燃煤电站系统介绍.ppt

燃煤电厂系统简介-135MW机组，火力发电厂生产过程，电厂是将各种动力能源转换为电能的工厂。 根据所利用的动力能源的形式，可以分为火力发电站、水力发电站(水力发电站)、核电站(核电站)、地热发电站、风力发电站、太阳能发电站等。 火力发电厂简称火力发电厂，是利用煤、石油、天然气等燃料将化学能转化成电能的工厂。 分别称为煤炭火力发电站、燃料火力发电站、燃气火力发电站、燃气轮机发电站。 火力发电站根据其功能，分为复气式发电站和火力发电站两种。 前者只是向用户供电，火力发电所除了向用户供电之外，还向用户供应蒸汽和温水。 燃气轮机发电厂也属于前者的范畴，只是中间的能量转换(化学和机械能)方式不同。 火力发电厂的容量大小不同，具体形式也不同，但其生产过程相似。 下图是燃煤电厂生产过程的示意图。燃烧系统：煤用输煤带由煤场输送至煤斗。 大型火力发电厂燃烧煤粉以提高煤炭的效率。 因此，煤斗中的原煤先被输送到煤机中变成煤粉。 磨好的煤粉用热空气运送，经过排粉风扇送到锅炉炉膛内燃烧。 煤粉燃烧形成的排烟沿着锅炉的水平烟道和尾部烟道流动，放出热量，最后进入电动吸尘器，分离燃烧的煤灰。 清洁的烟在送风机的作用下通过烟囱排放到大气中。 助燃用的空气从送风机送入设置在尾部烟道上的空气预热器，用热烟加热空气。 这样，通过提高进入锅炉的空气的温度，煤粉的点火和燃烧变得容易，另一方面，可以降低排烟温度，提高热能的利用率。 从空气预热器排出的热空气分为两种，一种脱碳机干燥输送煤粉(一次风)，另一种脱碳机直接炉膛燃烧(二次风)。 煤烧完的灰落在炉膛下的灰斗里，与电动吸尘器分离的细灰一起被水冲进灰浆泵室，用灰浆泵送到灰场。 汽水系统：除氧器罐内的水用供水泵升压后，用高压加热器送入节煤器。 在节炭器中，水被热烟加热，进入锅炉上部的滚筒。 锅炉炉膛周围布满了水管，称为水冷壁。 水冷壁水管的上下两端都通过水箱与滚筒相连，滚筒内的水通过水冷壁循环，吸收煤燃烧中放出的热量。 一部分水在冷壁加热沸腾变成水蒸气，这些饱和蒸气从滚筒上部向过热器流出。 饱和蒸汽在过热器中继续吸热，变成过热蒸汽。 过热蒸汽有很高的压力和温度，因此有很大的热势。 具有热势的过热蒸汽通过配管导入汽轮机时，将热势转换为动能。 高速流动的蒸汽使涡轮转子旋转，形成机械能。 释放出热势的蒸汽从汽轮机下部的排气口排出，被称为蒸汽不足。 不足的蒸汽在冷凝器内用循环泵送到冷凝器的冷却水冷却，再次冷凝变成水，该水变成冷凝水。 凝结水从冷凝水泵送入低压加热器，最终返回除氧器，循环完成。 在循环过程中汽水的泄漏，也就是汽水的损失是不可避免的，必须给循环系统补充适量的水，保证循环的正常进行。 高低压加热器是为了提高循环的热效率而采用的装置，除氧器是为了除去水中含有的氧气，减少设备和管道的腐蚀。 电力系统：汽轮机转子和发电机转子用连接器连接。 涡轮转子旋转时，发电机转子旋转。 在发电机转子的另一侧有一个小直流发电机，叫励磁机。 来自励磁机的直流输送到发电机的转子线圈，以转子为电磁铁在周围产生磁场。 发电机转子旋转时，磁场也旋转，发电机定子内的导线切断磁力线感应产生电流。由此，发电机将汽轮机的机能转化为电能。 电力用变压器升压后，由输电线路输送给电力用户。 以上分析很复杂，但从能量转换的角度来看，燃料的化学能蒸汽的热势机械能电能很简单。 