鍋爐（壓力15.719. 6mpa），超臨界鍋爐（壓力22. 1mpa），超超臨界鍋爐（壓力3031mpa）。n按鍋爐蒸發(fā)受熱面內(nèi)工質(zhì)的流動方式分類：自然循環(huán)鍋爐、強(qiáng)制循環(huán)鍋爐、直流鍋爐、復(fù)合循環(huán)

5、鍋爐。n按鍋爐的整體布置分類：型結(jié)構(gòu)鍋爐、箱型結(jié)構(gòu)鍋爐、塔型結(jié)構(gòu)鍋爐。16 火力發(fā)電廠中的鍋爐按水循環(huán)方式可分為自然循環(huán),強(qiáng)制循環(huán),直流鍋爐三種類型。 依靠工質(zhì)的重度差而產(chǎn)生的循環(huán)流動稱為自然循環(huán)。借助水泵壓頭使工質(zhì)產(chǎn)生的循環(huán)流動稱為強(qiáng)制循環(huán)。 自然循環(huán)形成:汽包、下降管、下聯(lián)箱和上升管(即水泠壁)組成一個循環(huán)回路。由于上升管中的水在爐內(nèi)受熱鏟生了蒸汽,汽水混合物的重度小,而下降管在爐外不受熱,管中是水,其重度大,兩者重度差就產(chǎn)生推動力,水沿下降管向下流動,而汽水混合物則沿上升管向上流動,這樣就形成水的自然循環(huán)流動。 強(qiáng)制循環(huán)鍋爐的結(jié)構(gòu)與自然循環(huán)基本相同,它也有汽包,所不同的在下降管中增加了循

6、環(huán)泵,作為增強(qiáng)汽水循環(huán)的動力。 直流爐的結(jié)構(gòu)與自然循環(huán)鍋爐結(jié)構(gòu)不同,它沒有汽包,是依靠給水泵壓力使工質(zhì)鍋爐受熱面管子中依次經(jīng)過省煤器,蒸發(fā)受熱面和過熱器一次將水全部加熱成為過熱蒸汽?，F(xiàn)在一般只宜用于亞臨界,超臨界壓力鍋爐。 強(qiáng)制循環(huán)鍋爐與自然循環(huán)鍋爐比較: 優(yōu)點(diǎn):可適用于亞臨界、超臨界壓力;由于工質(zhì)在受熱面中是強(qiáng)制流動,因而受熱面的布置較靈活,受熱均勻水循環(huán)好;起停爐快;水冷壁可使小管徑、薄管壁(壓力準(zhǔn)許),相對汽包容積減小,節(jié)省鋼材。 缺點(diǎn):加裝循環(huán)泵,系統(tǒng)復(fù)雜,投資高,檢修困難。17鍋爐主要系統(tǒng)n汽水系統(tǒng)：鍋爐的汽水系統(tǒng)的主要功用是接受燃料的熱能，提升介質(zhì)的熱勢能，增壓增溫，完成介質(zhì)的狀態(tài)

7、轉(zhuǎn)換。n煙風(fēng)系統(tǒng)：提供鍋爐燃燒的氧氣，帶動干燥的燃料進(jìn)入爐膛，維持爐膛風(fēng)壓以穩(wěn)定燃燒。n制粉系統(tǒng)：完成燃料的磨碎、干燥。使之形成具有一定細(xì)度和干燥度的燃料，并送入爐膛。n其它輔助系統(tǒng)：包括燃油系統(tǒng)、吹灰系統(tǒng)、火檢系統(tǒng)、除灰除渣系統(tǒng)等，具體功能不做介紹。1819n一次風(fēng)機(jī)：干燥燃料，將燃料送入爐膛，一般采用離心式風(fēng)機(jī)。n送風(fēng)機(jī)：克服空氣預(yù)熱器、風(fēng)道、燃燒器阻力，輸送燃燒風(fēng)，維持燃料充分燃燒。n引風(fēng)機(jī)：將煙氣排除，維持爐膛壓力，形成流動煙氣，完成煙氣及空氣的熱交換。n磨煤機(jī)：將原煤磨成需要細(xì)度的煤粉，完成粗細(xì)粉分離及干燥。n空預(yù)器：空氣預(yù)熱器是利用鍋爐尾部煙氣熱量來加熱燃燒所需空氣的一種熱交換裝置

