发电厂热力生产过程

发电厂热力生产过程撰写：朱懿灏2007.7.15•我厂为4×300MW燃煤机组。锅炉，SG1025/18.3/M831。亚临界、中间一次再热、控制循环炉，∏形布置；正压直吹式制粉系统。汽机，N300-16.7/537/537。高中压缸合缸，双缸双排汽，单轴凝汽式。•基本过程：煤经过制粉系统磨制成粉后，在炉膛内燃烧，将化学能转化为热能。水冷壁的水吸收烟气热量，变成水蒸汽，再经过过热器加热为过热蒸汽，热能进一步增加。蒸汽进入汽轮机后，蒸汽在静叶喷嘴中膨胀，压力、温度下降，流速增加，热能转换为动能。高速汽流冲击动叶片，带动叶片旋转。在这过程中，动能转换为机械能。最后，带动发电机旋转，机械能转化为电能。工作原理的基础是郎肯循环。郎肯循环•朗肯循环是最简单的蒸汽动力循环，由给水泵、锅炉、汽轮机和凝汽器四个主要装置组成。图为该装置示意图。•水在水泵中被压缩升压；然后进入锅炉被加热汽化，直至成为过热蒸汽后，进入汽轮机膨胀作功，作功后的低压蒸汽进入冷凝器被冷却凝结成水。再回到水泵中，完成一个循环。为了突出主要矛盾，分析主要参数对循环的影响，首先对实际的循环进行简化和理想化3-4过程：在水泵中水被压缩升压，过程中流经水泵的流量较大，给水泵向周围的散热量折合到单位质量工质可以忽略，因而简化为可逆绝热压缩过程。4-1过程：水在锅炉中被加热的过程本来是在外部火焰与工质之间有较大温差的条件下进行的，而且不可避免地工质会有压力损失，是一个不可逆加热过程。我们把它理想化为定压可逆吸热过程。1-2过程：蒸汽在汽轮机中膨胀过程也因其流量大、散热量相对较小，不考虑摩擦等不可逆因素时，简化为可逆绝热膨胀过程，即定嫡膨胀过程。2-3过程：蒸汽在冷凝器中被冷却成饱和水。将不可逆温差传热因素放于系统外来考虑，简化为可逆定压冷却过程。因过程在饱和区内进行，此过程也是定温过程。（3点是饱和水状态）循环的p-v图，T-s图pv4123Ts1234不饱和水过热汽X=1X=156cTs1234不饱和水过热汽X=12*近似可以认为4-1-6-5为吸热Q1，2-3-5-6为凝汽器放热Q2，W为工质做功。W=Q1-Q2循环效率η=W/Q1为提高循环效率，可以采取1.提高蒸汽压力。2.提高蒸汽温度，3.降低排汽温度（压力）。实际工作中,由于存在摩擦等不可逆过程,工况2实际偏移至2*。蒸汽再热循环•提高主汽温度、压力受到金属材料限制，排汽温度下降也受限。所以常采用中间再热的方法。•就是将高压缸做完功后蒸汽引入锅炉重新加热，然后在进入中压缸继续膨胀做功。由图可以发现，经过一次再热后，工质吸热增加，循环效率上升。Ts1234X=11*5回热循环•在朗肯循环中，放给冷源（循环水）的热量是膨胀终了的乏汽在凝汽器中完成的。为提高效率，现在蒸汽动力循环中常采用回热循环方式。•回热循环就是将汽轮机中做过功。但未完全膨胀，压力、温度不太低的少量蒸汽从汽轮机抽出，去加热低温的水。这部分蒸汽的潜热没有进入凝汽器放给冷源，而是用于加热工质。这提高了循环效率.•我厂就采用了这一方法。#1、#2高加使用高压缸抽汽加热给水。#3高加使用中压缸抽汽加热给水。#5、#6、#7#、#8低加使用低压缸抽汽加热凝水。这7个加热器都是表面式加热器，汽水有各自通道，不混合。除氧器实质上也是加热器，是混合式加热器。它使用中压缸抽汽，且#1至#3高加疏水逐级流动，最终也流入除氧器。在除氧器中，加热流入凝结水，进行物理除氧。我厂的基本生产过程•（一）汽水系统：•我厂的汽水系统是由锅炉、汽轮机、凝汽器、高低压加热器、凝结水泵和给水泵等组成，其他包括汽水循环、化学水处理和冷却系统等。•水在锅炉中被加热成蒸汽，经过热器进一步加热后变成过热的蒸汽，再通过主蒸汽管道进入汽轮机。由于蒸汽不断膨胀，高速流动的蒸汽推动汽轮机的叶片转动从而带动发电机。汽轮机的高压缸排汽送到锅炉的再热汽中加热后再引入汽轮机的中压缸继续膨胀作功。从中压缸送出的蒸汽，再送入低压缸继续作功。在蒸汽不断作功的过程中，蒸汽压力和温度不断降低，最后排入凝汽器并被循环水冷却，凝结成水。