第一讲-印尼阿瓦电站总体概述..ppt

第一讲印尼阿瓦电站总体概述 2012年9月 第一节火力发电厂的生产流程 发电厂是把各种动力能源的能量转变成电能的工厂 根据所利用的能源形式可分为火力发电厂 水力发电厂 原子能发电厂 地热发电厂 风力发电厂等 1 火力发电厂 火力发电厂简称火电厂 是利用煤 石油 天然气等燃料的化学能产生出电能的工厂 按其功用可分为两类 即凝汽式电厂和热电厂 前者仅向用户供应电能 而热电厂除供给用户电量外 还向热用户供应蒸汽和热水 即所谓的 热电联合生产 火电厂的容量大小各异 具体形式也不尽相同 但就其生产过程来说却是相似的 2 火力发电厂的基本原理 3 火力发电厂的基本原理 其表现了火力发电厂的基本原理 在以蒸汽为工质的火电厂中 饱和蒸汽继续在过热器中吸热变成过热蒸汽 定压吸热 过热蒸汽送入汽轮机做绝热膨胀做功 冲转汽轮机转动 热能转换成机械能 汽轮机带动发电机发电 机械能转换成电能 做功后的乏汽排入凝汽器中凝结成水 定压冷却 然后在利用给水泵将凝结水输送到锅炉里 绝热压缩 给水在锅炉的水冷壁 过热器中进行定压吸热后又送入汽轮机做功 这样就形成了汽 水基本循环 称之为朗肯循环 4 火力发电厂的生产过程示意 5 三大主设备之一的锅炉 6 三大主设备之一的汽轮机 7 三大主设备之一的发电机 8 火力发电厂的燃煤 燃煤用输煤皮带从煤场运至煤斗中 煤斗中的原煤送至磨煤机内磨成煤粉 磨碎的煤粉由热空气携带经风机送入锅炉的炉膛内燃烧 煤粉燃烧后形成的热烟气沿锅炉的水平烟道和尾部烟道流动 放出热量 最后进入除尘器 将燃烧后的煤灰分离出来 洁净的烟气在引风机的作用下通过烟囱排入大气 助燃用的空气由送风机送入装设在尾部烟道上的空气预热器内 利用热烟气加热空气 这样 易于煤粉的着火和燃烧 同时降低了排烟温度 提高热能的利用率 燃煤燃尽的灰渣落入炉膛下面的渣斗内 与从除尘器分离出的细灰一起用水冲至灰浆泵房内 再由灰浆泵送至灰场 9 火力发电厂的能量转换1 热能转化为机械能纯净的工质 除盐水 凝结水 经加温 除氧 升压后送入锅炉的各个受热面 在省煤器内 水受到热烟气的加热 然后进入锅炉顶部的汽包内 在锅炉炉膛的水冷壁内吸收着煤粉燃烧过程中放出的热量 部分水在水冷壁中被加热沸腾后汽化成水蒸汽 这些饱和蒸汽由汽包上部流出进入过热器中 饱和蒸汽在过热器中继续吸热 成为过热蒸汽 过热蒸汽有很高的压力和温度 因此有很大的热势能 具有热势能的过热蒸汽经管道引入汽轮机后 便将热势能转变成动能 高速流动的蒸汽推动汽轮机转子转动 形成机械能 9 火力发电厂的能量转换2 机械能转化为电能汽轮机的转子与发电机的转子通过联轴器联在一起 当汽轮机转子转动时便带动发电机转子转动 在发电机转子的另一端装有励磁机 励磁机发出的直流电送至发电机的转子线圈中 使转子成为电磁铁 周围产生磁场 当发电机转子旋转时 磁场也是旋转的 发电机定子内的导线就会切割磁力线感应产生电流 这样 发电机便把汽轮机的机械能转变为电能 电能经变压器将电压升压后 由输电线送至电用户 10 火力发电厂的水循环 水循环释放出热势能的蒸汽从汽轮机下部的排汽口排出 称为乏汽 乏汽在凝汽器内被循环水泵送入凝汽器的冷却水冷却 重新凝结成水 此水成为凝结水 凝结水由凝结水泵送入低压加热器并最终回到除氧器内 完成一个循环 综述从能量转换的角度看发电厂生产流程其实很简单 即燃料的化学能 蒸汽的热势能 机械能 电能 在锅炉中 燃料的化学能转变为蒸汽的热能 在汽轮机中 蒸汽的热能转变为转子旋转的机械能 在发电机中机械能转变为电能 锅炉 汽轮机 发电机电是火电厂中的主要设备 