火电工艺培训

火电工艺介绍主要内容火电厂简介火电厂公用辅助系统输煤工艺介绍化水工艺介绍除灰/除渣工艺介绍吹灰/定排介绍烟气脱硫介绍火电厂主控系统锅炉介绍汽机介绍DASSCSMCSBMS(BCS,FSSS)DEH重点介绍输煤工艺和设备锅炉补给水处理工艺和设备凝结水精处理工艺和设备除灰/除渣工艺锅炉及辅机制粉系统燃烧器原理和FSSS汽机介绍

火电厂的分类

按燃料分类：燃煤发电厂(煤)燃油发电厂(石油提取了汽油、煤油、柴油后的渣油)燃气发电厂(天然气、煤气等)余热发电厂(工业余热、垃圾或工业废料)按原动机分类：凝汽式汽轮机发电厂燃汽轮机发电厂内燃机发电厂蒸汽-燃汽轮机发电厂按供出能源分类：凝汽式汽轮机发电厂(只供电)热电厂

(同时供电和供热)火电厂简介（一）

火电厂的分类按总装机容量分类：小容量发电厂(总装机容量<100MW)中容量发电厂(总装机容量100-250MW)大中容量发电厂(总装机容量250-600MW)大容量发电厂(总装机容量600-1000MW)特大容量发电厂(总装机容量>1000MW)按蒸汽压力和温度分类：中低压发电厂(蒸汽压力3.92MPa,温度450度,单机功率<25MW)高压发电厂(蒸汽压力9.9MPa,温度540度,单机功率<100MW)超高压发电厂(蒸汽压力13.83MPa,温度540度,单机功率<20MW)亚临界压力发电厂(蒸汽压力16.77MPa,温度540度,单机功率300-1000MW)超临界压力发电厂(蒸汽压力>22.11MPa,温度550度,单机功率>600MW)火电厂简介（二）

火电厂的公用辅助控制系统输煤系统（煤）化学水处理系统（水）除灰/除渣系统（灰/渣）吹灰/定排除尘系统（尘）脱硫系统（环保）

火电厂的主控系统（“五功能”）DAS（数据采集系统）MCS（模拟量控制系统）CCS(机、炉协调控制系统)SCS（顺序控制系统）BMS（炉膛安全保护监控系统）BCS（燃烧器控制系统） FSSS（炉膛安全系统）

DEH（电液调节系统）

火电厂的电气控制系统火电厂控制系统组成

火电厂的公用辅助控制系统输煤系统（煤）化学水处理系统（水）除灰/除渣系统（灰/渣）吹灰/定排/除尘系统（尘）脱硫系统（环保）火电厂公用辅助控制系统火电厂工艺流程示意图火电厂主控解决方案火电厂的三大系统之一燃烧系统包括输煤、磨煤、锅炉与燃烧、风烟系统、灰渣系统等环节。火电工艺介绍送风机磨煤机热空气空气预热器煤斗煤输煤皮带排粉风机煤粉锅炉炉渣冲灰水除尘器引风机灰渣泵细灰热空气冷空气烟气经烟囱排向大气至灰场自输煤系统火电厂输煤系统输煤系统输煤系统斗轮堆取料机码头卸船机自卸运煤船输煤系统-卸煤铁牛示意图翻车机室1#运煤车皮铁牛迁车台翻车机作业线示意图主要设备：翻车机重车调车机迁车台空车调车机单向止挡器重车线空车线2#重车调车机3#空车调车机/输煤系统-卸煤

翻车机生产厂家： 武汉电力设备厂迁车台生产厂家： 武汉电力设备厂重车调车机生产厂家： 武汉电力设备厂空车调车机生产厂家： 武汉电力设备厂

DL调车机生产厂家： 电力部郑州机械设计研究所其他方式：

底开车

码头的船舶装卸设备： 长春发电设备总厂 湖南电力设备总厂输煤系统-堆取煤场门式滚轮堆取料机输煤系统臂式斗轮堆取料机堆取料机(stacker-reclaimer):储煤场用以连续堆煤、取煤的专用机械设备。堆取合一：悬臂斗轮堆取料机；门型滚轮堆取料机；圆形煤场斗轮堆取料机。堆取分开：悬臂堆料机；悬臂斗轮取料机；桥式斗轮取料机。门式滚轮堆取料机

长春发电设备总厂

上海水工机械厂

沈阳矿山机械有限责任公司输煤系统-犁煤器(1)犁煤器:用以执行中途卸料，控制物料输送流量，流向的机械设备。工作过程：电动推杆作为动力源，通过驱动杆推动前/后犁刀下落和上抬至调定高度，滑动框架作直线运动。常州东方电力机械厂输煤系统-犁煤器(2)输煤系统-滚轴筛工作过程：进入筛面的物料，在旋转的筛轴带动下向前输送，在输送过程中，小于筛孔尺寸的物料落到筛机下方，大于筛孔尺寸的物料继续向前输送到筛箱尾部出口。滚轴筛:用以在输送系统中进行物料筛分。输煤系统-其他设备除细木器:

在碎煤机后，安装在胶带机滚筒头部，用以析出筛面上的木块、石块。除大木器:

在碎煤机前，用以析出筛面上的大木块、大石块等杂物，保护碎煤机。电磁除铁器:

分成带式电磁除铁器和盘式电磁除铁器

盘式电磁除铁器工作过程：励磁前行、吸铁、返回、弃铁。

带式电磁除铁器工作过程：铁被随皮带一同运行的，被吸到除铁器的皮带上，当运行到无磁区时，铁块在重力作用下，随惯性抛出弃铁。煤采样装置:

分成入厂煤采样装置,刮斗式采制煤样装置和入炉煤采样装置入厂煤采样装置：适于从煤车顶部自动采制煤样,能连续完成煤样采取,破碎,缩分,制试验室用的初级煤样,完成入厂煤质检。入炉煤采样装置：由采样器,金属探测器,多锤式破碎机,缩分器,弃煤回送器组成,用于皮带机上物料自动采集和制备。

刮斗式采制煤样装置：定期从皮带上横扫煤流,断面采样。输煤系统

输煤系统主要完成:卸煤,储存,分配,筛选,破碎等工作.进行燃料计量,算出正品和煤耗,取样分析和去除杂物等.

