火电厂运行原理.ppt

火电厂运行原理授课人：张灿燃料部3月份培训火力发电运行原理w 火力发电厂简称火电厂，是利用煤、石 油、天然气作为燃料生产电能的工厂，它的 基本生产过程是：燃料在锅炉中燃烧加热水 生成蒸汽，将燃料的化学能转变成热能，蒸 汽压力推动汽轮机旋转，热能转换成机械能 ，然后汽轮机带动发电机旋转，将机械能转 变成电能目录一、生产过程 二、电厂分类 三、电力发展 四、基本原理 五、燃料构成 六、组成与流程 七、运行 八、保护与控制 九、火力发电与热电区别一、生产过程w 燃煤，用输煤皮带从煤场运至煤斗中大型火电厂为提高燃煤效率都是燃烧 煤粉因此，煤斗中的原煤要先送至磨煤机内磨成煤粉磨碎的煤粉由热空气携 带经排粉风机送入锅炉的炉膛内燃烧煤粉燃烧后形成的热烟气沿锅炉的水平烟 道和尾部烟道流动，放出热量，最后进入除尘器，将燃烧后的煤灰分离出来洁 净的烟气在引风机的作用下通过烟囱排入大气助燃用的空气由送风机送入装设 在尾部烟道上的空气预热器内，利用热烟气加热空气这样，一方面除使进入锅 炉的空气温度提高，易于煤粉的着火和燃烧外，另一方面也可以降低 排烟温度， 提高热能的利用率从空气预热器排出的热空气分为两股：一股去磨煤机干燥和 输送煤粉，另一股直接送入炉膛助燃。

燃煤燃尽的灰渣落入炉膛下面的渣斗内， 与从除尘器分离出的细灰一起用水冲至灰浆泵房内，再由灰浆泵送至灰场 w 火力发电厂在除氧器水箱内的水经过给水泵升压后通过高压加热器送入省煤 器在省煤器内，水受到热烟气的加热，然后进入锅炉顶部的汽包内在锅炉炉 膛四周密布着水管，称为水冷壁水冷壁水管的上下两端均通过联箱与汽包连通 ，汽包内的水经由水冷壁不断循环，吸收着煤爱燃烧过程中放出的热量部分水 在冷壁中被加热沸腾后汽化成水蒸汽，这些饱和蒸汽由汽包上部流出进入过热器 中饱和蒸汽在过热器中继续吸热，成为过热蒸汽过热蒸汽有很高的压力和温 度，因此有很大的热势能具有热势能的过热蒸汽经管道引入汽轮机后，便将热 势能转变成动能高速流动的蒸汽推动汽轮机转子转动，形成机械能 w w 汽轮机的转子与发电机的转子通过连轴器联在一起当汽轮机转子转动时便带 动发电机转子转动在发电机转子的另一端带着一太小直流发电机，叫励磁机 励磁机发出的直流电送至发电机的转子线圈中，使转子成为电磁铁，周围产生磁 场当发电机转子旋转时，磁场也是旋转的，发电机定子内的导线就会切割磁力 线感应产生电流这样，发电机便把汽轮机的机械能转变为电能。

电能经变压器 将电压升压后，由输电线送至电用户 w 释放出热势能的蒸汽从汽轮机下部的排汽口排出，称为乏汽乏汽在凝汽器 内被循环水泵送入凝汽器的冷却水冷却，从新凝结成水，此水成为凝结水凝结 水由凝结水泵送入低压加热器并最终回到除氧器内，完成一个循环在 w 循环过程中难免有汽水的泄露，即汽水损失，因此要适量地向循环系统内补 给一些水，以保证循环的正常进行高、底压加热器是为提高循环的热效率所采 用的装置，除氧器是为了除去水含的氧气以减少对设备及管道的腐蚀 w 以上分析虽然较为繁杂，但从能量转换的角度看却很简单，即燃料的化学能 →蒸汽的热势能→机械能→电能在锅炉总，燃料的化学能转变为蒸汽的热能； 在汽轮机中，蒸汽的热能转变为轮子旋转的机械能；在发电机中机械能转变为电 能炉、机、电是火电厂中的主要设备，亦称三大主机与三大主机相辅工作的 设备成为辅助设备或称辅机主机与辅机及其相连的管道、线路等称为系统火 电厂的主要系统有燃烧系统、汽水系统、电气系统等 w w 除了上述的主要系统外，火电厂还有其它一些辅助生产系统，如燃煤的输送系 统、水的化学处理系统、灰浆的排放系统等这些系统与主系统协调工作，它们 相互配合完成电能的生产任务。

大型火电厂的保证这些设备的正常运转，火电厂 装有大量的仪表，用来监视这些设备的运行状况，同时还设置有自动控制装置， 以便及时地对主辅设备进行调节现代化的火电厂，已采用了先进的计算机分散 控制系统这些控制系统可以对整个生产过程进行控制和自动调节，根据不同情 况协调各设备的工作状况，使整个电厂的自动化水平达到了新的高度自动控制 装置及系统已成为火电厂中不可缺少的部分 二、电厂分类 w按燃料分燃煤发电厂，燃油发电厂，燃气发电厂，余热发电厂，以垃圾及工业废料为燃 料的发电厂； w按原动机分凝气式汽轮机发电厂，燃气轮机发电厂，内燃机发电厂，蒸汽—燃汽轮机发电 厂等；按输出能源分，凝汽式发电厂（只发电），热电厂（发电兼供热）； w按蒸汽压力和温度分中低压发电厂（3.92MPa，450度），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）； w按发电厂装机容量分小容量发电厂（100MW以下），中容量发电厂（100—250MW），大中容量发 电厂（250—1000MW），大容量发电厂（1000MW以上）； 三、电力发展w 火力发电是现在电力发展的主力军，在现在提出和谐社会，循环经济的环境中 ，我们在提高火电技术的方向上要着重考虑电力对环境的影响，对不可再生能源 的影响，虽然现在在中国已有部分核电机组，但火电仍占领电力的大部分市场， 近年电力发展滞后经济发展，全国上了许多火电厂，但火电技术必须不断提高发 展，才能适应和谐社会的要求。

