《电厂热工专业讲》课件

电厂热工专业讲本课程将深入探讨电厂热工专业领域，涵盖热工自动化系统、仪表与控制技术、锅炉和汽轮机热工等方面。热工学科概述温度测量热工学是研究热能的产生、转换、传递和利用的科学。压力测量热工学科涵盖了热力学、传热学、流体力学等多个领域。流量测量热工学在电力、化工、冶金等领域发挥重要作用。液位测量热工专业人才负责监测、控制和优化各种热工设备。电厂热工设备简介锅炉锅炉是电厂的核心设备，用于将燃料的化学能转化为热能，产生高温高压蒸汽。汽轮机汽轮机利用蒸汽膨胀做功，将热能转化为机械能，驱动发电机发电。发电机发电机将机械能转化为电能，输出电厂所需的电力。控制系统控制系统对整个电厂的运行参数进行监控和调节，确保安全稳定运行。常用热工参数和单位温度常用单位：摄氏度（℃），华氏度（℉）。压力常用单位：帕斯卡（Pa），千帕斯卡（kPa），兆帕斯卡（MPa），巴（bar），公斤力/平方厘米（kgf/cm2）。流量常用单位：立方米/小时（m3/h），吨/小时（t/h），千克/秒（kg/s）。热量常用单位：焦耳（J），千焦耳（kJ），千瓦时（kWh）。热力循环原理能量转化过程热力循环利用热能驱动工作介质，实现能量的转化。循环过程工作介质在循环过程中不断吸热、做功、排热，形成闭环的能量传递过程。效率影响因素热力循环效率受多种因素影响，包括工作介质的性质、循环过程的特性、热源和冷源的温度等。应用广泛热力循环广泛应用于各种热力发动机、发电厂、制冷系统等领域。燃料及燃烧过程燃料类型电厂常用燃料包括煤炭、天然气、石油等。它们通过燃烧释放热能，驱动汽轮机发电。煤炭是目前电力生产的主要燃料，具有储量丰富、价格相对低廉等优势。燃烧过程燃烧过程是燃料与氧化剂（通常为空气）发生化学反应，释放热能的过程。燃烧需要满足一定的条件，包括可燃物质、氧化剂、点火源和合适的温度。锅炉基础理论1热能转换锅炉将燃料的化学能转化为热能，用于加热水或其他介质，产生蒸汽或热水。2传热过程锅炉利用传热原理，将热能从燃料传递给水或其他介质，主要涉及热传导、热对流和热辐射等方式。3燃烧过程锅炉内部燃烧燃料产生热量，燃烧过程需满足一定的燃烧条件，包括燃料、空气和点火源。4安全运行锅炉运行过程中需要严格控制压力、温度和水位，保证安全和高效运行。锅炉主要设备及其工作原理锅炉是电厂热力系统的心脏，将燃料的化学能转化为热能，产生高温高压蒸汽。主要设备包括燃烧系统、受热面、汽包、水冷壁、省煤器、空气预热器等。燃烧系统负责将燃料燃烧，释放热能，受热面吸收热能并加热锅炉水，汽包储存蒸汽，水冷壁冷却燃烧室，省煤器和空气预热器提高锅炉效率。锅炉设备运行及调节方法1安全启动严格遵循操作规程，检查设备状态，确保安全可靠。2正常运行监控关键参数，保持稳定运行，优化燃料燃烧，提高效率。3安全停运有序降低负荷，关闭相关阀门，确保设备安全冷却。4调节方法根据负荷变化，调整燃烧器风量、给水流量，控制锅炉压力和温度。轮机热力循环1蒸汽膨胀做功蒸汽推动汽轮机叶片旋转2电力输出汽轮机带动发电机发电3热能转换高温高压蒸汽热能转换为机械能4冷凝器冷凝蒸汽冷凝成水，重新进入循环电厂轮机热力循环是将燃料燃烧释放的热能转化为电能的过程。该过程包括蒸汽发生、蒸汽膨胀做功、电力输出和冷凝器冷凝四个主要步骤。轮机主要部件及其工作原理1汽轮机汽轮机将蒸汽的热能转化为机械能，驱动发电机发电。