亦称三大主机 与三大主机相辅工作的设备成为辅助设备或称辅机 主机与辅机及其相连的管道 线路等称为系统 火电厂的主要系统有燃烧系统 汽水系统 电气系统等 11 发电机组的能量转换过程 汽轮机 煤 油 化学能 锅炉 高温高压蒸汽 内能 轴 机械能 电能 发电机 12 火力发电厂的辅助系统 火电厂还有其它一些辅助生产系统 如燃煤的输送系统 水的化学处理系统 灰浆的排放系统等 这些系统与主系统协调工作 它们相互配合完成电能的生产任务 大型火电厂为保证这些设备的正常运转 装有大量的仪表 用来监视这些设备的运行状况 同时还设置有自动控制装置 以便及时地对主辅设备进行调节 现代化的火电厂 已采用了先进的计算机分散控制系统 这些控制系统可以对整个生产过程进行控制和自动调节 根据不同情况协调各设备的工作状况 使整个电厂的自动化水平达到了新的高度 自动控制装置及系统已成为火电厂中不可缺少的部分 第二节阿瓦电厂的总体设计图 船运码头 储煤场 电气出线 取水泵房 储灰场 化学制水系统 第三节印尼电站的地理位置和建厂条件 一 印尼阿瓦电站的地理位置 印尼阿瓦电站位于东爪哇岛北部 印度尼西亚东爪哇省泗水 SURABAYA 市的TUBAN镇西北约13公里处Wadung村的海岸边 距离泗水市约120公里 北临的爪哇海为一内海 二 印尼阿瓦电站场地条件 阿瓦电站场地面积约为70hm2 公顷 沿海岸线方向约1000m 垂直岸线方向约750m 呈平行四边形形状 将包括电厂 灰场及建设施工用地 采用直流冷却方式 建岸边泵房 排水采用岸边表排 燃用印尼当地煤 采用海运方式至电厂 采用150kV电压等级 两回出线 灰场容量为 5年库容 51 5 104m3 三 阿瓦电站建设燃煤火电厂的优势条件 1 1丰富的水资源 阿瓦电站距离海岸垂直距离只有750米 1 2丰富的煤炭资源 印尼已探明的煤量360亿吨 石油500亿桶 三 阿瓦电站建设燃煤火电厂的优势条件 续 1 3交通运输便利 有沥青面的高速公路或距离Tuban市约14公里的省路 有最近的铁路设施 距此地以东约20公里的Tuban市 有距离最近的机场即Juanda国际机场位于东面123公里 有可用海水码头 商业运行码头 泗水至三宝垅的公路在场地南侧约1公里处通过 交通较为便利 1 4平坦的建厂场地 项目现场土地条件相对平坦 第四节阿瓦电厂的总体设计之一主设备及其系统 一 工程建设简介 印尼阿瓦电站2 350MW火电机组项目是由北京国电华北电力工程有限公司设计 中国机械工业集团公司和中国水电集团国际工程公司承建的印尼火电项目 二 工程进度 2010年1月1日土建开工 2011年8月15日 1机组厂用电系统倒送电 2012年2月15日 1机组整组启动 2012年6月30日 1机组168小时试运转完成并完工移交 二 工程进度 续 2011年11月15日 2机组厂用电系统倒送电 2012年5月15日 2机组整组启动 2012年9月30日 2机组168小时试运转完成并完工移交 四 三大主设备 三大主机设备采用中国哈尔滨电气集团350MW机组产品 中国产亚临界燃煤湿冷机组 1 中国哈尔滨电气集团 中国哈尔滨电气集团公司是我国最大的发电设备 舰船动力装置 电力驱动设备研究制造基地和成套设备出口的企业集团之一 水电年生产能力400万千瓦 产品占国内市场份额50 煤电年生产能力2000万千瓦 产品占国内市场份额1 3以上 气电年生产能力200万千瓦 占国内市场的45 以上 承建了近20个国外电站工程项目 2 1175t h锅炉简介 1175t h锅炉为亚临界参数 一次中间再热 自然循环 单炉膛 平衡通风 