火力发电厂生产过程-姚孟电厂PPT课件.ppt

可编辑 1 火力发电厂生产过程 3 20 2020 可编辑 2 主要内容 一 火力发电厂生产概述二 锅炉设备及组成三 汽轮机设备及组成四 火电厂热力系统五 脱硫设备六 变电站七 发电厂的主要技术经济指标八 发电厂的发展概况 3 20 2020 可编辑 3 1 火电厂的分类 按蒸汽参数 与容量 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 亚临界 16 2MPa 540 540 300 600MW 超临界 24MPa 566 566 600 800MW 超超临界电厂 28MPa以上 3 20 2020 可编辑 4 发电厂 按能源种类分 火力发电厂 水力发电厂 原子能发电厂 地热发电厂 风力发电厂 煤 灰系统 风 烟系统 水 汽系统 凝汽式电厂 热电厂 3 20 2020 可编辑 5 主要是煤 还有石油 天然气 一次能源 燃料 主要设备 锅炉 汽轮机 发电机及各种辅机 电能生产过程 燃料在锅炉里燃烧 使水变成蒸汽 推动汽轮机转子旋转 带动发电机转子旋转 发电机产生电能化学能 热能 机械能 电能 3 20 2020 可编辑 6 3 20 2020 可编辑 7 2 火电厂生产过程示意图 3 20 2020 可编辑 8 3 20 2020 可编辑 9 集控室 3 20 2020 可编辑 10 3 火电厂的系统构成 1 汽水系统 由锅炉 汽轮机 凝汽器 水泵 加热器及其管路组成 2 燃料 燃烧系统 包括 输煤系统 制粉系统 烟风系统和除灰除尘系统 3 其它辅助热力系统 4 电气系统 3 20 2020 可编辑 11 4 电厂汽水系统 电厂基本汽水系统流程 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 汽轮机 给水泵 发电机 凝汽器 3 20 2020 可编辑 12 由锅炉 汽轮机 凝汽器 除氧器 加热器等设备及管道构成 汽水系统由锅炉 汽轮机 凝汽器 加热器和给水泵等组成 它包括汽水循环 化学水处理和冷却水系统等 水在锅炉中被加热成蒸汽 经过过热器变成过热蒸汽再通过主蒸汽管道进入汽轮机由于蒸汽不断膨胀 高速流动的蒸汽冲动汽轮机的叶片转动从而带动发电机发电 作功后的蒸汽温度和压力很低 被排入凝汽器冷却 凝结成水经过加热和除氧又经给水泵打入高加进入锅炉 3 20 2020 可编辑 13 5电气系统包括发电机 励磁装置 厂用电系统和升压变电站等 发电机发出电能 经变压器升压后通过高压配电装置和输电线路向外输送 有一部分厂内消耗 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 转子 有良好导磁性能的合金钢制成 绕组外接直流励磁电源 产生磁场 氢 水 内冷定子 由铁芯 绕组和外壳等组成 铁芯由环形硅钢片叠压而成 水内冷励磁机 向发电机转子绕组提供直流励磁电源 3 20 2020 可编辑 14 3 20 2020 可编辑 15 3 20 2020 可编辑 16 6 汽轮发电机与励磁机转子 有良好导磁性能的合金钢制成 绕组外接直流励磁电源 产生磁场 氢 水 内冷定子 由铁芯 绕组和外壳等组成 铁芯由环形硅钢片叠压而成 水内冷励磁机 向发电机转子绕组提供直流励磁电源 3 20 2020 可编辑 17 6 燃料 燃烧系统 输煤及燃运系统 运输 卸煤装置 煤场 碎煤机 皮带 原煤仓 制粉系统 原煤仓 给煤机 磨煤机 粗粉分离器 细粉分离器 煤粉仓 给粉机 燃烧器 炉膛 3 20 2020 可编辑 18 燃料的化学能在锅炉燃烧中转变为热能 加热锅炉中的水使之变为蒸汽 燃烧系统由锅炉的燃烧部分 输煤部分和除灰部分组成 锅炉的燃料 煤 由皮带机输送到煤粉仓的煤斗内 经给煤机进入磨煤机磨成煤粉 风粉混合后经燃烧器进入炉膛燃烧 烟气经除尘器后排出 炉渣经碎渣机成为细灰排到储灰场 3 20 2020 可编辑 19 风烟系统与灰渣系统 风烟系统 风 吸风口 冷风道 送风机 暖风器 空预器 热风道 磨煤机 粗分器 细分器 排粉机 燃烧器 炉膛 烟 炉膛 屏过 对流过热器 省煤器 空预器 除尘器 引风机 烟囱 大气 图 灰渣系统 炉渣 炉膛冷灰斗 除渣装置 冲灰沟 灰渣泵 输灰管 灰场 