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1、火力发电厂概述 火力发电厂是利用化石燃料燃烧释放的 热能进行发电的动力设施,包括燃料燃烧释 放和热能电能转换以及电能输出的所有设 备、装置、仪表器件,以及为此目的设置在 特定场所的建筑物、构筑物和所有有关生产 和生活的附属设施。 电厂原理 电厂分类 按蒸汽压力和温度分 低温低压电厂(1.4MPa,350度), 中温中压发电厂(3.92MPa,450度), 高温高压发电厂(9.9MPa,540度), 超高压发电厂(13.83MPa,540度), 亚临界压力发电厂(16.77MPa,540度), 超临界压力发电厂(22.11MPa,550度); 超超临界压力发电厂(31MPa,600度) 电厂分类
2、 按发电厂装机容量分 小容量发电厂(100MW以下); 中容量发电厂(100250MW); 大中容量发电厂(2501000MW); 大容量发电厂(1000MW以上) 燃煤电厂 燃料在炉膛内燃烧发出热量,被锅炉本体内 的水吸收后产生蒸汽,送到汽轮机,带动发电机 发出电能。已作过功的蒸汽进入汽轮机末端的凝 汽器被冷却水还原为水再送回到锅炉。凝汽式电 厂中的工质在发电过程中经历了水-汽-水的反复循 环,从而实现将燃料的化学能-热能-机械能-电能 的过程。 在凝汽器中,大量的热量被冷却水带走,所以 效率较低,只有30%40%。 热电厂(热电联产) 与火里发电厂不同的是热电厂中将 部分作了功的蒸汽从汽轮
3、机中段抽出供 给电厂附近的热用户,减少了凝汽器中 的热量损失,使电厂的效率提高到 60%70%。 热电联产比热电分产可节约能源 30%左右。 联合循环电厂 高作功能力的燃气(1000以上) 在燃气轮机中做功,其排气在余热锅炉 中产生中能做功能力的蒸汽(500以 上),驱动汽轮机继续做功,其低做功 能力的抽汽或排汽用于工业或生活用汽 用热,形成联合循环热电联产。其总的 能源利用率可达80%90%。 火力发电厂工艺流程图 企业自备电站 一、余热电站:水泥厂、玻璃厂、钢铁厂 二、废弃物利用电站:钢铁厂、煤矿、造纸 厂 三、余压电站:纺织厂、造纸厂 光热电站 发电厂三大系统 一、汽水系统 二、燃烧系统
4、 三、发电系统 汽水系统 发电厂的汽水系统是由锅炉、汽轮机、凝汽器、除氧 器、凝结水泵和给水泵等组成,包括汽水循环、化学水处 理和冷却水系统等。 水在锅炉中被加热成蒸汽,经过加热器进一步加热后 变成过热蒸汽,再通过主蒸汽管进入汽轮机。由于蒸汽不 断的膨胀,高速流动的蒸汽推动汽轮机的叶片转动从而带 动发电机。在蒸汽不断做功的过程中,蒸汽压力和温度不 断降低,后排入凝汽器并被冷却水冷却,凝结成水。凝结 水集成中在凝汽器下部由凝结水泵打至加热器再经过除氧 器除氧,给水泵将预加热除氧后的水打入锅炉,再进过省 煤器、蒸发器、过热器把水加热成过热蒸汽,送至汽轮机 做功,这样周而复始不断的做功。 汽水系统主
5、机-汽轮机 汽轮机是以蒸汽为工质的将热能转变为机械能的 旋转式原动机。具有单机功率大、效率高、运转平稳 和使用寿命长等优点。具有单机功率大、效率高、运 转平稳和使用寿命长等有点。无论在常规的火电厂还 是核电厂中,都广泛采用以汽轮机为原动机的汽轮发 电机组。 我国汽轮机的发展立式较短,先后建立了哈 尔滨汽轮机厂、东方汽轮机厂、上海汽轮机厂等三大 动力厂;其他还有北京重型电机厂、青岛汽轮机厂、 武汉汽轮发电厂、杭州汽轮机厂、南京汽轮发电机厂 等。 汽轮机分类 按热力特性分 凝气式汽轮机:蒸汽在汽轮机中膨胀做功,做完功后的蒸汽在真空状态下进入 凝汽器结成水。 背压式汽轮机:汽轮机的排气压力大于大气压
6、力,排气直接供热用户使用,没 有凝汽器。 调节抽气式汽轮机:从汽轮机中间某级后抽出一定压力的蒸汽对外供热,其余 气流排入凝汽器,由于热用户对供热蒸汽压力有一定要求,需要对抽汽供热压 力进行自动调节,故称为调节抽气。,根据供热要求,有一次调节抽气和两次 调节抽气。 抽气背压式汽轮机:具有调节抽气的背压式汽轮机,调节抽汽和排气供热用 户。 中间再热式汽轮机:进入汽轮机的蒸汽膨胀到某一压力后,被全部抽出送往锅 炉的再热器进行再热,再返回汽轮机继续膨胀做功。 多压式汽轮机:汽轮机的进气不止一个参数,在汽轮机的某中间级前引入其他 来源的蒸汽,与原来的蒸汽混合共同膨胀做功。 汽轮机 汽轮机原理 汽轮机是利