固态排渣 四角布置摆动式燃烧器 切园燃烧 汽包型燃煤锅炉 采用露天布置 全钢构架 其运转层为14m标高 炉顶设大罩壳 燃煤来自于印尼的Sumatera和Kalimantan的褐煤 锅炉BMCR工况的蒸发量为1175t h BMCR Boilermaximumcontinuerate 锅炉最大连续蒸发量 主要是在满足蒸汽参数 炉膛安全情况下的最大出力 3 350MW汽轮机 汽轮机选用亚临界一次中间再热 两缸两排汽 单轴 凝汽式 采用8级回热抽汽系统 额定出力为350MW 4 发电机 发电机定子绕组采用水内冷 转子绕组与定子铁芯采用氢气冷却方式 发电机励磁采用静态励磁 五 热机系统 这里主要简单介绍机炉侧系统和辅助设备的配置 1 燃烧及制粉系统 采用中速磨冷一次风正压直吹式系统 每台炉设六台ZGM113N型中速磨煤机 6台F55型电子称重式给煤机 二台动叶可调轴流送风机 二台静叶可调轴流引风机 二台双吸双支撑离心式一次风机 配液力耦合器调节转速 二台双室四电场静电除尘器 2 烟风系统 烟风系统包括一次风机 送风机 引风机 密封风机 火焰监测冷却风机 电除尘器 烟风管道 以及和这些设备相关的附属设备 提供锅炉制粉系统和燃烧所需的一 二次风 并将燃烧产生的烟气从炉膛中抽出通过烟囱排入大气 同时还提供磨煤机 给煤机密封风 火焰监测和其他设备冷却风 2台炉公用1座混凝土带钢内筒烟囱 出口内径7m 出口标高215m 3 燃料油系统 提供锅炉点火及稳燃时所需的HSD油 同时也提供启动锅炉所需的燃料油 2台锅炉燃油系统供油采用大回路式 油罐区主要包括 油罐 燃油卸油泵房 供油泵房和污油回收泵房4个部分 本系统采用过热蒸汽作为吹扫介质 用来吹扫油管道以便于系统维修 本工程锅炉点火采用高能电弧点火装置 为二级点火系统 由高能电火花点燃HSD油 然后点燃煤粉 每台锅炉共配有12支油枪 采用机械雾化 4 压缩空气系统 提供全厂仪用压缩空气及厂用压缩空气 5 主 再热蒸汽及其旁路系统 主蒸汽和再热蒸汽系统均采用单元制系统 主蒸汽系统将锅炉过热器出口主蒸汽输送到汽机高压缸主汽门入口 再热蒸汽系统具有将高压缸排汽输送到锅炉再热器入口 并输送经锅炉加热后的再热热段蒸汽回到汽机再热主汽门前 提供2号高加所需的加热蒸汽 在低负荷运行时 为辅助蒸汽系统提供蒸汽等功能 机组设高低压两级串联旁路系统 高低压旁路系统容量为30 BMCR 以满足机组高压缸启停的要求 6 给水系统 给水系统的作用是将经除氧合格的给水升压送至锅炉省煤器入口联箱 给水通过各级高加加热后达到锅炉指定的给水温度 此种回热系统的设置可以有效的提高机组的热效率 每台汽轮机发电机组设置2台50 容量的汽动给水泵和1台30 容量的电动给水泵 7 抽汽系统 抽汽系统的作用是从各级汽轮机中抽出高温蒸汽 用于加热进入锅炉的给水 主凝结水 系统同时还给辅助蒸汽提供汽源 8 凝结水系统 凝结水系统就是把经过加热和化学精处理后的凝结水输送到除氧器里 每台机组设置2台100 容量的凝结水泵 1套100 中压凝结水精处理装置 4台低压加热器 一台轴封冷却器 一台无头除氧器 9 凝结水补充水系统 启动前为机组的凝汽器 除氧器 锅炉和膨胀水箱注水 正常运行时还给热井提供补水 此外 系统还为闭式循环冷却水提供备用补充水 为凝结水泵提供备用密封水和其他杂项用水 每台机组设有一台容量100m3的凝结水补充水箱 一台凝结水输送泵和一台锅炉上水泵 在机组启动时 锅炉上水泵可以给除氧器和锅炉上水 机组正常运行时 凝结水补充水泵不运行 系统可通过凝结水补充水泵旁路管道靠凝汽器负压直接向凝汽器补水 