某火力发电厂电气部分设计

1、内蒙古科技大学本科毕业设计规范(毕业论文)标题：火力发电厂电气设计学生姓名：平学生：没有。0专业：电气工程和自动化等级：电气05-1讲师：讲师李自健火力发电厂的电气设计摘要火力发电在中国很早就开始了。经过几十年的快速发展，各种措施不断完善，但仍存在一些不足，如发电厂电气部分设计不合理，缺乏保护措施等。所有这些都要求我们设计一个更合理的方案来解决这些问题。本文将对火力发电厂设计中的这些问题进行探讨，主要是在电气方面，并期望提出更合理的方案来改善现有设施。首先，将描述火力发电的相关内容，并描述火力发电的现状。然后，介绍了火电厂电气主接线的设计和防雷原理。最后，给出火力发电厂电气主接线的设计和防雷的

2、具体实现。关键词：火力发电；主电线；防雷法火力发电厂的电气设计摘要我国火力发电厂起步较早，经过近几十年的快速发展，各种措施不断完善，但我们仍然可以发现一些不足，如电厂的设计有些不合理，有些地方缺乏保护措施。这就要求我们设计一个更合理的方案来解决这些问题。本文将对燃煤电厂的设计提出这些问题进行探讨，主要是为了研究电气方面，提出一个更合理的方案来改善现有的设施。首先，论文将对电厂的内容进行了阐述；其次，论文将介绍火力发电厂业主对于电气布线设计和防雷保护的原则部分。最后给出主接线厂的电源设计和防雷实践。关键词：热能；电气主线；防雷法内容摘要一抽象II第一章导言11.1项目的背景11.2研究的目的和意

3、义11.3研究的主要内容21.4本章概述2第二章火力发电厂发电原则32.1火力发电厂的生产过程32.1.1热电厂概述32.1.2火力发电厂的生产过程32.2火力发电厂发电原理62.3本章总结7第三章火力发电厂电气主接线及防雷83.1电气主接线概述83.2电气主接线的基本形式93.2.1带有母线10的主接线3.2.2不带母线的主接线223.3防雷基本原则283.3.1防雷现状283.3.2防雷的基本原则293.4本章概述33第四章热电厂电气主接线设计344.1电气主接线的设计344.1.1主电线的设计原则344.1.2火力发电厂主要电气线路的设计364.1.3变压器和避雷器的配置384.1.4主

4、变压器38的选择4.2辅助电源连接的设计404.2.1辅助电源连接的基本要求404.2.2辅助电源连接的设计434.3 6kV线路44过流保护设计4.4主接线防雷设计484.4.1电厂的直接防雷484.4.2变压器50的防雷保护4.4.3小容量直流电动机50的防雷保护4.5短路电流的计算524.5.1短路电流计算的目的524.5.2短路电流计算524.6电气设备的选择554.6.1电气设备选择的一般条件554.6.2电气设备的选择584.7本章概述65结论66图1:火力发电厂67电气主接线图图2:火力发电厂68厂用电接线图参考文献69第一章导言1.1项目建议书的背景能源是我们国民经济的基础。煤

5、、石油、天然气和核能都可以用作发电的燃料，其中煤使用最广泛。中国燃煤发电和火力发电的基本模式在短期内不会改变。中国煤炭资源丰富，而石油资源相对短缺。目前，许多燃油发电厂已经被转换成煤，所以用于火力发电的燃料主要是指煤。电力燃料的质量直接关系到火力发电厂的成本和锅炉机组的安全经济运行。目前，燃料成本占电厂发电成本的70%左右，这就要求我们重视和加强燃料试验工作，完善火电厂电气部分，使其更好地服务于电厂的各项工作，实现经济性、科学性、稳定性和安全性的统一。电力工业在国民经济中占有重要地位，是关系国计民生的基础产业，也是世界各国经济发展战略中的优先发展重点。因此，发电厂电气部分的研究和设计尤为重要。