主要控制对象:码头的卸船机/火车翻车机,斗轮堆取料机,皮带机,碎煤机,除铁器,取样装置,犁煤器,滚轴筛,电子皮带秤等.斗轮堆取料机往往独立成系统，有时随设备配控制系统，OMRON较多。检测信号有:

皮带跑偏,打滑,速度,煤流,堵煤,跳闸,撕裂,拉长等超温,超振,过载,高低煤位,煤仓称重,犁煤器抬落等

现场特点:设备分散,分布面广,距离较远,现场环境恶劣(粉尘,潮湿,振动,噪音,电磁干扰严重)等.一般在控制室设有模拟屏或CRT,同时采用工业电视监控现场运行情况要求与电厂信息管理系统连接

输煤系统

输煤系统主要完成功能:煤源给煤,上煤,配煤程控煤位,设备电流等模拟量动态显示.历史数据采集,事故记录,趋势图显示运行报表自动生成,实时/定时打印故障诊断分炉和分时计量,煤场入场和出场计量工业电视跟踪监视,报警与厂级MIS联网输煤系统工艺流程示意火车轮船卸船机翻车机/底开车码头煤斗/卸煤沟叶轮皮带给煤机首皮带后皮带筛煤机(滚轴筛/振动筛)碎煤机大块储煤场干煤棚煤仓锅炉#1煤仓煤仓煤仓煤仓煤仓锅炉#2煤仓煤仓犁煤器/配煤犁煤器/配煤犁煤器/配煤犁煤器/配煤犁煤器/配煤犁煤器/配煤犁煤器/配煤犁煤器/配煤首皮带后皮带堆取料机煤电子秤计量转运站转运站转运站输煤系统

输煤系统控制特点:系统启动按逆煤流方向顺序启动,按顺煤流方向停机,异常时按顺煤流联锁停机操作方式:程控,遥控,就地控制运行路径选择,设备工况监视和报警给煤机出力调节每条皮带有速度信号,打滑信号,跑偏信号等落煤管处装有堵煤信号电厂来煤/卸煤沟出煤/原煤仓进煤计量原煤仓煤位测量,集灰斗灰位测量原煤仓配煤控制与工业电视接口与MIS联网输煤系统

施耐德电气公司输煤控制系统解决方案:针对现场要求:提供单机或双机热备两种方案针对设备分散,采用远程I/O,尽可能采用光纤或双缆.采用Modbus与工业电视接口采用10/100MTCP/IP以太网与MIS联网提供MB+双缆采用MB-TCP/IP或MB+-TCP/IP的网桥解决可能的第三方设备连接.对堆取料机控制系统可采用本地独立控制,无线通讯方式连接主系统.输煤系统上位界面图输煤系统-徐州发电厂输煤程控系统西安210所输煤系统-吉林热电厂输煤程控系统西安210所输煤系统上位界面图输煤系统施耐德电气公司ModiconPLC与中国火电厂的输煤系统

1984年,国内第一个自行设计的电厂输煤PLC程控系统-

山东石横电厂(4300MW)采用Modicon584A系列PLC,I/O点数1000点,1984年10月承揽工程,1987年2月投运.(西安210所承揽)

其他:吴泾电厂(2300MW),

采用Modicon984A系列PLC,I/O点数1500点,(1989/6~1991/6)秦皇岛电厂(2200MW),

采用Modicon984-680PLC,I/O点数700点,(1991/1~1992/2)石洞口电厂(4300MW),

采用Modicon984系列PLC,I/O点数1500点,(1992/5~1994/1)嘉兴电厂(2300MW),

采用Modicon984-785PLC,I/O点数1500点,(1992/5~1994/9)邹县电厂三期(2600MW),

采用Modicon984-785系列PLC,I/O点数1200点,(1993/12~1995/10)山东石横电厂二期,

采用Modicon984-785系列PLC,I/O点数1100点,(1994/4~1994/12)鹤岗电厂(4300MW),

采用Modicon984-785PLC,I/O点数1000点,(1994/12~1996/3)鄂州电厂(2300MW),

采用Modicon984-785PLC,I/O点数800点,(1995/1~1996/1)青山热电厂(1300MW),

采用Modicon984-785PLC,I/O点数800点,(1995/1~1995/8)安阳电厂(4300MW),

采用Modicon984-785PLC,I/O点数800点,(1995/1~1996/6)施耐德电气公司ModiconPLC与中国火电厂的输煤系统

其他:鸭河口电厂(2350MW),

采用Modicon984-685系列PLC,I/O点数800点,(1995/5~1996/6)彭城电厂(4300MW),

采用Modicon984系列PLC,I/O点数1200点,(1994/4~1994/12)台州发电厂,宝鸡二电厂,安顺电厂,湘潭电厂等.采用QuantumPLC的有:

开封热电厂,广州发电厂,铁岭电厂,云南宣威电厂,新疆红雁池二电厂,内蒙古丰泰发电厂,开封电厂,益阳电厂,温州电厂二期,信阳电厂,河南禹州电厂,国华盘山电厂，吉林热电厂等山东石横发电厂徐州发电厂邹县发电厂吉林热电厂制粉系统-主设备-磨煤机低速磨煤机及其制粉系统：低速磨煤机（15~25r/min）:多为球磨机单进单出筒式球磨机双进双出筒式球磨机中速磨煤机及其制粉系统：中速磨煤机（60~300r/min）:平盘磨、碗式磨、MPS磨/MPF磨、E型磨高速磨煤机及其制粉系统：高速磨煤机（>400r/min）:风扇式磨煤机竖井磨煤机上述一般可分成：直吹式制粉系统和储仓式制粉系统火电工艺介绍-制粉系统(1)ATV58/68制粉系统-球磨机火电工艺介绍-制粉系统(2)制粉系统-球磨机球磨机筒体热风进口煤粉出口进煤管双进双出筒式球磨机火电工艺介绍-制粉系统(2)制粉系统-辅助设备给煤机：（磨煤机前）作用：调节送入磨煤机的煤量种类：刮板式给煤机电磁振动式给煤机皮带给煤机（调速、称重）粗粉分离器：（磨煤机后）作用：把磨煤机来的煤粉进行粗细分离，不合格的送回磨煤机重磨。种类：离心式粗粉分离器回转式粗粉分离器细粉分离器：（旋风分离器）作用：把粗粉分离器来的煤粉气流进行风粉分离，不合格的送回磨煤机重磨。给粉机：作用：按照锅炉负荷需要,把煤粉仓中的煤粉均匀地送入一次风管。种类：叶轮式给粉机最为常用通过调节电机转速，调节给粉量的大小火电工艺介绍-制粉系统(3)火电工艺介绍-制粉系统(4)给煤机示意图通过改变给煤机转速和闸板位置调节给煤量。缺点是：占地大，煤压实后易被异物卡住断煤。可称重，通过改变皮带速度调节给煤量。大型锅炉机组中常用。ATV58/68火电工艺介绍-制粉系统(5)给煤机示意图通过改变圆盘电机转速和内套管位置调节圆盘上的给煤量。缺点是：遇高水分的煤易堵煤和打滑。ATV58/68火电工艺介绍-制粉系统(6)给粉机示意图一般采用直流电机，通过改变电机转速调节给粉量。缺点是：不均匀，易出现煤粉自流。一般采用电磁调速异步电机，通过改变电机转速调节给粉量。均匀，煤粉不自流。ATV58/68火电工艺介绍-制粉系统(7)给粉机示意图叶轮给煤机： 沈阳电力机械总厂；沈阳电站辅机厂；沈阳华能电力燃煤机械总厂 山西电力设备厂电磁振动给煤机：沈阳电力机械总厂；沈阳矿山机械集团有限责任公司刮板给煤机： 沈阳电力机械总厂环式卸煤机： 电力部机械设计研究所（犁煤、卸煤，变频器控制） 武汉电力设备厂 沈阳电力机械总厂主要设备生产厂家：火电厂的三大系统之二