只有当凝汽器压力较高时才启凝结水补充水泵进行补水 10 辅助蒸汽系统和轴封系统 辅助蒸汽系统在机组启动和低负荷运行时为除氧器 汽轮机轴封系统 小汽机调试 燃油吹扫 煤斗和磨煤机消防 空预器吹灰 锅炉炉底加热等提供汽源 每台机组设一个辅助蒸汽联箱 两台机组之间设有联络母管 辅助蒸汽系统的汽源为汽机的四段抽汽 低温再热蒸汽和邻机辅助蒸汽来汽 1号机组启动用汽由启动锅炉提供 轴封系统是专门为汽轮机和给水泵汽轮机提供密封蒸汽 11 加热器疏水放气系统 高压加热器疏水采用逐级串联疏水方式 即从较高压力的加热器排到较低压力的加热器 直至排到除氧器 各级高加疏水均设一路事故疏水管道至凝汽器 低压加热器也采用逐级疏水方式 最终排到凝汽器进入凝结水系统 同样 各低压加热器均设有排至凝汽器的事故疏水管道 轴封冷却器的疏水经多级U形水封管疏入凝汽器 12 厂内循环水和开式循环冷却水系统 为凝汽器 闭式循环冷却水换热器和真空泵提供冷却水 胶球清洗系统则是为了防止凝汽器冷却水管的结垢 13 闭式循环冷却水系统 为锅炉和汽机辅机提供封闭循环的冷却水 系统中的冷却水通过闭式冷却水冷却器来冷却 如 润滑油冷却器 发电机氢气冷却器 凝结水泵轴承冷却器 送风机润滑油冷却器等等 14 凝汽器抽真空系统 每台机组设两台100 容量的水环式真空泵 用以建立和维护凝汽器启动和正常运行所需的真空 事故状态时打开真空破坏门 破坏凝汽器真空 紧急停机 另外还设置一台水室真空泵用于抽走凝汽器水室顶部的空气 使循环水顺利通过凝汽器最高点而产生虹吸现象 15 润滑油 储油箱和油净化装置系统 润滑油系统在机组启动 停机 正常和事故运行时给汽轮机 发电机各轴承提供充足的润滑油 每台机组设立一个与主油箱相连接的油净化系统 可以在机组运行的情况下在线净化润滑油 两台机组公用一个储油箱和净化系统 在机组检修时储存和净化润滑油 16 发电机氢冷及定冷水系统 氢气以闭式循环的方式在发电机内强制循环流动 使发电机的铁芯和转子绕组得到冷却 每台机组配备一套完整的氢气供应系统 他能满足供应氢气和自动补氢的需要 同时通过调节冷却水出口水量的方法自动维持氢气压力和温度 定冷水系统为发电机定子线圈提供干净的冷却水 17 发电机密封油系统 系统自动向发电机密封瓦提供压力略高于氢压的密封油 从而防止氢气的泄漏 六 电气一次系统 1 2台350MW汽轮发电机组 以发电机 变压器组单元接线型式接入厂内150kV配电装置 发电机中性点经单相接地变压器二次侧电阻接地 发电机与主变压器之间的连接采用全连式离相封闭母线 高压厂用变压器和励磁变压器由发电机与主变低压侧之间引接 发电机励磁采用静态自并励 发电机出线经励磁变 整流柜整流后供发电机励磁系统 六 电气一次系统 2 2台发电机组经主变压器升压接入150kV母线 150kV配电装置采用采用3 2断路器接线方式 出4回线路接入印尼150kV系统 3 2断路器 即一个半断路器接线 两回路共用3个断路器 特点 每条支路经隔离开关接入两组断路器之间 正常运行时全部断路器和隔离开关均投入 任一组母线停运及任一组断路器检修均不引起任何支路停电 但由于每串中间一组断路器为两条支路公用 因此其可靠性低于双母线接线 每条支路停运均需切除 此时同串另一支路仅运行在一组母线上 需经操作方能接入另一组母线 全厂设置1台起动 备用变压器 作为电厂机组起动和备用电源 由150kV配电装置母线引接 六 电气一次系统 3 主变压器150kV中性点直接接地 起动 备用变压器150kV中性点采用直接接地方式 电厂400V低压厂用电系统全部采用中性点直接接地方式 中性点直接接地 