火力发电厂基本知识.ppt

火为发电厂基本知识 讲座,火力发电厂概述,火力发电厂是利用化石燃料燃烧释放的热能发电的动力设施，包括燃料燃烧释热和热能电能转换以及电能输出的所有设备、装置、仪表器件，以及为此目的设置在特定场所的建筑物、构筑物和所有有关生产和生活的附属设施。主要有蒸汽动力发电厂、燃气轮机发电厂、内燃机发电厂几种类型.,火力发电厂生产过程,火力发电厂热力循环系统示意图,基本原理,电磁感应理论：任何变化的电场都要在其周围空间产生磁场，任何变化的磁场都要在其周围空间产生电场。 热力学第一定律：热可以变为功，功也可以变为热，消耗一定热量时，必产生相当数量的功，消耗一定量的功时，必出现相应数量的热。 热力学第二定律：高温物体的热能可以自动传递给低温物体，而低温物体的热能却不能自动地传递给高温物体。机械能可以自动转化为热能，而热能却不能自动转化为机械能。,主要生产过程简述,储存在储煤场的原煤由燃料制备及输送系统从储煤场输送筛分破碎间进行筛分破碎，合格粒度的煤输送到锅炉的炉前仓中,再由给煤机送到炉膛燃烧。燃烧的煤放出大量的热能将炉膛四周水冷壁管内的水加热成汽水混合物。混合物被锅炉汽包内的汽水分离器进行分离,分离出的水经下降管送到水冷壁管继续加热,分离出的蒸汽送到过热器,加热成符合规定温度和压力的过热蒸汽,经管道送到汽轮机作功。过热蒸汽在汽轮机内作功推动汽轮机旋转,汽轮机带动发电机发电,发电机发出的三相交流电通过发电机端部的引线经变压器升压后引出送到电网。在汽轮机内作完功的蒸汽被凝汽器冷却成凝结水,凝结水经凝结泵送到低压加热器加热,然后送到除氧器除氧,再经给水泵送到高压加热器加热后,送到锅炉继续进行热力循环。再热式机组采用中间再热过程,即把在汽轮机高压缸做功之后的蒸汽,送到锅炉的再热器重新加热,使汽温提高到一定(或初蒸汽)温度后,送到汽轮机中压缸继续做功。,主要生产过程-燃料制备及输送系统,主要生产过程-燃料制备 -筛分破碎间,主要生产过程-风烟系统,主要生产过程-汽水系统,主要生产过程-电气系统,锅炉本体,锅炉设备是火力发电厂中的主要热力设备之一。它的任务是使燃料通过燃烧将化学能转变为热能，并且以此热能加热水，使其成为一定数量和质量（压力和温度）的蒸汽。由炉膛、物料循环系统、烟道、汽水系统（其中包括受热面、汽包、联箱和连接管道）以及炉墙和构架等部分组成的整体，称为“锅炉本体”。,锅炉分类,按出口工质物态：蒸汽锅炉、热水锅炉、有机热载体炉 按照燃烧方式分：层燃炉、室燃炉、流化床炉 锅炉工质按用途：电站锅炉、工业锅炉、生活锅炉 按锅炉所使用的燃料的种类：燃煤锅炉、燃油锅炉、燃气锅炉、其他燃料 按工质循环方式：自然循环锅炉、强制循环锅炉、直流锅炉 按排渣方式：固态排渣锅炉、液态排渣锅炉 按出口工质的压力：常压锅炉、低压锅炉（P2.5MPa）、中压锅炉（22.5P4.0MPa）、高压锅炉（4.0P=10MPa）、超高压锅炉（10P=13.7MPa）、亚临界锅炉（13.7P=16.7MPa）、超临界锅炉（P=22MPa）,火力发电厂中的锅炉按水循环方式可分为自然循环,强制循环,直流锅炉三种类型。 依靠工质的重度差而产生的循环流动称为自然循环。借助水泵压头使工质产生的循环流动称为强制循环。 