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火电厂工艺流程2016年4月火电厂简介•火电厂的种类虽然很多，但其生产过程不外是利用燃料燃烧所发出的热量把水加热，使水受热后变为蒸汽并继续加热成过热蒸汽，过热蒸汽推动汽轮机转子旋转将热能转换为机械能，汽轮机带动发电机转子形成旋转磁场，发出电能从而完成一次能源向二次能源的转换。电能是最优良的二次能源，可以进行光、热和动力任意转换。•其能量转换过程即：燃料的化学能（一次能源）热能机械能电能（二次能源）。3火电厂能量转换锅炉发电机蒸汽化学能(燃料)热能机械能电能火电厂工艺流程示意图火电厂简介火电厂的分类–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300-600MW)•超临界压力发电厂(蒸汽压力22.129MPa（临界压力）,温度550度,单机功率350MW)•超超临界压力发电厂(蒸汽压力25MPa、600℃／600℃,单机功率600MW)6超（超）临界参数机组(锅炉出口参数)机组类型蒸汽压力MPa蒸汽温度℃电厂效率%供电煤耗g/kWh亚临界机组17.0540/54038324超临界机组25.5567/56741300高温超临界25.5600/60044278超超临界机组28.0600/62348256高温超超临界35.0700/700/70052215我国超临界机组的参数形成的标准系列。7一、火电厂基本概念火电厂三大主机和三大系统(2)火电厂核心设备三大主机①锅炉：将燃料的化学能转变为蒸汽的热能.②汽轮机：将锅炉生产蒸汽热能转化为转子旋转机械能.现代火力发电厂中应用最广泛的原动机！③发电机：将旋转机械能转化为电能.①②③火电厂的三大系统之一–燃烧系统•包括输煤、制粉、锅炉与燃烧、风烟系统、灰渣系统等环节。送风机磨煤机热空气空气预热器煤斗煤输煤皮带煤粉锅炉炉渣冲灰水除尘器引风机灰库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一次风机脱硫设备火电厂的三大系统之二–热力系统•由锅炉,汽轮机,凝汽器,给水泵、除氧器,高、低压加热器等构成•主要包括:–蒸汽系统–给水系统–冷却水系统–补水系统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(除盐)蒸汽动力循环----朗肯循环郎肯循环锅炉：水在锅炉中定压吸热、汽化为饱和蒸汽。并在过热器中继续吸热成为过热蒸汽。汽轮机：绝热膨胀、作功、乏汽排出。凝汽器：定压放热，乏汽放出汽化潜热并凝结为水。给水泵：绝热压缩，将凝结水提高压力并泵入锅炉，完成一个循环。过热器饱和蒸汽过热蒸汽给水过热蒸汽膨胀做功排汽凝结换热凝结水火电厂的三大系统之三–电气系统•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G主要设备简介锅炉二、锅炉1、作用：通过燃料的燃烧使化学能转变为热能，并将热能加热锅炉给水，使其成为具有一定压力和温度的过热蒸汽。2、锅炉本体：•炉膛•烟、风道•汽水系统（包括受炉膛热面、联箱、过热器管及再热器管）•炉墙和构架等锅炉系统示意图塔式炉流化床锅炉Π型锅炉锅炉本体炉膛燃烧示意图四角切燃烧圆示意图四角切圆燃烧汽水系统流程示意图①省煤器①去高压缸去中压缸来自高加来自高压缸⑦⑤④⑨⑧⑥③②炉膛③低过④屏过⑤末过⑥低再⑦高再⑧分离器⑨贮水罐过热器一级减温再热器事故减温过热器二级减温②给水温度301.5℃，压力31.57MPa主汽温度605℃，压力28.5MPa再热蒸汽温度613℃，压力6.02MPa启动分离器→顶棚过热器→包墙过热器→低温过热器→一级减温→屏式过热器→二级减温→高温过热器过热器低温再热器→再热器事故喷水减温→高温再热器再热器烟气流程•从燃烧器喷出的火焰上升到炉膛上部作为烟气上升至分隔屏过热器、后屏过热器、末级过热器、末级再热器和尾部转向室，再进入用分隔墙分成的前、后两个尾部烟道竖井，在前竖井中烟气流经低温再热器和前级省煤器，另一部分烟气则流经低温过热器和后级省煤器，在前、后两个分竖井出口布置了烟气分配挡板以调节流经前、后分竖井的烟气量，从而达到调节再热器汽温的目的。