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电力生产过程及主要设备介绍一、发电厂概述电力工业是国民经济不断发展的基础，它的发展已成为衡量国家技术和经济力量的重要标志。电力工业是将某种能源的能量转化为电能的工业，它把一次能源（如：风能、水力、波浪能、潮汐能、太阳能、煤炭和石油等燃料的化学能、核能）转化为二次能源——电能。由于电能可远距离输送，又可以方便地转化为其他形式的能量，使用灵活，通用性强，易于控制和操作，所以它成为现代化生产不可缺少的动力源。生产电能的工厂叫做发电厂。根据所利用的自然能源的形式，发电厂可分为多种类型，目前国内外常见的主要是火力发电厂、水力发电厂和核能发电厂。在我国，火力发电超过整个发电总量的70%。对于火力发电厂来说，还可按容量、工质初参数高低、原动机种类、功用、所用燃料来进行分类。二、火力发电厂的基本要求１、必须安全可靠地连续发供电电能的特点是它无法大量储存，发电、供点电和用电都处于动态平衡之中，它们是同时进行的。若发电厂的发电中断，就破坏了这种平衡，从而影响工农业生产和人们的日常生活。２、力求经济运行在电力生产过程中，应该从生产过程的各个环节降低发电成本（如降低煤耗，我厂１３０ＭＷ机组供电煤耗目前为３５０g＼kw.h；减少各种损失，提高机组效率。），提高经济效益。3、搞好环境保护环境问题当前越来越引起世界各个国家的重视，火力发电厂相对而言对环境的影响较大。，主要包括烟囱排放烟气中的二氧化流、粉尘以及各种有害气体以及排放的灰渣和污水等的污染。现代火力发电厂正通过各种手段减少对环境的污染，如采用高效电除尘器，烟气脱硫设备的使用，综合利用灰渣等办法。随着科学技术的发展，提倡和鼓励使用清洁能源发电，如，天燃气（我厂#3、#4机就是燃气联合循环机组），风能、水利发电等。三、火力发电厂的基本生产过程当前火力发电厂使用的主要燃料是煤。这里简单介绍燃煤机组的基本生产过程。煤输煤皮带制粉系统锅炉加热给水产生过热蒸汽经筛选调配汽轮机发电机蒸汽作功使其旋转带动电能旋转产生从能量转换的角度来看，煤在锅炉内燃烧时，煤的化学能转化为热能加热水冷壁中的给水，水冷壁中的汽水混合物进入汽包后进行汽水分离，分离出的蒸汽经过低、高温过热器后产生高温高压的过热蒸汽产生动能，过热蒸汽通过管道进入汽轮机后冲击动叶，使汽轮机转子产生旋转从而带动发电机转子旋转产生电能，电能通过输电线路根据不同的用电等级变电压后分配至用户。四、锅炉主要系统和设备介绍（一）汽水系统设备锅炉汽水系统包括汽包、水冷壁、下降管、联箱、过热器、再热器和省煤器等部件和设备。汽水系统的作用是产生过热蒸汽。1、汽包汽包是自然循环锅炉中最重要的承压部件。它连接水冷壁和下降管，形成循环回路，同时接受省煤器来的给水，还向过热器输送饱和蒸汽。它是自然循环锅炉加热蒸发与过热这三个过程的连接点。汽包中装有汽水分离器、蒸汽清洗装置、加药管、排污装置等，可以净化蒸汽和降低炉水含盐量，从而获得良好的蒸汽品质；具有一定的的蓄热能力，在变工况时，可以减缓汽压变化速率，便于负荷变化时的运行调节。2、水冷壁水冷壁是锅炉的主要受热面之一，由密集排列的无缝钢管组成，下端与下联箱相连，上端与上联箱联结后再由上联箱与汽包连接。同时起着冷却和保护炉墙的作用，我厂用的是鳍片式水冷壁，垂直悬吊在炉墙内壁的四周，主要通过辐射换热吸收热量加热管内流经的给水。3、过热器和再热器过热器的作用是将汽包出来的饱和蒸汽加热到额定温度的过热蒸汽。根据布置和换热方式一般分为:•辐射换热:顶棚、后包覆、左右包覆过热器（我厂130MW机组,材料极限温度450℃）•半辐射换热:前屏、后屏过热器（我厂130MW机组,材料极限温度580℃）•对流换热:对流过热器（我厂130MW机组,材料极限温度580℃）。过热器的管壁温度在锅炉所有受热面中是最高的，特别是高温段过热器的管壁工作温度接近所用金属材料的极限温度，因此运行中要严格禁止超温。严格监督汽水品质，避免其损坏。