8、。提高鍋爐效率，提高燃燒空氣溫度，減少燃料不完全燃燒熱損失?？疹A(yù)器分為導(dǎo)熱式和回轉(zhuǎn)式?；剞D(zhuǎn)式是將煙氣熱量傳導(dǎo)給蓄熱元件，蓄熱元件將熱量傳導(dǎo)給一、二次風(fēng)，回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器的漏風(fēng)系數(shù)在810。2021n爐水循環(huán)泵：建立和維持鍋爐內(nèi)部介質(zhì)的循環(huán)，完成介質(zhì)循環(huán)加熱的過程。n燃燒器：將攜帶煤粉的一次風(fēng)和助燃的二次風(fēng)送入爐膛，并組織一定的氣流結(jié)構(gòu)，使煤粉能迅速穩(wěn)定的著火，同時使煤粉和空氣合理混合，達(dá)到煤粉在爐內(nèi)迅速完全燃燒。煤粉燃燒器可分為直流燃燒器和旋流燃燒器兩大類。22汽輪機(jī)本體 汽輪機(jī)本體（steam turbine proper）是完成蒸汽熱能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能的汽輪機(jī)組的基本部分，即汽輪機(jī)本身。它與回

9、熱加熱系統(tǒng)、調(diào)節(jié)保安系統(tǒng)、油系統(tǒng)、凝汽系統(tǒng)以及其他輔助設(shè)備共同組成汽輪機(jī)組。汽輪機(jī)本體由固定部分（靜子）和轉(zhuǎn)動部分（轉(zhuǎn)子）組成。固定部分包括汽缸、隔板、噴嘴、汽封、緊固件和軸承等。轉(zhuǎn)動部分包括主軸、葉輪或輪鼓、葉片和聯(lián)軸器等。固定部分的噴嘴、隔板與轉(zhuǎn)動部分的葉輪、葉片組成蒸汽熱能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能的通流部分。汽缸是約束高壓蒸汽不得外泄的外殼。汽輪機(jī)本體還設(shè)有汽封系統(tǒng)。 2324汽機(jī)主要系統(tǒng)n主蒸汽系統(tǒng)：吹動汽輪機(jī)旋轉(zhuǎn)，帶動發(fā)電機(jī)做功，是發(fā)電廠主要的做功介質(zhì)通過的系統(tǒng)。n再熱蒸汽系統(tǒng)：輔助主蒸汽系統(tǒng)做功，提高機(jī)組熱效率。n回?zé)岢槠到y(tǒng)：盡量減少進(jìn)入凝汽器的無用能量，提高機(jī)組熱效率。25n軸封系統(tǒng)：防止

10、汽輪機(jī)內(nèi)部高壓蒸汽向外泄露，保證汽輪機(jī)效率，保持真空系統(tǒng)嚴(yán)密性。n真空系統(tǒng)：維持汽輪機(jī)的低背壓和凝汽器真空。n凝結(jié)水系統(tǒng)：將凝結(jié)水輸送到除氧器，完成加熱、除氧、化學(xué)處理和剔除雜質(zhì)。n給水系統(tǒng)：提高給水壓力，加熱后為鍋爐提供給水。n主機(jī)油系統(tǒng)：包括潤滑油系統(tǒng)、頂軸油系統(tǒng)、調(diào)節(jié)、保安系統(tǒng)。n汽輪機(jī)調(diào)節(jié)、保安系統(tǒng)：協(xié)調(diào)各系統(tǒng)同步地按照要求進(jìn)行工作。n潤滑油系統(tǒng)：為汽輪機(jī)提供潤滑、冷卻用油。n發(fā)電機(jī)冷卻系統(tǒng)和密封系統(tǒng)：冷卻系統(tǒng)的功能是冷卻發(fā)電機(jī)，帶走發(fā)電機(jī)工作時的熱量。密封系統(tǒng)的功能是密封冷卻介質(zhì)的外泄。n工業(yè)水系統(tǒng)：提供冷卻介質(zhì)。冷卻各種輔助設(shè)備。n頂軸油系統(tǒng)由于不是所有機(jī)組都有，所以不做介紹。液壓