烟气流经分配挡板后通过连接烟道和回转式空气预热器排往电气除尘器和引风机。烟气流程图一、二次风系统•锅炉烟风系统：•一次风系统：为了煤粉制备并将其输送到炉膛，风压较高；•二次风系统：为了维持锅炉燃烧所需要的氧气，风压较低；•锅炉烟气系统：将锅炉燃烧产生的烟气经净化处理，通过烟囱排放。烟风系统流程省煤器电除尘A空预器B空预器密封风机送风机一次风机送风机一次风机引风机一、二次风系统轴流风机示意图静叶调节轴流式风机动叶可调轴流风机示意图动叶调节轴流式风机动叶调节机构火电工艺介绍-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。主要设备简介•汽轮机是将蒸汽的热力势能转换成机械能，借以拖动其他机械旋转的原动机。为保证汽轮机安全经济地进行能量转换，需配置若干附属设备。汽轮机及其附属设备由管道和阀门连成的整体称汽轮机设备。•汽轮机运行时，工作蒸汽先在其喷管内进行膨胀，压力降低而速度增大，形成一股高速流，此高速气流喷射到汽轮机动叶片上，动叶片安装在许多分离的圆盘上，而圆盘固定在汽轮机轴上，从而推动转子转动，使蒸汽所携带的热能转变为机械能。汽轮机37汽轮机的做功过程1、汽轮机的基本作功单元－“级”能量转换的主要部件是一组喷管和一圈动叶，由它们组合而成的工作单元，称为汽轮机的一个“级”。动叶片喷嘴叶轮轴382、级内能量转换过程：蒸汽热能→蒸汽动能→旋转机械能。具有一定压力、温度的蒸汽通过汽轮机的级时，首先在静叶栅通道中得到膨胀加速，将蒸汽的热能转化为高速汽流的动能，然后进入动叶通道，在其中改变方向或者既改变方向同时又膨胀加速，推动叶轮旋转，将高速汽流的动能转变为旋转机械能。汽轮机的做功过程3939汽轮机由各级串联而成，其总输出功率为各级输出功率之和。热能机械能多次逐级转化3、级内能量转换过程：蒸汽热能→蒸汽动能→旋转机械能。40转动部分(转子)——动叶珊、叶轮（或转鼓）、主轴、联轴器固定部分(定子)——汽缸、蒸汽室、喷嘴室、静叶栅、隔板、隔板套、汽封、轴承、机座、滑销。汽轮机本体中压部分高压部分低压部分发电机低压缸排汽装置阀门汽轮机本体基本组成主要设备简介汽轮机扣缸超超临界高压内缸无螺栓结构•红套环内缸：密封性好，温度场分布合理、温差小、热应力低、快速启停。•外缸水平中分面螺栓：整体运输、现场检修、无需返厂高压外缸剖面示意图转子内缸联轴器外缸44汽轮机高压转子示意图45汽轮机低压缸示意图外缸内缸转子联轴器46汽轮机中压转子示意图47汽轮机低压转子意图（前两级有围带，后三级有拉筋）4848汽轮机低压转子（含动叶栅）1绪论49汽轮机转子吊起来的低压转子50汽轮机动叶栅动叶通道动叶51汽轮机动叶叶顶叶型叶根动叶通道动叶52汽轮机动叶片（带拉筋和围带）动叶通道动叶拉筋围带53汽轮机末级叶片（外面为进汽侧）动叶通道动叶主要设备简介汽轮机隔板主要设备简介隔板和下气缸主要设备简介喷嘴及喷嘴室57汽轮机隔板汽轮机汽缸外缸内缸汽轮机隔板58汽轮机喷嘴叶栅59支持轴承推力轴承支持轴承作用承担转子的重量及转子不平衡质量产生的离心力，并确定转子的径向位置，保证转子中心与汽缸中心一致，以保持转子与静止部分间正确的径向间隙；常用的有圆筒形轴承、椭圆形轴承、三油楔轴承和可倾瓦轴承等。