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1、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,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 22.129MPa（临界压力）
2、, 温度550度, 单机功率 350 MW) 超超临界压力发电厂 (蒸汽压力 25MPa、600600, 单机功率 600 MW),6,超（超）临界参数机组(锅炉出口参数),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 锅 炉： 将燃料的化学能转变为蒸汽的热能. 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 ！ 发电机： 将旋转机械能转化为电能.,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。,一次风机,脱硫设备,火电厂的三大系统 之二,热力
3、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,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。,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
4、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,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,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,过热器,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
5、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,送风机,一次风机,送风机,一次风机,引风机,一、二
6、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2030%） 二次风：燃烧所需的其余7580%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
7、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”。,38,2、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
8、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,39,39,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。,3、级内能量转换过程：蒸汽热能蒸汽动能旋转机械能。,40,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,44,汽轮机高压转子示意图,45,汽轮机低压缸
9、示意图,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）,48,48,1 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,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,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
10、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
11、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,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100150），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
12、，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/6
13、KV）、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 6.322kV 35、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
14、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
15、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）:根据预先规定的程序或条件自动地对生产设备进行某种周期性操作，把操作人员从重复性劳动中解放出来。,被控 对象,检测装置,执行装置,运算 处理 装置,人 机 界 面,人,控制设备,控制算法,设定值,控制指令,控制过程,过程量,测量值,完整的控制系统组成部分,（二）火电厂机组自动化主要功能,单元机组协调控制系统 CCS
16、 coordination control system,锅炉炉膛安全监控系统 FSSS furnace safeguard supervisory system 燃烧器管理 BMS burner management system,3 顺序控制系统 SCS sequence control system 4 数据采集系统 DAS data acquisition system,5 汽轮机数字电液控制系统DEH digital electric hydraulic system,6 汽轮机自启停系统ATC automatic turbine startup or shutdown control system 7 汽轮机监视仪表 TSI turbine supervisory instrument 汽轮机紧急跳闸系统 ETS emerg