11、油系統(tǒng)劃歸調(diào)節(jié)、保安系統(tǒng)，所以不做介紹。n其它系統(tǒng)：壓縮空氣系統(tǒng)、旁路系統(tǒng)、減溫水系統(tǒng)、精處理系統(tǒng)、膠球系統(tǒng)等。26n汽機(jī)主要設(shè)備汽機(jī)主要設(shè)備 n汽輪機(jī)：汽輪機(jī)是一種將蒸汽的熱勢能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能的旋轉(zhuǎn)原動機(jī)。分沖動式和反動式汽輪機(jī)。 2728n給水泵：將除氧水箱的凝結(jié)水通過給水泵提高壓力，經(jīng)過高壓加熱器加熱后，輸送到鍋爐省煤器入口，作為鍋爐主給水。n高低壓加熱器：利用汽輪機(jī)抽汽，對給水、凝結(jié)水進(jìn)行加熱，其目的是提高整個熱力系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)性。n除氧器：除去鍋爐給水中的各種氣體，主要是水中的游離氧。n凝汽器：使汽輪機(jī)排汽口形成最佳真空，使工質(zhì)膨脹到最低壓力，盡可能多地將蒸汽熱能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能，將乏汽凝結(jié)成水

12、。n凝結(jié)泵：將凝汽器的凝結(jié)水通過各級低壓加熱器補(bǔ)充到除氧器。n油系統(tǒng)設(shè)備：一是為汽輪機(jī)的調(diào)節(jié)和保護(hù)系統(tǒng)提供工作用油，二是向汽輪機(jī)和發(fā)電機(jī)的各軸承供應(yīng)大量的潤滑油和冷卻油。主要設(shè)備包括主油箱、主油泵、交直流油泵、冷油器、油凈化裝置等。29發(fā)電機(jī)本體 在發(fā)電廠中，同步發(fā)電機(jī)是將機(jī)械能轉(zhuǎn)變成電能的唯一電氣設(shè)備。因而將一次能源（水力、煤、 油、風(fēng)力、原子能等）轉(zhuǎn)換為二次能源的發(fā)電機(jī)，現(xiàn)在幾乎都是采用三相交流同步發(fā)電機(jī)。在發(fā)電廠中的交流同步發(fā)電機(jī)，電樞是靜止的，磁極由原動機(jī)拖動旋轉(zhuǎn)。其勵磁方式為發(fā)電機(jī)的勵磁線圈flq（即轉(zhuǎn)子繞組）由同軸的并激直流勵磁機(jī)經(jīng)電刷及滑環(huán)來供電。同步發(fā)電機(jī)由定子（固定部分）和轉(zhuǎn)

13、子（轉(zhuǎn)動部分）兩部分組成。定子由定子鐵心、定子線圈、機(jī)座、端蓋、風(fēng)道等組成。定子鐵心和線圈是磁和電通過的部分，其他部分起著固定、支持和冷卻的作用。 轉(zhuǎn)子由轉(zhuǎn)子本體、護(hù)環(huán)、心環(huán)、轉(zhuǎn)子線圈、滑環(huán)、同軸激磁機(jī)電樞組成。30 31n主變壓器：利用電磁感應(yīng)原理，可以把一種電壓的交流電能轉(zhuǎn)換成同頻率的另一種電壓等級的交流電的一種設(shè)備。n6kv、380v配電裝置：完成電能分配，控制設(shè)備的裝置。n電機(jī)：將電能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能或?qū)C(jī)械能轉(zhuǎn)換成電能的電能轉(zhuǎn)換器。n蓄電池：指放電后經(jīng)充電能復(fù)原繼續(xù)使用的化學(xué)電池。在供電系統(tǒng)中，過去多用鉛酸蓄電池，現(xiàn)多采用鎘鎳蓄電池n控制盤：有獨(dú)立的支架，支架上有金屬或絕緣底板或橫梁，各