6、1.2研究的目的和意义由于火力发电起步较早，各种措施不断完善和发展至今，其电气部分也取得了很大的进步，但仍存在一些不足需要改进。这就要求我们改善这些不良方面，最大限度地提高经济效益，减少事故。火力发电厂被称为火力发电厂，它使用煤、石油、天然气和其他燃料的化学能来产生电能。根据其功能，它可以分为两种类型，即冷凝发电厂和火力发电厂。前者只向用户提供电能，而热电厂除了向用户提供电能之外，还向热用户提供蒸汽和热水，即所谓的“热电联产”。目前，最广泛使用的发电形式是利用煤的燃烧来获得电能，中国的煤储量也相当。因此，本课题的提出具有重大的现实意义。如何设计火力发电厂的电气主接线和各种保护措施尤为重要。1.

7、3研究的主要内容1.火力发电厂发电原理和电气方面的研究通过查阅有关火力发电的文献，了解我国火力发电的现状和未来发展趋势。研究火力发电的工作过程，了解火力发电系统的组成、工作过程和工作原理。通过阅读火电厂主接线图及相关介绍，明确了主接线的设计原则及防雷的具体实现。2.火力发电厂电气主接线设计摘要：通过对某地区某热电厂相关数据的分析，设计了一种实用性、经济性和可靠性相结合的电气主接线。在此基础上，正确选择使用的电气设备，并介绍了主接线的基本结构和特点。3.火力发电厂的防雷设计根据设计的电气主接线图，研究了系统防雷的具体实现方法和工作原理。1.4本章概述本章简要介绍了研究的背景和设计思路，介绍了研究

8、的目的和意义，提出了研究的必要性，最后介绍了研究的主要内容。第二章火力发电厂发电原理2.1火力发电厂的生产过程火力发电厂概述火力发电厂，简称火力发电厂，是利用煤、石油、天然气和其他燃料的化学能生产电能的工厂。根据它们的功能，它们可以分为两类，即冷凝发电厂和火力发电厂。前者只向用户提供电能，而火力发电厂除了电能之外还向热用户提供蒸汽和热水，这被称为“热电联产”。火力发电厂由锅炉、汽轮机、发电机和相应的辅助设备三个主要设备组成，它们通过管道或管线连接，形成主厂房煤通过输煤皮带从煤场输送到煤斗。为了提高煤的燃烧效率，煤斗中的原煤应被送至磨煤机研磨成煤粉。煤粉由热空气携带，送到锅炉炉膛燃烧。煤燃烧后的

9、灰落入炉膛下方的渣斗，与除尘器分离出的细灰一起用水冲入灰浆泵房，然后用灰浆泵送至灰场。煤粉燃烧后形成的热烟气沿锅炉的水平烟道和尾部烟道流动，放出热量，然后进入除尘器将煤灰与烟气分离。洁净的烟气在引风机的作用下通过烟囱排入大气。助燃空气由鼓风机送入安装在尾部烟道上的空气预热器，热烟气用于加热空气。一方面，进入锅炉的空气温度升高，煤粉容易着火燃烧；另一方面，可以降低废气的温度，并且可以提高热能的利用率。空气预热器排出的热空气分为两股：一股进入磨煤机干燥和输送煤粉，另一股直接送入炉膛助燃。除氧器水箱中的水由给水泵增压，然后通过高压加热器送至省煤器。在省煤器中，水被热烟气加热，然后进入锅炉顶部的汽包。

10、水管，称为水冷壁，密集分布在锅炉炉膛周围。水冷壁水管的上下两端通过联箱与汽包连通，汽包内的水通过水冷壁不断循环，吸收燃煤释放的热量。一部分水在冷壁中被加热和沸腾，然后蒸发成蒸汽，蒸汽从汽包的上部流出并进入过热器。饱和蒸汽继续吸收过热器中的热量，成为过热蒸汽。过热蒸汽具有很高的压力和温度，因此具有很大的热势能。具有热势能的过热蒸汽通过管道引入汽轮机，然后将热势能转化为动能。高速流动的蒸汽推动涡轮转子旋转，形成机械能。汽轮机的转子和发电机的转子通过联轴器连接在一起。当汽轮机转子旋转时，它带动发电机转子旋转。发电机转子的另一端是一个叫做励磁机的小型DC发电机。来自励磁机的直流电被送到发电机的转子线圈

