《電廠熱工專業(yè)講》課件

電廠熱工專業(yè)講本課程將深入探討電廠熱工專業(yè)領域，涵蓋熱工自動化系統(tǒng)、儀表與控制技術(shù)、鍋爐和汽輪機熱工等方面。熱工學科概述溫度測量熱工學是研究熱能的產(chǎn)生、轉(zhuǎn)換、傳遞和利用的科學。壓力測量熱工學科涵蓋了熱力學、傳熱學、流體力學等多個領域。流量測量熱工學在電力、化工、冶金等領域發(fā)揮重要作用。液位測量熱工專業(yè)人才負責監(jiān)測、控制和優(yōu)化各種熱工設備。電廠熱工設備簡介鍋爐鍋爐是電廠的核心設備，用于將燃料的化學能轉(zhuǎn)化為熱能，產(chǎn)生高溫高壓蒸汽。汽輪機汽輪機利用蒸汽膨脹做功，將熱能轉(zhuǎn)化為機械能，驅(qū)動發(fā)電機發(fā)電。發(fā)電機發(fā)電機將機械能轉(zhuǎn)化為電能，輸出電廠所需的電力?？刂葡到y(tǒng)控制系統(tǒng)對整個電廠的運行參數(shù)進行監(jiān)控和調(diào)節(jié)，確保安全穩(wěn)定運行。常用熱工參數(shù)和單位溫度常用單位：攝氏度（℃），華氏度（℉）。壓力常用單位：帕斯卡（Pa），千帕斯卡（kPa），兆帕斯卡（MPa），巴（bar），公斤力/平方厘米（kgf/cm2）。流量常用單位：立方米/小時（m3/h），噸/小時（t/h），千克/秒（kg/s）。熱量常用單位：焦耳（J），千焦耳（kJ），千瓦時（kWh）。熱力循環(huán)原理能量轉(zhuǎn)化過程熱力循環(huán)利用熱能驅(qū)動工作介質(zhì)，實現(xiàn)能量的轉(zhuǎn)化。循環(huán)過程工作介質(zhì)在循環(huán)過程中不斷吸熱、做功、排熱，形成閉環(huán)的能量傳遞過程。效率影響因素熱力循環(huán)效率受多種因素影響，包括工作介質(zhì)的性質(zhì)、循環(huán)過程的特性、熱源和冷源的溫度等。應用廣泛熱力循環(huán)廣泛應用于各種熱力發(fā)動機、發(fā)電廠、制冷系統(tǒng)等領域。燃料及燃燒過程燃料類型電廠常用燃料包括煤炭、天然氣、石油等。它們通過燃燒釋放熱能，驅(qū)動汽輪機發(fā)電。煤炭是目前電力生產(chǎn)的主要燃料，具有儲量豐富、價格相對低廉等優(yōu)勢。燃燒過程燃燒過程是燃料與氧化劑（通常為空氣）發(fā)生化學反應，釋放熱能的過程。燃燒需要滿足一定的條件，包括可燃物質(zhì)、氧化劑、點火源和合適的溫度。鍋爐基礎理論1熱能轉(zhuǎn)換鍋爐將燃料的化學能轉(zhuǎn)化為熱能，用于加熱水或其他介質(zhì)，產(chǎn)生蒸汽或熱水。2傳熱過程鍋爐利用傳熱原理，將熱能從燃料傳遞給水或其他介質(zhì)，主要涉及熱傳導、熱對流和熱輻射等方式。3燃燒過程鍋爐內(nèi)部燃燒燃料產(chǎn)生熱量，燃燒過程需滿足一定的燃燒條件，包括燃料、空氣和點火源。4安全運行鍋爐運行過程中需要嚴格控制壓力、溫度和水位，保證安全和高效運行。鍋爐主要設備及其工作原理鍋爐是電廠熱力系統(tǒng)的心臟，將燃料的化學能轉(zhuǎn)化為熱能，產(chǎn)生高溫高壓蒸汽。主要設備包括燃燒系統(tǒng)、受熱面、汽包、水冷壁、省煤器、空氣預熱器等。燃燒系統(tǒng)負責將燃料燃燒，釋放熱能，受熱面吸收熱能并加熱鍋爐水，汽包儲存蒸汽，水冷壁冷卻燃燒室，省煤器和空氣預熱器提高鍋爐效率。鍋爐設備運行及調(diào)節(jié)方法1安全啟動嚴格遵循操作規(guī)程，檢查設備狀態(tài)，確保安全可靠。