自然循环形成:汽包、下降管、下联箱和上升管(即水泠壁)组成一个循环回路。由于上升管中的水在炉内受热铲生了蒸汽,汽水混合物的重度小,而下降管在炉外不受热,管中是水,其重度大,两者重度差就产生推动力,水沿下降管向下流动,而汽水混合物则沿上升管向上流动,这样就形成水的自然循环流动。 强制循环锅炉的结构与自然循环基本相同,它也有汽包,所不同的在下降管中增加了循环泵,作为增强汽水循环的动力。 直流炉的结构与自然循环锅炉结构不同,它没有汽包,是依靠给水泵压力使工质在锅炉受热面管子中依次经过省煤器,蒸发受热面和过热器，一次将水全部加热成为过热蒸汽。现在一般只宜用于亚临界,超临界压力锅炉。,自然循环锅炉 强制循环锅炉 直流锅炉,层燃炉：链条炉 室燃炉：煤粉炉,循环流化床锅炉 循环流化床锅炉：循环流化床燃烧是一种新型的高效、低污染的清洁燃煤技术，其主要特点是锅炉炉膛内含有大量的物料，在燃烧过程中大量的物料被烟气携带到炉膛上部，经过布置在炉膛出口的分离器，将物料与烟气分开，并经过非机械式回送阀将物料会送至床内，多次循环燃烧。由于物料浓度高，具有很大的热容量和良好的物料混合，一般每公斤烟气可携带若干公斤的物料，这些循环物料带来了高传热系数，使锅炉热负荷调节范围广，对燃料的适应性强。循环流化床锅炉采用比鼓泡床更高的流化速度，而不像鼓泡床一样有一个明显的界面，由于床内强烈的湍流和物料循环，增加了燃料在炉膛内的停留时间，因此比鼓泡床具有更高的燃烧效率，在低负荷下能稳定运行，而无需增加辅助燃料。 循环流化床锅炉运行温度通常在850900之间，是一个理想的脱硫温度区间，采用炉内脱硫技术，向床内加入石灰石作为脱硫剂，燃料及脱硫剂经多次循环，反复进行低温燃烧和脱硫反应，加之炉内湍流运动剧烈，Ca/S摩尔比约为2时，可以使脱硫效率达到90%左右，SO2的排放量大大降低。同时循环流化床采用分级送风燃烧，使燃烧始终在低过量空气下进行，从而大大降低了NOX的生成和排放。循环流化床锅炉还具有高燃烧效率、可以燃用劣质燃料、锅炉负荷调节性好、灰渣易于综合利用等优点，因此在世界范围内得到了迅速发展。随着环保要求日益严格，普遍认为，循环流化床是目前最实用和可行的高效低污染燃煤设备之一。,锅炉主要系统,汽水系统：锅炉的汽水系统的主要功用是接受燃料的热能，提升介质的热势能，增压增温，完成介质的状态转换。 烟风系统：提供锅炉燃烧的氧气，流化燃料及床料，维持炉膛风压以稳定燃烧。 给料系统：将燃料、脱硫剂、床料等给入炉膛。 其它辅助系统：包括燃油系统、吹灰系统、火检系统、除灰除渣系统等。,一次风机：作为床料流化的动力，同时提供炉膛密相区(炉膛下部)燃烧所需要的氧氧，一般采用离心式风机。 二次风机：增强炉膛内的振动作用，并提供炉膛上部燃烧所需要的氧氧气，一般采用离心式风机。 高压风机：提供返料器所需要的流化风，一般采用罗茨风机。 引风机：将烟气排除，维持炉膛压力，形成流动烟气，并通过烟囱排到大气。 给煤机：将炉前仓内合格的燃料送进炉炉膛。,汽轮机本体,汽轮机本体（steam turbine proper）是完成蒸汽热能转换为机械能的汽轮机组的基本部分，即汽轮机本身。它与回热加热系统、调节保安系统、油系统、凝汽系统以及其他辅助设备共同组成汽轮机组。汽轮机本体由固定部分（静子）和转动部分（转子）组成。