11、，使转子成为电磁体，并在其周围产生磁场。当发电机的转子旋转时，磁场也旋转，发电机定子中的导线会切断磁力线以感应电流。通过这种方式，发电机将汽轮机的机械能转换成电能。电压被变压器升压后，电能通过传输线输送给用户。释放热势能的蒸汽从汽轮机下部的排气口排出，称为乏汽。废蒸汽在冷凝器中被循环水泵送到冷凝器的冷却水冷却，并冷凝成水，成为冷凝水。冷凝水由凝结水泵送至低压加热器，最后返回除氧器完成一个循环。在循环过程中，不可避免地会有蒸汽和水的泄漏，即蒸汽和水的损失，因此有必要向循环系统提供适量的水以保证正常循环。高低压加热器用于提高循环热效率。除氧器用于去除水中的氧气，以减少对设备和管道的腐蚀。如果我们从

12、能量转换的角度来看火力发电厂的生产过程，即燃料的化学能蒸汽的热能机械能电能。在锅炉中，燃料的化学能转化为蒸汽的热能；在汽轮机中，蒸汽的热能转化为转子转动的机械能；机械能在发电机中转化为电能。炉、机、电是火力发电厂的主要设备，也称为三大设备除上述主要系统外，火力发电厂还有其他辅助生产系统，如燃煤输送系统、水化学处理系统、灰浆排放系统等。这些系统与主系统协同工作，相互配合，共同完成电能的生产任务。为了保证这些设备的正常运行，大型火电厂都配备了大量的仪器来监测这些设备的运行状况。同时，还配备了自动控制装置，及时调整主、辅设备。现代火力发电厂采用了先进的计算机分布式控制系统。这些控制系统可以控制和自动

13、调整整个生产过程，根据不同情况协调各种设备的工作状态，使整个电厂的自动化水平达到一个新的高度。自动控制装置和系统已经成为火力发电厂不可缺少的一部分。下图显示了火力发电厂的生产流程：图1-1热电厂生产流程简单地描述它的生产过程是：运至电厂储煤场的煤由碎煤设备破碎，然后由带式输送机运至锅炉房原煤仓。煤从原煤仓落入给煤机，在给煤机中被发展成煤粉，同时热空气被供给以干燥和运输煤粉。粉碎后的煤粉经过粗粉分离器去除部分不合格煤粉后进入旋风分离器，空气和煤粉在分离器中分离，分离出的细粉进入煤粉仓。煤粉由给煤机送入输粉管，旋风分离器内的空气由排粉机抽出。煤粉和空气在输粉管中混合，然后由燃烧器喷入炉膛燃烧。鼓风

14、机送来的空气在进入炉膛前在空气预热器中被废气预热，以减少废气的热量损失，提高空气温度，改善燃烧过程。炉膛内的燃烧产物高温烟气在引风机的作用下，沿锅炉本体的倒U形烟道依次流经炉膛、过热器、省煤器和空气预热器，并逐渐将热量传递给水、蒸汽和空气。冷却后的烟气流入除尘器净化，净化除尘后的烟气由引风机抽出排入大气，将燃料的化学能转化为热能。锅炉产生的新蒸汽进入汽轮机后，逐步膨胀，蒸汽的部分热能转化为蒸汽流能；高速蒸汽流在汽轮机的叶片上施加力，驱动叶轮和整个转子旋转，然后蒸汽流的动能转化为汽轮机轴上的机械能。汽轮机驱动发电机，利用切割磁力线感应原理，将原动机的机械能转化为电能输出。2.2火力发电厂的发电原理从以上对火力发电厂生产