此时工质体积大大缩小，形成真空。在凝汽器中残留的不凝结气体由真空泵抽走，确保凝汽器真空。•此外，从汽轮机的某些中间级后抽出作过功的部分蒸汽至加热器，用以加热凝水、给水。凝结水集中在凝汽器下部由凝结水泵打至低压加热器加热，再经过除氧器加热除氧。给水泵将预加热除氧后的水送至高压加热器，经过加热后的热水打入锅炉。•凝泵为2×100%，互为备用。给水泵有3台，2台50%容量汽泵，用汽轮机抽汽作为动力；一台50%容量电泵，平时作为备用泵。在一台汽泵故障跳闸和检修时使用，这样不会影响机组出力。•给水进入锅炉，先经省煤器进一步加热。随后流入汽包下降管，由低扬程的炉水泵提高压力后进入下水包。热水再由下而上流经水冷壁吸热，加热为饱和水汽混合物后流入汽包进行汽水分离。分离后的水再进入下降管再次循环加热。蒸汽由汽包顶部引出，进入一系列过热器后加热至537度。最后进入汽轮机做功。•在汽水系统中，难免产生跑、冒、滴、漏等现象，还有正常排污。这些都会造成水的损失，因此我们必须不断的向系统中补充经过化学处理过的软化水，这些补水都补入凝汽器中。汽水流程示意图炉膛省煤器过热器再热器凝汽器凝泵高加低加给水泵除氧器高中压缸低压缸发电机(二)燃烧过程在这里着重介绍在炉膛里燃烧传热的过程。燃料的燃烧有三要素：燃料，氧气，着火温度。锅炉的燃料由制粉系统提供，氧气则靠风烟系统送风机提供。预热器电除尘磨煤机给煤机煤斗锅炉密封风机送风机一次风机脱硫吸风机烟囱增压风机1.制粉系统：•我厂用煤直接由船运到我厂自有卸煤码头，由卸船机卸下，再用输煤皮带送至煤场，或直接送至锅炉原煤斗。这些过程由燃料运行控制。•我厂采用直吹式制粉系统，制成的煤粉直接进入炉膛燃烧。系统由给煤机、中速磨煤机、密封风机和离心式一次风机组成。给煤机将煤斗里的煤送入磨煤机。给煤机转速是可控的，调节它的转速就能调节送入炉膛的燃料量，也就是在调节机组的出力。在磨煤机里，煤块被磨成粉。•一次风机送出的一次风，一部分经过空气预热器加热成为热一次风，另一部分称为冷一次风。运行人员调节进入磨煤机的冷热一次风风量，提供合适的风量和风温来加热和输送煤粉。将煤磨成粉并且预先加热，可以使燃料容易着火而且迅速燃尽。但是加热温度太•高容易造成燃料还未进入炉膛就过早燃烧，损坏设备。一次风进入磨煤机，通过一步步的筛选后，携带粗细合适的煤粉进入炉膛燃烧。风量太大，煤粉颗粒就大，会造成煤粉燃烧不充分，风量小了，颗粒过细，机组厂用电上升，也不经济。•密封风机的作用是将一小部分一次风进一步升压，然后对磨煤机等设备进行密封，防止煤粉外漏。•每台机组设5台给煤机，每一台对应一台磨煤机。四台磨煤机就能带满负荷。两台一次风机，每台能带50%负荷，平时一起运行，无备用。两台密封风机，平时一台运行，一台备用。2.风烟系统•风烟系统包括2台空预器，2台送风机，2台吸风机。正常情况下，全部运行。送、吸风机都是轴流式风机，动叶调节流量。•回转式空预器的作用是将烟气中热量传递给二次风和一次风，减少锅炉排烟损失。•送风机送出的风称为二次风，先送入空预器加热，然后进入炉膛，与燃料混合后燃烧。•吸风机维持炉膛负压，保证烟气流通正常。烟气在进入吸风机前，先进行电除尘，减少环境污染和风机磨损。3.炉膛燃烧•我厂不投油助燃负荷是120MW，低于这个负荷就要使用油枪助燃。•燃烧器中油枪设3层（AB、BC、DE），每角1根，共12根。油枪设在辅助风喷嘴中。•煤粉喷嘴有5层（A、B、C、D、E），各对应一台磨煤机。在喷嘴四周有一圈燃料风（来自二次风）。•二次风口（辅助风）设在煤粉喷嘴两边，AA、AB、BC、CD、DE和EF，最上面还有一层燃尽风OFA。OFAEFEDEDCDCBCBABAAA•这是炉膛俯视图，基本是一个正方形，周围一圈就是水冷壁。红色为一次风，蓝色为二次风，形成两个同心反向切圆。一次风逆时针旋转，二次风顺时针旋转。一次风在内，火焰集中，炉膛中心温度高，有利于煤粉着火。两个切圆反向旋转有利于煤粉和空气的混合。二次风在外，可以阻止火焰直接冲刷水冷壁。谢谢大家，再见！