理学]电厂热动力课件1-概述.pptVIP

电厂热动力 材料与冶金学院 梁儒全 电话*2 第一章 绪论 n一.热能利用及其在电力工业中的地位与 作用 n二.我国电力工业的发展概貌 n三.现代汽轮机发电机的组成及其生产过 程 n四.本课程主要讲解内容及要求 n五.主要参考书目 *3 第一节 热能利用及其在电力工业中的地位与 作用 n自然界中蕴藏着丰富的能量，风力、水 力、燃料化学能、太阳能以及原子核能 等 n按照物质运动形式： 机械能、热能、电能、化学能、辐射能 等 n机械能：物体做机械运动时具有的宏观 能量（动能及势能） 返回 *4 第一节 热能利用及其在电力工业中的地位 与作用 n热能：组成物质的所有微粒作各种不规则热 运动时的总能量。 n热能的利用. 1)直接法 加热、烘干 2)间接法 热能转化为机械能 n电能：输送、使用方便、易于转变成其 它形式能量。 *5 第一节 热能利用及其在电力工业中的地位与作用 n 如果说火是人类发展历史上的“个里程碑 、电则是人类改选自然的又一个里程碑 。从火到电经历了 50万年的历史。然而 从利用电能到现在的200多年的时间内 ，则又开发和利用了许多新的能源。这 标志着生产技术水平的发展和科学技术 的前进步伐由于电能的利用而大大地加 快了。 *6 第一节 热能利用及其在电力工业中的地位与作用 n电能获得：可以由自然界中各种能源转 换得到。以应用燃料资源和水资源发 电占主要地位。 n原子能资源巨大，发展较晚 n风力发电受自然地理环境限制，容量小 n太阳能、地热、潮汐发电规模很小 *7 第一节 热能利用及其在电力工业中的地位与作用 n水力发电及火力发电特点 水力发电优点：不需要消耗燃料，成本低 ，运行操作简单。 水力发电缺点：工程浩大，投资多，建期 长，规模受自然条件限制，枯水季节发 电量大幅减小。 热力发电优点：投资少，建期短，布局和 规模灵活、可以供电又供热。 *8 第一节 热能利用及其在电力工业中的地位与作用 n热力发电缺点：耗用大量燃料，发电成本高，技 术管理复杂 n因为电能不能贮存，所以电的生产必须选续不断 ，供电的中断将引起工业企业生产的停顿，甚至 造成重大事故。同时在任何时刻，电能的生产必 须与电能的消费相平衡，这就要求电厂的运行工 况必须随电能的消费情况而不断地作调整。火力 发电厂占主导地位 *9 第二节 我国电力工业的发展概貌 相关介绍 n电力弹性系数： 电力增长速度与国民经济总产值增长 速度的比值 n 国家工业化初期 1.21.4 n 1953年1980年 1.73 n 1981年1985年 0.65 n 1986年1990年 1.16 返回 *10 第二节 我国电力工业的发展概貌 n1.我国电力工业的成就 建国以来，我国电力工业发展十分迅速。 在短短几十年的时间里，我国电力工业从发电 设备全部依赖进口到形成以哈尔滨、上海、东 方三大火电厂动力设备生产基地为骨干的动力 机械生产体系，我国已经能够自行设计、制造 亚临参数300MW、600MW火电机组成套设 备。 *11 第二节 我国电力工业的发展概貌 n建国50年来，我国电力工业有了很大的发展，特别是 改革开放20年更有较快的发展，连续路上两个台阶： 1987年发电装机容量1亿kW、1995年又突破2亿kW 。1988年以来连续10年每年投产大中型机组1000万 kW以上。1978年装机容量5712万kW，发电量约 2566亿kw.h，1998年装机容量达26亿kW，发电 量达11580亿kWh，分别是1978年的445倍和4 42倍，翻厂两翻以上装机容量和发电量分别跃居 世界第二位 n电力系统的总装机容量是指该系统实际安装的发电机 组额定有功功率的总合，以千瓦（KW）、兆瓦(MW) 、吉瓦（GW） *12 第二节 我国电力工业的发展概貌 n截止2006年底，全国发电装机容量达到 62200万KW，同比增长20.3%。 