14、種電子器件和電器元件安裝在底板或橫梁上的一種屏式的電控設(shè)備。32火力發(fā)電廠其它系統(tǒng)介紹火力發(fā)電廠其它系統(tǒng)介紹n輸煤系統(tǒng)：運(yùn)輸燃料進(jìn)入廠房，進(jìn)行初步加工和燃料篩選工作，同時完成外加物質(zhì)的混合工作。所包涵的主要設(shè)備有斗輪機(jī)、碎煤機(jī)、翻車機(jī)、輸煤皮帶等。n化學(xué)水系統(tǒng)：將天然水在進(jìn)入汽水系統(tǒng)前先除去雜質(zhì)。其流程一般為：天然水混凝沉淀過濾離子交換補(bǔ)給水?；炷恋硎羌尤牖炷齽a(chǎn)生絮凝體。過濾處理是使用石英砂等濾料除去細(xì)小懸浮物。化學(xué)除鹽是使用混床除去金屬離子和酸根，常使用樹脂除鹽。n循環(huán)水系統(tǒng)：為機(jī)組提供冷卻水源。工業(yè)生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢熱，一般要用冷卻水來導(dǎo)走。從江、河、湖、海等天然水體中吸取一定量的水

15、作為冷卻水，冷卻工藝設(shè)備吸取廢熱使水溫升高，再排入江、河、湖、海，這種冷卻方式稱為直流冷卻。當(dāng)不具備直流冷卻條件時，則需要用冷卻塔來冷卻。冷卻塔的作用是將挾帶廢熱的冷卻水在塔內(nèi)與空氣進(jìn)行熱交換，使廢熱傳輸給空氣并散人大氣。3334單元機(jī)組集控運(yùn)行單元機(jī)組集控運(yùn)行n機(jī)組按照啟動前所處溫度狀態(tài)可分為冷態(tài)啟動和熱態(tài)啟動。按照沖轉(zhuǎn)汽輪機(jī)的主蒸汽參數(shù)可分為額定參數(shù)啟動和滑參數(shù)啟動。n滑參數(shù)啟動程序：啟動前準(zhǔn)備鍋爐上水點(diǎn)火升壓升溫暖管沖轉(zhuǎn)暖機(jī)升速并網(wǎng)、帶負(fù)荷升負(fù)荷。n鍋爐運(yùn)行及監(jiān)視因素：維持適應(yīng)的蒸發(fā)量。均衡給水，維持汽包水位。保證汽水品質(zhì)?？刂普羝麎毫皽囟?。燃燒調(diào)整。減少熱損失，提高鍋爐熱效率。n汽機(jī)

16、運(yùn)行及監(jiān)視因素：主蒸汽壓力及溫度。再熱蒸汽壓力及溫度。凝汽器真空。軸向位移。機(jī)組振動。軸瓦溫監(jiān)測。汽輪機(jī)壽命管理。n單元機(jī)組的負(fù)荷調(diào)節(jié)：鍋爐跟隨的負(fù)荷調(diào)節(jié)方式，汽機(jī)跟隨的負(fù)荷調(diào)節(jié)方式，機(jī)爐協(xié)調(diào)控制的負(fù)荷調(diào)節(jié)方式。35電廠經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)電廠經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)n每千瓦投資造價每千瓦投資造價：每千瓦所需要的資金投入量。用總投資額除以裝機(jī)容量的總和。水電大約為700010000元，火電30-60萬千瓦國產(chǎn)機(jī)組54006300元，風(fēng)電場每千瓦造價約80009000元。36八大系統(tǒng)n熱力系統(tǒng) n燃料供應(yīng)系統(tǒng)n除灰系統(tǒng)n水處理系統(tǒng)n供水系統(tǒng)n電氣系統(tǒng)n熱工控制系統(tǒng)n附屬生產(chǎn)工程37循環(huán)流化床鍋爐循環(huán)流化床鍋爐 循環(huán)

