电厂系统流程及用泵介绍PPT课件

1 电厂系统流程及用泵介绍 2 一 火力发电系统 1 概述火力发电是当今世界上电力生产的主要方式之一 具有投资较少 建设周期短 布局灵活的特点 世界各国无论是发达国家还是发展中国家 火力发电在国民经济中占有的份量很重 我国火力发电占总发电量的80 左右 为国民经济的发展做出了巨大贡献 高参数 大容量 自动化程度高 环境污染小的机组成为火力发电的方向 3 4 2 生产过程原煤由制粉系统研磨成很细的煤粉 粉煤和加热后的空气一起被送往锅炉炉膛剧烈燃烧 释放出大量的热量 这些热量将锅炉受热面内压力很高的水反复加热 直至达到500多度的高温蒸汽 高温高压蒸汽通过管道送入汽轮机的汽缸 推动汽轮机的转子高速旋转 发电机的转子和汽轮机的转子同轴连接 在汽轮机的驱动下 与汽轮机同步旋转 旋转的转子磁场切割定子绕组 从而使发电机定子绕组中产生感应电动势 发电机产生的电能通过升压变压器 输电线路向电网输送 5 3 锅炉设备锅炉设备室火电厂的主要设备之一 是生产蒸汽庞大而复杂的热交换设备 它的作用是将一定量的燃料燃烧 并将燃料燃烧释放的热量传递给水 使水加热 汽化并过热成一定压力和温度的主蒸汽 6 3 1锅炉的组成锅炉设备可分为 锅炉本体 输煤系统 制粉系统 烟风及燃烧系统 除尘排渣系统 7 3 1 1锅炉本体锅炉的本体是由炉膛 烟道 省煤器 汽包 下降管 水冷壁 过热器 再热器 燃烧器 空气预热器 8 汽水流程自然循环锅炉 一定压力的水 省煤器 汽包 水冷壁 汽包 过热器 汽轮机 9 汽水流程直流锅炉当主蒸汽压力再进一步提高 60万机组 这种锅炉不设汽包 工质是一次通过水冷壁 水冷壁出口已全部是蒸汽 也就不存在循环 直流锅炉最基本的形式为水平围绕管圈式 10 3 1 2输煤系统一个有两台300MW机组的火电厂每天要消耗近5000多吨煤 因此需要一个庞大的输煤系统 原煤通过一系列的栈桥送到锅炉房 输煤栈桥内装有皮带输送机 原煤在输送途中要经过电磁除铁器除去其中的铁件 还要经过破碎机将较大的煤块破碎 最后将不含杂质的煤送往制粉系统 11 3 1 3制粉系统工作工程 原煤 原煤仓 磨煤机 粗粉分离器 旋风分离器 煤粉仓 锅炉炉膛 12 3 1 4烟风及燃烧系统烟风流程 送风机从环境中吸入空气 然后将其送入空气预热器中加热 加热后的热风一部分去磨煤机 另一部分则成为二次风直接去炉膛帮助燃烧 煤粉悬浮在炉膛内燃烧 燃烧中心的温度可达1500 以上 燃烧时大量的热量传给水冷壁里的水 燃烧形成的高温烟气沿着烟道依次冲刷过热器 再热器 省煤器 空气预热器等受热面 不断将热量传递给蒸汽 水和空气 而自身温度逐渐降低 烟气到达烟道尾部时大约在130 左右 在引风机的作用下烟气流入除尘器进行除尘净化 最后经烟囱排入大气 13 3 1 5除尘排渣系统火电厂对环境的污染主要是随炉烟排除飞灰粉尘和有害气体 一般采用除尘器 烟气脱硫技术和较高的烟囱来减轻污染 炉内煤粉燃烧后的炉渣由捞渣机从炉底捞出并冲入地沟 再流至灰渣泵房 灰渣泵房将灰渣利用管道送至灰场 14 基本工作原理 锅炉产生的新蒸汽进入汽轮机后逐级进行膨胀 蒸汽部分热能就转变为汽流动能 高速汽流施加作用力于汽轮机的叶片上 推动了叶轮连同整个转子旋转 汽流的动能于是被转换成汽轮机轴上的机械能 4 汽轮机及其辅助设备 15 16 电厂资料 汽机起动时动画 wmv 17 5 发电机及电气设备 电厂三相交流同步发电机由定子和转子两部分组成 定子由定子铁心 定子线圈 机座 风道等组成 定子铁心和线圈是磁和电通过的部分 其他部分起着固定 支持和冷却的作用 18 二 火电厂烟气脱硫系统 1 概述电力工业发展到20世纪末 全世界的总装机容量已超过200亿MW 其中最经典的火力发电仍然占有最高比例 世界总发电量中火电占70 以上 在如此众多的火电厂中每天燃用大量的煤 石油等燃料 而燃料中的硫份有70 90 燃烧后生成SO2气体 排放大气 从而对大气的污染日益加剧 19 1 1国外脱硫现状 德国1988年用于环保的投资已占国民收入的3 到1990年共投资2000亿马克 1982年火电厂的SO2总排放量为186万t 