n水电达到12857万KW ，约占总容量 20.67%，同比增长9.5%； n火电达到48405万KW ，约占总容量 77.82%，同比增长23.7%； n水、火电占总容量的比例同比分别下降 了2.03和上升了2.15个百分点。 *13 19952003全国总发电量及其构成 年全国总 发电量 TWh 水电火电核电 TWh%TWh%TWh% 19951006.9186.818.55807.380.1812.81.27 19961079.4186.917.32878.181.3514.31.33 19971134.2194.617.15925.281.5714.41.27 19981157.7204.317.65938.881.0914.11.22 19991233.1211.917.271004.781.4814.81.20 20001368.8244.317.841107.980.9316.61.21 20011478.0257.517.421202.081.3317.41.18 20021640.0271.016.521342.081.8325.01.52 20031911.0283.014.811579.682.6647.02.46 *14 第二节 我国电力工业的发展概貌 n2.我国电力工业技术发展动向 火电技术发展动向： 研制600MW甚至 1000MW等级的超临界压 力机组，研制300MW、600MW空冷机组以 及较大容量的200MW、300MW高效供热式 机组。 建设大型坑口、路口电厂 ，变输煤为输电， 逐步改变“西煤东送”、“北煤南运”的局面。 强化煤电的环境保护，发展洁净燃煤技术。建 立200一300MW级循环流化床锅炉的示范性 电站； *15 第二节 我国电力工业的发展概貌 n大力发展中间负荷机组，适应电网调 峰需要。实现大容量燃气蒸汽联合循 环发电在我国开始起步；大量兴建抽水 蓄能电站和调峰火电厂。发电能源多 样化，适当发展核电和新能源发电。 16 分类按原动机的类型 n 发电厂是将各种动力资源“燃料”的 能量转变成电能的生产单位。 发电厂大致分类如下： 汽轮机发电厂 内燃机发电厂 燃气轮机发电厂 燃气-蒸汽联合循环发电厂 按原动机的类型分 *17 化石燃料发电厂 （ 燃煤、燃油、燃气发电厂） 原子能发电厂 （核电站） 水力发电厂 （水电站） 新能源发电厂 （地热、工业余热、风力 太阳能 抽水蓄能发电厂 波浪发电站 海洋潮汐发电站） 分类按能源利用情况 *18 按机组或火电厂的容量等级分： 小型发电厂 装机容量200MW以下 中型发电厂 200MW 800MW 大型发电厂 1000MW以上 分类按机组或火电厂的容量等级 *19 按进入汽轮机的蒸汽初参数分： 中低压发电厂 3.43MPa及以下 高压发电厂 8.83MPa 超高压发电厂 12.75MPa 亚临界压力电厂 16.1816.6MPa 超临界压力电厂 23.54MPa及以上参数 分类按进入汽轮机的蒸汽初参数 *20 进汽参数 低压 主蒸汽压力0.121.5MPa 中压 主蒸汽压力24 MPa 高压 主蒸汽压力610 MPa 超高压 主蒸汽压力1214MPa 亚临界 主蒸汽压力1618MPa 超临界 主蒸汽压力22.1MPa 超超临界 主蒸汽压力32MPa 第三节 现代汽轮机发电机的组成及其生产过程 *21 按供应的能量分： 生产电能的凝汽式发电厂 供电供热的热电厂 供热、供电、供冷的热电冷三联产 按电厂位置的特点分： 坑口（路口、港口）发电厂 负荷中心的发电厂 分类 *22 按电厂承担电负荷的性质分： 基本负荷发电厂 中间负荷发电厂 调峰负荷发电厂 分类按电厂承担电负荷的性质 *23 第三节 现代汽轮机发电机的组成及其生产过程 n火力发电厂的发动机 蒸汽机、汽轮机、内燃机或燃气轮机等。 