SKF 火力发电生产流程及关键系统简介

October30 2007 SKFGroupSlide0 火力发电生产流程及关键系统简介 电力行业 TEPI 赵永良Henry yl zhao 2011 11 4 October30 2007 SKFGroupSlide2 火力发电的基本原理 1 October30 2007 SKFGroupSlide3 火力发电的基本原理 利用煤 石油和天然气等化石燃料所含能量发电的方式统称为火力发电 主要分为燃煤汽轮机发电 燃油汽轮机发电 燃气 蒸汽联合循环发电和内燃机发电 我国的火力发电以燃煤汽轮机发电方式为主 主要原理为 利用煤炭 石油 天然气等化石燃料燃烧时产生的热能来加热水 使水变成高温高压的蒸汽 推动汽轮机旋转 带动发电机发电 即 燃料化学能 蒸汽热能 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 蒸汽的热能转变为轮子旋转的机械能 在发电机中机械能转变为电能 炉 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称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 火力发电系统主要由燃烧系统 以锅炉为核心 汽水系统 主要由各类泵 给水加热器 凝汽器 管道 水冷壁等组成 电气系统 以汽轮发电机 电机 主变压器等为主 控制系统等组成 前二者产生高温高压蒸汽 电气系统实现由热能 机械能到电能的转变 控制系统保证各系统安全 合理 经济运行 October30 2007 SKFGroupSlide4 燃煤电厂生产流程系统图 October30 2007 SKFGroupSlide5 大型燃煤电厂鸟瞰图 October30 2007 SKFGroupSlide6 火力发电的发展概况 在所有发电方式中 火力发电是历史最久的 也是最重要的一种 目前 火力发电主要是指使用动力煤发电 其所占中国总装机容量约在70 以上 最早的火力发电是1875年在巴黎北火车站的火电厂实现的 随着发电机 汽轮机制造技术的完善 输变电技术的改进 特别是电力系统的出现以及社会电气化对电能的需求 20世纪30年代以后 火力发电进入大发展的时期 火力发电机组的容量由200兆瓦级提高到300 600兆瓦级 50年代中期 到1973年 最大的火电机组达1300兆瓦 大机组 大电厂使火力发电的热效率大为提高 每千瓦的建设投资和发电成本也不断降低 到80年代后期 世界最大火电厂是日本的鹿儿岛火电厂 容量为4400兆瓦 但机组过大又带来可靠性 可用率的降低 因而到90年代后 火力发电单机容量稳定在300 1000兆瓦 October30 2007 SKFGroupSlide7 2 燃煤电厂生产流程系统 October30 2007 SKFGroupSlide8 火力发电厂系统总揽 煤场 燃料供应 燃料处理 烟风系统 锅炉汽水系统 循环水系统 厂用空气 除尘器 灰处理 汽轮机 发电机 脱硫系统 凝结 补给水系统 October30 2007 SKFGroupSlide9 燃煤电厂生产流程系统 循环水系统凝结补给系统锅炉汽水系统汽轮机 发电机系统输煤系统及煤场设备燃料处理系统烟风系统脱硫系统粉煤灰处理系统厂用 仪表用空气系统 October30 2007 SKFGroupSlide10 循环水系统 为机组提供冷却水源 从江 河 湖 海等天然水体中吸取一定量的水作为冷却水 冷却工艺设备吸取废热使水温升高 再排入江 河 湖 海 这种冷却方式称为直流冷却 当不具备直流冷却条件时 则需要用冷却塔来冷却 冷却塔的作用是将挟带废热的冷却水在塔内与空气进行热交换 使废热传输给空气并散人大气 过滤水被抽取通过凝汽器 并保持凝汽器冷却 水量大和高转速使电机和水泵持续受力 旋转滤网冷却水提升水泵 电机 主要设备 循环水泵 电机冷却塔风机 电机 October30 2007 SKFGroupSlide11 主要设备 旋转滤网 冷却水提升水泵和电机 循环水泵和电机 冷却塔风机和电机 October30 2007 SKFGroupSlide12 凝结补给系统 凝结真空泵电机凝结水泵电机 主要设备 乏汽在凝汽器内被循环水泵送入凝汽器的冷却水冷却 从新凝结成水 