火力发电厂概述

一火力发电厂概述1.火力发电厂的生产过程燃料进入炉膛后燃烧，产生的热量将锅炉里的水加热，锅炉内的水吸热而蒸发，经过热器进一步加热后变成过热蒸汽，再通过主蒸汽管道进入汽轮机。由于蒸汽不断膨胀，高速流动的蒸汽冲动汽轮机的叶片转动从而带动发电机发电。所以火力发电厂的生产过程主要就是一个能量转换过程，即燃料化学能---热能--机械能--电能。最终将电发送出去。高温高压蒸汽在汽轮机内膨胀做功后，压力和温度降低，由排汽口排入凝汽器并被冷却水冷却，凝结成水，凝结水集中在凝汽器下部由凝结水泵打至低压加热器和除氧器，经除氧后由给水泵将其升压，再经高压加热器加热后送入锅炉，如此循环发电。2火力发电厂的主要生产系统包括汽水系统、燃烧系统和电气系统，现分述如下：2.1汽水系统火力发电厂的汽水系统由锅炉、汽轮机、凝汽器和给水泵等组成，它包括汽水循环、化学水处理和冷却水系汽水系统流程如图1-1。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，高速流动的蒸汽冲动汽轮机的叶片转动从而带动发电机发电。为了进一步提高其热效率，一般都从汽轮机的某些中间级后抽出做过功的部分蒸汽，用以加热给水。在现代大型机组中都采用这种给水回热循环。此外在超高压机组中还采用再热循环，即把做过一段功的蒸汽从汽轮机的某一中间级全部抽出，送到锅炉的再热器中加热后再引入汽轮机的以后几级中继续膨胀做功。在膨胀过程中蒸汽压力和温度不断降低，最后排入凝汽器并被冷却水冷却，凝结成水。凝结水集中在凝汽器下部由凝结水泵打至低压加热器和除氧器，经加温和脱氧后由给水泵将其打入高压加热器加热，最后打入锅炉。汽水系统中的蒸汽和凝结水，由于经过许多管道、阀门和设备，难免产生泄漏等各种汽水损失，因此必须不断向系统补充经过化学处理的补给水，这些补给水一般都补入除氧器或凝汽器中。2.2燃烧系统燃烧系统由锅炉的输煤部分、燃烧部分和除灰部分组成。锅炉的燃烧系统如图1-2所示。锅炉的燃料——煤，由皮带机输送到煤仓间的原煤仓内，经过给煤机进入磨煤机磨成煤粉，然后和经过空气预热器预热过的空气一起喷入炉内燃烧。烟气经除尘器除尘后由引风机抽出，最后经烟囱排入大气。锅炉排出的炉渣经碎渣机破碎后连同除尘器下部的细灰一起由灰渣（浆）泵经灰管打至贮灰场。2.3电气系统发电厂发出的电，除电厂消耗外，一般均经变压器升高电压后通过高压配电装置和输电线路向外送出。电厂厂用电由厂用变压器降低电压后通过厂用配电装置和电缆供厂内各种辅机设备和照明用电。电气系统如图1-3所示。发电厂的整个生产过程除上述基本过程以外，还有供水系统、化学水处理系统、输煤系统和热工自动化等各种辅助系统和设施。火电厂整个生产过程和主要设备概况如图1-4。3发电设备发电机组指将其它形式的能源转化为电能的电力设备，它由原动机和发电机组成。原动机有汽轮机、水轮机、燃气轮机、柴油机等。由汽轮机带动发电机的称为汽轮发电机组；由水轮机带动发电机的称为水轮发电机组。3.1锅炉锅炉是指利用燃料燃烧释放的热能或其它热能加热给水或其它工质，生产规定参数和品质的蒸汽、热水或其它工质的机械设备。用于发电的锅炉称电站锅炉，简称锅炉。锅炉、汽轮机和发电机合称为火力发电厂的三大主机。3.1.1锅炉设备锅炉设备由锅炉的汽水部分、燃料部分、锅炉附件和锅炉辅机等组成。1、汽水部分（锅）：包括锅炉本体（水冷壁、汽包等）、过热器、再热器和省煤器、给水泵。2、燃烧部分（炉）：包括炉本体（炉膛和燃烧设备）、空气预热器。3、锅炉附件：包括水位计、安全门、吹灰器及防爆门等4、锅炉辅机：包括磨煤机、送风机、引风机、排粉机和除尘器等3.1.2锅炉参数1、锅炉的容量：也称蒸发量，是指其设计容量，即设计时规定的锅炉每小时最大连续生产的蒸汽量，又称额定容量，计量单位“吨/小时”。2、锅炉的蒸汽参数：表示锅炉参数是反映锅炉设备的生产能力、锅炉性能的指标。主要有：锅炉生产的蒸汽质量，是指过热器出口处过热蒸汽的压力（也称为汽压）和温度（也称为汽温）。