蒸汽机：功率小、效率比较低。 内燃机和燃气轮机：不能直接应用廉价 的固体燃料，容量受限。 汽轮机：单机容量可以高达1000MW以 上、热效率较高，运行稳定可靠 *24 各主机及环节的作用 n 火电厂的种类虽多，但从能量转换的观 点来看，其基本过程都是相同的，都是 围绕着火电厂三大主机进行能量转换的 。 n火电厂由相互联系、相对独立的锅炉、 汽轮机、发电机及电气等三个部分组成( 厂内称车间或分场)。 *25 第三节 现代汽轮机发电机的组成及其生产 过程 n燃料化学能转变为蒸汽热能（锅炉部分） n (一)燃料的运输 火电厂每天燃用的燃料量很大，以一台600MW 的凝汽式汽轮发电机组为例，假设标准煤耗为 0.4kg/(kW.h)。 每天的发电 0.61092414.4106kWh 则每天耗用标准煤 0.4 14.4106kWh 5.76106kg， 若使用热值为14588kJkg的燃煤，则每天消耗燃 煤量 5.76106211.52106kg *26 第三节 现代汽轮机发电机的组成及其生产过程 燃料的不间断供应是保证连续发电的第一要求。 燃料运输的方式极据火电厂的地理位置和容量的不同有 火车运输、驳船运输、大型卡车运输、皮带运输 等。 n（二）煤粉的制备 煤运到电厂的储煤场后，由桥抓送入碎煤装置， 破碎 后的煤由皮带输煤机送人锅炉房内的原煤仓。 自原煤仓落下的煤先经给煤机进入磨煤机，在其 内研 磨成煤粉后，由热空气(一次风)干燥和输送。输 送过程中经粗粉分离器分离煤粉，将不合格的煤粉送 回磨煤机再磨制，合格的煤粉在细粉分离器中与输送 介质分离，分离出来的细粉送入煤粉仓或直接送人炉 膛。如图1所示 *27 第三节 现代汽轮机发电机的组成及其生产过程 图1 制粉系统图 *28 第三节 现代汽轮机发电机的组成及其生产过程 n(三)炉内燃烧 煤粉仓中的煤粉经给粉机送人输粉管，并与起输送助 燃(提供氧气)作用的二次风混合，经燃烧器吹入炉膛燃烧 放热。 炉膛内的燃烧产物高温烟气在引风机和烟囱的拔 风作用下，沿锅炉本体倒u型烟道，依次向过热器、再热 器、省煤器、空气预热器等换热设备放热，最后经除尘 器和烟囱排入大气。 *29 第三节 现代汽轮机发电机的组成及其生产过程 n(四)锅内吸热 由汽轮机高压加热器来的给水首先进入省煤器吸热后送 入炉膛水冷壁。在水冷壁内产生的饱和蒸汽汇于汽包并进 入过热器。 蒸汽在过热器内吸热，产生具有一定压力、温度的过 热蒸汽后送人汽轮机。 在汽轮机高压缸内做劝后的排汽送入再热器，吸热后 义送人汽轮机的中、低压缸继续做功。 详细如图2 * 第三节 现代汽轮机发电机的组成及其生产过程 *31 第三节 现代汽轮机发电机的组成及其生产过程 n蒸汽热能转变为汽轮机轴的转动机械能(汽轮机部分) 1） 锅炉生产的过热蒸汽沿主蒸汽管进入汽轮机高压缸、高压 缸排汽，经再热器后送入中、低压缸。在汽轮机内部蒸汽 通过汽轮机的级后，推动转子转动从而实现了热能向机械 能的转变。 热能=机械能 2）在汽轮机汽缸内作过功的蒸汽进入凝汽器，在其中冷却为 凝结水，由凝结水泵将凝结水升压，经过低压加热器后，进 入除氧器，由给水泵将给水(经给水泵升压后的水称为给水) 送入高压加热器加热后；再送入锅炉省煤器。 第三节 现代汽轮机发电机的组成及其生产过程 *33 第三节