火电厂生产过程PPT课件.ppt

火力发电厂简介 2017年7月周继武 1 火力发电行业概述火力发电厂的分类火力发电厂生产过程火力发电厂经济指标电厂生活 2 火力发电行业概述 定义火力发电一般是指利用煤炭 石油和天然气等燃料燃烧时产生的热能来加热水 使水变成高温 高压水蒸气 然后再由水蒸气推动发电机来发电的方式的总称 我国的火电厂以燃煤为主 火力发电按其作用分单纯供电的和既发电又供热的 按原动机分汽轮机发电 燃气轮机发电 柴油机发电 按所用燃料分 主要有燃煤发电 燃油发电 燃气发电 为提高综合经济效益 火力发电应尽量靠近燃料基地进行 在大城市和工业区则应实施热电联供 3 火力发电行业概述 行业地位火电一直占据我国能源结构举足轻重的地位 2007年 2012年 火电装机容量比重和发电量比重基本处于0 7和0 8左右 在我国能源结构中处于主导地位 从增速来看 随着不可再生资源的不断减少 原材料价格的不断上涨 另外国家执行关于节能减排政策的执行力度的不断加大 使得火电的装机容量增速和发电量增速略低于电力行业的装机容量增速和发电量增速 火电行业在电力行业中的装机容量比重和发电量比重呈小幅下降趋势 4 火力发电行业概述 行业地位 5 火力发电行业概述 6 火力发电行业概述 发展趋势 十二五规划 发电装机容量达到14 63亿千瓦左右 煤电9 28亿千瓦 火电厂大气污染物排放标准 的颁布 并且在2013年1月1日起执行 此次节能减排的标准较为严厉 这意味着火电厂每年都要增加超过1000亿元的运行费用 这对于业已亏损严重的发电企业来说压力巨大 7 火力发电厂的分类 按主要设备划分常规火力发电厂 由常规煤粉炉 凝汽式汽轮发电机组为主要设备组建的发电厂燃气 蒸汽联合循环 GAS 发电厂整体煤气化燃气 蒸汽联合循环 IGCC 发电厂循环流化床 CFB 发电厂增压流化床燃烧联合循环 PFBC 发电厂原子能发电厂地热电站垃圾电站其他热力发电厂与常规电厂的区别主要在于热力系统不一样 当然也涉及到相关的燃料 除尘 化学 供水及热工控制系统 由于地球上现已探明储量的煤尚可用数百年 因此 常规燃煤电厂仍是今后建设电厂的主要形式之一 8 火力发电厂的分类 按蒸汽参数亚临界 16 2MPa 540 540 300 600MW 超临界 24MPa 538 566 600 800MW 超超临界电厂 28MPa以上 1000MW及以上 国家政策要求逐步关停 中低压 3 4MPa 435 6 12 25 50MW 高压 9 8MPa 540 50 100MW 超高压 13 7MPa 535 535 125 200MW 9 火力发电厂生产过程 火力发电厂的生产过程是一个能量转换的过程 通常将燃料运至电厂 经输送加工后 送入锅炉进行燃烧 使燃料中的化学能转变为热能并传递给锅炉中的水 使水变成高温高压的蒸汽 通过管道将压力和温度都较高的过热蒸汽送入汽轮机 推动汽轮机旋转作功 蒸汽参数 压力 温度 则迅速降低 最后排入凝汽器 在这一过程中 蒸汽的热能转变为汽轮机转子旋转的机械能 发电机与汽轮机通过联轴器连成一个整体 以3000r min的转速旋转 发电机转子中的磁场在转动的过程中将汽轮机的机械能转变成电能 发电机产生的电能 经变压器升压后送人输电线路送入电网提供给用户 10 火力发电厂的生产过程 在 11 火力发电厂生产原理 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 消耗一定的热量时 必产和相当数量的功 消耗一定量的功时 必出现相当数量的功 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 基本原理 12 火力发电厂生产过程 内能转化为化学能 燃烧化学能转变为动能 通过锅炉完成 动能转变为机械能 通过汽轮机完成 机械能转变为电能 通过发电机完成 能量转换过程 13 