对于中间再热锅炉，还要标出再热蒸汽的汽压和温度。3、锅炉效率：表明锅炉运行热经济性的指标，它是指锅炉生产蒸汽时有效利用的热量与同时间进入炉内燃烧的燃料在完全燃烧的情况下所放出的热量之比值。3.1.3锅炉型式锅炉的型式随燃烧设备、燃烧方式、水在水冷壁内的循环方式及蒸汽参数大小等不同进行分类，一般可按以下方式分类：1、按燃烧方式分为：链条炉、煤粉炉、旋风炉、沸腾炉2、按水循环方式分为：自然循环锅炉、控制循环锅炉、直流锅炉。3、按蒸发量分为：小型锅炉（蒸发量220吨/时以下）、中型锅炉（蒸发量220—410吨/时）、大型锅炉（蒸发量670吨/时及以上）4、按蒸汽压力分为：低压锅炉（蒸汽压力不足2MPa，汽温350℃）、中压锅炉（蒸汽压力2—6MPa，汽温400—450℃）、高压锅炉（蒸汽压力6—10MPa，汽温540℃）、超高压锅炉（蒸汽压力10—14MPa，汽温540℃）、亚临界压力锅炉（蒸汽压力14—22.2MPa，汽温540—550℃）、超临界压力锅炉（蒸汽压力大于22.2MPa，汽温550—650℃）。5、按使用燃料分为燃煤锅炉、燃油锅炉、燃天然气锅炉、余热锅炉。6、按排渣方式分为固态排渣炉和液态排渣炉。7、按炉膛烟气压力分为负压锅炉、微正压锅炉和正压锅炉。3.1.4锅炉型号锅炉型号由三部分组成。早期型号如HGS—410/100—1，现型号如HG1021/18.2—YM3第一部分前两个字母是制造厂名称的拼音字母的缩写。如“HG”代表哈尔滨锅炉厂，“SG”代表上海锅炉厂，“DG”代表东方锅炉厂；第三个字母是指锅炉燃烧方式（早期型号），如“S”代表煤粉炉，“Z”代表链条炉。第二部分写成分数形式，分子是锅炉容量（蒸发量），如“410”指锅炉蒸发量为410吨/时，分母是过热蒸汽压力，如早期型号的“100”指过热蒸汽压力为100公斤/平方厘米，现型号的“18.2”单位为兆帕（MPa）。第三部分是厂家产品设计序号，无统一标准规定。3.2汽轮机汽轮机是指将蒸汽所携带的热能转变为机械能驱动发电机的原动机。3.2.1汽轮机设备汽轮机设备包括汽轮机本体、调速系统、油系统及附属设备。1、汽轮机本体：由静体部分和转体部分组成。静体部分包括汽缸、隔板、喷嘴、汽封、轴承及支座等部件。转体部分包括转子、动叶片及联轴轮等部件。2、调速系统：作用是保持汽轮机在额定转速（一般为3000转/分）下稳定运行。并网运行时，调整机组负荷与外界负荷相适应。调速系统过去一般使用离心式调速系统，现在大型发电机组调速部分一般采用电调型式（即DEH控制系统）；危急保安器是汽轮机的重要保护装置。3、油系统：作用是供给汽轮机和发电机各处轴承的润滑油和调速系统用油，油系统包括主油泵、高压油泵、交流油泵、直流事故油泵、冷油器和油箱以及具备DEH控制系统机组的高压抗燃油系统等。4、附属设备：包括凝汽设备（凝汽器、抽气器、凝结水泵等）和回热系统设备。3.2.2汽轮机型式1、按工作原理分：冲动式汽轮机、反动式汽轮机、冲动及反动联合式汽轮机。2、按热力过程特性分：凝汽式汽轮机、供热式汽轮机、背压式汽轮机、抽汽及背压联合式汽轮机、凝汽抽汽式汽轮机等。3.2.3汽轮机（国产）型号1、早期型号通常用三组数字构成，如51—100—1。第一组前一个数字代表汽轮机蒸汽初参数，从2—8分别代表低压、中压、次高压、高压、超高压、亚临界和超临界。第一组后一个数字代表汽轮机的热力特性（型式），从1—5分别代表凝汽式、抽汽式（一次采暖抽汽）、抽汽式（一次工业抽汽）、抽汽式（二次工业抽汽）和背压式。第二组数字代表汽轮机以兆瓦为单位的功率数。第三组数字代表设计序号（一般不写）。2、近期型号由两部分内容组成，如N100—90，N125—13.5/550/550，N300—16.7/537/537。第一部分中的字母表示汽轮机三型式（取汉语拼音的第一个字母），N表示凝汽式，C表示一次抽汽供热式，CC表示二次抽汽供热式，B表示背压式，CB表示抽汽背压式，NC表示凝汽抽汽式。