2正常運行監(jiān)控關(guān)鍵參數(shù)，保持穩(wěn)定運行，優(yōu)化燃料燃燒，提高效率。3安全停運有序降低負荷，關(guān)閉相關(guān)閥門，確保設備安全冷卻。4調(diào)節(jié)方法根據(jù)負荷變化，調(diào)整燃燒器風量、給水流量，控制鍋爐壓力和溫度。輪機熱力循環(huán)1蒸汽膨脹做功蒸汽推動汽輪機葉片旋轉(zhuǎn)2電力輸出汽輪機帶動發(fā)電機發(fā)電3熱能轉(zhuǎn)換高溫高壓蒸汽熱能轉(zhuǎn)換為機械能4冷凝器冷凝蒸汽冷凝成水，重新進入循環(huán)電廠輪機熱力循環(huán)是將燃料燃燒釋放的熱能轉(zhuǎn)化為電能的過程。該過程包括蒸汽發(fā)生、蒸汽膨脹做功、電力輸出和冷凝器冷凝四個主要步驟。輪機主要部件及其工作原理1汽輪機汽輪機將蒸汽的熱能轉(zhuǎn)化為機械能，驅(qū)動發(fā)電機發(fā)電。2凝汽器凝汽器將汽輪機排出的蒸汽冷凝成水，提高循環(huán)效率。3泵泵將水從低壓處抽到高壓處，保證循環(huán)系統(tǒng)正常運行。4冷卻塔冷卻塔將凝汽器排出的冷卻水降溫，供凝汽器循環(huán)使用。輪機調(diào)節(jié)運行1速度控制維持轉(zhuǎn)速穩(wěn)定，防止超速或失速。2負荷調(diào)節(jié)根據(jù)電網(wǎng)負荷變化，調(diào)整發(fā)電功率。3汽溫控制控制汽輪機進汽溫度，防止過熱或過冷。4壓力控制控制汽輪機進汽壓力，防止超壓或低壓。輪機調(diào)節(jié)運行主要通過控制系統(tǒng)實現(xiàn)，保障機組安全穩(wěn)定運行。調(diào)節(jié)系統(tǒng)需實時監(jiān)控各種參數(shù)，并做出相應調(diào)整，以滿足發(fā)電需求。電廠供熱系統(tǒng)熱力系統(tǒng)設計電廠供熱系統(tǒng)通常使用熱力系統(tǒng)，確保將熱能安全高效地輸送到用戶終端。熱源選擇電廠供熱系統(tǒng)采用鍋爐作為熱源，通過燃燒燃料產(chǎn)生熱能，并通過管道傳遞到用戶側(cè)。供熱管網(wǎng)布局供熱管網(wǎng)通常采用環(huán)狀或樹狀布局，以確保熱能穩(wěn)定可靠地輸送到用戶。熱力用戶需求滿足用戶不同的熱力需求，如供暖、熱水供應、工業(yè)生產(chǎn)等。電廠給水處理水質(zhì)要求電廠給水必須滿足嚴格的水質(zhì)要求，例如：低鹽度、低硬度、低濁度等，以確保鍋爐安全運行和提高熱效率。處理工藝常見的給水處理工藝包括：除鹽、軟化、除氧、除硅等，通過物理、化學方法去除水中的雜質(zhì)。設備與設施給水處理系統(tǒng)包含多種設備，例如：離子交換器、除氧器、過濾器等，確保給水質(zhì)量符合要求。運行管理需要嚴格監(jiān)控水質(zhì)指標，及時調(diào)整處理參數(shù)，保證給水處理系統(tǒng)穩(wěn)定運行。電廠汽水化學控制水質(zhì)控制水質(zhì)指標嚴格控制，保證設備安全運行。控制溶解氧含量防止腐蝕和沉積化學分析定期分析水質(zhì)，及時調(diào)整水處理方案。監(jiān)測水質(zhì)指標分析水質(zhì)變化水處理系統(tǒng)高效的水處理系統(tǒng)，保證鍋爐用水質(zhì)量。除鹽處理軟化處理電廠環(huán)保制度大氣污染防治控制煙塵、SO2和NOx排放，降低對空氣質(zhì)量的影響。