飞灰 除尘器 集灰斗 除灰装置 运灰车 灰加工厂 3 20 2020 可编辑 20 二 锅炉设备及组成 作用 1 锅炉容量与蒸汽参数锅炉容量 每小产生的蒸汽量 t h 蒸汽参数 锅炉出口过热蒸汽压力和温度容量 t h 蒸汽参数汽机功率 MW 炉型42013 8Pa 540 540 125煤粉炉67013 8Pa 540 540 200煤粉炉102516 8Pa 540 540 300煤粉炉200816 8Pa 540 540 600煤粉炉 3 20 2020 可编辑 21 锅炉的基本构成及工作过程 锅炉的基本构成锅炉的核心构成部分是 锅 和 炉 锅 是容纳水和蒸汽的受压部件 包括锅筒 也叫汽包 或锅壳 受热面 集箱 也叫联箱 管道等 组成完整的水 汽系统 其中进行着锅内过程 水的加热和汽化 水和蒸汽的流动 汽水分离等 炉 是燃料燃烧的场所 即燃烧设备和燃烧室 也叫炉膛 广义的 炉 是指燃料 烟气这一侧的全部空间 3 20 2020 可编辑 22 Q 火焰和烟气 水 蒸汽或空气 3 20 2020 可编辑 23 锅炉的工作过程燃烧过程 煤 灰系统 风 烟系统 传热过程 就是高温烟气所含的热量 通过钢管 钢板等受热面传给工质的过程 汽化过程 水 汽系统 如图1 22 图1 22水循环示意图1 上锅筒2 上升管3 炉墙4 下降管5 下锅筒 3 20 2020 可编辑 24 水 汽系统 煤 灰系统和风 烟系统是锅炉的三大主要系统 这三大系统的工作也是同时地 连续地进行的 通常将燃料和烟气这一侧所进行的过程 包括燃烧 放热 排渣 气体流动等 总称为 炉内过程 把水 汽这一侧所进行的过程 水和蒸汽流动 吸热 汽化 汽水分离 热化学过程 总称为 锅内过程 3 20 2020 可编辑 25 2 锅炉热效率与锅炉型号 锅炉热效率 蒸汽在炉内吸热量占燃料发热量的百分比 电站锅炉一般在90 以上 锅炉型号 如HG670 13 7 540 540 7HG 哈尔滨锅炉厂 DG 东锅 SG 上锅 WG 武锅 BG 北锅锅炉分类 按水循环方式 自然循环炉 强制循环炉 复合循环炉等 3 20 2020 可编辑 26 3 锅炉设备的组成 锅炉本体 燃烧器 炉膛 烟道 汽包 下降管 水冷壁 过热器 再热器 省煤器及空气预热器等组成 辅助设备 送引风机 给煤机 磨煤机 排粉机 除尘和脱硫设备 烟囟等 图 3 20 2020 可编辑 27 三 汽轮机设备及组成 1 汽轮机本体 静止部分 汽缸 隔板 喷嘴 轴承和轴封等 转动部分 叶片 叶轮和轴等 配汽机构 主蒸汽导管 自动主汽门 调节阀等汽轮机的工作过程 蒸汽 喷嘴 冲动叶片转动2 调节保安油系统 调速器 油泵 油箱等3 凝汽及抽气设备 凝汽器 凝结水泵 抽气器 循环水泵和冷却塔等4 回热加热系统 高 低压加热器和除氧器等 3 20 2020 可编辑 28 3 20 2020 可编辑 29 汽轮机是以蒸汽为工质的旋转式机械 主要用作发电原动机 也用来直接驱动各种泵 风机 压缩机和船舶螺旋桨等 3 20 2020 可编辑 30 5 汽轮机分类与型号 汽轮机分类 按热力过程 凝汽式N 背压式B 调整抽汽式CC 中间再热式汽轮机 汽轮机的型号 如N200 130 535 535N300 16 7 538 538 3 20 2020 可编辑 31 四 发电厂热力系统 1 锅炉汽水系统 主给水管 给水操作台 省煤器 汽包 下降管 下联箱 水冷壁 汽包 过热器 锅炉主汽门 或集汽联箱 出口 2 主蒸汽系统及再热蒸汽系统 主蒸汽 锅炉主汽门 或集汽联箱 主蒸汽管 汽机自动主汽门之前 再热蒸汽 汽机高压缸出口 再热器冷段管 再热器 再热器热段管 汽机中压缸进口 3 20 2020 可编辑 32 3 主凝结水系统凝汽器 凝结水泵 轴封冷却器 低加 除氧器 4 除氧器系统 除氧器及其相连的所有管路和附件 安全门 水位计等 5 主给水系统 除氧水箱下水管 低压给水管 给水泵 高压给水管 高加 主给水管 6 回热抽汽系统和加热器疏水系统 汽机抽汽管路 各回热加热器 高加 低加 除氧器 疏水管路 疏水回收设备 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 示意图 300MW图 3 20 2020 可编辑 33 3 20 2020 