汽水系统由锅炉,汽轮机,凝汽器,除氧器,加热器等构成主要包括:给水系统冷却水系统补水系统火电工艺介绍过热蒸汽除氧器补给水生水低压加热器高压加热器排气凝结水凝结水泵汽轮机发电机过热器锅炉省煤器锅炉给水给水泵水处理设备循环水泵冷却水凝汽器(软化)锅炉容量：锅炉每小时所产生的蒸汽量．锅炉分类：（几个术语）按蒸汽参数分类：中压，高压，超高压，亚临界，超临界按容量分类：（(＜220t/h小型锅炉),(220-410t/h中型锅炉)，（＞670t/h大型锅炉）按燃烧方式分类：悬浮燃烧锅炉：燃料在炉膛内悬浮燃烧沸腾燃烧锅炉：固体燃料颗粒在炉排上呈沸腾状态燃烧（流化床锅炉）按循环方式分类：自然循环锅炉:(靠炉外冷水下降，炉内冷水壁管中热水自然上升的锅炉)强制循环锅炉:(当压力在16.66~17.64MPa时，水、汽重度差变小，需在循环回路中加装循环泵的锅炉)控制循环锅炉:直流锅炉:(当压力>18.62MPa时，应采用直流锅炉)复合循环锅炉:主要生产厂家：哈尔滨锅炉厂、上海锅炉厂、东方锅炉厂、武汉锅炉厂、杭州锅炉厂火电工艺介绍-锅炉(1)给水泵蒸发受热面汽包过热器下降管联箱省煤器给水泵汽包过热器下降管联箱省煤器循环泵蒸发受热面给水泵汽包过热器下降管联箱省煤器循环泵蒸发受热面节流圈给水泵过热器联箱省煤器蒸发受热面联箱自然循环锅炉强制循环锅炉控制循环锅炉直流锅炉火电工艺介绍-锅炉(2)四种锅炉的示意图锅炉机组基本工作过程

燃料经制粉系统送入炉膛中燃烧，使燃料的化学能变为热能。高温烟气由炉膛经水平烟道进入尾部烟道，最后从锅炉中排出。锅炉排烟再经过烟气净化系统处理，由引风机送入烟囱排入大气。烟气在锅炉内流动的过程中，热量传递方式为：

在炉膛中以辐射方式将热量传给水冷壁；

在炉膛烟气出口处，以半辐射、半对流方式将热量传给屏式过热器；

在水平烟道和尾部烟道以对流方式传给过热器、再热器、省煤器和空气预热器。锅炉给水便经过省煤器、水冷壁、过热器变成过热蒸汽；并把汽轮机高压汽缸做功后抽回的蒸汽变成再热蒸汽。

水在锅炉中，经过预热、蒸发、过热三个阶段变成过热蒸汽。汽轮机高压缸中蒸汽送回锅炉加热，再送回汽轮机低压缸中继续做功，这是第四个阶段-再过热阶段

锅炉中的受热面：省煤器、水冷壁、过热器、再热器、空气预热器。火电工艺介绍-锅炉(3)锅炉设备：锅炉本体燃烧设备（包括：炉膛、燃烧器、空气预热器、烟道等）汽水系统（包括：汽包、水冷壁、下降管、联箱、过热器、再热器、省煤器等）锅炉附件炉墙及构架锅炉辅机火电工艺介绍-锅炉(4)火电工艺介绍-锅炉汽水系统设备

汽包：(锅筒)是工质加热、蒸发、过热三个过程的连接枢纽，接收省煤器来水，进行汽水分离，向循环水路供水，向过热器输送饱和蒸汽。

水冷壁：（敷设在锅炉炉膛四周内壁）吸收热量，产生正气，保护炉墙。过热器和再热器：

过热器：将从汽包出来的饱和蒸汽加热成具有额定温度的过热蒸汽。（它利用高温烟气的热量加热饱和蒸汽）

再热器：将从汽轮机高压缸中膨胀做功后的蒸汽再次引入布置在锅炉中的再热器中受热升温，再送回汽轮机中压缸中去做功。若采用二次再热，则再将中压缸排汽再热后送回低压缸去做功。省煤器：(economizer)利用锅炉排烟加热给水的受热部件。分为：铸铁式和钢管式；沸腾式和非沸腾式(大型锅炉常用)。火电工艺介绍-锅炉(5)汽包水冷壁火电工艺介绍-锅炉(5)锅炉汽包饱和蒸汽引出管给水管火电工艺介绍-锅炉(6)水平烟道尾部烟道炉膛火电工艺介绍-锅炉(7)锅炉给水自动控制系统：是使给水量适应锅炉的蒸发量，并维持锅筒水位在允许范围内的自动控制系统。锅筒水位过高和过低，对锅炉和汽机安全运行影响严重。给水调节对象的动态特性：锅筒水位是锅炉内储水量和水面下汽泡体积的反应。当给水量阶跃增加时，水位响应有一定的延迟和惯性，然后不断上升；当蒸汽阶跃增加时，锅筒水位一开始快速上升，然后下降，在响应初始阶段的这种水位变化称为“虚假水位”现象。锅炉控制的三种方式：