再热器结构与过热器相似,也是由无缝钢管排列组成.它的作用是为了降低汽轮机末级叶片的蒸汽湿度,保证末级叶片的安全运行并提高整个机组效率。高压缸的排汽进入再热器将温度提高到初温水平后送入汽轮机的中压缸继续作功，再热器的压力较低而温度又为新蒸汽水平，为安全起见，再热器一般布置在锅炉烟温较低的区域（一般在尾部烟道，我厂130MW机组再热器进口温度规定不超过450℃）。省煤器是利用锅炉尾部烟气的热量加热给水以降低排烟温度的部件，以节约燃料、提高锅炉效率。锅炉受热面布置图（二）燃烧系统及设备锅炉的燃烧设备包括炉膛、喷燃器、空气预热器和烟道等部件和设备。作用是使燃料充分燃烧并实现与工质的热交换。1、炉膛炉膛是由四面炉墙和炉顶组成的燃烧室。它直接影响着火速度和燃烧的好坏，影响传热效果。一个结构合理的炉膛，应满足以下条件：1、有良好的炉内空气动力特性，避免火焰冲刷炉墙，2、炉膛空间应布置一定数量的受热面，将出口烟气温度降到允许的数值，3、有合适的热强度，4、对燃料的通用性大，以适应煤种的变化，5、气流充满程度好，能充分利用炉膛容积，保证煤粉燃烧过程有足够的时间和空间，燃烧完全。（我厂锅炉的炉膛由四周水冷壁包围构成，顶部为顶棚过热器，炉膛截面宽*深=8840*9600mm）2、燃烧器燃烧器的作用是保证燃料和燃烧用空气在进入炉膛时能充分混合，及时燃烧和稳定燃烧它的结构和布置对于燃料的合理燃烧具有重要的作用。（我厂130MW机组为直流燃烧器，四角布置，切圆燃烧，燃烧器从上至下风口的布置为：二三二一二一一二。）3、空气预热器空气预热器的作用是利用省煤器后，排出烟气的热量加热燃烧用的空气，以利燃料的着火和燃烧，并可降低派烟温度和提高锅炉效率。布置在尾部烟道中，它与低温再热器和省煤器组成了尾部受热面。大、中型锅炉主要采用管式和回转式两种形式。（我厂130MW机组采用回转式）回转式空气预热器是利用一个缓慢旋转（1.5rpm）的大直径转子来进行传热，转子上装满了波形蓄热板，在转子的一侧装有进出风道，另一侧装有进出口烟道，烟气自上而下流过转子的一半，把热量传给蓄热板，随着转子的旋转，被加热的蓄热板把热量传给自下而上流过的冷空气，同时另一半蓄热板被加热。回转式空气预热器结构紧凑，耗金属少，但必须解决好漏风问题。（目前随着密封装置的创新和改进，密封性能已有很大提高）回转式空气预热器原理示意图（三）电厂锅炉附属设备介绍。•附属设备包括通风设备、燃料供应设备、制粉设备、给水设备和除尘除灰设备。a、通风设备包括送风机、引风机、风道、烟道和烟囱等。b、制粉设备一般由煤斗、给煤（粉）机、磨煤机、煤粉分离装置、排粉机等。c、给水设备由给水泵、给水管道和阀门等组成。•主要附属设备名称和作用a、制粉系统：将煤磨成合格煤粉并送入锅炉燃烧。b、送风装置：由送风机将空气送入空预器加热后输入炉膛及制粉系统。c、引风装置：由引风机和烟囱将锅炉排出的烟气送往大气。d、给水系统：由给水泵将工质升压后送入锅炉。e、出渣系统：将炉渣冷却破碎后送至储存场。f、除尘装置：除去锅炉烟气中的飞灰，改善环境。g、自动控制装置：实现自动检测、程序控制、自动保护及自动调节。制粉系统我厂制粉系统采用的是钢球磨煤机中间仓储式制粉系统，热风送粉。其工作流程为：原煤和干燥用热风在球磨机进口的干燥管内混合进入磨煤机，在磨煤机内煤被干燥、粉碎、磨制成煤粉。磨制好的煤粉由干燥剂从磨煤机内带出，经木块分离器送至粗粉分离器，经粗粉分离器的分离，粗煤粉返回磨煤机重新碾磨，合格的煤粉则继续由干燥剂输送至细粉分离器进行进一步分离。在细粉分离器中，约有90%的煤粉被分离出来，经锁气器及木屑分离器落入粉仓或经输粉机送至其它制粉系统的粉仓。而由细粉分离器上部出来的磨煤乏气，包括低温空气、水蒸汽及约10%的极细煤粉，由排粉机提升压头后，经由燃烧器专用喷口（三次风喷口）送入炉膛燃烧。我厂制粉系统的特点为：1、钢球磨煤机具有较好的煤种适应性。2、制粉系统运行不受锅炉运行的影响，因而系统的可靠性较好，磨煤机可以一直维持在经济工况下运行。