火电厂系统及主要设备培训讲稿(共222页).ppt

火力发电厂概述金振齐教授武汉大学动力机械学院先进能源技术研究所流体机械与动力工程装备技术湖北省重点实验室第一章 绪 论能 源 所谓能源，是指能够直接或经过转换而获取某种能量的自然资源 自然资源：煤、石油、天然气、太阳能、风能、水能、地热能、核能等 为了便于运输和使用，经上述资源加工可得到一些更符合使用要求的能量来源，如煤气、电力、焦炭、蒸汽、沼气、氢能等能源按获得的方法分类 一次能源一次能源，即自然界现实存在的，可供直接利用的能源，如煤、石油、天然气、风能、水能等； 二次能源二次能源，即由一次能源直接或间接加工、转换而来的能源，如电、蒸汽、焦炭、煤气、氢等，它们使用方便，易于利用，是高品质的能源能量 能量宇宙间一切运动着的物体，都有能量的存在和转化，人类一切活动都与能量及其使用紧密相关 所谓能量，也就是“产生某种效果变 化的能力反过来说，产生某种效果变化必然要伴随能量的消耗和转换 能量的单位 在国际单位制中，能量的单位，功及热量的单位通常都用焦J表示； 功率的单位为瓦W； 还有千焦kJ 和千瓦kW，或兆焦MJ或兆瓦MW； 在能源研究中还会用到更大的单位，如GW，TW等能量的单位 在工程应用中，还会见到其它一些单位，如卡、大卡、标准煤当量、标准油当量、百万吨煤当量Mtce、百万吨油当量Mtoe等。

换算：1卡=4.1868焦；1公斤标准煤当量kgce=7000大卡；1公斤标准油当量kgoe=10000大卡人类所认识的六种能量形式 机械能 热能 电能 辐射能 化学能 核能能量 一次能 二次能水 能机械能风 能机械能太 阳 能辐射能核 能化石燃料中化学能电 能地 热 能海 洋能机械能、热能热 能生物质燃料中化学能可再生能热能利用大局部一次能以热能形式存在或很容易和方便的转换为热能热能是人类广泛利用的能量形式直接利用间接利用转换为机械能转换为机械能，进一步转换为电能电能的优点： 转换方便 可实现远距离传输 干净 使用方便电能的生产 本质就是能量的转换，即一次能 二次能发电厂的主要类型 火电厂：燃料化学能热能锅炉机械能汽轮机电 能发电机燃料化学能燃气轮机机械能电 能发电机内燃机火力发电厂形式按热机分类：汽轮机发电厂燃煤、油、气凝汽式电厂热电厂燃气轮机发电厂燃油、气内燃机电厂燃油联合循环发电厂燃煤、油、气核电厂：核燃料核能热能反响堆机械能汽轮机电 能发电机水电站：水流的动能或势能水轮机机械能电 能发电机此外还有地热发电厂、风力发电厂、太阳能电厂为代表的各种新能源发电厂 燃煤火电厂 火力发电是指利用煤、石油、天然气等自然界蕴藏量极其丰富的化石燃料发电。

近年来，我国电力工业整体规模有大幅度提高 2021年底，燃煤火力发电装机容量到达6亿KW以上，占全国总装机容量的75左右根据最新规划，到2021年，风电、光伏发电以及核电总装机容量将分别从3000万千瓦、180万千瓦和4000千瓦大幅调高至1亿千瓦、2000万千瓦和7000万千瓦但燃煤火电占全部发电能力的比重在70%以上燃煤火电厂 类型 ：凝汽式电厂以及热电厂 我国火电厂蒸汽参数系列以锅炉为准参数最大连续蒸发量(t/h)发电功率(MW)压力(MPa)温度()2.54002033.945035,656,12130259.9540220,41050,10013.8540/540420,670125,20016.8540/540102530017.5540/5401025,2008300,600*25.4570/5701900600*更高参数605/6032060,3033,2952.5,680,1000我国火电技术的开展1.经历了几个阶段：1949年前开展较慢，发电总装机容量为1850MW；设备倚赖进口；分布不均衡第一个五年方案期间，前苏联援建的6000KW和1.2万KW机组开始投运；机组采用中参数，压力为3.43MPa，温度为450。