单冲量给水控制系统：只根据锅炉水位H变化控制给水阀门开度。

双冲量给水控制系统：根据锅炉水位H变化，蒸汽流量信号D组成的控制系统。

三冲量给水控制系统：根据锅炉水位H，蒸汽流量信号D，给水流量W三个信号调节给水流量的控制系统。锅炉控制火电工艺介绍-锅炉(8)单冲量给水控制系统主要问题：当蒸汽负荷增加时，由于锅炉水中汽泡量增加产生“虚假水位”，而使给水调节阀动作减少给水量，加剧蒸汽流量和给水流量的不平衡，而后使水位快速下降，产生较大的水位偏差。适用于：根据水容量较大，蒸汽负荷较稳定的小容量锅炉。火电工艺介绍-锅炉(9)双冲量给水控制系统主要问题：当蒸汽负荷变化时，蒸汽流量信号D使给水调节阀动作增加给水量，抵消“虚假水位”影响。但不能及时反映和补偿给水扰动（如给水压力变化引起的给水流量增减）。适用于：蒸汽负荷经常变化的锅炉。火电工艺介绍-锅炉(10)三冲量给水控制系统：（1）单级；（2）串级单级三冲量给水控制系统：锅筒水位H是主要控制信号，给水流量W是水位控制的辅助反馈信号，蒸汽流量D是水位控制的前馈信号。当蒸汽流量D变化时，调节器立即动作，适当改变给水流量W。当给水流量W变化时，调节器也立即动作，使给水流量W恢复到原来的数值。串级三冲量给水控制系统：主调节器以锅筒水位H为主要控制信号，去控制副调节器，副调节器除接收主调节器控制信号外，还接收给水流量W和蒸汽流量D。主调节器通过副调节器对水位进行校正，使其保持在给定值。当蒸汽流量D扰动时，副调节器立即动作，改变给水流量W，使给水量与蒸汽量成适当比例。当给水流量W扰动时，副调节器立即动作，使给水流量保持不变。火电工艺介绍-锅炉吹灰控制

定义：锅炉均设有吹灰器（大型锅炉配50~100台，全部吹扫一遍要5~6小时），定期吹扫锅炉各部分受热面上的积灰。吹扫介质：常使用低压蒸汽、水、压缩空气。工艺情况：吹灰器常配电机，用于推进和退出操作，并驱动吹灰器作旋转运动，加强吹灰效果。锅炉各部分积灰不同，吹灰时间间隔也不同。距炉膛近的受热面，每4~8小时吹灰一次；距炉膛远的受热面，每8~24小时吹灰一次。控制过程：吹灰时，先启动吹灰汽源和疏水系统，要保持汽源的压力和温度。然后，依据不同吹灰器时间间隔依次成对启动吹灰器，使吹灰器伸入炉膛或烟道内吹灰，经过预定时间后退出炉外。当吹灰系统或汽源系统出现异常时，要中断吹灰，使所有吹灰器退出炉外。火电工艺介绍-锅炉定排控制

定义：按规定时间或根据锅水质量状况，周期性地排除锅炉下联箱内沉积的有杂质的锅水。控制过程：必须在汽包水位正常时，才允许定排。要求在定排过程中，如遇汽包水位低或排污门故障等异常情况时，立即停止排污，关闭全部排污门。主要控制对象是大量的阀门。火电工艺介绍-数据采集系统(DAS)

定义：数据采集系统DataAcquisitionSystem(DAS)

功能：

数据采集：现场模拟量、开关量的实时数据采集、扫描、处理。

信息显示：工艺系统的模拟图、设备状态显示、实时数据显示、棒图显示、历史趋势显示、报警显示。

事件记录/报表制作和打印：SOE顺序事件记录、工艺数据记录、设备运行记录、报警记录与查询。

历史数据存储和检索

设备故障诊断

特点：

大量模拟量输入

SOE功能要求实时性要求火电厂热工量检测示意图火电工艺介绍-空气预热器

空气预热器分为：管式空气预热器、回转式空气预热器。

作用：（安装在锅炉尾烟道中）利用省煤器后烟气的热量加热燃烧所需的空气，以利于燃料的着火和燃烧，并可降低排烟温度，提高锅炉热效率。一般将空气加热到300~400度。常将燃烧用的空气分成一次风、二次风。

一次风：携带煤粉或液体、气体燃料经燃烧器进入炉膛，为提供着火所需的那部分风量。（占总风量的20~30%）二次风：燃烧所需的其余75~80%风量是作为助燃的二次风。火电工艺介绍-燃烧器（1）直流煤粉燃烧器点火油枪一次风+煤粉+油嘴火电工艺介绍-燃烧器（2）E煤粉层+一次风D煤粉层+一次风C煤粉层+一次风B煤粉层+一次风A煤粉层+一次风燃烧器结构示意

燃烧器分为：直流式煤粉燃烧器、旋流式煤粉燃烧器。燃烧器分层设置煤粉气流在炉内切圆燃烧

FSSS主要控制：总燃料跳闸（MFT）后切断部分或总燃料。点火前的炉膛自动吹扫监视燃烧器火焰AB二次风层BC二次风层CD二次风层DE二次风层FF过燃风层燃烧器直流煤粉燃烧器火电工艺介绍-炉膛安全监控系统(FSSS)

定义：炉膛安全监控系统FurnaceSafetySupervisorySystem(FSSS);也称燃烧器管理和控制系统BurnerManagementControlSystem(BMS)

功能：锅炉点火前和燃烧后进行炉膛吹扫。油系统和油层的起停控制。制粉系统和煤层的起停控制。炉膛火焰监测。(专用设备)

辅机(如一次风机、密封风机、冷却风机、循环泵等)的起停控制和联锁保护。二次风挡板控制。

在机组事故情况下：FSSS与CCS配合完成

主燃料跳闸

(MasterFuelTrip,MFT)，紧急停炉

机组快速甩负荷

(FastCutBack,FCB)，迅速投入油层，切除煤层，锅炉带最低负荷运行，实现停机不停炉。

辅机故障减负荷

(RunBack,

RB)，迅速切除部分磨煤机，降低机组负荷到预定负荷目标值。机组运行监视和自动报警火电工艺介绍-顺序控制系统(SCS)