在锅炉中，燃料的化学能变化为蒸汽的热能的汽轮机中，蒸汽的热能在转子旋转转换为机械能的发电机中，机械能切断磁力线转换为电能。 炉、机、电是火力发电厂的主要设备，也被称为三大主机。 与三大主机互补工作的设备成为辅助设备或辅机。 连接主机和辅机的配管、线路等称为系统。 火力发电厂的主要系统有燃烧系统、汽水系统、电气系统等；煤炭运输系统、化学水处理系统、除灰系统、制氢系统(氢冷发电机)厂用电气系统仪表、控制系统、脱硫脱硝系统等。 这些辅助生产系统与主系统协调工作，相互配合完成电能生产任务。 大型火力发电厂为了保证这些设备的正常运行，在现场设置了大量仪表，监测这些设备的运行状况，同时设置了自动控制装置，适时调节主辅助设备。 现代化火电厂采用先进的计算机分布式控制系统DCS。 控制系统对整个生产过程进行了控制和自动调节，根据情况调整了各设备的工作情况，使电厂整体自动化水平达到了新的高度。 自动控制装置和系统已经成为火力发电厂不可或缺的部分。燃煤电厂辅助生产系统、供水系统燃煤输送系统化学水处理系统厂用电气系统仪表、控制系统、1 .供水系统、供水系统通常有直流式和循环式两种：1)直流式供水系统在电站建设于大江、大河附近或海边时，一般为江/川/川/川所需的冷却水由设置在河边/岸边的取水口泵室的循环泵抽取，在冷凝器中使用后，排出到下游的河川/海的出水口，排水温度比入水温度高10。 该直流式的最大特点是系统简单，但取水量受自然环境影响较大，造成一定的热污染，影响生态环境，目前严格限制采用江/河直流式，但海边采用较多。 2 )循环式供水系统该循环式供水系统的冷却水在冷凝器和冷却设备之间往复循环使用。 循环泵一般设置在汽轮机厂房内/附近。 水源可以引用河流、河流、海水和地下水。 在冷却设备中，温水与温度低的空气接触后，一部分蒸发排放到大气中，带走热气，因此会失去一些水量，需要运转补偿一定量损失的循环水和循环水量的4-6%的锅炉补给水。 火力发电厂的主要用水量，在图示(夏季状况)中，循环水的补给量占总补给量的95%左右。 在循环式供水系统中，冷却水的温度比在江/川/海直接取水的温度高，因此冷凝器的真空度和发电效率稍低。 一般系统常用的冷却设备有冷却塔(自然通风、机械通风)、循环泵、阀门等。 125MW机组锅炉(400-420t/h )启动前的一次炉水保有量约为6000吨。 2、煤炭运输系统火力发电厂耗煤量大，以上是各种容量发电厂耗煤量参考表的发热量，为了获得基本的低发热量，是孟加拉的煤炭火力发电厂、杰克电弧煤电联合发电厂的耗煤量，发电厂的煤炭运输系统是排煤装置、煤炭运输和煤炭运输设施、煤炭运输和煤炭运输设备和工艺处理设备一般采用的是：1)排煤装置：螺旋式排煤机门式/桥式抓斗； 码头抓斗等坑口电厂无需拆卸煤炭设备。 2 )煤炭和煤场设施：进口煤栈桥的运输站储煤场干燥的煤棚散布设备。 3 )煤炭设备：煤炭推进机/装载机/落煤斗风扇堆积机门形抓斗等。 4 )煤炭运输设备：带式输送机。5 )工艺处理设备：双齿轮式/反击式/环锤式/颚式破碎机、筛分设备、电磁分离器、清扫淋浴、煤采样装置等。 6 )电气控制：电子带称呼、电气传动、保护装置、煤炭运输控制系统。煤系统、3 .