7、用蒸汽做功的一种旋转式动力机械 ,它可将蒸汽的热能转换为汽轮机轴的回转机械能 在汽轮机中,蒸汽在喷嘴中发生膨胀,因而汽压,汽温 降低,速度增加,蒸汽的热能转变为动能。然后蒸汽 流从喷嘴流出,以高速度喷射到叶片上,高速汽流流 经动叶片组时,由于汽流方向改变,产生了对叶片的 冲动力,推动叶轮2旋转作功,叶轮带动汽轮机轴转动 ,从而完成了蒸汽的热能到轴旋转的机械能的转变。 汽轮机工作原理图 燃烧系统 燃烧系统是由输煤、磨煤、粗细分离、排粉、给 粉、锅炉、除尘、脱硫等组成。燃煤是由皮带输送机 从煤场,通过电磁分离器、碎煤机,然后送到煤仓间 的煤斗内,再经过给煤机进入磨煤机进行磨粉,磨好 的煤粉通过空气
8、预热器来的热风,将煤粉打至粗细分 离器,粗细分离器将合格的煤粉(不合格的煤粉送回 到磨煤机),进过排粉机送至粉仓,给粉机将煤粉打 入喷燃器送到锅炉进行燃烧。而烟气进过电除尘脱出 粉尘再将烟气送至脱硫装置通过石浆喷淋脱硫的气体 经过吹风机送到烟筒排入天空。 燃烧系统主机-锅炉 锅炉是一种能量转换设备,向锅炉输入的能量 有燃料中的化学能、电能、高温烟气的热能等形式, 而经过锅炉转换,向外输出具有一定热能的蒸汽、高 温水或有机热载体。多用于火电站、船舶、机车和工 矿企业。 锅炉工作原理 锅炉的主要工作原理是一种利用燃料燃烧后释 放的热能或工业生产中的余热传递给容器内的水,使 水达到所需要的温度或一定
9、压力蒸汽的热力设备。锅 炉在“锅”与“炉”两部分同时进行,水进入锅炉以 后,在汽水系统中锅炉受热面将吸收的热量传递给水 ,使水加热成一定温度和压力的热水或生成蒸汽,被 引出应用。在燃烧设备部分,燃料燃烧不断放出热量 ,燃烧产生的高温烟气通过热的传播,将热量传递给 锅炉受热面,而本身温度逐渐降低,最后由烟囱排 出。 发电系统 发电系统是由副励磁机、励磁盘、主励磁机(备用 励磁机)、发电机、变压器、高压断路器、升压站、 配电装置等组成。发电是由副励磁机(永磁机)发出 的高频电流,经励磁盘整流,再送到主励磁机,主励 磁机发出电后经过调压器以及灭磁开关经过碳刷送到 发电机转子,当发电机转子旋转其定子线
10、圈便感应出 电流,强大的电流通过发电机出线分成两路,一路送 至厂用电变压器,另一路则送到SF6高压断路器,由 SF6高压断路器送至电网。 发电系统主机-发电机 发电机的工作原理就是电磁感应现象,即闭合 电路的一部分导体在磁场里做切割磁感线的运动时,导 体中就会产生电流,且电流的方向跟磁场的方向和导 体做切割磁感线运动的方向有关。 电厂指标 一、发电标准煤耗 二、供电标准煤耗 三、厂用电率 发电标准煤耗 计算公式:电厂火力发电标准煤耗(克标准煤/千瓦时 )100发电耗用标准煤量(吨标准煤)/火力发电 量(万千瓦时) 分子项:发电耗用标准煤量。指发电生产耗用的原 煤、燃料油和燃气等(标准煤)。 发
11、电耗用标准煤量发电、供热耗用标准煤量供热 耗用标准煤量 由供热式汽轮机组供热: 供热耗用标准煤量(吨)发电、供热耗用标准煤量 供热量(百万千焦)/发电、供热总耗热量(百万 千焦) 供电标煤耗 计算公式:电厂火力供电标准煤耗(克标准煤/千瓦时 )100发电耗用标准煤量(吨标准煤)/电厂供电 量(万千瓦时) 分母项:电厂供电量。即电厂火力发电量减去厂用电 量。厂用电量包括电厂动力、照明、通风、取暖及经 常维修等用电量,以及其他励磁用电量、设备属于电 厂资产并由电厂负责其运行和检修的厂外输油管道系 统、循环管道系统和除灰管道系统等用电量。厂用电 量既包括本厂生产的电力供本厂生产耗用的电量,也 包括购电量中供本厂使用的电量。 厂用电率 计算公式:发电厂用电率(%)发电厂用电量(万 千瓦时)/发电量(万千瓦时)100% 发电量、发电厂用电量说明同上。 谢谢!