可参与顺控系统的辅机：送风机、引风机、回转式空气预热器、磨煤机、循环水泵、给水泵、高压加热器等。

可采用顺控的工艺过程：燃烧器点火/熄火、炉膛清扫、锅炉吹灰、锅炉除灰、汽机升速和升负荷、汽机真空提升、汽机油系统冲洗、送风机、引风机、回转式空气预热器、磨煤机、循环水泵、给水泵、高压加热器等。火电工艺介绍-模拟量控制系统(MCS)

定义：模拟量控制系统(MCS)

功能：

机、炉协调控制系统(CCS)CoordinatedControlSystemofboiler-turbine-generatorunit当机组负荷变化时，协调机、炉间的关系，控制机组各项输入和输出之间的能量平衡和质量平衡，消除运行中各种扰动，维持所要求的机组运行参数，满足电网对机组负荷的需求。主要有三种方式:

锅炉跟随方式：（汽轮机调功率，锅炉调汽压）

汽机跟随方式：（锅炉调汽压,汽轮机调功率）

协调控制方式：送风/引风控制主汽温度控制给水控制主蒸汽母管压力控制除氧器水位/压力控制磨煤机入口负压自动调节/出口温度自动调节汽包水位自动调节凝汽器水位控制轴封压力控制高加水位/低加水位控制快减压力调节/快减温度调节消防水泵出口母管压力控制火电工艺介绍-硫化床工艺（1）

流化床燃烧：（FBC）亦称沸腾燃烧，燃料在小颗粒惰性物料与上升空气构成的准恒温（800~1000度）流化床内进行燃烧反应的燃烧方式。

主要工艺过程：

料床：0.5~10mm粒度的灰粒床料和煤粒组成，具有一定厚度。鼓泡流化床：空气流经料床，当其流速达到临界流化速度时，料床膨胀进入流化态，此时投入煤屑燃烧，由于煤与空气的分散性好，传质、传热迅速且均匀，在有限空间内可保持均一的床层温度，床层内埋入适当数量的受热面，可使床温控制在既不结渣又具良好的化学反应速度范围内（一般<1000度）。

特点：

煤种适应性广；温度较低，减少NOX的生成排放；床内加入石灰石或白云石，可进行床内脱硫，减少了二氧化硫排放；煤不需制粉，但需较高的送风压头，电耗较大；床内传热效率高；灰渣具有低温烧透，较高的活性；

循环流化床：流化速度提高到4~8m/s，减少一次风量，作为二次风送入，可增加床层膨胀高度，使放热均匀，可取消埋入的受热面，设置高温分离器收集烟气携带的炭粒，通过返料器送回燃烧室重复燃烧。增压流化床：（PFBC）火电工艺介绍-硫化床工艺（2）火电工艺介绍-硫化床工艺（3）龙源电力技术工程有限责任公司GD99

火电厂主控解决方案火电厂水系统火电厂水系统

火电厂水系统主要包括:凝汽器冷却水或冷却塔补给水(循环供水)汽轮机凝结水精处理系统锅炉补给水(化学水处理)锅内水处理（加药，使锅内结垢软化或溶解，通过锅炉排污排出，还要调节锅水PH值和成分间的比例。）工业冷却水(其他冷却器和转动机械的轴承冷却水)除尘/除灰/通风用水生活/消防用水疏水和生产回水处理（含腐蚀产物和油，一般采用过滤方法回收）废水处理火电厂水系统锅炉锅水过热蒸汽供热用户发电机汽轮机排汽凝汽器凝结水凝结水泵循环水泵冷却水生产回水补给水生产回水泵低压加热器除氧器生产回水箱原水锅炉补给水处理给水泵高压加热器给水热电厂水汽循环系统流程示意图火电厂水系统

凝汽器冷却水或冷却塔补给水(循环供水)化学水处理系统化学水处理系统

化学水处理系统主要包括:锅炉补给水处理系统汽轮机凝结水精处理系统化学水处理系统锅炉补给水处理系统(化学除盐)工艺示意图-锅炉补给水处理系统(化学除盐)化学水处理系统-锅炉补给水处理系统详示过滤器过滤器过滤器阳床阳床阳床除碳器除碳器除碳风机中间水箱中间水泵碱存储罐计量箱清水箱清水箱净水站源水酸喷碱喷阴床阴床阴床混床混床混床除盐水泵除盐水箱除盐水箱碱存储罐计量箱碱喷计量箱碱存储罐再生水泵酸存储罐计量箱酸存储罐计量箱计量箱酸存储罐再生水泵酸喷%%%%酸系统碱系统除碳器1#PLC柜S908MB+1#操作台122#操作台140CPU43412双机热备2#PLC柜信阳电厂一期工程补给水处理程控系统方案图-武汉凯迪电力股份有限公司主要模件：

类型 型号 数量

CPU模块： 140CPU43412 2块热备模块： 140CHS11000 2块电源模块： 140CPS11410 5块

NOM模块： 140NOM21200 2块

CRP模块： 140CRP93200 2块

CRA模块： 140CRA93200 3块

AI模块： 140ACI03000 9块

AO模块： 140ACO02000 1块

DI模块： 140DDI35300 9块

DO模块： 140DDO35300 8块信阳电厂一期工程补给水处理程控系统界面图-1信阳电厂一期工程补给水处理程控系统界面图-2信阳电厂一期工程补给水处理程控系统界面图-3信阳电厂一期工程补给水处理程控系统界面图-4信阳电厂一期工程补给水处理程控系统界面图-5信阳电厂一期工程补给水处理程控系统界面图-6信阳电厂一期工程补给水处理程控系统界面图-7信阳电厂一期工程补给水处理程控系统界面图-8信阳电厂一期工程补给水处理程控系统界面图-9化学水处理系统-锅炉补给水处理系统(1)

主要目的:火电厂热力系统中水、汽不断循环，由于设备和管道系统水的排放、蒸发、泄漏等，会造成水、汽损失，为保持平衡，必须向系统中补给所需水量。普通水（地表水或地下水）含有大量钙、镁、钠的重碳酸化物、氯化物、硫酸化物、硅酸等，它们对热力设备均有危害，要除去这些物质。

主要设备包括:清水箱、过滤器、阳床、除碳器、阴床、混床、酸/碱储存罐、计量箱、中间水箱,泵、阀门和风机等。

主要控制量:水泵、除碳风机、阀门、水位、PH值（E+H、Honeywell、罗斯蒙特）、酸/碱浓度（罗斯蒙特）、流量、压力、钠表（钠离子浓度检测，作为再生条件。Honeywell、罗斯蒙特）

主要控制方式:全自动、半自动、步操（分支工艺段独立操作）、手动（通过点击鼠标操作设备）、就地主要流程：再生控制流程、制水流程（顺序控制）一般要求控制系统热备，本地站+扩展、500~1000点（DI/DO占90%，AI占10%）化学水处理系统-锅炉补给水处理系统(2)

离子交换器:装有离子交换剂的圆柱形容器.

