火力发电厂实际蒸汽动力循环
火力发电厂工作原理
火力发电厂工作原理火力发电厂是利用燃烧煤炭、石油或天然气等燃料来产生蒸汽驱动汽轮机发电的设施。
其工作原理主要包括燃料燃烧、蒸汽发生、汽轮机运转和发电四个基本过程。
首先，火力发电厂的工作原理是基于燃料燃烧的。
燃料在燃烧室内燃烧，放出大量的热能。
这些热能被用来加热水，将水加热成蒸汽。
燃料的燃烧产生的高温烟气通过锅炉中的管道，将管道内的水加热蒸发，形成高温高压的蒸汽。
其次，蒸汽发生后，蒸汽会被输送至汽轮机。
汽轮机是火力发电厂的核心设备，它利用高温高压的蒸汽来驱动转子转动，进而带动发电机旋转。
在汽轮机内，蒸汽的压力能量被转化为机械能，推动汽轮机的转子高速旋转。
随后，汽轮机的运转会带动发电机旋转。
发电机内的转子在汽轮机的带动下旋转，通过电磁感应产生电流，最终输出电能。
这样，通过蒸汽的能量转化，电能得以产生。
最后，发电机产生的电能通过变压器升压后送入输电网，供应给用户使用。
这样，火力发电厂完成了从燃料燃烧到电能输出的整个工作过程。
总的来说，火力发电厂的工作原理是通过燃料燃烧产生高温高压的蒸汽，再利用蒸汽驱动汽轮机旋转，最终带动发电机产生电能。
这一过程中，燃料的选择、锅炉的设计、汽轮机的选型等都会影响发电效率和环保性能。
因此，火力发电厂的工作原理不仅是一个能量转化的过程，更是一个综合能源、热力、机械等多学科知识的综合应用。
总结一下，火力发电厂的工作原理是一个高效的能量转化过程，通过燃料燃烧产生蒸汽，再利用蒸汽驱动汽轮机发电。
这一过程中，各个环节的协调配合至关重要，也是火力发电厂稳定运行的关键。
希望通过本文的介绍，读者能对火力发电厂的工作原理有一个更加清晰的认识。
火力发电厂设备及生产运行介绍
火力发电厂设备及生产运行介绍1. 简介火力发电厂是利用燃烧燃料产生高温高压蒸汽驱动汽轮机发电的电力生产设施。
火力发电厂通常由多个设备组成，包括锅炉、汽轮机、发电机、冷却塔、输电系统等。
2. 主要设备介绍2.1 锅炉锅炉是火力发电厂最关键的设备之一，主要用于将燃料燃烧产生的热能转化为蒸汽。
蒸汽的压力和温度决定了最终发电机组的出力。
锅炉通常由燃烧器、炉膛、水冷壁、过热器等部件组成，其运行稳定性对整个发电厂的正常运行至关重要。
2.2 汽轮机汽轮机是火力发电厂中的动力机械，其作用是将由锅炉产生的高温高压蒸汽转化为旋转机械能。
汽轮机通常由高压缸、中压缸、低压缸等级联组成，通过蒸汽的膨胀驱动转子旋转，产生机械功。
汽轮机的转速和功率输出对整个发电系统的运行效率有着重要影响。
2.3 发电机发电机是将汽轮机输出的机械功转化为电能的设备，也是火力发电厂中的核心设备之一。
发电机通过感应电流产生磁场，利用磁场与转子的相对运动产生电流，最终将机械功转化为电能。
发电机的额定功率和电压决定了发电厂的发电能力和对外输电能力。
2.4 冷却塔冷却塔主要用于将汽轮机中的蒸汽冷却成水，保证循环使用。
在火力发电厂中，常见的冷却方法包括湖水冷却、江河冷却和湿冷却塔等。
冷却塔的设计和运行对于保证发电厂的热效率和环保要求至关重要。
2.5 输电系统输电系统是将火力发电厂产生的电能输送到用户端的一系列设备和装置。
这包括变电站、变压器、高压输电线路等。
