电厂安全生产知识讲座周结焱PPT课件

1、基本原理图基本原理图 该图也称热动力系统原理图 注意：图中哪一段是水，哪一段是蒸汽？哪一段是高压，哪一段是低压锅 炉汽轮机凝汽器蒸 汽给水泵给 水第1页/共145页第2页/共145页汽轮机与发电机通过联轴器（靠背轮）汽轮机与发电机通过联轴器（靠背轮）传动，汽轮机是发电机的原动机。传动，汽轮机是发电机的原动机。发电机与汽轮机同轴同速转动，发电发电机与汽轮机同轴同速转动，发电机磁场每旋转一周产生一次正弦波周机磁场每旋转一周产生一次正弦波周期，每分钟期，每分钟30003000转，即每秒转，即每秒5050转，缘转，缘于我国电网交流电频率是于我国电网交流电频率是50HZ50HZ。火电厂的热动力系统（锅炉

2、、汽轮机火电厂的热动力系统（锅炉、汽轮机及其配套装置）是实现热能向机械能及其配套装置）是实现热能向机械能的转化，转化为汽轮机的机械能，表的转化，转化为汽轮机的机械能，表现为汽轮机拖动发电机的转矩。现为汽轮机拖动发电机的转矩。 第3页/共145页 热力循环表现的是水的循环 水作为热力系统的热媒，也被称为工质。起到的作用是“携能”的作用。热力循环中水的角色：热力循环中水的角色：第4页/共145页发电厂工艺流程 燃料煤进入锅炉燃烧运煤系统 锅炉产生蒸汽送入汽机做功汽水系统 发电机发电经主变压器升压后送出电气系统 其它系统第5页/共145页运煤系统-负责将燃料煤从厂外输送至锅炉 从流程分为两个系统：

3、入厂煤系统：外部来煤送入电厂的储煤场（也可直接入炉） 入炉煤系统：从电厂储煤场输送至锅炉炉前储煤仓第6页/共145页输煤系统建筑和设备： 储煤场（抓斗机、斗轮取料机）； 输煤栈桥（皮带机，皮带秤及校验装置）； 转运站；（皮带机驱动及落料和受料装置、碎煤机、筛煤机） 煤斗；煤仓第7页/共145页电厂储煤场有5-15天的储煤容量，炉前储煤仓只有8小时左右的储煤容量 问题： 入厂煤系统和入炉煤系统虽然设备基本相同，但是因可靠性要求不同，配置有较大区别。 为什么电厂购煤结算计量装置应安装在入厂煤路径？电厂内部发电效率计算用的日燃煤量计量装置应安装在入炉煤路径？ 由于炉前煤仓的仓储缓冲作用，电厂的日燃煤

4、计量与实际燃煤量有一定偏差。 煤炭破碎筛分通常位于哪个路径上？第8页/共145页公司三电厂输煤主要特点 潘三电厂、新庄孜电厂技改项目储煤场可以储存5天以上燃煤。顾桥电厂采用筒仓储煤，容量满足1天。 潘三电厂、新庄孜电厂技改项目采用两级破碎（其中新庄孜电厂技改采用两级筛分），可满足入厂煤颗粒度300mm。顾桥电厂采用一级筛分破碎，可满足颗粒度50mm。第9页/共145页第10页/共145页第11页/共145页第12页/共145页第13页/共145页第14页/共145页第15页/共145页第16页/共145页第17页/共145页第18页/共145页第19页/共145页第20页/共145页第21页/

5、共145页汽水系统-能量转换较复杂的一步 汽水系统是电厂热力系统的核心，是热能转化为机械能的过程。汽水系统和锅炉风烟系统等合称热力系统。第22页/共145页锅 炉汽轮机发电机给水泵高加凝泵冷却水低加除氧器凝汽器原则性热力系统图（无再热）第23页/共145页该图是简单的原理图水作为工质（热煤）是循环使用的水的相态变化：液态汽态交替流程中有三个储水器（锅炉汽包、凝汽器、除氧器），储存的是对应压力下的饱和水（开水）。其水位是生产运行中重要的控制对象。第24页/共145页水从锅炉中出来是主蒸汽，能量高，以25MW中压机组为例： 435 3.43MPa 3315KJ/kg135MW机组： 530 14M