顺流再生固定床:水和再生液自上而下流动。出水质量差，再生剂消耗量大。逆流再生固定床:水采用向下流;再生液向上流动(对流再生)。出水质量好，再生剂消耗量低。设备和操作复杂。需顶压。双流再生固定床:水采用向下流;再生液向上/下流动(双流再生)。出水质量好，再生剂消耗量低。设备和操作复杂。不需顶压。化学水处理系统-锅炉补给水处理系统(2)

混合床:(混床)阴/阳离子交换树脂均匀混合装入交换器中。混床失效后，需再生。三层混床，在一个离子交换器内装入强酸阳离子交换树脂、强碱阴离子交换树脂、惰性树脂。运行时均匀混合，反洗后重新分三层。化学水处理系统-锅炉补给水处理系统(3)

主要过程:

混凝处理:化学混凝：在澄清池中加入混凝剂（硫酸铝、氯化铁、硫酸亚铁等）生成絮凝体沉积。电混凝：将铝或铁金属电极置于被处理的水中，外加直流电，从金属阳极溶解下来的金属离子与水中杂质作用，起到混凝剂的作用。

过滤处理:去除细小的悬浮物。

化学除盐:阳离子交换：（使水软化）利用Na型树脂除去水中钙、镁离子。再用食盐再生。 脱碳：去除水中的CO2，防止水呈酸性。除二氧化碳器有鼓风式和真空式两种。阴离子交换：利用OH型树脂除去经过阳离子交换处理后的水中的无机酸。需再生。混合离子交换：利用H-OH混床式离子交换设备进一步处理。混床运行到失效后，反冲洗，使阴、阳树脂因密度不同而分上下两层，然后用碱液、酸液分别对阴、阳树脂进行再生。再重新混合均匀，投入运行。化学水处理系统-锅炉补给水处理系统(4)

主要过程:

化学除盐:阳离子交换：（使水软化）利用Na型树脂除去水中钙、镁离子。再用食盐再生。

2RNa+Ca2+R2Ca+2Na+2RNa+Mg2+R2Mg+2Na+失效树脂再生:R2Ca+2Na+2RNa+Ca2+R2Mg+2Na+2RNa+Mg2+

脱碳：去除水中的CO2，防止水呈酸性。除二氧化碳器有鼓风式和真空式两种。鼓风式:水从上喷淋而下,空气自下而上,由于二者CO2压力不同,水中游离的CO2析出。真空式:抽真空使水达到沸点,去除水中溶解的气体。化学水处理系统-锅炉补给水处理系统(4)

主要过程:

化学除盐:阴离子交换：利用OH型树脂除去经过阳离子交换处理后的水中的无机酸。需再生。

ROH+HClRCl+H2OROH+H2CO3RHCO3+H2OROH+H2SiO3RHSiO3+H2O失效树脂再生:RCl+NaOHROH+NaClRHCO3+NaOHROH+NaHCO3RHSiO3+NaOHROH+NaHSiO3大型锅炉给水泵

给水泵起停控制:控制对象包括：给水泵电机，辅助油泵，泵出口阀门，在循环阀门。控制方式：泵启动时：要空载启动，即需先关闭出口阀门再启动。泵启动后：要保持一定流量的给水，以冷却泵体，在泵的出口阀门前设再循环阀门。在停泵时：先将水泵降低转速到最低，以便下次再启动水泵时电机可处于低负载下。在泵电机主轴上连接有主油泵：在泵电机运行时，为联轴器和轴承供油，在泵起停过程中必须启动辅助油泵。Boilerfeed-waterpump化学水处理系统-

膜分离技术之反渗透

主要原理:借助于比渗透压更高的压力，改变自然渗透的方向，把半渗透膜一侧浓溶液中的溶剂（水）压向另一侧稀溶液使水净化。膜面会在运行中受到各种污染，应定期清洗。化学水处理系统-膜分离技术之反渗透浓缩液（盐溶液）透过液（除盐水）给水浓缩液透过液反渗透膜化学水处理系统-

膜分离技术之电渗析

主要原理:利用选择透过性离子交换膜，在直流电场作用下，使溶液中电解质离子产生选择性定向迁移，达到水和离子分离的技术。一般用于高含盐水预脱盐处理。电渗析膜易受污染，要求进水低浊度和低硬度。极限电流问题，应避免产生极化。化学水处理系统-

膜分离技术之超过滤

主要原理:利用合成高分子功能膜在压力下阻留溶液中悬浮物、胶体物、微粒、大分子有机物和细菌等的一种膜分离技术。在核电中用于除去放射性物质。采用反冲洗和化学清洗系统进行定期清洗。化学水处理系统-凝结水精处理系统PAPBPCPD1#机组高速混床2#机组高速混床酸存储罐碱存储罐电热水箱冲洗水箱冲洗水泵阴树脂再生兼分离罐阳树脂再生兼储存罐树脂隔离罐树脂添料斗再循环泵再循环泵罗茨风机树脂：凝结水：冲洗水：空气：酸：碱：化学水处理系统-凝结水精处理系统化学水处理系统-凝结水精处理系统化学水处理系统-凝结水精处理系统化学水处理系统-凝结水精处理系统

凝结水是锅炉给水的主要组成部分。

按运行压力分为:中压凝结水精处理系统和低压凝结水精处理系统

主要工艺系统:高速混床系统：包括高速混床、树脂捕捉器、再循环单元、旁路单元等。再生系统：包括锥体分离再生装置（阳树脂再生兼分离塔、阳树脂再生/混合兼储存塔、树脂隔离罐、仪表、阀门、管道等）再生辅助系统：包括酸碱系统（酸碱槽、酸碱计量箱、酸碱喷射器或计量泵）、热水箱单元、冲洗水单元、罗茨风机单元、阀门、树脂等。