输电系统的稳定性和安全性是保证电能传输质量和可靠性的关键。
3. 生产运行流程火力发电厂的生产运行流程通常包括以下几个主要步骤：1.燃料供给：火力发电厂使用各种不同的燃料，如煤炭、天然气、燃油等。
燃料供给系统将燃料输送到锅炉中进行燃烧。
2.锅炉燃烧：燃料在锅炉中经过燃烧反应，产生高温高压的燃烧气体，同时将水加热转化为蒸汽。
3.汽轮机发电：蒸汽由锅炉送入汽轮机，蒸汽的膨胀驱动汽轮机转动，产生机械功。
汽轮机通过轴将机械功传给发电机。
提高火力发电厂热效率的几种方法
提高火力发电厂热效率的几种方法2011级动力工程赵健 201120202507[摘要]节能减排是我国的基本国策，火力发电厂是一次能源的使用大户，火力发电厂的节能对全国能源的节约具有重要的意义。
提高火力发电厂的热效率意味着提高能源的使用效率。
本文试对提高火力发电厂的热效率需要考虑的若干问题作一研讨，为火力发电厂的节能减排提供参考。
[关键词]火力发电厂热效率汽轮机发电机组的常用热经济性指标为热耗率，其含义是汽轮发电机组单位发电量的耗热量。
现代大容量汽轮发电机组的热耗率为7900千焦/千瓦时左右。
提高汽轮机发电机组的热效率，目前主要有以下5个方法：一、提高蒸汽初参数。
上图为火力发电厂的蒸汽朗肯循环T-S图和循环效率的公式。
从图中和公式中可以看出，热源与冷源的温度决定在此温差范围内的任何热机所能具有的最高热效率。
因此,尽可能提高汽轮机动力装置的新蒸汽参数,降低排汽温度，可显著提高该装置的热效率。
现代制造的汽轮机动力装置采用的初蒸汽温度基本上已达到了当前冶金工业技术经济水平所能达到的最高极限值(565℃左右)。
再提高汽温则需要大量使用价格昂贵、加工工艺复杂的奥氏体钢，综合经济效果并非有利。
提高进汽压力也能提高该装置的热效率。
但在一定的进汽温度下，过高的进汽压力会导致排汽湿度增大，不但会加大湿汽损失，而且会加剧低压部分叶片的冲刷腐蚀。
所以现代汽轮机动力装置参数的提高，主要体现在中间再热循环的采用上。
1.蒸汽初压对朗肯循环热效率的影响；从以上T-S图中可以看出：在极限初压力内，提高蒸汽初压，循环效率提高。
2.蒸汽初温对朗肯循环热效率的影响；从上图可以看出：蒸汽初压力和终压力不变，蒸汽初温度上升，高温段吸热量增加，平均吸热温度增加，循环效率增加。
二、降低蒸汽终参数；由上图可以看出：降低蒸汽终参数可以提高循环效率。
1.理论极限分析：凝汽器的工作压力是靠冷却水不断带走排汽的放热量而维持，因此排汽温度不可能低于冷却水的进水温度t1。
热力学循环的应用与实践
热力学循环的应用与实践热力学循环是热力学与工程学的重要交叉领域，它涉及到能量转换和能量利用的过程。
在现代工业和生活中，几乎所有的能源转换设备都是基于热力学循环原理设计和构建的。
本文将探讨热力学循环在实际应用和实践中的重要性以及一些常见的热力学循环。
一、热力学循环的应用1. 蒸汽动力循环蒸汽动力循环是最常见的热力学循环之一，广泛应用于火力发电站和核电站等能源领域。
蒸汽动力循环的基本原理是通过燃烧燃料产生热能，将水转化为蒸汽，然后利用蒸汽推动汽轮机转动发电机，最后利用冷凝器将蒸汽重新冷凝成水循环利用。