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 汽水系统在循环做功过程中难免有汽水的泄露 即汽水损失 因此要适量地向循环系统内补给一些水 以保证循环的正常进行 补给水和再循环蒸汽的凝结需要电机 水泵系统部件需承受高速 振动大和温度高 凝结补给水泵和电机 October30 2007 SKFGroupSlide13 主要设备 凝结真空泵电机 凝结水泵电机 凝结补给水泵和电机 October30 2007 SKFGroupSlide14 锅炉汽水系统 除氧器水箱内的水经过给水泵升压后进入锅炉 依次通过 高压加热器 省煤器 汽包 水冷壁 集箱 过热器等 吸收炉膛内煤燃烧过程中放出的热量 成为成为高温高压的过热蒸汽 过热蒸汽有很高的压力和温度 因此有很大的热势能 维持从冷凝器到锅炉的稳定水流 包含几个快速转动的设备 锅炉给水泵电机锅炉给水涡轮机 主要设备 锅炉给水泵 October30 2007 SKFGroupSlide15 主要设备 October30 2007 SKFGroupSlide16 汽轮机 发电机系统 高温高压的蒸汽经管道引入汽轮机后 便将热势能转变成动能推动汽轮机转子转动 汽轮机的转子与发电机的转子通过联轴器连在一起 当汽轮机转子转动时便带动发电机转子转动 汽轮机截止和控制阀汽轮机系统 主要设备 2020年4月5日星期日 SKFGroupSlide16 汽轮机发电机联轴器发电机 October30 2007 SKFGroupSlide17 主要设备 October30 2007 SKFGroupSlide18 输煤系统及煤场设备 输煤机带式给料机堆取料机 装载机 主要设备 碎煤机煤粉集尘器 电厂的燃煤用量巨大 需要煤场储存电煤 输煤系统是从卸煤装置起直至把煤运到锅炉房原煤斗的整个生产工艺流程及设备 October30 2007 SKFGroupSlide19 主要设备 输煤机 带式给料机 堆取料机 装载机 October30 2007 SKFGroupSlide20 燃料处理系统 大型火电厂为提高燃煤效率都是燃烧煤粉 因此 煤斗中的原煤要先送至磨煤机内磨成煤粉 磨碎的煤粉由热空气携带经一次风机送入锅炉的炉膛内燃烧 测量 调湿 输送燃煤 包含许多苛刻的运行条件苛刻运行条件包括颗粒污染 重载 高温 振动大 给煤机精细破碎机 电机 齿轮箱 主要设备 磨煤机一次风机 电机 October30 2007 SKFGroupSlide21 主要设备 给煤机 磨煤机 轴流风机 离心风机 精细破碎机 电机 齿轮箱 October30 2007 SKFGroupSlide22 烟风系统 自然界的空气由送风机送到空气预热器内 被烟气余热加热后分成两路 一路直接引入锅炉的燃烧器 作为二次风进入炉膛助燃 另一路则引入磨煤机入口 用来干燥 输送煤粉 这部分热风称一次风 煤粉在锅炉炉膛内燃烧后 烟气经过除尘器 空气预热器后送往脱硫装置 脱硫后的洁净烟气在引风机的作用下通过烟囱排入大气 空气预热器送风机 主要设备 引风机吹灰器 October30 2007 SKFGroupSlide23 主要设备 空气预热器 引风机 送风机 吹灰器 October30 2007 SKFGroupSlide24 空气预热器 October30 2007 SKFGroupSlide25 脱硫系统 石灰石破碎机搅拌器 主要设备 2020年4月5日星期日 SKFGroupSlide25 FGD灰浆和再循环电机 水泵FGD强制氧化压缩机 烟气脱硫 Fluegasdesulfurization 简称FGD 世界上普遍使用的商业化技术是以CaCO3 石灰石 为基础的钙法 所占比例在90 以上 按吸收剂及脱硫产物在脱硫过程中的干湿状态又可将脱硫技术分为湿法 干法和半干 半湿 法 石灰石湿法脱硫最为常用 该系统可以烟气中超过95 的SO2 但必须在可承受的运行成本下 环保强制要求 涵盖的子系统和苛刻运行条件使其成为困难最多的命题 October30 2007 SKFGroupSlide26 主要设备 FGD强制氧化压缩机 FGD灰浆和再循环电机和水泵 石灰石破碎机 搅拌器 October30 2007 SKFGroupSlide27 粉煤灰处理渣浆泵 粉煤灰处理系统 将煤粉在锅炉炉膛内燃烧后产生的粉煤