主要控制特点:一般工艺配置：高速混床250%（两台运行，不设备用）；350%（两台运行，一台备用）；多采用柱型混床。1100%，多采用球型混床。混床出水水质超标或累积制水量达到设定值或压差超过规定值，报警并自动解列失效混床，失效树脂送至再生系统进行擦洗再生；对于350%系统，先投入备用混床，再解列失效混床，然后进行失效树脂的擦洗、分离、再生。树脂分离、再生装置目前以英国的KENNICOTT较为先进、凯迪公司是其在国内唯一的合作伙伴，采用锥斗分离（CONESEP‘S）技术：锥底配水集水装置、“二次分离”技术、树脂界面检测系统、“固化”的多次（最多可达20次）树脂擦洗、正洗、反洗、反冲洗工艺等。化学水处理系统-凝结水精处理系统

主要控制特点(续):仪表、阀门数量较多，AI较多，阀门开度调节控制的AO也有，一般超过1000点I/O，控制程序复杂。仪表信号：压力、导电度、流量、二氧化硅含量、PH值、钠浓度、差压、液位等。要求控制系统双机热备。一般本地控制，主机架+扩展即可。部分用户在阴/阳树脂分离技术上可能直接采用进口设备，如：英国的凯尼科特等。

主要控制功能:去除水、汽系统产生或漏入的腐蚀产物、悬浮杂质，使其含量达到规定要求。（采用“固化”的多次树脂擦洗、正洗、反洗、反冲洗工艺等。）去除水、汽系统存在或漏入的溶解杂质，使其达到最低水平。凝汽器仪表信号：压力、导电度、流量、二氧化硅含量、PH值、钠浓度、差压、液位等。要求控制系统双机热备。一般本地控制，主机架+扩展即可。部分用户在阴/阳树脂分离技术上可能直接采用进口设备，如：英国的凯尼科特等。化学水处理系统-凝结水精处理系统

中压高速混床工作过程:升压：开启PA007升压旁路气动球阀，防止中压水对混床的冲击。当混床压力升到设定值，PLC控制打开混床进口蝶阀PA001和再循环阀PA006，进入再循环。当循环到出水合格时，打开混床出水阀PA002，关闭PA006再循环阀，投入运行。当混床出水水质超标或累积制水量达设定值时，失效混床解列，备用混床自动投入运行，失效树脂送到再生系统进行再生。PA001PA007PA006凝结水出凝结水入循环水泵中压树脂捕捉器PA002PA008PA009树脂高速混床升压旁路化学水处理系统-凝结水精处理系统

中压高速混床工作过程(续):对于2

50%的混床系统：当某混床失效时，开启旁路门50%，失效混床退出运行，失效树脂送出，再生好的树脂送回，再循环合格后投入运行，旁路关闭。对于3

50%的混床系统：混床失效解列前，备用混床再循环合格后投运，失效混床退出运行，无需旁路动作。对于1100%的混床系统：混床失效后，开启旁路门，混床解列，失效树脂送出，备用树脂送入，再循环合格投运，旁路关闭，失效树脂再生。混床出水的电导率、硅、钠各项指标，或累积流量超过设定值或混床进出口差压大于设定值时，报警、解列。失效树脂进入再生系统后，按程序对树脂进行擦洗、分层、再生、正洗、树脂混合等。对设备的压力、流量、温度、水质指标、液位等设置报警和显示。化学水处理系统-凝结水精处理系统

再生系统的控制

:凝结水精处理树脂再生过程控制；从混床到阴树脂再生/分离塔传送失效树脂；阴树脂再生/分离塔反洗；注入反洗水分开阴树脂和阳树脂；传送阳树脂到阳树脂再生/混合贮存塔；注入酸用于阳树脂再生；注入碱用于阴树脂再生；阴离子树脂正洗；阳离子树脂正洗；当导电度低时，终止阳离子阴离子再生器的漂洗；当漂洗不进行时，阴离子和阳离子再生器出口导电度退出测量；阴树脂送入阳树脂再生/混合贮存塔并进行空气混合，正洗；输送再生后的树脂到混床；控制热水箱温度和水位；防止同时传送失效和再生后的树脂进或出多台混床；手动控制功能；化学水处理系统大同第二发电厂空冷机组凝结水精处理系统配置图<北京电研智深控制技术有限公司>工程案例一化学水处理系统化学水处理系统哈尔滨第三电厂天津诺迪亚可编程控有限公司工程案例二化学水处理系统<武汉凯迪电力股份有限公司>工程案例三2台300MW机组火电厂的三大系统之三

电气系统火电工艺介绍励磁装置发电机主变压器厂用变压器低压配电装置配电装置输电线路厂用电系统升压变电所火电工艺介绍-发电机和电气控制系统(EMCS)

包括：汽轮发电机控制系统、厂用电控制系统、直接送出线路或升压变电站控制系统。

汽轮发电机控制系统：运行参数显示：功率、频率、电压、电流、功率因数等励磁调节：用于控制发电机典雅，并保持电压基本稳定，并调无功。运行操作：并网和解列，并设有自动准同步装置。安全保护：接地保护、异常运行保护、后备保护、辅助保护等。