2. 气体轮机循环气体轮机循环是一种基于气体膨胀和压缩的热力学循环，其典型代表是燃气轮机循环和制冷循环。
燃气轮机循环适用于飞机发动机、船舶动力装置以及一些工业领域的能量转换。
制冷循环则广泛应用于空调和制冷设备。
3. 制冷循环制冷循环是一种热力学循环，它可以将低温热量转移到高温区域，实现冷却效果。
制冷循环被广泛应用于食品加工、医药冷链、航空航天和低温科学研究等领域。
4. 有机朗肯循环有机朗肯循环是一种利用有机工质替代常规热力学循环中的水蒸汽来实现能量转换的循环方式。
有机朗肯循环广泛应用于地热发电、太阳能发电和工业余热回收等领域，具有更大的灵活性和适应性。
二、热力学循环的实践1. 提高能量利用效率通过对热力学循环原理的深入研究和实践，可以有效地提高能源转换设备的能量利用效率。
例如，通过优化蒸汽动力循环中的锅炉和汽轮机参数，可以提高火力发电站的发电效率，并减少对化石燃料的消耗。
类似地，对燃气轮机的循环效率进行改进，可以实现燃气轮机的高效率运行。
2. 减少环境污染热力学循环的实践还可以帮助减少环境污染。
通过安装脱硫装置和氮氧化物减排装置，可以降低火力发电厂中的二氧化硫和氮氧化物排放量。
同时，采用先进的燃气轮机循环和发动机技术，可以减少大气中的污染物排放，保护环境。
3. 推动新能源发展热力学循环在新能源领域的应用与实践对推动可持续发展具有重要意义。
蒸汽循环系统工作原理
蒸汽循环系统工作原理蒸汽循环系统是一种常见的热力循环系统，广泛应用于发电厂、工业生产和供暖等领域。
它通过将水加热转化为蒸汽，然后利用蒸汽的能量来驱动机械设备或提供热能。
本文将详细介绍蒸汽循环系统的工作原理。
蒸汽循环系统主要由锅炉、汽轮机、凝汽器和泵组成。
首先，锅炉将水加热到高温，使其转化为蒸汽。
这个过程发生在锅炉内部的炉膛中，通过燃烧燃料或其他能源提供的热量。
蒸汽的产生使锅炉内部的压力升高，从而使蒸汽具有足够的压力来驱动汽轮机。
接下来，蒸汽进入汽轮机，驱动汽轮机的转子高速旋转。
汽轮机的转子上装有叶片，蒸汽进入叶片后会使转子转动。
汽轮机的转子与发电机相连，通过转子的旋转来产生电力。
同时，汽轮机也可以用于驱动其他机械设备或提供动力。
蒸汽从汽轮机排出后，进入凝汽器进行冷却。
凝汽器中流动的是冷却水，蒸汽在与冷却水接触的过程中失去了热量，变成了水。
这个过程使蒸汽的体积大大减小，从而形成了真空。
在凝汽器中，蒸汽和冷却水通过热交换使蒸汽凝结，然后被泵抽回锅炉再次加热，循环往复。
为了保持蒸汽循环系统的稳定运行，需要使用泵来维持循环中的水平衡。
泵负责将凝结水抽回锅炉，同时也需要克服一定的压力损失。
泵的作用是将水送回锅炉，以补充锅炉中水的损失，并确保循环系统的连续运行。
蒸汽循环系统的工作原理可以总结为以下几个步骤：首先，锅炉将水加热转化为蒸汽；然后，蒸汽进入汽轮机驱动转子旋转；接着，蒸汽经过凝汽器冷却变成水；最后，泵将凝结水送回锅炉进行再次加热。
整个循环过程中，水和蒸汽不断转化，从而使系统运转。
蒸汽循环系统的工作原理基于热力学和流体力学的基本原理。
通过合理设计和优化，可以提高系统的效率和性能。
蒸汽循环系统在能源转换和供暖方面具有重要作用，不仅提供了电力和动力，也为人们的生活提供了便利和舒适。
总结起来，蒸汽循环系统的工作原理是通过锅炉将水加热转化为蒸汽，然后利用蒸汽的能量来驱动汽轮机，最后经过凝汽器冷却后再次循环。
这个过程中，泵起到补充水的作用，保持循环系统的稳定运行。
火力发电生产过程
脱硫系统
我国是一个以煤炭为主要能源的国家，煤 在一次能源中占75％，其中84％以上是通过燃 烧方法利用的。煤燃烧释放出来的含二氧化硫 （SO2）废气会形成酸雨危害环境。早期电厂 锅炉排烟不受限制，随着国家对环保越来越重 视，要求电厂必须同步安装脱硫装置。 烟气脱硫技术用简单、通俗的说法，就是 ：一种将烟气中SOx进行分离，转化为一种长 期稳定、不对周边环境造成二次污染的物质的 方法。
回热抽汽系统：利用部分做过功的抽
汽加热给水，提高机组热效率。
汽轮机设备及系统
汽 机 主 要 系 统 及 设 备
凝结水系统：凝汽器、凝泵、凝升泵
、低加、除氧器。
给水系统：除氧器、给水泵（前置泵
、电泵/汽泵）、高加。
循环水系统：水库、循环水泵、排水
明渠（开式、闭式、冷却水塔）
润滑油系统：润滑油箱、主润滑油泵
火力发电生产过 程简介
陈鹏 2015年9月
火力发电厂生产过程
火力发电厂的生产过程是一个能量转换的过程。 通常将燃料运至电厂，经输送加工后，送入锅炉进 行燃烧，使燃料中的化学能转变为热能并传递给锅 炉中的水，使水变成高温高压的蒸汽，通过管道将 压力和温度都较高的过热蒸汽送入汽轮机， 推动汽 轮机旋转作功，蒸汽参数（压力、温度）则迅速降 低，最后排入凝汽器。在这一过程中，蒸汽的热能 转变为汽轮机转子旋转的机械能。发电机与汽轮机 通过联轴器连成一个整体，以3000r/min的转速旋转 ，发电机转子中的磁场在转动的过程中将汽轮机的 机械能转变成电能。发电机产生的电能，经变压器 升压后送人输电线路送入电网提供给用户。
开关带线路时操作复杂，增加了误操作 的机会；同时由于加装了旁路开关，使 相应的保护及自动化系统复杂。
火力发电汽水流程
火力发电汽水流程
火力发电是利用煤、油、天然气等化石燃料燃烧产生的热能，通过锅炉将水加热成蒸汽，驱动汽轮机发电的过程。
汽水流程是火力发电的核心部分，其流程如下：
1. 燃料供应：燃料通过燃烧炉燃烧，释放出热能，将锅炉内的水加热成蒸汽。
2. 水处理：锅炉内的水需要经过处理，去除杂质和硬度，保证水质符合要求。
3. 锅炉：锅炉是将燃料燃烧产生的热能转化为蒸汽的设备。
燃料燃烧产生的热量通过烟道气传递到锅炉水中，使水分子发生裂解，形成蒸汽。
4. 蒸汽产生：锅炉中产生的高温高压蒸汽，通过管道输送到汽轮机。
5. 汽轮机：汽轮机是将蒸汽能量转化为机械能的设备。
蒸汽通过喷嘴进入汽轮机，推动汽轮机转动，带动发电机发电。
6. 凝汽器：汽轮机排出的低压蒸汽，通过凝汽器冷却凝结成水，再次进入锅炉循环使用。
7. 除尘、脱硫、脱硝：为了减少对环境的污染，火力发电厂还需要进行除尘、脱硫、脱硝等环保处理。
8. 冷却塔：发电过程中产生的废热需要通过冷却塔散发
出去，保持发电设备的正常运行。
以上就是火力发电汽水流程的基本流程，不同的火力发电厂可能会有一些细节上的差异。
旧事重提：火力发电绕不开的经典物理学——朗肯循环
如果说⽡特给蒸汽时代带来了动⼒，那么朗肯则是将蒸汽时代推向可⾏性利⽤的⼈，他提出了以⽔蒸汽作为制冷剂的⼀种实际的循环过程，主要包括等熵压缩、等压冷凝、等熵膨胀、以及⼀个等压吸热过程。
可以⽤来制热，也可以⽤来制冷。
没错，这就是著名的“朗肯循环”。
⽽熟悉⽕⼒发电⼚的朋友也会很熟悉这句话，我们将这段话翻译过来就是，加热⽔使成蒸汽，蒸汽压⼒推动汽轮机旋转。
在这个过程中，就是朗肯循环的原理。
可以说⽕电⼚使⽤的最基本的物理原理就是“朗肯循环”！如今两百年过去了，我们的⽕电⼚虽然较之以前有了很⼤的进步，但是仍然没有摆脱“朗肯循环”这个基础物理原理。
这让我想起了《三体》中丁仪的⼀句话，“你们知道我这些年都在⼲什么吗？我在⼤学⾥教物理，还带博⼠⽣。
……孩⼦们啊，我这两个世纪以前的⼈了，现在居然还能在⼤学⾥教物理。
”恰好两百年了，我们的基础物理⼏乎没有进步！如果朗肯还活着，那么他⼀定还可以在当今最好的⼤学带博⼠⽣。
如果⽡特和朗肯活在同⼀时代，那么可能会诞⽣蒸汽机，但是未必会发现朗肯循环原理。
上帝在创造世界的时候顺便给每个⼈安排了任务，所以你尽管努有机⼯质通过蒸发器，与余热进⾏热交换，有机⼯质的沸点较低，迅速膨胀为蒸⽓，进⼊膨胀机做功，完成发电的过程。
这⾥的关键在于有机⼯质，选择合适的有机⼯质可以⼤⼤提⾼整个机组的热效率。
⽽我们的余热源可以是烟⽓、抽汽、低热、光热甚⾄是汽车尾⽓等。
有关资料显⽰，只要余热源温度在70℃以上，就可以实现将有机⼯质变为动⼒蒸⽓进⾏做功。
如此完美的解决⽅案，是什么时候被发现的呢？我查到的最早的资料是上世纪50年代，没错是70年前，跟你⽼家房⼦的产权是⼀样的。
所以很多⼈就有了疑问，既然技术这么早就有了，为什么没见到被⼤规模使⽤？关于这个问题我在初涉这个⾏业的时候也有疑问，后来随着研究的深⼊，我得出了两个原因。
第⼀个是技术原因，虽然我们发现了ORC这项技术，同时付诸了实践，但是代价是很昂贵的。
⾸先是膨胀机技术，⽆论是螺杆机还是透平机，都不能再使⽤ORC技术时做到功率很⼤，⼀般1MW的机组就算是ORC的⼤机组，换算作RMB,每度电的发电成本都在10000RMB以上。
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火力发电厂实际蒸汽动力循环分析
热力系统简介热力系统各点状态参数的选用分析的预备本节知识
点：
计算分析结果火力发电厂热力系统的节能诊断
为进一步提高蒸汽动力循环的热效率，必须对简单蒸汽动力循环进行改进。
由工程热力学分析可知，火力发电厂中采用的实际蒸汽动力循环是在郎肯循环基础上，经多方面改进后而得的。
主要的改进为两方面：一是采用多级抽汽给水回热，二是进行蒸汽中间再热。
多级抽汽回热，较大地提高了循环热效率，但同时也增加了抽汽管道与回热加热器等设备，使热力系统的分析复杂性大为增加。
蒸汽中间再热不但可提高汽轮机的排汽干度，而且在一定程度上也提高了热效率，当然为此也增加了高温大口径的再热管道与再热器，所以火力发电厂实际蒸汽动力循环的分析远较郎肯循环复杂，但总的分析原则与分析方法还是相同的，下面我们将以国产 125MW 机组为例，说明分析的全过程：
7．2．1 热力系统简介
国产 125MW 机组的热力系统如图 7-8 所示，锅炉为 420t/h 再热锅炉，汽轮机为 125MW 中间再热冷凝式汽轮机，共有七级抽汽，八台回热加热器，其中高压加热器两台（ hh1-2 ），低压加热器四台（ Ih1-4 ），高压除氧器一台（ hd ），轴封加热器一台（ sg ）。
图 6-8 原则性热力系统
2．2 热力系统各点状态参数的选用
分析是在机组各系统，特别是热力系统计算的基础上进行的。
参数的选用来源首先由锅炉热力试验测得，主要有煤的成分、煤的发热量、飞灰可燃物等，如表 7-3 所示。
表 7-3 锅炉热力试验数据
其次，由汽机热力试验测得，如表 7-4 所示：
表 7-4 汽轮机热力试验数据
此外，尚缺数据可参照一般推荐值或运行规范数据，如：
机组机械效率 0.99
发电机效率 0.985
加热器加热效率 0.98
轴封漏气压力 1.2MPa
轴封漏气温度155.0℃
7．2．3 分析的预备计算
分析的预备计算即为热力系统计算，计算出热力系统各点的参数，这是分析计算的基础。
预备计算所得各点参数如表 7-5 所示。
表 7-5 各点参数
预备计算的总结果，如表 7-6 所示
表 7-6 预备计算结果
名称单位数值
消耗率8942.82
发电标准煤耗351.8
锅炉热效率%91.063
J/g21073.2
燃料比
7．2．4 分析结果
完成分析的预备计算后，便可按前二章的方法，详细计算出各设备及部件的损失及损失系数。
本计算以燃料作为计算标准。
最后，可算得此机组的总效率。
表 7-7 列出了机组各设备部件的分析结果。
图 7-9 为根据计算结果绘制的机组流图，可定性地看出机组燃料的支出概况及各设备部分的损失大小。
表 7-7分析结果表
由此得机组效率为33.710%
图 7-9 流图
7．2．5 火力发电厂热力系统的节能诊断
应用分析方法可以对火力发电厂的热力系统进行全面的节能诊断。
火电厂热力系统各设备，安装、调试后投入正常运行；经过长期连续运行后，各设备会慢慢出现一些缺陷，使运行工况逐渐偏离设计工况，运行参数逐渐偏离设计值，使电厂效率下降，煤耗增大。
为了对火电厂热力系统的现状有一个全面的了解，就需要对其进行节能诊断。
首先对火电厂热力系统进行热力试验，测出实际运行工况下热力系统各参数，进行平衡计算，所得结果作为比较基础。
再将系统中某一参数作为研究对象，将其提高（或降低）
到设计值在系统中其它参数均保持不变的情况下对热力系统进行平衡计算；由此计算所得的结果与实际工况的计算结果进行比较，可以得出由于此参数未达设计值而引起的经济性下降，煤耗增加。
也就是说如果此参数经设备维修改造后达到设计值，可带来的节能效果即节能潜力。
用相同的方法，对系统中偏离设备工况的各设备、部件进行逐一分析，就可以得到火电厂热力系统的总节能潜力。
表 7-8 即为某 125MW 机组的节能潜力汇总表。
表 7-8 节能潜力汇总表
*以年平均负荷 115MW 计算的年节煤总值（吨）；
**即煤耗（每 kwh 电所需的耗煤量）。
上述结果，可以为火电厂热力系统的运行、检修、设备改造提供一个定量的科学的技术依据。
此外，节能诊断报告还可以在平衡计算基础上对造成参数偏离设计值的原因进行具体分析，为设备的运行改进、设备改造提供一些参考。