火力发电厂生产过程 锅炉汽轮机发电机 三大核心设备 14 锅炉设备及系统 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 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 15 锅炉整体布置图 冷灰斗 燃烧器 省煤器 屏式过热器 一级过热器 末级过热器 低温再热器 高温再热器 空预器 炉膛及水冷壁 16 锅炉设备及系统 汽水系统 风烟系统 送风机 引风机 一次风机 空气预热器 制粉系统 磨煤机 排粉机 一次风机 粗细粉分离器 粉仓 给粉机 其它辅助系统 包括燃油系统 吹灰系统 除尘除渣系统等 锅炉主要系统及设备 17 锅炉汽水系统 电厂基本汽水系统流程 朗肯循环 给水 锅炉 过热蒸汽 汽轮机 凝汽器 给水泵 给水送入锅炉 锅炉 给水泵 汽轮机 发电机 凝汽器 过热蒸汽 18 锅炉风烟系统 省煤器 磨煤机 B一次风机 A一次风机 B送风机 A送风机 烟囱 19 锅炉风烟系统 一次风系统 20 锅炉风烟系统 送风系统 21 锅炉风烟系统 引风系统 22 除灰系统 烟气除尘方法 静电除尘工作原理 灰尘尘粒通过高压静电场时 与电极间的正负离子和电子发生碰撞而荷电 或在离子扩散运动中荷电 带上电子和离子的尘粒在电场力的作用下向异性电极运动并积附在异性电极上 通过振打等方式使电极上的灰尘落入灰斗中 23 除灰系统 24 除渣系统 锅炉除渣设备采用水浸式刮板捞渣机 炉底渣直接落入捞渣机的上槽体 由刮板刮入渣仓 每炉配一台捞渣机和一个渣仓 渣在渣仓中经过析水元件的析水后由汽车运往渣场堆放 25 除渣系统 捞渣机 26 汽机设备及系统 汽轮机是完成蒸汽热能转换为机械能的汽轮机组的基本部分 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 如右图所示 27 600MW汽轮机全貌 中压导管 高压导管 调节级 主油泵 低压缸 高压缸 中压缸 28 汽轮机设备及系统 主蒸汽系统 来自锅炉的过热蒸汽进入汽轮机的高压缸 做功后的蒸汽从高压缸排出进入锅炉再热器进行加热 二次加热后的蒸汽再次进入汽轮机的中压缸和低压缸做功后排入凝汽器凝结成水 回热抽汽系统 利用部分做过功的抽汽加热给水 提高机组热效率 汽机主要系统及设备 29 汽轮机设备及系统 凝结水系统 凝汽器 凝泵 凝升泵 低加 除氧器 给水系统 除氧器 给水泵 前置泵 电泵 汽泵 高加 循环水系统 水库 循环水泵 排水明渠 开式 闭式 冷却水塔 润滑油系统 润滑油箱 主润滑油泵 交 直流油泵 顶轴油泵 盘车 汽机主要系统及设备 30 汽机主蒸汽系统 31 汽机回热抽汽系统 32 汽机润滑油系统 33 电气设备及系统 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 因而将一次能源转换为二次能源的发电机 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 磁极由汽轮机拖动 同步发电机由定子和转子两部分组成 定子铁芯和线圈是磁和电通过的部分 其他部分起着固定 支持和冷却作用 转子由转子本体 护环 心环 转子线圈 滑环 同轴励磁机电枢组成 34 电气设备及系统 发电机转子绕组 35 电气设备及系统 发电机定子绕组 36 电气设备及系统 厂用电系统 发电机发出的电 经变压器升高电压后通过高压配电装置和输电线路向外输送 有一部分经高厂变带自用电 电气设备有 发电机 主变压器 厂用变压器 高压配电装置和厂用配电装置等 励磁系统 1 2 3 4发电机的励磁机采用同轴交流励磁机静止半导体励磁方式 5 6发电机励磁系统采用机端自并励静止励磁 其主要分为四个部分 励磁变压器 励磁调节器 可控硅整流器 起励和灭磁单元 电气主要系统及设备 37 