厂用电控制系统：设有备用电源和紧急直流电源：确保厂用电不中断。汽轮机及辅助设备汽轮机及辅助设备（1）汽轮机：将热能转换为机械能汽轮机设备包括：汽机本体，调速保护及油系统，辅助设备，热力系统等汽轮机分类：（几个术语）按工作原理分类：冲动式,反动式按热力过程特性分类：凝汽式汽轮机背压式汽轮机中间再热式汽轮机调整抽汽式汽轮机按主蒸汽压力分类：低压汽轮机：主蒸汽压力<1.47Mpa中压汽轮机：主蒸汽压力1.96~3.92Mpa高压汽轮机：主蒸汽压力5.88~9.8Mpa超高压汽轮机：主蒸汽压力11.77~13.93Mpa亚临界压力汽轮机：主蒸汽压力15.69~17.65Mpa超临界压力汽轮机：主蒸汽压力>22.15Mpa按机组轴数可分单轴和双轴汽轮机；按汽缸数目分单缸、双缸和多缸汽轮机；等等汽轮机及辅助设备（2）汽轮机：将热能转换为机械能汽轮机设备包括：汽机本体，调速保护及油系统，辅助设备，热力系统等汽轮机主要生产厂家：哈尔滨汽轮机厂、四川东方汽轮机厂、上海汽轮机有限公司高压缸中压缸低压缸发电机励磁机汽轮机及辅助设备（3）发电机组组成：由发电机、励磁机、副励磁机、辅助设备组成发电机：基本组成：定子、转子、油冷却系统测温元件：监视发电机定子绕组、铁芯、轴承、冷却器等重要部件的温度。定子：定子绕组转子：转子绕组、阻尼绕组冷却方式：空气冷却：多采用轴向分段多流式通风系统氢气冷却（外冷）：冷却效果好，风组和摩擦损耗小于空气。氢内冷：冷却介质氢直接接触绕组导体，大大提高冷却效果。水内冷：发电机的定子和转子均采用水内冷的发电机称为：“双水内冷”；或定子绕组水内冷，转子绕组氢内冷，通风系统采用氢气冷却的“水-氢-氢”冷却方式。容量可达1200MW。发电机主体主励磁机副励磁机气体冷却器汽轮发电机励磁系统组成：由励磁功率单元、励磁调节器（AVR）组成。励磁功率单元包括交流电源和整流装置，它向励磁绕组提供直流励磁电流，励磁调节器（AVR）根据发电机发出的电压和电流，自动调节励磁电流，满足系统运行需要。功能：根据发电机所带负荷变化，自动调整励磁电流，维持发电机端电压在给定额定电压值。当发电机并列运行时，使各发电机组所带无功功率稳定合理分配。在电力系统发生短路故障，发电机端电压严重下降时，能对发电机强行励磁，提高电力系统暂态稳定性。当发电机突然甩负载时，通过强行减磁，防止发电机电压过分升高。当发电机内部短路跳闸时，能快速灭磁，减小故障损坏程度。励磁方式：直流励磁机励磁系统：（100MW以下机组）交流励磁机静止整流器励磁系统交流励磁机旋转硅整流器励磁系统自并励励磁（静止励磁）系统汽轮机的热力系统定义：汽轮机和锅炉之间的汽水循环系统组成：凝汽冷却系统：组成：凝汽器、抽气设备、冷却塔、循环水泵、凝结水泵等作用：使汽机排汽口形成最佳真空，提高热能转机械能的效率，同时将汽机抛出的乏汽冷却，凝结为水，重新送回锅炉。回热加热系统：组成：低压加热器，除氧器，高压加热器，给水泵作用：利用汽轮机的抽汽，在各级加热器中将水加热到一定温度，在除氧器中除去氧气。旁路系统：（用于中间再热式汽轮机）疏水系统：在各级加热器中凝结成的疏水可采用逐级自流系统或采用疏水泵的疏水系统。补充水系统：在锅炉和汽轮机之间的热力系统中，工质损失的补充用于降低冷却水温度用循环使用的冷却水作为中间介质，将汽机排汽冷凝所释放的热量，经由流动的空气传到大气中。汽轮机的凝汽冷却系统-冷凝塔汽轮机的凝汽冷却系统-凝汽器，抽气设备蒸汽进口冷却水出口冷却水入口热井凝结水出口凝汽器：真空度越高，产生的机械能越大，保证机组在最佳真空下运行十分重要。抽气设备：在汽轮机启动时建立真空，在运行时抽出漏入凝汽器的空气和未凝结的正气，维持凝汽器真空度。

离心式真空泵水环式真空泵汽轮机的回热加热系统-回热加热器蒸汽进口回热加热器：（分立式和卧式两种）利用汽轮机的抽汽，加热各级给水。

高压加热器低压加热器给水出口U型管束给水进口疏水进口

低压加热器蒸汽进口给水出口U型管给水进口疏水进口

高压加热器疏水出口疏水出口汽轮机的回热加热系统-除氧器除氧器：（分立式和卧式两种）除去锅炉给水中的各种气体，主要是水中的游离氧（妨碍传热，严重腐蚀金属）。

水膜式淋水盘式喷雾式（大型机组多用，分成喷雾淋水盘式和喷雾填料式两种）除氧器凝结水除氧水喷雾除氧空间深度除氧空间凝结水除氧水汽轮机的调速系统和保护装置作用：发电厂发电的电压和频率均有要求，电压可通过变压解决，供电频率则由发电机转速调节。汽轮机调速系统液压调速系统功率-频率电液调速系统(模拟电调系统)数字电液调速系统（DEH）组成：凝汽器、抽汽设备、冷却塔、循环水泵、凝结水泵等汽轮机保护装置通过控制高压油系统迅速关闭自动主汽门，切断汽轮机进汽使之停机。超速保护装置（在汽机转速超过额定转速10-20%时，使自动主汽门和调速汽门迅速关闭，使发电机与电网解列）盘车装置低油压保护装置低真空保护装置振动保护装置紧急脱扣装置汽轮机的油系统向汽轮发电机组提供轴承润滑用油；向调速保护装置提供压力油等。火电厂主控业绩表

双鸭山电厂(GD99)

天津军粮城电厂（GD99,6#机组，200MW，DAS、EMCS、CCS、SCS）扬子石化自备电厂（8#机组，100MW，DAS、MCS、SCS、FSSS）长春第二热电厂（2台，200MW机组，SCS、FSSS）吉林热电厂（10#机组，200MW，DAS、MCS、CCS、SCS、BMS）双鸭山发电厂吉林热电厂军粮城电厂吉林热电厂吉林热电厂长春热电二厂热控改造(北京电研智深)2台200MW机组FSSS和SCS1998年8月除灰/除渣系统

锅炉排渣:水力排渣装置：收集炉膛或炉排落下的炉渣，以压力水流为动力将其清除的装置。水力排渣槽：炽热炉渣经炉膛冷灰斗落入炉渣室，熄火喷嘴喷水浇灭，当存到一定量时，冲渣喷嘴和排渣门开启，利用水流和重力由排渣门排出，经碎渣机破碎排至渣沟。水封斗式排渣装置：水封渣斗炉渣：锅炉燃烧过程中残存在炉膛底部灰斗内的颗粒或焦块状的固体。细灰：烟气通过锅炉尾部、烟道及除尘器时从烟气中分离、沉积在灰斗内的粉末状物质。

除灰系统:分机械除灰、水力除灰、气力除灰三种。对灰、渣混合排出的灰渣混除系统；对灰、渣分别单独排出的灰渣分除系统。除灰/除渣系统

主要设备: