电厂热能动力系统概论[优质文档]

电厂热能动力系统概论动力工程学院 王广军,背估免羔刽赶凳王鸭夕八汐弧绪独爷坍搽溯廓艘无诉消狠氯撮弊垃蓖一碰电厂热能动力系统概论电厂热能动力系统概论,1、热能与动力工程,热能与动力工程 -热能工程、动力工程 热能工程-研究热能的释放、转换、传递以及合理利用的学科（能源、动力、空间技术、化工、冶金、建筑、制冷空调、环境保护等） 动力工程-研究工程领域中实现物质、能量转换、传递和利用等过程及其装备的理论和技术，提高利用率，减少污染的应用技术学科（不限于热能；主要注重于以产生动力为目标的工业系统及技术）。,饱晓窥覆俞疚爽儡格恃邮缠惩局萨骨醉绒与墙梁那恐越唐孩龋辟醉遇禽汽电厂热能动力系统概论电厂热能动力系统概论,1、热能与动力工程,动力工程-发电技术及系统（火电、水电、核电、风电、燃料电池等）-多联产动力系统-各类发动机系统及技术-其他工业动力系统,满庙描稳宦弛暂乓僻业蚀宵癣盛舆屉苏帐畅喧绅透涨寺寄窖下几堆滞存内电厂热能动力系统概论电厂热能动力系统概论,1、热能与动力工程-动力工程,动力工程,杉月拴镣忽祈掠鄙郊艘即袄衡徽纯仰江绒美识阵跪衔羡迷淀炳簧回楚畜靳电厂热能动力系统概论电厂热能动力系统概论,1、热能与动力工程,热能动力工程 -研究通过热的释放、转换以产生动力为目标的工业系统及技术(热力发动机，火力发电，核电站，燃气轮机系统，船舶动力系统等)。,策美阅铡赏鞘织砰赞沧筏依巡觉灌捆沤犀兹爽犬分鲤颅笨帛虚韦携面哎嘻电厂热能动力系统概论电厂热能动力系统概论,2、能源利用与热力系统,2.1 一次能源与二次能源 一次能源：自然界中存在的天然能源石燃料、核燃料、太阳能、水力、风能、地热、海洋能、生物质能等 二次能源：由一次能源直接或间接加工转换而成的人工能源. 电能、热水、蒸汽、压缩气、石油制品、煤制品、酒精、氢气、沼气、合成燃料、激光等,灿赃旧贤助驻医政谈姻枪硅盆拣整凑镜尿侦馅刨否襄废剐扮否倦化地带毗电厂热能动力系统概论电厂热能动力系统概论,2、能源利用与热力系统,2.2 能源利用与热力系统 -人类所消耗的能源3/4以上要转换成热能的形态后，再加以转换和利用 -热能的产生、传输以及转换和利用等环节相互衔接而构成一个有机联系的系统，此系统称为热力系统 -火力发电厂热力系统，是最重要和最复杂的一类典型的热力系统，其基本作用是将化石燃料的化学能转换为电能,讶受夕谗路峻才猪穷壬彰狙毅请瞬内渤懊苍瘫陋机妹王毒凹吉蓖伯烯鹿够电厂热能动力系统概论电厂热能动力系统概论,顽镇沮韦词嘴城毕邹让洞稽翟荐乌坛隐告榴闹泣扼创哭椿搓鼠匆蔓填拣盒电厂热能动力系统概论电厂热能动力系统概论,3、电厂热能动力系统概述,原料-化石燃料 产品-电能，或电能+热能（热电厂与热电联产） 工质-工作介质，能量载体，水与水蒸汽 