优点防止操作过电压 为系统提供零序阻抗 六 电气一次系统 4 厂用电系统采用6 3kV和400 230V两级电压等级 中压电动机额定电压6kV 低压电动机额定电压380V 220 六 电气一次系统 5 主厂房内设置6kV公用母线段 电厂公用系统负荷及生产辅助系统用电均由6kV公用段供电 6kV公用段电源由起动 备用变压器引接 起动 备用变压器低压侧采用共箱封闭母线与6kV公用段开关柜连接 六 电气一次系统 6 0 4kV厂用电系统采用PC和MCC的供电方式 PC采用单母线接线 每段母线由一台干式变压器供电 两台相同功能的低压变压器间互为备用 手动切换 PC 动力中心 母线如380V一段 MCC 电动机控制中心 六 电气一次系统 7 当发生全厂停电或单元机组失去厂用电时 为了保证机炉的安全停机和重新启动 以及为了防止危及人身安全等原因 每台机组设置一套交流事故保安电源装置 柴油发电机组 每台机组设置一套交流不间断电源 UPS 他有三路电源供电 正常一路由380V保安段 旁路有380工作段 备用由动力220直流母线 动力蓄电池 六 电气一次系统 8 每台机组设两组110V直流系统和一组220V直流系统 每组直流系统包括蓄电池组 蓄电池充电器 直流配电屏等 蓄电池正常以浮充电方式运行 直流母线正常由充电机供电 来自380V工作段 同时对蓄电池进行浮充 充电机坏或工作段失电 则有蓄电池组供电 正常能保证8小时使用 第五节阿瓦电厂的总体设计之二辅控设备 一 输煤系统简介 本工程采用印尼褐煤 年需燃煤约220 8万吨 采用驳船运输 运至专用煤炭货运码头 专用煤码头额定泊位能力为1 2万吨 1 码头 码头卸煤设施采用2台卸船机 卸船机将煤从驳船中取出后给至码头上的双路布置的带式输送机 经T1 T2转运站转运后给至储煤场或主厂房煤仓间 2 内储煤场 内储煤场 总贮煤量25万吨 可供2 350MW机组燃用约30天 设计储煤能力应不低于正常额定发电15天的标准 3 斗轮堆取料机 每个煤场设置一台斗轮堆取料机 斗轮堆取料机下方设置单路带式输送机 斗轮堆取料机取出原煤经带式输送机传送入锅炉各原煤仓中 4 输煤控制系统 输煤系统采用程序控制 当设备调试 检修时 也可解除联锁后就地控制 斗轮堆取料机不纳入运煤程控 由设备本体上的司机进行操作 运煤系统运行方式可在输煤程控室自动切换完成 二 生产及生活用水 采用海水作为冷却水源 供水系统为扩大单元制直流供水系统 由煤码头港池内取水 电厂锅炉补充水 空调系统补充水 工业用水及生活消防用水等淡水水源采用海水淡化水 1 冷却水供水系统 2 350MW机组的冷却水系统采用海水直流供水系统 供水系统为扩大单元制直流供水系统 冷却水主要供给凝汽器和辅机 2 工业给水系统 工业给水系统主要包括 锅炉补充水 空调系统补充水 工业冷却和润滑用水等 这部分水对水质要求是无杂质 低温 不腐蚀设备 锅炉补给水水源采用海水淡化水 其系统废水排入工业废水处理站 经处理后回用 3 服务水系统 服务水系统主要供给 锅炉水封槽耗水 除灰系统用水 主厂房地面冲洗水等 其排水排入工业废水处理站 经处理后回用 4 生活水系统 电厂生活用水主要指电厂厂区内主厂房及辅助建筑物内的生活用水 煤码头生活用水 生活用水可以回收 回收的生活污水经生活污水处理站二级处理后 全部用于厂区道路及绿地的浇洒 5 输煤用水系统 输煤系统用水量主要由四部分组成 一是输煤冲洗水系统 二是输煤除尘用水系统 三是煤场喷洒水系统 四是输煤喷雾抑尘系统 水源主要为输煤系统冲洗和除尘的处理回收水以及工业废水处理站处理后的回收水 6 