推力轴承作用承担转子的轴向不平衡质量产生的推力，并确定转子的轴向位置，以保持转子与静止部分间正确的轴向间隙。汽轮机系统主要设备简介•汽轮机主要设备，一般包括汽轮机本体、附属设备及调速系统。1、汽轮机本体汽缸隔板轴承转子2、汽轮机辅助设备凝汽器凝结水泵和抽汽器除氧器加热器凝结水精处理装置3、调速系统由于外界负荷的变化频繁，汽轮机必须有一套自动调节装置，以便根据外界负荷变化来控制调速汽门的开度，及时改变汽轮机的进汽量，使其功率随时与外界负荷相适应，保证转速在很小范围内变化，这套自动调节装置称调速系统。五彩湾北二电厂高效超超临界660MW空冷汽轮机参数：27MPa/600℃/610℃结构：三缸两排汽、高中压分缸回热：8级+ZF中低压分缸压力：0.5MPa配汽：节流配汽通流：14、10、2×4低型损叶型、通流优化末叶：1030mm表面式加热器的结构（卧式三段式加热器说明）加热器剖视图蒸汽过热段：设置蒸汽过热段的主要目的：因抽汽具有很高过热度（一般高出相应压力下饱和温度100—150℃），如果不来采取措施将使传热端差增加，冷源损失增大，降低了回热循环的经济性；因给水出口段温度较高为降低端差，蒸汽过热段都设在加热器水侧的出口处。汽动给水泵圆筒型多级离心泵示意图冷却水系统示意图哈蒙式间冷机组原则性系统图sh型离心式循环水泵示意图轴流式结构图间冷塔间冷塔内部主要设备简介•汽轮发电机的作用是将汽轮机转动的机械能，转变成电能，通过母线输送到电网。•发电机工作的机理是通过励磁机对发电机转子产生磁场，通过转子的旋转，对静子线圈产生切割磁力线作用，从而在静子线圈上产生电流。•发电机主要由转子、轴承、励磁机、密封油系统和发电机静子冷却水系统组成。发电机主要设备简介发电机主要设备简介发电机主要设备简介发电机主要设备简介发电机主要设备简介发电机主要设备简介发电机主要设备简介发电机主要设备简介发电机主要设备简介发电机主要设备简介发电机主要设备简介发电机励磁装置辅助设备简介•火电厂电气设备主要有主变压器、特高压配电装置（750KV/500KV）、厂用电装置（10KV/6KV）、低压配电装置、高低压电动机等。电气设备电气出线及升压站电气出线及升压站•输出流程示意•发电机主变升压升压站输电线路•6.3~22kV35、110、敞开式•130（国外）GIS•220、330、HGIS•500、750、•1000kV,电气出线及升压站辅助设备简介电气设备三相一体主变压器辅助设备简介电气设备启动/备用变压器辅助设备简介电气设备高压输电装置辅助设备简介电气设备高压配电装置辅助设备简介电气设备高压隔离开关电气开关室电气设备10KV电机电气设备10KV电机热工过程自动化（一）生产过程自动化：自动检测、自动调节、自动保护和自动操作1、自动检测（数据采集）：对反映生产过程运行状态的物理量、化学量以及表征设备工作状态的参数自动地检查、测量和监视。2、自动调节：为了保证设备安全经济运行，必须要求某些表征设备正常工作的物理量始终维持在某一规定数值或预定范围内、按预定的规律来变化，但生产过程中经常受到各种外界或内部因素的干扰，使被调量发生偏离规定值的倾向时，就需要进行相应的调节，使之保持或恢复到规定的范围内，保证生产过程的稳定。自动调节就是依靠自动调节设备来实现这种调节作用的，所以自动调节设备必须具备检测、定值、运算、执行等功能。3、自动保护：设备发生异常，导致工艺参数超过允许范围，甚至发生事故时，为确保生产的安全，保证产品的质量，需要对某些关键性参数设置信号、联锁装置，事故发生前，信号系统能发出声、光信号，提醒操作人员采取措施。如果工况已接近危险状态时，联锁系统采取紧急措施，以防止事故发生或进一步扩大，或保证设备不受损坏，是一种安全装置。4、自动操作（包括远方控制、程序控制或顺序控制