发电机励磁系统 38 发电机厂用电系统 39 变电站部分 优点 供电可靠 运行灵活方便 缺点 投资较大 经济性差 用旁路开关带线路时操作复杂 增加了误操作的机会 同时由于加装了旁路开关 使相应的保护及自动化系统复杂 220KV变电站接线特点 40 220KV变电站 41 化学水处理系统 水质不良的危害 热力设备结垢 热力设备腐蚀 过热器和通流部分积盐 电厂化学工作的主要内容 补给水的处理 对原水进行混凝 澄清 过滤处理 目的是除去水中悬浮物 胶体等杂质 并降低水中有机物 以满足锅炉补给水除盐系统进水水质的要求 除盐处理是除去水中溶解的盐类 凝结水的精处理 42 化学水处理系统 化学水处理车间 43 输煤系统 输煤系统任务是将火车或汽车运来的煤卸到煤沟或煤场并将煤输送至原煤仓 输煤系统组成 卸煤设备和受卸设备 贮煤场和煤场机械 煤场内运输系统和设备 以及给煤 破碎 筛选设备等 输煤系统的要求 安全存贮足够的煤 机械化和自动化的上煤 44 输煤系统 斗轮机 45 输煤系统 输煤栈桥 46 脱硫系统 我国是一个以煤炭为主要能源的国家 煤在一次能源中占75 其中84 以上是通过燃烧方法利用的 煤燃烧释放出来的含二氧化硫 SO2 废气会形成酸雨危害环境 早期电厂锅炉排烟不受限制 随着国家对环保越来越重视 要求电厂必须同步安装脱硫装置 烟气脱硫技术用简单 通俗的说法 就是 一种将烟气中SOx进行分离 转化为一种长期稳定 不对周边环境造成二次污染的物质的方法 47 脱硫系统 脱硫原理石灰石 石膏湿法烟气脱硫采用石灰石浆液做为反应剂 与烟气中的SO2发生反应生成亚硫酸钙 CaSO3 亚硫酸钙CaSO3与氧气进一步反应生成硫酸钙 CaSO4 其脱硫效率和运行可靠性高 是应用最广的脱硫技术 48 锅炉来的110 150 原烟气首先经过脱硫装置的入口门 原烟气挡板门 在增压风机提供足够动力之后 进入烟气换热器的高温烟气侧 烟气在吸收塔内与脱硫剂液滴充分接触 SO2被脱出 形成净烟气 脱硫后的净烟气温度在45 55 含有大量的水雾 脱硫浆液滴 特别脱硫浆液滴 将对后续烟道和设备造成大量的影响运行的危害 因此 我们通常在吸收塔的上部或吸收塔出口烟道上设有除雾器 将净烟气中大部分水雾 脱硫浆液滴去除 高温烟气经烟气换热器降温到90 130 后 进入吸收塔 烟气换热器将高温烟气的热量转移到低温侧的净烟气 整个脱硫装置内的烟气阻力由增压风机提供动力克服 再通过脱硫装置的出口门 净烟气挡板门 经烟囱排入大气 经除雾的净烟气经过烟气换热器 得到高温侧烟气的热量 将烟气温度升高到75 85 49 50 脱硝系统 脱硝原理 在金属催化剂的作用下 喷入的氨把烟气中的NOX还原成为N2和H2O 反应式 4NO 4NH3 O2催化剂4N2 6H2O6NO2 8NH3催化剂7N2 12H2O上述反应在没有催化剂的情况下 只在980 左右的温度范围内进行 但在催化剂的作用下 反应温度可大大降低 约300 400 51 脱硝系统 52 脱硝系统 53 火力发电厂经济指标 1 供电煤耗供电煤耗是指火电厂每向电网供1kW h电量所耗用的标准煤量 单位 g kW h 它代表了一个火力发电厂设备 系统的健康水平 检修维护的工艺水平 运行管理的优化精细水平以及燃料管理水平高低的综合性的技术经济指标 平均供电煤耗为318g kW h左右 54 55 电厂实行倒班制4班三倒或5班三倒 56 检修团队 57 汽轮机轮股更换 58 女人当男人用男人当牲口用 59 安装汽轮机 60 61 新能源太阳能板发电 62 风能发电 63 64 65 人体安全电压 行业规定 安全电压为不高于36V 持续接触安全电压为24V 安全电流为10mA 电击对人体的危害程度 主要取决于通过人体电流的大小和通电时间长短 电流强度越大 致命危险越大 持续时间越长 死亡的可能性越大 能引起人感觉到的最小电流值称为感知电流 交流为1m