6、Pa 3378KJ/kg蒸汽在汽轮机内做功，蒸汽的热能变成机械能，自身能量下降至最低：0.0063MPa（5%大气压） 33 2560KJ/kg第25页/共145页用水作为工质的原因用水作为工质的原因1、廉价2、良好的相变特性（汽化、冷凝）3、比热大、蓄热能力强4、卫生、无污染其它的热力循环，采用别的工作介质第26页/共145页能量守恒（热力学第一定律）能量守恒（热力学第一定律）能量守恒，电厂是能量转换的装置，煤的热能转化为终端产品（电能）过程中，总量是守恒的。第27页/共145页功和能的概念及计量单位 热能：大卡 1大卡相当于1kg水升高1水所吸收的热量1千焦相当于用1千牛顿的力推动物体运动

7、1米的距离所消耗的功（1千焦1千牛顿米） 1大卡4.19千焦热功当量（统一“功”和“能”）第28页/共145页单位时间（如1秒）内产生的能量叫功率，功率的单位通常叫千瓦1千瓦1千焦/秒 马力是功率单位 1马力0.7351千瓦功率第29页/共145页以1千瓦的速度作功1小时消耗的能（功）就是1千瓦时（kWh）1 kWh 1KJ/秒 3600秒3600KJ=859.2大卡功率与功（能）的概念类似于运动中的速度和里程，前者是做功速度，后者是做功量。kWh是能的计量单位-通常用于电量第30页/共145页1000千瓦 1MW1000千焦 1MJ工程上通常以10为计数递进：103千（k） 106兆（M）

8、109吉（G）10-3毫(m) 10-6微() 10-9纳（n）220kV=22万V 135MW=13.5万kWMW MJ表示的计量单位第31页/共145页潘三电厂生产一度电（1kWh）消耗340克标准煤相当于多少热量？ 0.34 70004.199972.2KJ1kWh =3600KJ第32页/共145页潘三电厂能量转化的效率潘三电厂能量转化的效率36009972.2100% 36.1%第33页/共145页锅 炉汽轮机发电机给水泵高加凝泵冷却水低加除氧器凝汽器新庄孜电厂热力系统图440/3.5MPa/h0=3315kJ/kg33/5.2kPa/hp=2560kJ/kg33/hns=138kJ

9、/kg172/3.9MPa/hgs=720kJ/kg第34页/共145页热力循环效率 蒸汽在汽轮机内释放的能量： h释放=h0-hp=3315-2560=755kJ/kg 水在锅炉内吸收的热能： h吸热=h0-hgs=3315-720=2595kJ/kg 热力循环效率： =h释放/h吸热=755/2595=29.1%第35页/共145页热力循环效率 为了循环效率提高， h释放 越大越好，同时h吸热越小越好。 希望=h释放/h吸热尽可能接近100% 汽轮机效率、锅炉效率、发电机效率、汽水系统泄露、循环水温度对效率的影响。第36页/共145页锅炉效率锅炉效率：水（蒸汽）从锅炉带走的热量与锅炉燃煤热

10、量的比值。锅炉燃煤量煤的热值100%第37页/共145页锅炉的能量损失 锅炉最大的能量损失是排烟损耗（占锅炉损失的50%以上），其次是煤的不完全燃烧损失。第38页/共145页汽轮发电机效率 发电机输出电量与锅炉输出的总热量的比值为汽轮机和发电机效率 汽轮机和发电机效率：=发电量100%第39页/共145页主机设备效率（以顾桥电厂为例）： 锅炉效率：92.37% 汽轮机效率：90.94%（内效率） 发电机效率：98.95% 汽轮机热耗：7851kJ/kWh 外效率45.85%第40页/共145页与热力循环效率有关的问题？ ？为什么现代电厂都朝高参数发展？超临界（25MPa)/超超临界（27MPa