w “十五”期间中国火电建设项目发展迅猛2001年至2005年8月，经国家环保 总局审批的火电项目达472个，装机容量达344382MW，其中2004年审批项目 135个，装机容量107590MW，比上年增长207%；2005年1至8月份，审批项目 213个，装机容量168546MW，同比增长420%如果这些火电项目全部投产， 届时中国火电装机容量将达5.82亿千瓦，比2000年增长145% w 2006年12月，全国火电发电量继续保持快速增长，但增速有所回落当月 全国共完成火电发电量2266亿千瓦时，同比增长15.5%，增速同比回落1个百分 点，环比回落3.3个百分点；随着冬季取暖用电的增长，火电发电量环比增长较 快，12月份与上月相比火电发电量增加223亿千瓦时，环比增长10.9%2006年 1-12月，全国火电发电量为230,087,958.32万千瓦小时，同比增长15.8%，增速 高于2005年同期3.3个百分点 w 2007年1-10月，全国火电发电量为217,564,783.55万千瓦小时，比上年同 期增长了16.04%8月份的火电发电量最高，为23,904,609.94万千瓦小时，同 比增长了10.19%。

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 些补给水一般都补入除氧器中 四、基本原理 w汽水系统 w 火力发电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，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作过功的部 分蒸汽，用以加热给水在现代大型汽轮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，既把作过一段功的蒸汽从汽轮机的高压缸的 出口将作过功的蒸汽全部抽出，送到锅炉的再热汽中加热后再引入气轮机的中压 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再经过除氧气除氧，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，再过热 器中把水已经加热到过热的蒸汽，送至汽轮机作功，这样周而复始不断的作功。

在汽水系统中的蒸汽和凝结水，由于疏通管道很多并且还要经过许多的阀门设备 ，这样就难免产生跑、冒、滴、漏等现象，这些现象都会或多或少地造成水的损 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，这些补给水一 般都补入除氧器中 w燃烧系统 w 燃烧系统是由输煤、磨煤、粗细分离、排粉、给粉、锅炉、除尘、脱流等w组成是由皮带输送机从煤场,通过电磁铁、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（不合格的煤粉送回磨煤机），经过 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经过电除 尘脱出粉尘再将烟气送至脱硫装置，通过石浆喷淋脱出流的气体经过吸风机送到 烟筒排人天空 w发电系统 w 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 高频电流，副励磁机发出的电流经过励磁盘整流，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，当发电机转子通过旋 转其定子线圈便感应出电流，强大的电流通过发电机出线分两路，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。

我国 目前最大的火电厂：浙江北仑港电厂，装机容量300万KW（即3000MW），5台 60万KW（600MW）机组 五、燃料构成w 火电厂的燃料构成决定于国家资源情况和能源政策20世纪80年代以后，中 国火电厂的燃料主要是煤1987年，火电厂发电量的87％是煤电，其余13％是 烧油或其他燃料发出的有烟煤资源或依赖进口煤的国家，其火电厂主要燃用烟 煤，因其热值高、易燃其他煤种占较大比重的国家，有用褐煤（德国、澳大利 亚）、无烟煤（前苏联、西班牙、朝鲜等）的；中国燃用煤一半以上是烟煤，贫 煤次之，无烟煤在10％以下一些国家还根据石油国际市场的情况，采用燃油 和天然气发电机组除蒸汽机组外，还有的用燃气轮机和内燃机发电机组70 年代以来，燃气-蒸汽联合循环机组发电的火电厂得到重视 六、组成与流程 w 现代化火电厂是一个庞大而又复杂的生产电能与热能的工厂它由下列5个 系统组成：①燃料系统②燃烧系统③汽水系统④电气系统⑤控制系统 在上述系统中，最主要的设备是锅炉、汽轮机和发电 w机，它们安装在发电厂的主厂房内主变压器和配电装置一般装放在独立的建筑 物内或户外，其他辅助设备如给水系统、供水设备、水处理设备、除尘设备、燃 料储运设备等，有的安装在主厂房内，有的则安装在辅助建筑中或在露天场地。

火电厂基本生产过程是，燃料在锅炉中燃烧，将其热量释放出来，传给锅炉中的 水，从而产生高温高压蒸汽；蒸汽通过汽轮机又将热能转化为旋转动力，以驱动 发电机输出电能到80年代为止，世界上最好的火电厂的效率达到40％，即把 燃料中40％的热能转化为电能 w 在上述系统的所有设备中，最主要的设备是锅炉、汽轮机和发电机，它们安 装在发电厂的主厂房内主变压器和配电设备一般是安装在独立的建筑物内和户 外；其他辅助设备如给水系统、供水设备、水处理设备、除尘设备、燃料储运设 备等，有的安装在主厂房内，有的则是安装在辅助建筑中或在露天场地 七、运行 w 近代火电厂由大量各种各样的机械装置和电工设备所构成为了生产电能和 热能，这些装置和设备必须协调动作，达到安全经济生产的目的这项工作就是 火电厂的运行为了保证炉、机、电等主要设备及各系统的辅助设备的安全经济 运行，就要严格执行一系列运行规程和规章制度 w 火电厂的运行主要包括3个方面,即起动和停机运行、经济运行、故障与对策 火电厂运行的基本要求是保证安全性、经济性和电能的质量 w 就安全性而言，火电厂如不能安全运行，就会造成人身伤亡、设备。