固定部分包括汽缸、隔板、喷嘴、汽封、紧固件和轴承等。转动部分包括主轴、叶轮或轮鼓、叶片和联轴器等。固定部分的喷嘴、隔板与转动部分的叶轮、叶片组成蒸汽热能转换为机械能的通流部分。汽缸是约束高压蒸汽不得外泄的外壳。汽轮机本体还设有汽封系统。,汽机主要系统,主蒸汽系统：吹动汽轮机旋转，带动发电机做功，是发电厂主要的做功介质通过的系统。 再热蒸汽系统：辅助主蒸汽系统做功，提高机组热效率。 回热抽汽系统：尽量减少进入凝汽器的无用能量，提高机组热效率。,轴封系统：防止汽轮机内部高压蒸汽向外泄露，保证汽轮机效率，保持真空系统严密性。 真空系统：维持汽轮机的低背压和凝汽器真空。 凝结水系统：将凝结水输送到除氧器，完成加热、除氧、化学处理和剔除杂质。 给水系统：提高给水压力，加热后为锅炉提供给水。 主机油系统：包括润滑油系统、顶轴油系统、调节、保安系统。 汽轮机调节、保安系统：协调各系统同步地按照要求进行工作。 润滑油系统：为汽轮机提供润滑、冷却用油。 发电机冷却系统和密封系统：冷却系统的功能是冷却发电机，带走发电机工作时的热量。密封系统的功能是密封冷却介质的外泄。 工业水系统：提供冷却介质。冷却各种辅助设备。 顶轴油系统由于不是所有机组都有，所以不做介绍。液压油系统划归调节、保安系统，所以不做介绍。 其它系统：压缩空气系统、旁路系统、减温水系统、精处理系统、胶球系统等。,汽机主要设备 汽轮机：汽轮机是一种将蒸汽的热势能转换成机械能的旋转原动机。分冲动式和反动式汽轮机。,给水泵：将除氧水箱的凝结水通过给水泵提高压力，经过高压加热器加热后，输送到锅炉省煤器入口，作为锅炉主给水。 高低压加热器：利用汽轮机抽汽，对给水、凝结水进行加热，其目的是提高整个热力系统经济性。 除氧器：除去锅炉给水中的各种气体，主要是水中的游离氧。 凝汽器：使汽轮机排汽口形成最佳真空，使工质膨胀到最低压力，尽可能多地将蒸汽热能转换为机械能，将乏汽凝结成水。 凝结泵：将凝汽器的凝结水通过各级低压加热器补充到除氧器。 油系统设备：一是为汽轮机的调节和保护系统提供工作用油，二是向汽轮机和发电机的各轴承供应大量的润滑油和冷却油。主要设备包括主油箱、主油泵、交直流油泵、冷油器、油净化装置等。,发电机本体,在发电厂中，同步发电机是将机械能转变成电能的唯一电气设备。因而将一次能源（水力、煤、 油、风力、原子能等）转换为二次能源的发电机，现在几乎都是采用三相交流同步发电机。在发电厂中的交流同步发电机，电枢是静止的，磁极由原动机拖动旋转。其励磁方式为发电机的励磁线圈FLQ（即转子绕组）由同轴的并激直流励磁机经电刷及滑环来供电。同步发电机由定子（固定部分）和转子（转动部分）两部分组成。定子由定子铁心、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分，其他部分起着固定、支持和冷却的作用。 转子由转子本体、护环、心环、转子线圈、滑环、同轴激磁机电枢组成。,火力发电厂其它系统介绍,燃料制备及输送系统：将贮煤场的燃料加工成合格粒度级配的颗粒，并输送到炉前仓备用。 化学水系统：将天然水在进入汽水系统前先除去杂质。其流程一般为：天然水混凝沉淀过滤处理离子交换除盐补给水。 循环水系统：为机组提供冷却水