采用低硫煤、脫硫裝置和低氮燃燒技術(shù)。水污染防治控制廢水排放，確保水資源安全。建立完善的廢水處理系統(tǒng)，回收利用循環(huán)水。固體廢物管理安全處置粉煤灰、爐渣等固體廢物。積極探索固體廢物資源化利用。噪聲控制降低設備運行噪聲，減少對周邊環(huán)境的影響。采取隔音降噪措施，安裝消聲器。電廠工藝流程控制1自動化控制系統(tǒng)電廠采用DCS等先進自動化控制系統(tǒng)，實現(xiàn)對重要工藝參數(shù)的實時監(jiān)測和控制。2優(yōu)化運行模式根據(jù)負荷變化和運行工況調(diào)整工藝參數(shù)，提高發(fā)電效率和經(jīng)濟效益。3安全防護措施設置完善的安全聯(lián)鎖和報警系統(tǒng)，防止設備故障和事故發(fā)生，確保安全運行。電廠熱工儀表及其應用11.溫度測量熱電偶、熱電阻等儀表用來監(jiān)測鍋爐、汽輪機等設備的溫度，保證安全運行。22.壓力測量壓力表、差壓變送器等儀表用于測量蒸汽、水、空氣等介質(zhì)的壓力，確保系統(tǒng)正常運行。33.流量測量流量計、渦街流量計等儀表用來監(jiān)測燃料、水、蒸汽等介質(zhì)的流量，控制供給和消耗。44.水位測量水位計、水位變送器等儀表用來監(jiān)測鍋爐水位，確保鍋爐安全運行。電廠熱工自動化控制1控制系統(tǒng)DCS和PLC2控制回路傳感器、執(zhí)行器、控制器3優(yōu)化控制提高效率、降低能耗4安全保護確保安全運行電廠熱工自動化控制系統(tǒng)，由DCS和PLC組成，實現(xiàn)對發(fā)電過程的精準控制和優(yōu)化。自動化控制可以提高鍋爐和汽輪機的效率，降低能耗，并保證安全運行。電廠熱工故障分析與診斷數(shù)據(jù)分析利用熱工儀表和監(jiān)控系統(tǒng)收集數(shù)據(jù)，分析溫度、壓力、流量等參數(shù)的異常變化，識別潛在故障。故障診斷基于數(shù)據(jù)分析結(jié)果，結(jié)合專業(yè)知識和經(jīng)驗，對故障原因進行診斷，確定故障部位和類型。預警與處置針對潛在故障制定預警機制，并制定相應的應急處置方案，確保安全運行?？偨Y(jié)與改進及時總結(jié)故障分析和診斷經(jīng)驗，不斷完善故障診斷模型和預警機制，提升故障診斷水平。電廠檢修技術(shù)要點安全第一檢修期間安全是重中之重。要嚴格遵守安全規(guī)程，佩戴必要的安全防護用品，做好現(xiàn)場安全警戒工作。計劃性檢修制定詳細的檢修計劃，包括檢修內(nèi)容、時間安排、人員分工等，確保檢修工作有序進行。專業(yè)性檢修組建專業(yè)的檢修隊伍，人員需具備相應資質(zhì)和技能，確保檢修質(zhì)量和效率。質(zhì)量控制嚴格控制檢修質(zhì)量，對檢修過程進行監(jiān)督檢查，確保設備質(zhì)量符合安全標準。電廠安全生產(chǎn)管理安全意識安全意識是電廠安全生產(chǎn)的基石，員工要深刻認識安全生產(chǎn)的重要性，牢記安全規(guī)章制度，嚴格執(zhí)行操作規(guī)程，杜絕違章作業(yè)。安全培訓定期開展安全培訓，提高員工安全技能，增強員工安全意識，確保每個人都掌握必要的安全知識和操作技能。安全檢查定期進行安全檢查，發(fā)現(xiàn)安全隱患及時整改，消除安全隱患，確保電廠安全運行。安全設備配備齊全的安全設備，定期維護保養(yǎng)，確保安全設備正常運行，為員工提供安全保障。