可编辑 34 7 抽空气系统 低压加热器 凝结水泵 凝汽器 抽真空设备和系统 8 循环冷却水系统循环水进水管 凝汽器 循环水出水管 汽机车间范围内 9 排污利用系统锅炉汽包 连续排污管 连续排污扩容器 汽 除氧器下联箱 定排污管 水 定期排污扩容器 3 20 2020 可编辑 35 10 辅助蒸汽系统及补充水系统 1 辅助蒸汽联箱及其相连接的管路和设备 2 化学车间除盐水箱 补水箱 补水泵 凝汽器 或除氧器或疏水箱 除盐水系统流程 水库 补水泵 锅炉补给水预处理装置 清水 清水泵 锅炉补给水除盐系统 阳床 除碳器 阴床 混床 除盐水箱 除盐水泵 凝结水箱 凝结水输送泵 凝汽器除盐水水质指标 硬度0umol lsio2 20ug 1凝结水精处理系统 凝泵 过滤器 混床 低加系统 精处理有缺陷走旁路 经处理后的凝结水 在混床出水母管上加氨以提高PH值 并在除氧后的给水母管低压侧加联氨以除去残留氧 达到防止热力系统设备腐蚀的目的 凝结水水质指标 硬度0umol lsio2 50ug 1Na 10ug 1Fe 100ug 1O2 30ug 1 3 20 2020 可编辑 36 脱硫部分简介 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 要求新建电厂必须同步安装脱硫装置 老电厂限期安装脱离装置 在规定时机内达不到要求必须停产整改 现我厂 1 2 3 4 5 6机组脱硫系统已经投运 3 20 2020 可编辑 37 烟气脱硫的目的 煤燃烧时 大部分的硫分转为SO2 少量的进一步氧化为SO3 S fuel O2 SO2SO2 O2 SO3高浓度的SO2会引起呼吸道疾病 恶化人的心血管 其在环境中的存在会导致酸雨 造成湖泊 河海的酸化 对植被 农作物的生长和建筑物都有损害 因此 控制火力发电厂设备的SO2排放以保护环境 必将在世界范围内的电力生产发展中得到进一步的重视 3 20 2020 可编辑 38 原理 我公司 1 6机组脱硫系统采用石灰石 石膏湿法烟气脱硫技术 设备配置为一炉一塔 该工艺适用于任何含硫量的煤种的烟气脱硫 脱硫效率可达到95 以上 石灰石 石膏湿法脱硫工艺脱硫过程的主要化学反应为 在脱硫吸收塔内烟气中的SO2首先被浆液中的水吸收与浆液中的CaCO3反应生成CaSO3 CaSO3被鼓入的空气中的O2氧化生成CaSO4 CaSO4在吸收塔浆池中结晶生成石膏CaSO4 2H2O 3 20 2020 可编辑 39 主要系统 烟气系统吸收塔系统吸收剂制备系统石膏脱水系统工艺水 工业水 废水排放系统 事故浆液罐及地坑系统热工控制系统和电气系统 3 20 2020 可编辑 40 FGD系统的工艺流程 3 20 2020 可编辑 41 FGD系统的工艺流程 3 20 2020 可编辑 42 烟气系统 电除尘 吸风机 原烟道 增压风机 GGH 吸收塔 洗涤区 喷淋区 除雾器 净烟道 烟囱 3 20 2020 可编辑 43 吸收塔系统 石灰石浆液泵 吸收塔循环泵 喷淋盘 吸收塔循环池 石膏浆液排出泵 3 20 2020 可编辑 44 吸收剂制备系统 石灰石仓 一级再循环箱 泵 一级旋流器 二级再循环箱 泵 二级旋流器 石灰石浆液箱 泵 3 20 2020 可编辑 45 石膏脱水系统 石膏浆液排出泵 石膏浆液旋流器 旋流器底流进入真空皮带机脱水 分离出的水 石膏溢流浆液箱 石膏溢流浆液泵 吸收塔 真空皮带机脱水后的石膏直接落入石膏仓 底部卸料装置 外运 3 20 2020 可编辑 46 工艺水 工业水系统及废水排放 工艺水箱 工艺水泵 吸收塔补充用水 除雾器冲洗水 及各设备的冲洗 灌注 密封和冷却等 工业水箱 工业水泵 真空皮带脱水系统 脱水系统产生的废水从废水箱经排放管道送至冲灰系统中和 3 20 2020 可编辑 47 事故浆液罐及地坑系统 事故浆液罐在吸收塔大修或故障原因需排空浆液时 吸收塔内浆液 石膏浆液排出泵 事故浆液罐 吸收塔系统启动前 事故浆液罐内浆液 事故浆液泵 吸收塔 吸收塔区地坑系统 地坑泵 吸收塔或事故浆液罐 工艺楼区地坑系统 地坑泵 石灰石浆液箱或石膏溢流浆液箱 3 20 2020 可编辑 48 变电站部分简介 姚电公司变电站包括220KV和500KV两部分 220KV变电站始建于1973年 