3、当锅炉负荷变动时，只需调节给粉机转速和台数即能适应需要，方便又灵敏。4、采用热风送粉能保证锅炉燃烧的稳定。5、部件多，系统复杂，初期投资、占地面积大，运行制粉单耗高，运行噪音大。钢球磨煤机我厂配用西安电力机械厂生产的DTM-320/580型钢球磨煤机，由传动装置、主轴承、转动部件、进出料装置四大部件组成。其工作原理是：当筒体转动时，钢球在离心力和摩擦力的作用下被转动的筒体提升到一定高度，在本身的重力作用下跌落，依靠钢球的撞击、挤压、研磨等物理过程，将原煤磨制成合格的煤粉。球磨机的作用为：1、将原煤磨制成合格的煤粉。2、煤的干燥。作为制粉系统的主要设备，球磨机的工作特性决定了制粉系统运行的经济性和可靠性，因而提高球磨机的出力是制粉系统运行的主要问题。影响球磨机运行的主要因素有以下几个：1、球磨机的临界转速和工作转速。球磨机的最佳工作转速是根据在筒体内钢球有最大的提升高度来确定的，此时钢球的能量和撞击作用最大，磨煤出力最大，磨煤电耗最小。我厂球磨机的工作转速为18.42rpm.2、护甲（即衬板）球磨机的衬板形状对球磨机的工作有一定的影响。运行中，衬板被磨损或变形后，球磨机的磨煤出力会逐渐降低。目前使用的无螺栓衬板情况比较良好，但也有衬板损坏和破碎的情况发生，连续使用周期在一个大修期内（四年）。3、钢球工况钢球工况指钢球磨煤机筒体内钢球的数量和尺寸，钢球工况对球磨机出力、单位磨煤电耗有很大影响。钢球工况包括三方面：钢球装载量、钢球尺寸及钢球的磨损。a、当通风量足够时，增加钢球装载量可提高磨煤出力，但单位磨煤电耗也随着钢球装载量的增加而增大，我厂磨煤机的装球量一般为55T。b、对于同一台磨煤机，在一定钢球直径范围内，当钢球直径变化时，球磨机出力与钢球直径的平方根成反比。c、钢球的磨损决定于钢球的材料、加工质量、尺寸有、磨煤机的规格、磨制煤种及运行工况等多种因素，钢球磨得很小后，将影响球磨机出力，故应定期清除球磨机的小、碎钢球。4、通风工况球磨机筒体内的通风工况直接影响煤沿筒体方向的分布和磨煤机的出力。在某一通风量下可以达到磨煤和通风总电耗的最小，该通风量称为最佳通风量。排粉风机钢球磨煤机中间仓储式制粉系统的排粉风机具有下列作用：1、克服制粉系统管道及各部件的阻力，以合适的气流速度输送煤粉。2、保持制粉系统内负压，防止煤粉外泄。3、将乏气送入炉膛。我厂排粉风机采用的是M5-36-No18D型离心式风机，其工作原理为：当叶轮在蜗壳中旋转时，气体由于受到离心力作用而被径向地甩向叶轮边缘，并产生一定压力。然后由蜗壳汇集后排出；叶轮中部由于气体甩走而形成负压，新气连续沿轴向吸入叶轮。粗粉分离器我厂采用离心式轴向防爆型粗粉分离器，型号HW-CB-Ⅰ-4300，其作用是把磨煤机出来的气粉混合物中较粗的煤粉粒分离出来，送回磨煤机继续磨细，使通过粗粉分离器的煤粉的细度均能满足锅炉燃烧的要求。其工作原理是：由磨煤机出来的气粉混合物以15～20m/s的速度自下而上从入口管进入分离器，由于扩容作用，最粗的煤粉在重力的作用下首先从气流中分离出来；带粉气流继续进入分离器上部，经过折向挡板产生旋转运动，借离心力使较粗的粉粒进一步分离落下。所有分离出来的粗煤粉经回粉管返回磨煤机重磨，而气粉混合物则由上部出口管引至细粉分离器。因而粗粉分离器是利用重力、惯性力和离心力的作用把较粗的煤粉分离出来的。细粉分离器我厂采用的离心防爆型细粉分离器，型号HW-XBY，其作用是将合格煤粉从气流混合物分离出来。细粉分离器的工作原理是：自粗粉分离器来的气粉混合物切向进入分离器圆柱体上部，一面旋转运动，一面向下流动。煤粉颗粒受离心力的作用被甩向四周，沿筒壁落下。当气流转折向上进入内套筒向上运动时，受惯性力的作用再次分出煤粉。分离出的煤粉进入粉仓，气流则由排粉风机作为三次风送入炉膛。因而细粉分离器是利用离心力和惯性力的作用来分离煤粉的。给煤机我厂采用的是JCG-800型稳重式皮带给煤机，它由托辊、皮带、滚筒、清扫装置、电子稳重装置组成。该型给煤机具有自动记录给煤量