第一部分的数字表示汽轮机的功率（兆瓦）。第二部分中的数字表示新蒸汽的参数（MPa）：如果是凝汽式汽轮机则为新汽压力（兆帕）、如果是凝汽式中间再热汽轮机斜线的数字为新汽温和再热温度、如果是抽汽供热式和背压式汽轮机则斜线的数字分别表示新汽压力和抽汽供热压力。3.3发电机发电机是将其它形式的能（如汽轮机、水轮机的机械能）转变为电能的设备。3.3.1发电机的类型1、按电流类别分为交流发电机和直流发电机，按相数分为单相发电机和三相发电机。2、按冷却方式分为空气冷却、氢冷却和水冷却发电机。3.3.2汽轮发电机的型号汽轮发电机都是三相交流发电机，它的转速大多数为3000转/分，其型号分为三或四部分，如QFSN—300—2—20。第一部分的第一、二个拼音字母表示发电机类型，“QF”表示汽轮发电机，“TQ”表示同步汽轮发电机。第三、四个字母表示发电机的冷却方式，C表示空气冷却，Q表示氢气冷却，N表示氢气内冷，S表示定子水内冷，SS表示定子、转子水内冷。无第三、四个字母或第三、四个字母为T的，也是空气冷却，但磁极不同。第二部分的数字表示额定容量（兆瓦）。第三部分的数字表示发电机磁极。第四部分的数字表示发电机额定电压（KV）。3.3.3发电机设备主要参数1、额定容量：发电机长期正常工作或允许的最大容量，即发电机的生产能力，用单位“千瓦(KW)”或“兆瓦（MW）”表示。若以“千伏安（KVA）”表示，应乘上该机组的额定功率因数换算为“千瓦(KW)”。2、额定电压：发电机长期正常运行允许承受的最高电压，即发电机静子线圈产生的额定电压，用单位“千伏（KV）”表示。3、额定电流：发电机定子允许长期连续通过的最大电流，用单位“安培（A）”表示。4、频率：交流发电机交流电每秒钟变化的次数，单位用“赫兹（Hz）”表示。我国频率标准为50赫兹。5、功率因数：又称COSФ值，表示发电机有功功率输出的比率，一般为0.8—0.85。6、定子接线方式：定子线圈弧接线方式，有星型接线和三角形接线两种。7、转数：发电机转子每分钟的回转次数，用单位“转/分”表示。8、发电机与原动机联结方式：有直接联结（用联轴节联结）、皮带联接和变速联接。3.4燃气轮机利用气体或液体作燃料，在增压空气缸内燃料所产生的高温气体直接冲动涡轮机转动而产生机械能的一种原动机。1、燃气轮机发电装置用燃气轮机为原动机驱动发动机发电的一种装置。2、燃气轮机发电装置的形式分固定式和移动式两类，固定式用于承担电网尖峰负荷或作备用电源，移动式主要用于列车。3、燃气—蒸汽联合循环发电装置利用燃气和排汽的热量以燃气轮机和汽轮机为原动力驱动发动机的装置。4、燃气—蒸汽联合循环的形式按燃料品种分为燃油、燃天然气、燃煤和核能的联合循环。按对水蒸气的供热方式分为余热锅炉型、常规锅炉型、正压锅炉型和余热锅炉蒸汽喷射型四种形式的联合循环。3.5内燃机利用液体或气体作燃料，直接在气缸内燃烧而产生机械能的一种原动机，如汽油机、柴油机和煤气内燃机等。1、内燃机发电装置用内燃机作为原动机驱动发电的一种装置，用于电网及企业较多是柴油机。2、内燃机发电装置的型式分为固定式和移动式两类，固定式用于地方发电厂和工矿企业自备电厂或备用电源。移动式用于汽车或列车。4电能产品统计指标解释及计算公式4.1发电量发电量是指电厂（发电机组）在报告期内生产的电能量，简称“电量”。它是发电机组经过对一次能源的加工转换而生产出的有功电能数量，即发电机实际发出的有功功率（千瓦）与发电机实际运行时间的乘积。电量的基本单位为“千瓦小时”，简称“千瓦时”。发电量是根据发电机端的电能表来计量的。计算公式如下：某发电机组日发电量=（该机组发电机端电能表当日24点读数—该电能表上日24点读数）×该电能表倍率全厂报告期发电量=∑（发电机组报告期末24点电能表读数—该电能表上期末24点读数）×该电能表倍率4.2电厂上网电量电厂上网电量是指该电厂在报告期内生产和购入的电能产品中用于输送（或销售）给电网的电量。即厂、