11、；30MPa) ？为什么供热机组节能，国家鼓励项目 ？为什么设置复杂的高低压加热器系统 ？为什么新庄孜技改电厂再热器喷水量大影响效率？而过热器喷水不影响效率 ？参数管理在电厂日常生产管理中的意义第41页/共145页锅 炉发电机给水泵高加凝泵冷却水低加除氧器凝汽器中高低再热器135MW机组热力系统图抽汽第42页/共145页流程控制要求 重点控制对象: 锅炉水位 汽轮机进汽流量转速、负荷 锅炉燃烧（煤、风量） 汽温、气压第43页/共145页增加发电负荷的控制过程 发电负荷增加 汽轮机进气流量增加锅炉给煤量、风量增加锅炉给水量增加凝结水量增加锅炉返料量、各容器水位变化、温度压力随着变化第44页/共1

12、45页举例：135MW机组跳机保护 以下15种任何一种条件成立都会关闭汽轮机进汽门停机： （1）汽机超速110%（转速继电器来）；C0677DI （2）轴向位移大II值（超过+1.2mm或-1.2mm ，2DI，TSI来）；C0696DI或C06A6DI （3）相对膨胀超过II值（+8mm或-3mm，2DI，TSI来）；C06B5DI或C06C5DI （4）大轴振动高II值（254um，2DI，TSI来）；C0697DI或C06A7DI （5）#1#5支持轴承温度超过75（5AI，或）； （6）润滑油压低(3DI,三取二)；C0672DI、C0682DI、C0692DI第45页/共145页举例

13、：135MW机组跳机保护 7）凝汽器真空低（3DI, 三取二）；C0671DI、C0681DI、C0691DI （8）EH油压低（3DI, 三取二）；C0673DI、C0683DI、C0693DI （9）EH油位低低遮断（1DI,就地来）；C06A4DI （10）发变组故障（发变组跳闸信号）（2DI，电气来）；C06B6DI或C06C6DI （11）手动停机（按钮布置在操作台上，常开串，另常闭并，串接在AST的供电回路中）；C06A5DI （12）手动停机（CRT画面上操作）； （13）DEH失电（2DI，DEH来）；C06B4DI或C06C4DI （14）MFT保护动作（2DI，FSSS来）

14、；C06B2DI或C06C2DI （15）AST电磁阀两路供电电源同时失去。C06C3DI 另外手动停机及110%超速另外送一路至AST电气回路进行停机，采用硬接线而不经DCS软件判断逻辑输出。第46页/共145页锅 炉发电机给水泵高加凝泵冷却水低加除氧器凝汽器中高低再热器135MW机组热力系统图抽汽高旁路低旁路第47页/共145页第48页/共145页 汽轮机、锅炉、凝汽器 高加、低加、除氧器 给水泵（一用一备） 凝泵（一用一备） 旁路（高、低） 循泵、冷却塔 四大管道 锅炉风烟系统设备热动力系统设备：热动力系统设备：第49页/共145页第50页/共145页第51页/共145页第52页/共14

15、5页第53页/共145页第54页/共145页第55页/共145页第56页/共145页第57页/共145页第58页/共145页第59页/共145页第60页/共145页第61页/共145页第62页/共145页第63页/共145页第64页/共145页第65页/共145页电气系统电气系统励磁装置配电装置低压配电装置输电线路厂用变压器发电机厂用电系统升压变电所第66页/共145页发电机 定子为线圈，转子为旋转磁场，每分钟3000转旋转，产生50HZ正弦交流电压 潘三、新庄孜技改为空气冷却，顾桥电厂为水冷和氢气冷却。最终热量都是通过换热器由水带走。第67页/共145页励磁系统 励磁系统向发电机转子提供直流

16、电，产生发电机转子磁场，从而产生发电机电压。 励磁系统调节性能第68页/共145页厂用电系统 向全厂所有辅机提供电源 6kV/380V 机组停机前应将本身的厂用电切换至别的电源（相邻机组或启备变） 厂用电系统的可靠性第69页/共145页系统参数：13.8KV /20KV 220KV 6KV 380V电气系统设备： 发电机 励磁装置、冷却系统 主变压器 GIS 高压变 启备变 高、低压开关柜 母线第70页/共145页第71页/共145页第72页/共145页第73页/共145页第74页/共145页第75页/共145页第76页/共145页第77页/共145页第78页/共145页其它生产系统 取水系统