17、流化床鍋爐：循環(huán)流化床燃燒是一種新型的高效、低污染的清潔燃煤技術(shù)，其主要特點(diǎn)是鍋爐爐膛內(nèi)含有大量的物料，在燃燒過程中大量的物料被煙氣攜帶到爐膛上部，經(jīng)過布置在爐膛出口的分離器，將物料與煙氣分開，并經(jīng)過非機(jī)械式回送閥將物料會送至床內(nèi)，多次循環(huán)燃燒。由于物料濃度高，具有很大的熱容量和良好的物料混合，一般每公斤煙氣可攜帶若干公斤的物料，這些循環(huán)物料帶來了高傳熱系數(shù)，使鍋爐熱負(fù)荷調(diào)節(jié)范圍廣，對燃料的適應(yīng)性強(qiáng)。循環(huán)流化床鍋爐采用比鼓泡床更高的流化速度，而不像鼓泡床一樣有一個明顯的界面，由于床內(nèi)強(qiáng)烈的湍流和物料循環(huán)，增加了燃料在爐膛內(nèi)的停留時間，因此比鼓泡床具有更高的燃燒效率，在低負(fù)荷下能穩(wěn)定運(yùn)行，而無需

18、增加輔助燃料。 循環(huán)流化床鍋爐運(yùn)行溫度通常在850900之間，是一個理想的脫硫溫度區(qū)間，采用爐內(nèi)脫硫技術(shù)，向床內(nèi)加入石灰石作為脫硫劑，燃料及脫硫劑經(jīng)多次循環(huán)，反復(fù)進(jìn)行低溫燃燒和脫硫反應(yīng)，加之爐內(nèi)湍流運(yùn)動劇烈，ca/s摩爾比約為2時，可以使脫硫效率達(dá)到90%左右，so2的排放量大大降低。同時循環(huán)流化床采用分級送風(fēng)燃燒，使燃燒始終在低過量空氣下進(jìn)行，從而大大降低了nox的生成和排放。循環(huán)流化床鍋爐還具有高燃燒效率、可以燃用劣質(zhì)燃料、鍋爐負(fù)荷調(diào)節(jié)性好、灰渣易于綜合利用等優(yōu)點(diǎn)，因此在世界范圍內(nèi)得到了迅速發(fā)展。隨著環(huán)保要求日益嚴(yán)格，普遍認(rèn)為，循環(huán)流化床是目前最實(shí)用和可行的高效低污染燃煤設(shè)備之一。3839檢修規(guī)程 搞好發(fā)電廠的設(shè)備檢修，是保證發(fā)電設(shè)備安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，提高發(fā)電設(shè)備可用系數(shù)，充分發(fā)揮設(shè)備潛力的重要措施，是設(shè)備全過程管理的一個重要環(huán)節(jié)。切實(shí)貫徹“應(yīng)修必修，修必修好”的原則。40發(fā)電廠設(shè)備大小修間隔設(shè) 備 名 稱大 修 間 隔小 修 間 隔鍋 爐2-3年（12000-18000運(yùn)行小時） 4-8個月（2500-5000運(yùn)行小時） 汽輪發(fā)電機(jī)組2-4年（14000-24000運(yùn)行小時） 6-8個月（2500-5500運(yùn)行小時） 根據(jù)運(yùn)行情況和檢查試驗(yàn)結(jié)果確定（一般不少于10年）每年1-2次41主要設(shè)備的檢修項(xiàng)目