除灰系统、火电厂发电产生的灰量多，堆积除灰场所占有的大量土地，各电厂的灰量(底渣/飞灰)大致如下表所示：除灰系统分为水力除灰、力除灰两个系统，过去水力除灰较多，现在随着除灰技术的发展， 力除灰占很大的比例，除灰系统的流程几乎是煤粉在炉内燃烧后的小颗粒的灰渣(称为底渣)，由于自己的重力，落入炉下部的冷灰斗，进入渣室，经过破碎机、打捞机等设备，用高压水冲入灰槽。 另外，大部分的细灰(称为飞灰)被烟运送通过一部分受热面，在电动吸尘器的各电场逐渐分离，被压缩空气运送到储灰库，灰库的干燥灰可以通过干燥灰散装机直接送入飞灰罐车送出，也可以再利用， 用湿式搅拌机将灰搅拌到含水1525%的调湿灰中，填埋灰场的转压和沟槽，也可以将飞灰和底渣排出到灰沟中，用高压水运送到灰渣池中，用灰渣泵将灰灰灰灰水打入灰场。 空气除灰是以空气为输送介质，将锅炉各集灰斗的干燥灰输送到规定场所的输送装置，根据输送系统的压力分为正压(微正压)、负压除灰2种。 在正压(0.2MPa以上)除灰、省煤器、电动吸尘器的灰斗下设置仓泵(灰运送泵、双重套管)，将收集到仓泵(灰运送泵、双重套管)中的灰用压缩空气通过管道运送到灰库。 微正压(不到0.2MPa )除灰在省煤器、电动吸尘器的灰斗下设置气闸阀，灰斗的排灰通过气闸阀进入灰输送管道，输送鼓风机供给的微正压空气输送到灰库。 在负压(0.05MPa )下除灰，利用抽气设备(水环真空泵、罗茨鼓风机)的吸引作用，在除灰系统内产生一定的负压，集灰斗内的干灰与通过材料输送阀吸引的空气一起被送入输送管道，由气粉分离器分离的干灰落入灰库。 4、化学水处理系统，1 )锅炉补给水处理热电厂热设备的汽水管道在运行时必须有汽水损失，如设备、管道和阀门泄漏和锅炉污染等，必须不断向汽水系统补给质量要求的水。 补给水处理的目的是为了防止锅炉和热系统的水垢、腐蚀和盐类的堆积等事故，为了使锅炉和热设备能够长期安全地经济运转，锅炉的供水、炉水和蒸汽等的质量必须达到一定的标准。 补给水系统是预处理、离子交换树脂、软化和除盐等过程。 一般采用二级脱盐和混床，见下图：对含盐量大的水，采用电渗析和反渗透法(膜分离技术)预处理系统，也可以与离子交换器并用。 2 )锅炉供水处理锅炉供水由补给水、冷凝水、疏水和供热的生产冷凝水构成，这些水经过各自的处理系统达到了相应的水质标准，但含有氧气和二氧化碳气体。 锅炉供水处理是用物理和化学的方法(除氧器)除去水中的有害气体，根据金属水系的电位ph平衡原理，将供水的ph调整(加氨)到适当的范围内并保持。 这是防止热设备结垢和腐蚀的主要技术措施。 3 )炉内水处理炉内水处理在炉内的各种情况下不会形成堆积物，不会发生腐蚀，可以得到清洁的蒸汽。 处理方法为炉内磷酸盐、全挥发(肼或氨)处理。 4 )结露水精处理结露水精处理已经成为大机组经济和安全运转的前提条件。 处理的设备中，前置过滤器、结露水除去装置和后置过滤器这三个部分串联连接。 125/135MW机组未安装该系统。5 )发电机冷却水处理二水内冷却转子独立循环机组要求适当处理冷却水的电导率、铜含量、pH值，以水质为基准。 6 )废水系统用于处理电厂的所有废水。 包括灰渣废水、化学废水、生活废水、脱硫废水等。 5、工厂用电系统、火力发电厂辅助设备的动力、控制、调节、照明、设备检修等必要电源、发电厂内的供电系统和工厂用电装置等构成整体供电系统。 工厂用电气系统包括工厂用电气变压器、工厂用配电装置、电缆、电动机等。 工厂用电气配电装置由用于收集电流的母线、开关、保护继电器、仪表等构成，具备监视、控制、保护、连锁等自动装置。 