继后又投运了一批容量为2.5万和万KW的高压机组汽轮机进汽压力为8.83MPa，温度为500或535解放前只有一台低档的高压机组，而这一时期的高压机组已在全国普遍出现1956年、1957年陆续投产了国产的6000KW和1.2万KW机组1958年至“文化大革命前，中国自制的发电设备获得很大的开展继中压6000KW和1.2万KW机组之后，又制造了中压2.5万KW机组于1958年投运，以及5万、10万KW高压机组分别在1959年和1960年投运，并首创了双水内冷发电机中国自行研制的超高压12.5万和20万KW机组以及亚临界压力30万KW机组分别于1969年、1972年以及1974年投运这些机组都具有中间再热，使中国的火电技术又上了一个台阶1978年改革开放以来，打破了过去闭门奋斗的状况，摆脱了中国沿袭源于前苏联的技术路线，引进了一批兴旺国家先进的发电设备和设计制造技术，使我国火电机组的水平上了一个新台阶作为火电的主力机组仍然是燃煤的常规机组，1980年由机械部和电力部联合向美国引进了亚临界参数30万KW和60万KW机组的设计和制造技术目前已投运了大量的30万KW和60万KW等级的亚临界参数火力发电机组，包括国产和直接进口的。

为了进一步提高火电厂的效率，降低CO2的排放，目前火电常规机组的开展趋势仍向更高的参数开展，即采用超临界和超超临界机组目前超超临界与超临界的划分界限尚无国际统一的标准，一般认为蒸汽压力大于25MPa蒸汽温度高于580称为超超临界未来开展方向电力工业开展三个方面：电网、电力用户、电源水电及核电新能源发电先进的火力发电燃气发电先进的燃煤发电l对新型火电厂的要求l高效率l污染物和温室效应气体排放低l良好的经济性，即运行本钱低l平安性好l可靠性高先进的燃煤发电IG-CCPFBC-CC亚临界及超临界火电机组PC炉采用先进的燃烧技术+尾部烟气处理装置CFB锅炉燃气发电燃气蒸汽联合循环发电燃煤火电厂主要系统： 从能量转换的角度看，火电厂生产过程即燃料的化学能蒸汽的热势能机械能电能在锅炉中，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： 电气系统、汽水系统、烟风系统 、燃料的卸载、储存、输送系统、循环水系统、水的化学处理系统、灰渣的排放系统、自动控制系统、烟气净化系统环保系统等 Coal-fired power plant schematic 燃煤火电厂生产过程燃煤火电厂主要技术经济指标： l 电厂总效率l 煤耗率l 厂用电率l 年利用小时数l 热耗率l 汽耗率l 年度、月度耗油量电厂总效率B耗煤量，Kg/hPel发电功率，KWQar,net燃料低位发热量，KJ/Kg标准煤耗率标准煤发热量Qar,net为29270KJ/Kg的煤pl电厂效率 典型常规燃煤电厂采用煤粉锅炉煤场主厂房锅炉升压变汽轮机、发电机及实现集中控制的主控制室一般都位于主厂房内 Worldscoal-firedelectricity: Country2007CoalPowerProd.%ofWorldTotalChina 2,656,000 GWh 32.3% U.S.A. 2,118,000 GWh 25.7% India 549,000 GWh 6.7% Germany 311,000 GWh 3.8% Japan 311,000 GWh 3.8% South Africa 247,000 GWh 3.0% Australia 194,000 GWh 2.4% Korea 171,000 GWh 2.1% Russia 170,000 GWh 2.1% Poland 148,000 GWh 1.8% All Other Countries 1,353,000 GWh 16.4% World Total 8,228,000GWh 100% 近年及未来燃煤火电开展较快的国家： ChinaIndiaVietnamIndonesiaSouth Africa第二章 热力系统汽水系统过程1-2为预热过程 过程2-3为蒸发过程 过程3-4为过热过程 1、朗肯循环：1组成 由一个定压吸热过程、一个绝热过程、一个定温放热以及压缩 过程组成；2效率:Ts65431b2、蒸汽再热循环(reheat)3、蒸汽回热循环(regenerative)抽汽去凝汽器冷凝水外表式回热器抽汽冷凝水给水混合式回热器抽汽式回热4、蒸汽抽汽回热循环(1-)kgkg65as43211kgTakg4(1-)kg51kg由于T-s图上各点质量不同，面积不再直接代表热和功5、背压式热电联产(供)循环背压式缺点： 热电互相影响 供热参数单一6、抽汽调节式热电联产(供)循环 抽汽式热电联供循环, 可以自动调节热、电供给比例，以满足不同用户的需要。