2凝汽器凝汽器将汽轮机排出的蒸汽冷凝成水，提高循环效率。3泵泵将水从低压处抽到高压处，保证循环系统正常运行。4冷却塔冷却塔将凝汽器排出的冷却水降温，供凝汽器循环使用。轮机调节运行1速度控制维持转速稳定，防止超速或失速。2负荷调节根据电网负荷变化，调整发电功率。3汽温控制控制汽轮机进汽温度，防止过热或过冷。4压力控制控制汽轮机进汽压力，防止超压或低压。轮机调节运行主要通过控制系统实现，保障机组安全稳定运行。调节系统需实时监控各种参数，并做出相应调整，以满足发电需求。电厂供热系统热力系统设计电厂供热系统通常使用热力系统，确保将热能安全高效地输送到用户终端。热源选择电厂供热系统采用锅炉作为热源，通过燃烧燃料产生热能，并通过管道传递到用户侧。供热管网布局供热管网通常采用环状或树状布局，以确保热能稳定可靠地输送到用户。热力用户需求满足用户不同的热力需求，如供暖、热水供应、工业生产等。电厂给水处理水质要求电厂给水必须满足严格的水质要求，例如：低盐度、低硬度、低浊度等，以确保锅炉安全运行和提高热效率。处理工艺常见的给水处理工艺包括：除盐、软化、除氧、除硅等，通过物理、化学方法去除水中的杂质。设备与设施给水处理系统包含多种设备，例如：离子交换器、除氧器、过滤器等，确保给水质量符合要求。运行管理需要严格监控水质指标，及时调整处理参数，保证给水处理系统稳定运行。电厂汽水化学控制水质控制水质指标严格控制，保证设备安全运行。控制溶解氧含量防止腐蚀和沉积化学分析定期分析水质，及时调整水处理方案。监测水质指标分析水质变化水处理系统高效的水处理系统，保证锅炉用水质量。除盐处理软化处理电厂环保制度大气污染防治控制烟尘、SO2和NOx排放，降低对空气质量的影响。采用低硫煤、脱硫装置和低氮燃烧技术。水污染防治控制废水排放，确保水资源安全。建立完善的废水处理系统，回收利用循环水。固体废物管理安全处置粉煤灰、炉渣等固体废物。积极探索固体废物资源化利用。噪声控制降低设备运行噪声，减少对周边环境的影响。采取隔音降噪措施，安装消声器。电厂工艺流程控制1自动化控制系统电厂采用DCS等先进自动化控制系统，实现对重要工艺参数的实时监测和控制。2优化运行模式根据负荷变化和运行工况调整工艺参数，提高发电效率和经济效益。3安全防护措施设置完善的安全联锁和报警系统，防止设备故障和事故发生，确保安全运行。电厂热工仪表及其应用11.温度测量热电偶、热电阻等仪表用来监测锅炉、汽轮机等设备的温度，保证安全运行。22.压力测量压力表、差压变送器等仪表用于测量蒸汽、水、空气等介质的压力，确保系统正常运行。33.流量测量流量计、涡街流量计等仪表用来监测燃料、水、蒸汽等介质的流量，控制供给和消耗。44.水位测量水位计、水位变送器等仪表用来监测锅炉水位，确保锅炉安全运行。电厂热工自动化控制1控制系统DCS和PLC2控制回路传感器、执行器、控制器3优化控制提高效率、降低能耗4安全保护确保安全运行电厂热工自动化控制系统，由DCS和PLC组成，实现对发电过程的精准控制和优化。自动化控制可以提高锅炉和汽轮机的效率，降低能耗，并保证安全运行。电厂热工故障分析与诊断数据分析利用热工仪表和监控系统收集数据，分析温度、压力、流量等参数的异常变化，识别潜在故障。故障诊断基于数据分析结果，结合专业知识和经验，对故障原因进行诊断，确定故障部位和类型。预警与处置针对潜在故障制定预警机制，并制定相应的应急处置方案，确保安全运行。