高压为6Kv，低压电平为380v。 工厂用电源的保证措施a )工厂用电源由发电机直接供给，或者经由工厂用电源变压器(简称工厂高变)将电压降低到6Kv供给。 为了使发电单元的操作方便并防止事故的扩大，一般而言，各发电单元从一个工厂供给其辅助设备的电源b )启动/备用电源(6Kv )，在发电站配置有多个发电单元共用的启动电源，并且兼作高压工厂用变压器的备用电源向发电单元供给备用电源的重要辅机，例如锅炉供水泵、送风机、冷凝泵、循环泵等，为了使这样重要的辅机能够可靠地供给电力，一般采用工作/备用电源的双重保护，在停电时能够自动切换。 c )保安电源(380v )不得相对独立地从本发电机组、本机组的运转方式发生变化时受到影响的电气系统以及与机组的高压备用电源紧密接触的系统中取出。 保安电源在该段动作电源断开后，自动接通对重要辅机设备的润滑油系统、发动机运转设备、蓄电池电源、UPS电源、事故照明电源等电源。 d )交流不间断电源(UPS )为计算机电源、控制系统电源、各种振荡器电源、电气控制电源和有负载调压变压器调压装置电源。 分别将保安/直流电源作为UPS的交流、直流备用电源。 e )直流电源(220v )，发电厂有由电池组组成的直流电源系统，一般供应断路器开关装置的操作机构、机组事故直流油泵、自动装置、信号、计算机监视、事故照明、UPS电源。 直流系统一共每两套准备一个。 二次电路发电厂控制、监视、测量、保护、自动调节电气一次设备等装置之间的电气连接电路称为二次电路。 工厂用电率工厂用电率是发电站自身消耗的电量(不包括施工用电力和非生产用电力)在自己发电量中所占的比例。 这是电厂的重要指标，一般燃煤电厂约占4-8%，燃气/燃料电厂约占5-6%。 6、仪表、控制系统、火电厂热工测量与控制系统技术主要用于电厂热生产过程的各种热工参数(压力、温度、流量、液位、转速等)的检测与控制。 为机组的安全经济运行提供可靠的技术条件，1 )自动检测2 )自动调节3 )时序控制4 )自动报警和自动保护，热工仪表类型：温度测量仪器：热阻、热电偶、数字显示装置。 压力测量仪：弹性压力计，压力(差压)变送器。 液位计：差压式水位计、电极式水位计、差压式流量计、差压寄存器。 其他测量仪器：转速测量仪、氧化锆测量仪、粉尘排放测量装置。 随着机组容量的进一步增大，机组应采用中间再热系统、旁通系统，机组电气运行关系更加紧密，应将汽轮机、锅炉和发电机作为一体控制，实现机组机组作为控制对象的综合自动化。 随着计算机技术的飞跃发展，现在电厂采用分布式控制系统(简称DCS )，用DCS实现并完成了上述热工测量和控制系统技术。分布式控制系统DCSDCS是以过程控制级和过程监视级构成的通信网络为纽带的多级计算机系统，综合了计算机(Computer )、通信(Communication )、显示(CRT )和控制(Control )等4C技术，其基本思想为分布式控制、集中操作、等级管理分布式控制系统构成了电厂机组数据采集系统(DAS )、自动控制系统(ACS )、顺控系统(SCS )和安全保护等，可实现计算机过程控制。 1、过程控制级设备：现场站(收集站、控制站)。 功能：以数据收集、运算处理和控制输出通信网络和控制管理级别进行通信。 构成：通信模块、控制器模块、I/O模块。 2 .过程监控级设备：操作站、工程站。 功能：监视和操作