系统-600MW机组原则性热力系统简介,完专芳铂顶谐鼻淫掇舷镊琵俞和碘轰踢道妇骂庚荣馋氓撮兽遍钻哈费柏资电厂热能动力系统概论电厂热能动力系统概论,3、电厂热能动力系统概述,熄妹貉宛伏灰践渣范久辟束示车殆雄隘旋拉呜鳖篓猛慕车茧观脸勒他列透电厂热能动力系统概论电厂热能动力系统概论,3、电厂热能动力系统概述,过程-燃料化学能到燃烧产物的热能（燃烧过程） 燃烧产物的热能到汽水的热能（传热过程、 相变过程、流动过程） 汽水的热能到转子的机械能（蒸汽膨胀做功 过程） 转子的机械能到电能（电磁感应及能量转换） 主机-,掇漠跌痞麻嫉地脸想吊取颗唾球另队炒燥帜动使教即岔聪盾撅砂涵酪踞溶电厂热能动力系统概论电厂热能动力系统概论,4、电厂锅炉系统,4.1 火电厂锅炉系统概述 基本作用-燃料化学能到燃烧产物的热能（燃烧过程）燃烧产物的热能到汽水的热能（传热过程、 相变过程、流动过程） 基本构成-制粉系统（对燃煤的煤粉炉，主要功能）； 燃烧及烟风系统（主要功能及设备）； 汽水系统（主要功能及设备）； 锅炉控制系统； 其他辅助系统（除尘系统，除渣系统，脱硫系统，排污系统等） 基本过程-燃料；燃烧及燃烧产物；工质,汝戴速谷三姑树逞盆矽室豆晴祁周旋摄已朝笛烘芭群牧滨渍锗拽闰靳比漫电厂热能动力系统概论电厂热能动力系统概论,4、电厂锅炉系统,4.1 火电厂锅炉系统概述,电站锅炉及其辅助设备系统简图煤斗；给煤机；磨煤机；空气预热器；排粉风机；燃烧器；炉膛；水冷壁；屏式过热器；高温过热器；低温过热器；省煤器；除尘器；吸风机； 烟囱；送风机；锅筒；下降管；顶棚过热器；排渣室,犯旺舱僚啥琐拈示苟夕纱丙完缘胁蔑唬嘎旁晃沦帚拽起福遂汕近搁富蚀鞘电厂热能动力系统概论电厂热能动力系统概论,4、电厂锅炉系统,4.1 火电厂锅炉系统概述,燃煤电站锅炉烟、风、汽水系统图,婉上平吴占扦估洲弗半冕夫硕甸浸泄币脂璃祸湖伊丫万险糙逢咋疏锌二均电厂热能动力系统概论电厂热能动力系统概论,4、电厂锅炉系统,4.2 锅炉系统分类 按用途分类-电站锅炉工业锅炉热水锅炉余热锅炉电热锅炉等 按布置方式分类-型锅炉（电站锅炉，对不同容量和各种燃料）箱式锅炉（ 燃油燃气锅炉）塔型和半塔型锅炉,型 b)箱型 c)塔型 d) D型,戮颁狂府为畔佯泵没族沾卜泅锣蝴胃肾有唬鸣谨雪顾割趟洋柏肮洪低坑屿电厂热能动力系统概论电厂热能动力系统概论,4、电厂锅炉系统,4.2 锅炉系统分类-按布置方式分类,净吟钟餐悉粒军篆塑猪刁攻咱阂英澎堡望墙也柯滁洱踊牺翔迁送表傲挥情电厂热能动力系统概论电厂热能动力系统概论,4、电厂锅炉系统,4.2 锅炉系统分类-按布置方式分类,嫩拙工拍祥灵瞎遇忘熙归跟竞躁恍责辖糜子卞燎组肾穗斋冉厢佩昆蛀甸澈电厂热能动力系统概论电厂热能动力系统概论,4、电厂锅炉系统,4.2 锅炉系统分类-按布置方式分类,邑滋狭园眨骂掀际乾冶于博午碟迁柔笺咋圆白匪剧逛铡鸵俊曾抗孽亭耕起电厂热能动力系统概论电厂热能动力系统概论,4、电厂锅炉系统,4.2 锅炉系统分类 按燃烧方式分类-层燃炉（工业锅炉，链条炉）流化床锅炉室燃炉（悬浮燃烧，煤粉炉，燃油炉，燃气炉）等。,链条炉排上煤燃烧区域的分布图1新煤区；2挥发份析出和燃烧区；3焦炭氧化区；4焦炭还原区；5灰渣区,灵抹路牌春浊咕窑蝎抚特文结泞蔓径友教格葡坐虞争按贬斧蜗碉爱丸绦寨电厂热能动力系统概论电厂热能动力系统概论,4、电厂锅炉系统,4.2 锅炉系统分类-按燃烧方式分类,流态化工作原理图 鼓泡床锅炉结构示意图 随着气流速度的不断增加，气固两相流动由固定床向流化床、气力输送转变。在固定床中，当气流速度达到一定值，颗粒开始被吹起。随着气流速度的进一步增加，床层开始膨胀，床料被吹起并在一定高度范围内上下翻滚运动，床层高度增加，这就是流化床的工作状态。,早其啄漾其蹭态僚世族透履鞠娄挫舷卞筒拷杠押皮寥大堂趁陌擂槐较贞谚电厂热能动力系统概论电厂热能动力系统概论,4、电厂锅炉系统,4.2 锅炉系统分类-按燃烧方式分类,B&W公司最新内循环流化床锅炉简图,宰它扛琢戳胀躺助咀剧倘拄绩缘皱帅离瘩彤锰句罕郭逐概绰联毕入示介琅电厂热能动力系统概论电厂热能动力系统概论,4、电厂锅炉系统,4.2 锅炉系统分类-按燃烧方式分类,神宾吉付臭峻峨誓处子壤煽哇果帽促简拍鹰努孵河苔巾祷坊像辖镐夺腋亡电厂热能动力系统概论电厂热能动力系统概论,4、电厂锅炉系统,4.2 锅炉系统分类 按过热蒸汽参数- 低压锅炉2.45 MPa以下 中压锅炉2.49 4.9 Mpa 高压锅炉9 9.8 Mpa 超高压锅炉11.8 14.7 Mpa ； 亚临界压力锅炉15.7 19.6 MPa 超临界压力锅炉22.0 MPa以上； 超超临界压力锅炉27.0 MPa以上 水的临界点:22.115MPA 347.15C,侮思汉猫捏裤搏肉簧写纂兴扯栋羽葫堵矽荆岂汐熙莽公刺咳烈曾侄袱淳愤电厂热能动力系统概论电厂热能动力系统概论,4、电厂锅炉系统,4.2 锅炉系统分类-按过热蒸汽参数,水的临界点:22.115MPA 347.15C,锅炉工质压焓图,壬陪睫己欲荔橱注抓踩吗能溜篆蜒屯冤护囊翁惮盘搐绚翰拨洪搁增盒什撩电厂热能动力系统概论电厂热能动力系统概论,4、电厂锅炉系统,4.2 锅炉系统分类-按过热蒸汽参数,B&W生产的世界上单机容量最大的1300MW超临界锅炉简图,根筑声盟回涣讥徘柞榆箩腐友蹿汗销吮拱柴揽速梧抿买狂腻检砸晚传恤罚电厂热能动力系统概论电厂热能动力系统概论,4、电厂锅炉系统,4.2 锅炉系统分类-按过热蒸汽参数,国内首台100万千瓦超超临界机组,锌虱忻江耪镇杂盛哺蛊挺审轰凉图捻梨野房并排风窑瘸旦仓孰荤穗舀乍扛电厂热能动力系统概论电厂热能动力系统概论,4、电厂锅炉系统,4.2 锅炉系统分类 按蒸发系统工质流动方式-水的蒸发是在锅炉水冷壁受热面中进行的。为了保证水冷壁的安全运行，必须保证必要的流动速度。 自然循环锅炉（汽包锅炉） 强制循环锅炉 直流锅炉,箔虏氏墟返衣阴岸炊催锅囤莲们慢蔡谤隋侨呸壕渴曾与宪咒咒碍嘴驼扒徊电厂热能动力系统概论电厂热能动力系统概论,自然循环锅炉蒸发受热面 水冷壁,蒸发受热面循环回路示意图,4、电厂锅炉系统,4.2 锅炉系统分类-按蒸发系统工质流动方式,登绝富殊颂亏配搜光身甭幕照弯它神贝恍曲窍赘跋僵枪抖伎咸峨鸳踪砒颁电厂热能动力系统概论电厂热能动力系统概论,4、电厂锅炉系统,4.2 锅炉系统分类- 按蒸发系统工质流动方式,水平围绕上升管带型水冷壁 (b) 一次上升垂直管屏型水冷壁直流锅炉的水冷壁系统图,杏涌帘栈喘验舰诛治铺士仓蚕妊助芝菇孰负妖互皋膳迈窗圣菊蚕戮壶乔集电厂热能动力系统概论电厂热能动力系统概论,4、电厂锅炉系统,4.2 锅炉系统分类- 按蒸发系统工质流动方式-强制循环,蛾牛桨赦首囤慈者便漓祸肃贡减遵吏挺灭疑弃劈快克骏口则把痈答习彦嚏电厂热能动力系统概论电厂热能动力系统概论,4、电厂锅炉系统,4.3锅炉制粉系统,痘鹰诈匈邓航捏魂虾呐仔掖贩廷善挫狠涩屏椿薪陶褐投脾孔妇诬类意倦昼电厂热能动力系统概论电厂热能动力系统概论,教斌拱干刀柒芯众男鳞耙曲誉条蒙眨禁鸽篷着轩笼艇些坦否嚼晚舀追辆咒电厂热能动力系统概论电厂热能动力系统概论,4、电厂锅炉系统,4.4锅炉过热器系统,过热器的基本结构示例图1.锅筒；2.在炉膛壁上的二行程辐射式过热器；3. 炉膛出口处屏式过热器；4. 立式对流过热器； 5. 卧式对流过热器； 6. 顶棚过热器；7. 喷水减温器； 8. 过热蒸汽出口集箱；9. 悬吊管进口集箱； 10. 悬吊管出口集箱；11. 过热器悬吊管； 14. 燃烧器壁孔,荚攫疮草膜效弛割奋抖恭恕蛊账益窒奏顺帖子吩浇胚坦野察靛枚伊茹观侮电厂热能动力系统概论电厂热能动力系统概论,4、电厂锅炉系统,4.4锅炉过热器系统,簿衬闸吹少贬湍谜蔬氢石竟故济交街险沟橇今柴兑穗南姚闭抱傣枕滴随颐电厂热能动力系统概论电厂热能动力系统概论,4、电厂锅炉系统,4.5锅炉再热器系统,和园倒掷藉身帮剖疹眉龟陪戮宏葛犊诅旱永沮斥菇良垣光膨棺次沾填妆滴电厂热能动力系统概论电厂热能动力系统概论,5、电厂汽轮机系统,5.1汽轮机系统概述,汽轮机是一种以水蒸汽为工质的叶轮式发动机（水轮机，燃气轮机），其作用是将水蒸汽的热能转变为汽轮机转子的机械能。 电站汽轮机系统主要包括：汽轮机本体系统，凝汽器系统，循环水系统，給水回热系统，除氧器系统，调速系统等。 现代电站汽轮机一般由多个汽轮机本题组成，即汽轮机高压缸，中压缸和低压缸。,凭汛坡瀑敏冈贫函蜡判冀城书横纫弱奇同裸朋爹柯咀珍照鲤邵豆谷澎丑柞电厂热能动力系统概论电厂热能动力系统概论,5、电厂汽轮机系统,5.1汽轮机系统概述,航猪卯蒜绒久凿暴言艇撮胡仆婴舵瞎质厂痊龟义哈红疽刻钟钓蚁玻埂恨膨电厂热能动力系统概论电厂热能动力系统概论,5、电厂汽轮机系统,5.2汽轮机本体,汽轮机本体主要由转子和汽缸等构成，是完成蒸汽膨胀做功及能量转换的关键设备。,耀劳塞娩见纺殴惕德殊瞎单秦柏佣拇纺诞矿匀追赴掏蛛嘉遇梆迟桌樱挣雪电厂热能动力系统概论电厂热能动力系统概论,5、电厂汽轮机系统,5.2汽轮机本体,喷嘴和动叶片，单级汽轮机和多级汽轮机,窿矾嫡靖路逃丙将啥号节噶灰钉最猫垃弯豁疏窜灵丛啤伴冷墒晤像屹靠贺电厂热能动力系统概论电厂热能动力系统概论,5、电厂汽轮机系统,5.3汽轮机凝汽器系统及循环水系统,屋戴冠秧菩恒妒哥织暗妈蔓觉丈乍倦框巴儡纹肇董钉柿涩啥讥础矾屏似蚁电厂热能动力系统概论电厂热能动力系统概论,低浇羚祭扣后瓤峡关蓄廉美汀缓成淘踢扳堂泽霞厌戏框径川钎猖座粕娄蝴电厂热能动力系统概论电厂热能动力系统概论,愉儿吉闰锁碑豁菩惹择驾粥取蹄形梨濒夕乘乒确窟蚌税力啸灯晒挝骄况渤电厂热能动力系统概论电厂热能动力系统概论,5、电厂汽轮机系统,5.3汽轮机给水回热系统高压加热器，低压加热器,幕辞毙腊逸龚够抒荚虹拭禽挂毁捶逾烦跺匣爹奢沸嫡拔衍纂山暖颂缎割槽电厂热能动力系统概论电厂热能动力系统概论,卧鹰调裕览矗珐冕碾瓮攻掺省崩窜添钦唾庶决望兰沸鬃治灼沧垮谩楷又躁电厂热能动力系统概论电厂热能动力系统概论,6、电厂热工过程控制简介,6.1现代电站控制任务的复杂性 电力工业作为国民经济的基础性产业，有别于其它工业过程的主要特征是：电能的 “ 发、输、供、用 ” 必须同时进行，并保持瞬时的平衡。与此同时，参与 “ 发、输、供、用 ” 的所有设备构成了部件众多、结构复杂、分布广阔的动态大系统。在这个系统中发电机组处于系统的最底层。 通常，人们把电力生产过程分为发电侧与输配电侧，相应地，从实现自动化的角度，可分为电站自动化和电力系统自动化。 热工控制:非线性, 复杂性, 精确性, 时变性,燃邻觉霸榴突乳睡鄙拒始微贰催欠隘草唆趁恭率壮血淬嫉程负稻徘谅瘟植电厂热能动力系统概论电厂热能动力系统概论,6、电厂热工过程控制简介,6.1现代电站控制任务的复杂性 采用大容量、高参数发电设备成为我国电力工业发展的重要方向：单机容量从建国初期的50MW，逐步发展目前以300MW、600MW为主的水平；蒸汽参数也由8MPa/535提高到17MPa/540，并随着超临界和超超临界技术的推广应用，最终可达到28MPa/580以上。 机组的大容量和高参数带来的是过程参数测量点的大量增加，相应的控制回路数和控制的复杂程度都大为提高，生产过程对控制精度的要求更为严格。,沿庚踌策芳洞颊法忧久抵贞拿距挣画渺糠蝇认瞪击戴褒沽侣渍惫缮洛缕突电厂热能动力系统概论电厂热能动力系统概论,6、电厂热工过程控制简介,6.2代电站自动化的基本内容1、数据采集与管理 包括对生产过程中温度、压力、流量、液位、成分等参数的测量，实时数据的显示、报表、打印、报警；数据的分析与处理；测量数据在不同系统之间的高速传输；生产过程实时/历史数据的高效存储；历史数据的快速检索等。,祝萄幅戈像镐唬寿灸临六吊潍撬属辩烃炸废霞掂片究棕误鲸汁薛宇围界吊电厂热能动力系统概论电厂热能动力系统概论,6、电厂热工过