1974年底初步建成 1975年初正式受电 500KV变电站于1979年11月破土动工 1981年11月具备带电条件 于11月16日由 1发电机 变压器组经联络变压器给500KV系统作零起升压试验并一次成功 12月14日进入系统继电保护及安全自动装置的全面调试 12月21日20时起平武工程全线正式投入带负荷运行 从此我国第一条500KV超高压输电线路投运 3 20 2020 可编辑 49 3 20 2020 可编辑 50 3 20 2020 可编辑 51 220KV变电站系统 220KV系统为双母带旁路的接线方式 采用专用的母联和旁路断路器 现有六回出线 一个备用间隔和两台发电机 变压器组进线 两台高压厂用变压器 3 20 2020 可编辑 52 500KV变电站系统 500KV变电站为3 2 一个半开关 接线方式 正常运行方式为双母线及每串三台断路器均运行 当任意一台断路器停下检修时不影响进线及出线运行 现运行五串 第一串为 3机组进线 姚邵线 第二串为姚联变 姚白线 第三串为 4机组进线 姚郑线 第四串为 5机 第六串为 6机 3 20 2020 可编辑 53 220KV变电站接线特点 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 3 20 2020 可编辑 54 500KV3 2接线特点 优点 具有较高的供电可靠性及运行灵活性 任一母线故障或检修 均不至停电 甚至于两组母线同时故障的极端情况下 线路仍可以运行 缺点 使用设备较多 特别是断路器和电流互感器 投资较大 二次控制接线和继电保护较为复杂 3 20 2020 可编辑 55 开关 500KV及220KV变电站全部采用SF6断路器 分别由法国MG公司 ABB公司及平顶山高压开关厂生产 3 20 2020 可编辑 56 3 20 2020 可编辑 57 五 发电厂的几个经济指标 1 汽轮发电机组的汽耗率d0 机组每发1KW h的电所消耗的蒸汽量 200MW机组在3kg kw h左右 2 汽轮发电机组的热耗率q 机组每发1KW h的电所消耗的蒸汽量 200MW机组在8400kJ kw h左右 3 发电厂总效率 PL 电厂发出的电能与所消耗的燃料总能量 200MW机组在34 左右 3 20 2020 可编辑 58 4 发电煤耗率 发电厂每发1KW h的电所需的煤耗量 标准煤耗率 发电厂每发1KW h的电所需的标准煤耗量 我国在300 420g标煤 kw h 5 厂用电率 厂用电占总发电量的百分率 大约在5 10 之内 6 供电标准煤耗率 扣除厂用电的标准煤耗率 3 20 2020 可编辑 59 六 发电厂的发展概况 6 1火电 亚临界 超临界 超超临界过程 是按水蒸汽特性 临界压力为22Mpa 当 22Mpa时 水加热成蒸汽的过程中无湿蒸汽状态 因此 将24 24 2Mpa称为超临界 常用温度为565 将30 31Mpa称为超超临界 常用温度为600 而亚临界汽轮机压力为16 7Mpa 常用温度为540 与超超临界机组有关的主要运行数据 我国目前运行的发电厂 平均发电效率在35 以下 单电煤耗为380克标准煤以上 我国设计生产的亚临界机组的发电效率在38 左右 单电煤耗约350克标准煤 我国引进的超临界机组的发电效率在41 左右 单电煤耗约310克标准煤 以三菱 日立为代表的日本超超临界机组发电效率在48 左右 单电煤耗约265克标准煤 如果采用超超临界技术发电 和我国现在运行的机组效率相比 每度电至少可以节煤50克 按现在的装机容量 每年可节煤两亿吨 3 20 2020 可编辑 60 超临界 超超临界机组的特点机组热效率高 与同容量亚临界火电机组比较 超临界机组可提高效率2 2 5 超超临界机组可提高效率约5 可靠性好 环保指标先进 可复合变压运行 调峰性能好 1 在低负伤时效率高 2 具有良好的启动性能 3 具有良好的负荷适应性 蒸汽压力高 蒸汽比容小 汽轮机叶片短 加之级问压差大 影响内效率 因而超临界及超超临界参数更适于大容量机组 3 20 2020 可编辑 61 十一五 2006年至2010年 前4年 中国累计淘汰小火电机组6000万千瓦 淘汰落后炼铁产能8712万吨 炼钢产能6038万吨 水泥产能2 14亿吨 实现了约1 1亿吨标煤的节能量 在小火电方面