总结与改进及时总结故障分析和诊断经验，不断完善故障诊断模型和预警机制，提升故障诊断水平。电厂检修技术要点安全第一检修期间安全是重中之重。要严格遵守安全规程，佩戴必要的安全防护用品，做好现场安全警戒工作。计划性检修制定详细的检修计划，包括检修内容、时间安排、人员分工等，确保检修工作有序进行。专业性检修组建专业的检修队伍，人员需具备相应资质和技能，确保检修质量和效率。质量控制严格控制检修质量，对检修过程进行监督检查，确保设备质量符合安全标准。电厂安全生产管理安全意识安全意识是电厂安全生产的基石，员工要深刻认识安全生产的重要性，牢记安全规章制度，严格执行操作规程，杜绝违章作业。安全培训定期开展安全培训，提高员工安全技能，增强员工安全意识，确保每个人都掌握必要的安全知识和操作技能。安全检查定期进行安全检查，发现安全隐患及时整改，消除安全隐患，确保电厂安全运行。安全设备配备齐全的安全设备，定期维护保养，确保安全设备正常运行，为员工提供安全保障。电厂质量管理体系质量目标确保安全可靠运行，满足环保要求，提高经济效益，持续改进。文件管理建立完善的质量管理体系文件，包括质量手册、程序文件和作业指导书。过程控制对关键过程进行有效控制，确保过程输出符合质量要求。质量审核定期进行质量审核，识别体系运行中的不足并采取改进措施。电厂人员培养与管理培训发展定期组织安全生产、专业技能、法律法规等培训。岗位管理建立科学的岗位职责、任职资格和绩效考核体系。团队合作培养员工的团队意识，促进相互协作和共同进步。职业规划提供职业发展路径，鼓励员工学习进取，提升专业素质。电厂系统优化电厂系统优化是一个持续改进的过程，旨在提高效率、可靠性和安全性，同时减少环境影响。优化目标包括提高发电效率、降低运行成本、延长设备寿命、减少排放和提高供电可靠性。1综合优化协调各个子系统，最大限度地提高整体效益。2设备优化提升设备运行效率，延长使用寿命。3流程优化改进生产流程，提高效率和安全性。4管理优化完善管理制度，提高运营效率。优化方法包括数据分析、建模和仿真，以及先进控制技术应用。电厂系统优化需要多学科协作，包括热工、机械、电气和自动化等领域。电厂节能减排策略优化燃料燃烧采用低热值燃料，优化燃烧参数，降低燃料消耗，减少污染物排放。提高锅炉效率优化锅炉运行参数，降低热损失，提高热效率，减少燃料消耗。采用新能源技术开发利用太阳能、风能、生物质能等清洁能源，减少对化石能源的依赖。电厂热工技术发展趋势智能化人工智能和机器学习将进一步推动电厂热工自动化控制和优化，提高效率和可靠性。数字化数据采集、分析和可视化技术将促进电厂运行状态监控和故障诊断，实现数字化转型。绿色化节能减排将成为电厂热工技术发展的重要方向，推动低碳和可持续发展。集成化热工系统将与其他子系统整合，实现整体优化和协调控制。电厂热工专业知识综合应用实际应用电厂热工专业知识在实际生产中有着广泛的应用，从锅炉燃料燃烧到汽轮机运行控制，都离不开热工专业知识的指导。例如，热工参数监测可以有效识别设备运行异常，及时采取措施避免事故发生。综合分析热工专业知识需要与其他专业知识相结合，才能更好地解决实际问题。例如，热工专业人员需要了解电力系统、自动化控制等知识，才能进行有效的系统优化和故障诊断。创新发展电厂热工专业不断发展，新的技术和理念层出不穷。例如，人工智能、大数据分析等技术正在应用于电厂热工领域，推