到1988年已降到40 即74万t 到1993年降到20 英国皇家污染调查局提出 要除去烟气中的90 的SO2排放量为基数 到1993年降低到20 到1998年降到40 到2003 降低60 并规定所用600MW级新老机组都必须装有脱硫设备 为此英国最大的Drax电厂 4000MW 正投资5亿英镑 加装脱硫设备 20 美国于1990年11月15日颁布了清洁空气法修正案 大大提高了环境保护的控制标准 新法案要求到本世纪末 全美的SO2排放量比1980年减少1000万t 到2000年以后全美SO2的年排放量控制在890万t以内 日本对火电厂SO2排放量的控制标准严于欧美各国 目前有90 的火电机组已安装了脱硫装置 21 1 2国内脱硫现状 我国的环境污染非常严重 二氧化硫排放是大气污染的主要污染源之一 电力企业是二氧化硫的排放大户 2003年排放二氧化硫约1100万吨 占全国二氧化硫排放总量的50 以上 按照目前的排放控制水平 到2020年 我国火电厂排放的二氧化硫将达到2100万吨以上 火电厂控制二氧化硫的排放 成为电力环境治理的主要问题 湿法烟气脱硫以其高效脱硫成为电厂脱硫的主流工艺 22 2 脱硫工艺概述 各国对火电厂的脱硫工艺种类繁多 但归纳起来 可分为三大类 炉前脱硫炉中脱硫炉后脱硫 23 2 1炉前脱硫 就是在燃料未进入锅炉前除去燃料中的硫份 也就不会生成SO2气体 这是一种最彻底的脱硫方法 最常见的矿口洗煤就是方法之一 煤中的黄铁矿流可以用重介质浮洗法除去 炉前脱硫工艺是一种最彻底的脱硫方法 但目前要彻底脱硫的费用还较高 24 2 2炉中脱硫 这是一种直接脱硫工艺 将碱性吸收剂 常用的有石灰石和消石灰 直接喷入炉膛 与燃料混合送入炉膛 使其与炉内的SO2反应成CaSO4固体物 随灰渣排出炉外 炉内脱硫工艺在我国已有一定的历史 武汉锅炉厂制造的向炉内喷石灰的锅炉就是一例 在国外如加拿大 奥地利 法国等均有大机组炉内脱硫的实例 优点 系统简单 附加设备少 缺点 炉内灰量增加 炉内受热面的积灰增加 25 2 3炉后脱硫 炉后脱硫即烟气脱硫 燃料中的硫份燃烧生成SO2气体 与烟气共同排除锅炉 炉后脱硫的任务就是在烟气排除锅炉后 未排放大气前进行脱硫处理 减少大气污染 80年代以来这种脱硫方法有了迅速发展 已有成熟的技术 是目前火电厂用的最广泛的脱硫工艺 26 3 烟气脱硫工艺 从80年代开始 经济发达的国家对环保提出了更高的要求 不仅新建电厂要控制SO2的排放量 对老厂也要求改装或加装烟气脱硫设备 于是各国因地制宜地开发了各种烟气脱硫设备 种类繁多 但按其基本原理归纳起来可分为四大类 27 3 1湿式烟气脱硫工艺 WFGD 湿式烟气脱硫工艺一直在各国火电厂用得最广泛的方法 处于明显的领先地位 90年代以来该工艺的脱硫率已达到90 95 设备可靠性达到99 吸收剂的利用率在95 以上 厂用电耗小于2 目前该工艺所用的吸收剂主要是石灰石 CaCO3 工艺过程中除了烟气脱硫外 同时还可提供副产品石膏 CaSO4 28 湿式烟气脱硫工艺流程 石灰浆制备系统 烟气系统 SO2吸收系统 石膏制备系统 其他辅助系统 29 湿式烟气脱硫基本原理 利用SO2气体在水中有良好的溶解性能 并可以引起迅速连锁反应 使其与CaCO3中和成CaSO4而排出 达到脱硫目的 吸收过程氧化过程中和过程 30 3 2喷雾干燥烟气脱硫工艺 吸收剂制备系统吸收塔系统除尘系统脱硫产物的处理系统 31 3 3循环流化床干法 半干法 烟气脱硫工艺 它以循环流化床代替前述的喷雾干燥吸收塔 固体吸收剂作为流化床的物料 通过多次再循环 使固体物料在床内的滞留时问可长达半小时之久 使吸收剂的利用率和脱硫率均较高 32 3 4海水烟气脱硫工艺 a 纯海水烟气脱硫工艺 33 b 海水添加石灰浆液烟气脱硫工艺 34 三 火电厂用泵介绍 1 锅炉 2 汽轮机 3 发电机 4 凝汽器 5 热井 6 凝结水泵 7 冷却水泵 8 低压加热器 9 除氧器 10 给水泵 11 高压加热器 35 电厂以火力发电厂为例 火电厂主要用泵有三种 锅炉给水泵 一般为DC HSB HDB类型的泵 凝结水泵 一般为带外筒体的VY类型的泵 