废水回收系统 本工程设置一座工业废水集中处理站 为节约有限的淡水 本设计工业废水采用分流制排水系统 采用淡水为水源的工业废水 如 空气预热器冲洗水 油库区含油废水 燃油泵房辅机及油罐冷却水 地面冲洗水等由工业废水管道排至工业废水处理站进行处理 处理后的排水作为服务水系统的水源进行综合利用 三 电厂化学 电站水源全部取自爪哇海海水 电厂化学主要分为海水预处理系统 海水淡化系统 锅炉补给水处理系统 凝结水精处理系统 工业废水集中处理系统 电解海水制氯处理系统 热力系统化学加药处理系统 水汽取样系统 制氢站系统 锅炉清洗系统 化学试验室 含化验仪器 等 1 海水预处理系统 海水预处理系统主要是去除原水中的浊度及悬浮物等 保证出水满足海水反渗透装置进水水质要求 2 海水淡化系统 海水淡化水为全厂提供锅炉补给水 服务水 生活水和消防用水等 采用反渗透海水淡化工艺 3 锅炉补给水处理系统 锅炉补给水处理系统主要为电站提供满足锅炉运行所需的特定水质 水量的除盐水 系统主要通过一级除盐加混床的处理工艺以去除淡化水中的残留盐分 产水品质是非常纯净的除盐水 能够满足高参数锅炉给水水质要求 4 凝结水精处理系统 凝结水精处理系统主要是去除凝结水中悬浮物和溶解固形物 保证水汽系统质量 每台机组设置了一套凝结水精处理系统 5 工业废水集中处理系统 工业废水处理站将处理电厂运行过程中产生的各类废水 处理后排水由水工专业回收利用 6 电解海水制氯处理系统 为抑制水生生物繁殖 需向循环水中投加NaClO 次氯酸钠 溶液 药品投加采用连续投加与冲击投加相结合的方式 在循环水泵房附近设置了一个电解海水制氯站 7 热力系统化学加药处理系统 化学加药系统为控制凝结水 给水 闭式冷却水和炉水的水质 最大限度地减少热力系统结垢和腐蚀 化学加药系统包括给水及凝结水的加氨 加联氨处理 闭冷水加联氨处理及炉水加磷酸盐装置等 给水 凝结水加氨 加联氨装置为自动控制 闭式冷却水加联氨及炉水加磷酸盐装置为手动调节 加联氨目的是提高给水碱度 正常PH值应在8 5 9 防止锅炉四管酸性腐蚀 8 水汽取样系统 为及时 准确的监督机炉运行中水 汽品质变化情况 诊断系统中的设备故障 以保证电厂机组的安全运行 每台机组设置1套集中水汽取样分析装置 水汽取样系统包括必要的取样点 在线分析仪表 手工取样盘以及控制系统 监测系统能实现显示 报警及记录等功能 9 制氢站系统 为满足汽轮发电机冷却用氢需要 设置2套中压电解水制氢设备以及4台中压贮氢罐 每套制氢设备出力为5Nm3 h 10 化学试验室 含化验仪器 化学试验室由水分析 煤分析 油分析和仪器分析室以及一些辅助用房如办公室 会议室 更衣室等组成 并配备了相应的水分析 煤分析 油分析必要的分析仪表和实验室设施 11 锅炉清洗系统 锅炉化学清洗用水冲洗 酸溶液清洗等工艺进行锅炉本体清洗 清洗采用临时措施 四 除灰渣系统 贯彻节约用水的原则除渣系统采用机械方式 干式除渣 除灰系统采用正压浓相气力输送系统 采用电除尘器 效率 99 2 四 除灰渣系统 除灰渣工艺系统共分为以下六个部分 除渣系统 石子煤处理系统 飞灰处理系统 灰渣厂外转运系统 供水系统 仪用及杂用压缩空气系统 这里不再详细描述 以后的课程中会系统讲解 第六节阿瓦电厂的总体设计之三热工自动控制 一 阿瓦电厂机组的自动控制 单元机组DCS是整个单元机组的主要监视和控制设备 包括集中控制室内的操作员站和电子设备间控制机柜 它与其他控制系统 DEH ETS 常规控制仪表 就地控制仪表 辅助控制系统 如吹灰控制系统 炉管泄漏检测装置等 有机结合构成了单元机组整体控制