17、 净水系统（水工专业） 化水处理系统（锅炉补给水处理） 循环冷却水系统第79页/共145页第80页/共145页循环冷却水系统 循环冷却水系统作用： （主要）冷却汽轮机排汽，使排汽凝结成水，再由凝结水泵回送入锅炉。（其它作用） 循环冷却水量：每凝结1吨蒸汽，大约需要60m循环冷却水。所以循环水量大 循环冷却水管径： 135MW机组：1200/1400/1800mm 330MW机组：1800/2400mm第81页/共145页第82页/共145页第83页/共145页第84页/共145页顾桥电厂取水使用举例第85页/共145页第86页/共145页第87页/共145页第88页/共145页公司三电厂间技术

18、比较公司三电厂间技术比较 汽轮发电机组布置方式第89页/共145页额定主蒸汽压力（额定主蒸汽压力（MPaMPa）第90页/共145页汽机抽汽级数汽机抽汽级数 第91页/共145页高压加热器配置高压加热器配置第92页/共145页除氧器形式除氧器形式第93页/共145页主蒸汽管道材质 第94页/共145页高旁入口管道第95页/共145页再热热段蒸汽管道材质第96页/共145页低压旁路入口管道第97页/共145页再热冷段蒸汽管道材质第98页/共145页高压给水管道材质第99页/共145页给水泵配置第100页/共145页辅机冷却水方式 第101页/共145页潘三电厂潘三电厂 新庄孜技改电厂顾桥电厂新庄

19、孜技改电厂顾桥电厂技术对比技术对比化水部分化水部分第102页/共145页锅炉给煤方式第103页/共145页锅炉 分 离 器第104页/共145页空气预热器形式第105页/共145页冷渣器第106页/共145页尾部烟道形式第107页/共145页主要辅机配置锅炉风机第108页/共145页煤种（发热量）第109页/共145页发电机型号第110页/共145页发电机冷却方式第111页/共145页发电机生产厂家第112页/共145页发电机出口电压第113页/共145页发电机励磁方式第114页/共145页主变压器型式 第115页/共145页主变压器容量第116页/共145页电气主接线型式第117页/共145

20、页GIS间隔数第118页/共145页高压厂用变压器型式(2台)第119页/共145页高厂变容量第120页/共145页启动备用变压器型式(1台)第121页/共145页保安电源配置第122页/共145页发电厂技术经济指标 汽耗 热耗 厂效率 发电煤耗 供电煤耗 厂用电率第123页/共145页汽耗 汽耗量和汽耗率 汽耗量：汽轮发电机组单位时间内所消耗的蒸汽量称为机组的汽耗量。 汽耗率：每发1kWh电量所消耗的蒸汽量（单位：kg/kWh） 汽耗率： 新庄孜电厂THA工况： 2.927 kg/kWh 顾桥电厂：3.001 kg/kWh第124页/共145页热耗 热耗量和热耗率 汽轮发电机组单位时间内所消

21、耗的热量称为机组的热耗量。单位： kjh 每生产1kwh的电能所需的热量称为热耗率。单位： kj/(kwh)第125页/共145页全厂热耗量和热耗率 全厂的热耗量即为锅炉设备的热耗量： 燃煤热值燃煤量每生产1kwh的电能所需的热量称为热耗率：热耗量/发电量=燃煤热值燃煤量/发电量第126页/共145页热耗、效率、发电煤耗 热耗是反应电厂效率的最重要指标，数值上与发电煤耗直接对应： 电厂发电效率=3600/热耗率数值 电厂发电标准煤耗=电厂热耗率/标准煤热值=电厂热耗率数值/29.33 发电厂效率=123/发电标准煤耗第127页/共145页厂用电率 发电量 供电量 厂用电量 厂用电率： 发电厂生产过程中所有辅助设备所消耗的电能（即厂用电量）与同期的发电量之比。(部分辅机没有直接用电能驱动：汽动给水泵、汽轮机主油泵等）第128页/共145页供电标准煤耗 供电标准煤耗：电厂每供出1kWh电能所消耗的标准煤 供电标准煤耗是评价全厂生产效率的指标第129页/共145页电厂建筑物及其布置、整体布置图电厂建筑物及其布置、整体布置图除氧煤仓间主变GIS主厂房锅炉除尘器烟囱ABCD第130页/共145页 A B C D 柱排A排外设备：三类变压器、GIS、出线架 循环水管（埋于地下，潘三厂例外）A-B跨间主厂房设备： 汽轮机、发电机（9米/12米