7、联合循环发电系统流程8、压水堆核电站系统流程9、地热电站系统流程10、高参数、大容量机组热力系统300MW亚临界机组600MW超临界机组 高压加热器 低压加热器除氧器省煤器水冷壁初级过热器再热器给水控制阀锅炉给水泵除氧器低压加热器冷凝水净化器冷凝水泵高压加热器省煤器水冷壁汽水分离器储水罐汽水分离器水位控制阀启动排污低温过热器屏式过热器高温过热器高温再热器高压缸中压缸低压缸冷凝器高压旁路阀疏水阀 喷水 喷水 低压旁路阀HPIP低温再热器 喷水 喷水 LP 喷水 系统配置合理、运行灵活方便 不带BCP第三章 主要热力设备概述一、锅炉概述电厂燃煤锅炉作用及结构作用：利用煤燃烧产生热量，并利用此热量来加热水产生高温、高压水蒸汽水蒸气通过主蒸汽管道送入汽轮机并推动其做功锅炉本体结构及主要部件煤粉炉：炉膛、对流烟道、燃烧器、受热面、管道、集箱、汽包、炉墙、平台扶梯构架等循环流化床炉：炉膛、旋风别离器、对流烟道、受热面、管道、集箱、汽包、炉墙、平台扶梯构架等汽包煤粉锅炉结构简图CFB锅炉系统图锅炉生产过程烟风侧炉侧燃料及空气送入炉膛，组织燃烧；烟气流经烟道，将热量传递给受热面；烟气引出锅炉汽水侧锅侧给水引入省煤器或锅筒；依次流经汽包、蒸发受热面水冷壁、对流管束、过热器*等，加热成蒸汽热水煤粉锅炉工作原理图锅炉主要参数蒸发量容量每小时产生的蒸汽量，用符号D来代表，单位为t/h蒸汽压力过热蒸汽压力，和代表，单位为MPa再热蒸汽压力，和代表，单位为MPa蒸汽温度过热蒸汽温度，和代表，单位为再热蒸汽温度，和代表，单位为我国火电厂锅炉蒸汽参数系列参数最大连续蒸发量(t/h)发电功率(MW)压力(MPa)温度()2.54002033.945035,656,12130259.9540220,41050,10013.8540/540420,670125,20016.8540/540102530017.5(18.3)540/5401025,2008300,600*25.4570/5701900600*更高参数605/6032060,3033,2952.5,660,1000u给水温度用符号tgs 来代表，单位为u锅炉效率锅炉分类按用途分类电站锅炉工业锅炉船用锅炉按燃料分类燃煤锅炉燃气锅炉燃油锅炉特种燃料锅炉按燃烧方式分类室燃锅炉悬浮燃烧流化床锅炉层燃锅炉旋风锅炉悬浮燃烧典型的室燃炉煤粉炉CFB锅炉燃烧装置及总体结构CFB锅炉燃烧系统u按工质在蒸发受热面的流动方式分类 自然循环锅炉 控制循环锅炉 直流锅炉屏式过热器高温过热器高温再热器低温再热器低温过热器省煤器一次风机空预器储水罐超临界直流煤粉锅炉结构简图超临界直流煤粉锅炉结构简图超临界直流煤粉锅炉结构简图按结构形式分类锅壳锅炉火管锅炉、水管锅炉和水火管锅炉按排渣方式分类固态排渣锅炉、液态排渣锅炉锅炉型号表示方法 电站锅炉型号由三局部组成，各局部之间用短横线相连。

详见下面电站锅炉型号表示法及其说明： xxx/xxxx设计序号过热蒸汽压力蒸发量锅炉制造厂家 第一局部：制造工厂代号，用两个汉语拼音表示如上海锅炉厂为。