循环水泵 一般为大流量VZ类型的泵 三种 通常还有许多辅助设备 诸如输水用泵 灰渣泵 脱硫泵等 36 1 火电厂的用水分类 原水清水补给水汽轮机凝结水疏水循环冷却水 37 2 锅炉给水泵应用选型 锅炉给水泵主要用在主汽水系统 汽水系统是火电厂的关键环节 又包括汽水循环回路 补给水系统和冷却水系统 锅炉按蒸汽的饱和温度可划分为低压 中压 次高压 高压 超高压 亚临界和超临界7种规格 通常压力在6Mpa以下为中低压锅炉 压力在10Mpa以下为次高压锅炉 压力在15Mpa以下为超高压 高压锅炉 我们目前工厂生产的锅炉给水泵在高压锅炉压力范围之内 38 各类机组的参数及达到的煤耗指标 39 锅炉给水泵在电厂中的工作位置 40 锅炉给水泵的水处理 电厂锅炉使用的水必须是经过处理的软化水 江 河 湖水通常含有大量的悬浮物 有机质和微生物 还有很多阳离子 必须经过处理 最大限度地清除水中的杂质和钙 镁离子 防止锅炉管路结垢 保证不间断地供给足够的水量 在锅炉给水处理工艺过程中 除氧是一个非常关键的一个环节 氧是给水系统和锅炉的主要腐蚀性物质 给水中的氧应当迅速得到清除 否则它会腐蚀锅炉的给水系统和部件 腐蚀产物氧化铁会进入锅内 沉积或附着在锅炉管壁和受热面上 形成难容而传热不良的铁垢 41 锅炉给水泵在火电厂中地位 锅炉给水泵在发电厂中的主要任务是把除氧器储水箱内具有一定温度的水 通过给水泵产生足够的压力 输送给锅炉 给水泵必须连续不断地运行 关系到锅炉的安全 是发电厂中最重要的泵设备 42 电厂用锅炉给水泵使用选型举例 43 锅炉给水泵型号分类 44 DG型锅炉给水泵使用工况比较 45 DG中低压锅炉给水泵结构图 46 DG中低压锅炉给水泵材料选用表 47 中低压锅炉给水泵基础安装图 48 次高压锅炉给水泵 高压锅炉给水泵 次高压锅炉给水泵 高压锅炉给水泵转速2950rpm 主要用于火电厂项目中的次高压 高压锅炉给水 采用中心支撑 滑动轴承结构 49 DG次高压锅炉给水泵结构图 50 DG高压锅炉给水泵结构图 51 DG次高压 高压锅炉给水泵材料选用表 52 次高压 高压锅炉给水泵基础安装图 53 锅炉给水泵的选型 流量 应保证锅炉在最大连续蒸发量时所需的给水量 同时 要留有一定的裕度 对汽包式锅炉 给水量应按锅炉最大连续蒸发量的110 考虑 有中间级抽头的还要加上中间级抽头的用水量 扬程 从除氧器水箱出口到省煤器进口介质流动的总阻力 包括管道附件 阀门 加热设备等阻力的总和 再加10 20 的裕量 满足以下三方面的需求 在最大连续蒸发量时锅炉制造厂要求的省煤器入口的进水压力 汽包的正常水位与省煤器入口接入点标高的水柱静压差 除氧器的额定工作压力 54 锅炉给水泵的选型 功率 电动机的额定功率大于泵在最大流量下的轴功率即可 汽蚀余量 锅炉给水泵的进口一般都有进口除氧器给水箱倒灌压力和除氧器工作压力 水泵要满足锅炉在满负荷工作下及除氧器额定工作温度下不能汽蚀 效率 大型锅炉给水泵的配带电机功率一般都比较大 泵的效率高则节电效益大 小型锅炉给水泵效率要求就低一点 55 锅炉给水泵的选型 给水泵台数的选择 从经济效益和电厂设备的复杂程度考虑 一般是选择两用一备或一用一备 水泵参数 特殊和常规 的选择 在样本和说明书中泵的参数是以中间点作为设计点来计算的 因此 选型时 要尽量以中间点选 这时泵的工作最稳定 效率最高 小流量和大流量点是水泵可允许的工作范围 在此范围内运行 泵不会超载 但效率会有下降 泵一般不会允许在小流量和大流量点之外长期运行 选型时在泵性能曲线上黑色部分的作为常规参数 按正常订单执行 不在黑色曲线上的作为特殊参数处理 这时就需要切割叶轮直径或调节所配电机功率 需要技术部门特殊评审 56 供货范围 中低压锅炉给水泵成套供货范围 水泵 公共底座 联轴器网罩 地脚螺栓 按合同供货范围 电动机 各种阀门 次高压锅炉给水泵成套供货范围 水泵 单泵底座 联轴器网罩 地脚螺栓 按合同供货范围 电动机 联轴器 膜片式或弹性柱销 闸阀 止回阀 各种流量阀 过滤器 传感器 各种显示仪表 随机附件 专用钩扳手一件 高压锅炉给水泵成套供货范围 水泵 单泵底座 联轴器网罩