電廠質(zhì)量管理體系質(zhì)量目標確保安全可靠運行，滿足環(huán)保要求，提高經(jīng)濟效益，持續(xù)改進。文件管理建立完善的質(zhì)量管理體系文件，包括質(zhì)量手冊、程序文件和作業(yè)指導書。過程控制對關(guān)鍵過程進行有效控制，確保過程輸出符合質(zhì)量要求。質(zhì)量審核定期進行質(zhì)量審核，識別體系運行中的不足并采取改進措施。電廠人員培養(yǎng)與管理培訓發(fā)展定期組織安全生產(chǎn)、專業(yè)技能、法律法規(guī)等培訓。崗位管理建立科學的崗位職責、任職資格和績效考核體系。團隊合作培養(yǎng)員工的團隊意識，促進相互協(xié)作和共同進步。職業(yè)規(guī)劃提供職業(yè)發(fā)展路徑，鼓勵員工學習進取，提升專業(yè)素質(zhì)。電廠系統(tǒng)優(yōu)化電廠系統(tǒng)優(yōu)化是一個持續(xù)改進的過程，旨在提高效率、可靠性和安全性，同時減少環(huán)境影響。優(yōu)化目標包括提高發(fā)電效率、降低運行成本、延長設備壽命、減少排放和提高供電可靠性。1綜合優(yōu)化協(xié)調(diào)各個子系統(tǒng)，最大限度地提高整體效益。2設備優(yōu)化提升設備運行效率，延長使用壽命。3流程優(yōu)化改進生產(chǎn)流程，提高效率和安全性。4管理優(yōu)化完善管理制度，提高運營效率。優(yōu)化方法包括數(shù)據(jù)分析、建模和仿真，以及先進控制技術(shù)應用。電廠系統(tǒng)優(yōu)化需要多學科協(xié)作，包括熱工、機械、電氣和自動化等領域。電廠節(jié)能減排策略優(yōu)化燃料燃燒采用低熱值燃料，優(yōu)化燃燒參數(shù)，降低燃料消耗，減少污染物排放。提高鍋爐效率優(yōu)化鍋爐運行參數(shù)，降低熱損失，提高熱效率，減少燃料消耗。采用新能源技術(shù)開發(fā)利用太陽能、風能、生物質(zhì)能等清潔能源，減少對化石能源的依賴。電廠熱工技術(shù)發(fā)展趨勢智能化人工智能和機器學習將進一步推動電廠熱工自動化控制和優(yōu)化，提高效率和可靠性。數(shù)字化數(shù)據(jù)采集、分析和可視化技術(shù)將促進電廠運行狀態(tài)監(jiān)控和故障診斷，實現(xiàn)數(shù)字化轉(zhuǎn)型。綠色化節(jié)能減排將成為電廠熱工技術(shù)發(fā)展的重要方向，推動低碳和可持續(xù)發(fā)展。集成化熱工系統(tǒng)將與其他子系統(tǒng)整合，實現(xiàn)整體優(yōu)化和協(xié)調(diào)控制。電廠熱工專業(yè)知識綜合應用實際應用電廠熱工專業(yè)知識在實際生產(chǎn)中有著廣泛的應用，從鍋爐燃料燃燒到汽輪機運行控制，都離不開熱工專業(yè)知識的指導。例如，熱工參數(shù)監(jiān)測可以有效識別設備運行異常，及時采取措施避免事故發(fā)生。綜合分析熱工專業(yè)知識需要與其他專業(yè)知識相結(jié)合，才能更好地解決實際問題。例如，熱工專業(yè)人員需要了解電力系統(tǒng)、自動化控制等知識，才能進行有效的系統(tǒng)優(yōu)化和故障診斷。創(chuàng)新發(fā)展電廠熱工專業(yè)不斷發(fā)展，新的技術(shù)和理念層出不窮。例如，人工智能、大數(shù)據(jù)分析等技術(shù)正在應用于電廠熱工領域，推