火力发电厂基本原理
电厂火力发电厂的基本原理
构建多元化的能源结构，实现多种能源互补，提 高能源安全性和稳定性。
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冷却水的排放
热污染
火力发电厂冷却水排放的温度较高，会对周围水域的生态环境造成热污染，影响水生生物的生存和繁 殖。
化学物质排放
火力发电厂的冷却水中可能含有多种化学物质，如重金属、油类、酸碱等，如不经过处理直接排放， 会对水体造成严重污染。
05 火力发电厂的未来发展
提高能源效率
01
02
03
优化燃烧过程
当发电机输出的电压达到电网的要求时，通过变压器升压后 接入电力系统，最终将旋转机械能转换为电能输送至千家万 户。
03 火力发电厂的主要设备
锅炉及辅助设备锅炉Fra bibliotek锅炉是火力发电厂中的核心设备，负 责将燃料中的化学能转化为热能，通 过高温高压蒸汽驱动汽轮机转动。
辅助设备
包括给水系统、送风系统、排灰系统 等，这些辅助设备确保锅炉的正常运 行和安全。
了解火力发电厂的基本原理有助于更好地理解其运行机制，为优化和改进提供依据。
发电厂的类型和比较
火力发电厂根据使用的燃料类型可分为煤、油、气等类型。
不同类型发电厂在建设成本、运行效率、污染物排放等方面存在差异。
与其他类型的发电厂（如核能、风能、太阳能等）相比，火力发电厂具 有技术成熟、建设周期短、运行稳定等优势，但也存在环境污染和碳排 放等问题。
除灰系统
负责收集和处置锅炉燃烧产生的灰烬，保持锅炉和烟囱的清洁，防止环境污染。
04 火力发电厂的环境影响
排放的污染物
废气排放
火力发电厂在燃烧过程中会产生 大量的废气，包括二氧化碳、硫 氧化物、氮氧化物等，这些废气
火电厂的基本原理
火电厂的基本原理
答案：
利用煤炭、石油、天然气等燃料生生产电能的叫做火力发电厂。
其基本原理是,利用燃料的化学能燃烧后转化成
热能,热能转化成机械能、然后转化成电能。
扩展：
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，它包括汽水循环、化学水处理和冷却系统等。
水在锅炉中被加热成蒸汽，经过加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做过功的部分蒸汽，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，即把做过一段功的蒸汽从汽轮机的高压缸的出口将做过功的蒸汽全部抽出，送到锅炉的再热汽中加热后再引入汽轮机的中压缸继续膨胀做功，从中压缸送出的蒸汽，再送入低压缸继续做功。
在蒸汽不断做功的过程中，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器加热再经过除氧器除氧，给水泵将预加热除氧后的水送至高压加热器，经过加热后的热水加入锅炉，在过热器中把水加热到过热蒸汽，送至汽轮机做功。
这样周而复始不断的做功。
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，因此我们必须不断地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。
火力发电厂工作原理
火力发电厂工作原理
火力发电厂是一种利用化石燃料（如煤炭、石油和天然气）的热能转化成电能的装置。
其工作原理如下：
1. 燃料燃烧：在火力发电厂中，燃料被燃烧以产生高温高压的燃烧产物，通常为燃料燃烧室中的火焰。
2. 蒸汽发生：燃烧产物通过与水直接接触，将热量传递给水，使其蒸发成高温高压的蒸汽。
通常情况下，水与燃烧产物的接触发生在锅炉中。
3. 蒸汽推动涡轮：蒸汽进入涡轮机的高压部分，通过与涡轮叶片的相互作用，将蒸汽的热能转化为动能，推动涡轮机旋转。
4. 产生电能：涡轮机的旋转带动发电机转动，通过磁场与线圈的相互作用，产生电流。
这些电流经过变压器进行电压转换，并输送到输电系统中供应给用户。
需要注意的是，火力发电厂的工作原理基本上都是相同的，但存在一些细微的差异，具体取决于使用的燃料类型和力量转换装置的设计。
火力发电基本原理
燃烧系统：完成燃料燃烧过程，使燃料化学能 转化为蒸汽热能的系统。主要有燃烧器、炉膛、 送风机、引风机、除尘器、除灰设备等。
2.1 火力发电基本原理
4、火力发电厂组成
汽水系统：完成蒸汽热能转化为机械能的系统。 主要有锅炉的汽水部分、汽轮机及其辅助设备， 如凝汽器、除氧器、回水加热器、给水泵、循 环水泵、冷却设备等。 电气系统：完成机械能转化为电能的系统。主 要有发电机、主变压器、断路器、隔离开关、 母线等。 控制系统：完成生产过程中的参数测量及自动 化监控操作的系统。
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。
电厂在安全、经济运行的情况下，还要保证电能的质量指标， 即在负荷变化的情况下，通过调整以保持电压和频率的额定 值，满足用户的要求。
2.1 火力发电基本原理
6、火力发电厂的运行
就安全性而言，火电厂如不能安全运行，就会造成人 身伤亡、设备损坏和事故，而且不能连续向用户供电， 酿成重大经济损失。保证安全运行的基本要求是：
加强燃料管理和设备的运行管理。定期检查设备状态、运行工
况，进行各种热平衡和指标计算，以便及时采取措施减少热损 失。
根据各类设备的运行性能及其相互间的协调、制约关系，维持
各机组在具有最佳综合经济效益的工况下运行；在电厂负荷变 动时，按照各台机组间最佳负荷分配方式进行机组出力的增、 减调度。
2.1 火力发电基本原理
生产的电能供给比较集中的用户
2.1 火力发电基本原理
4、火力发电厂组成
现代化的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。
燃料系统：完成燃料输送、储存、制备的系统。 燃煤电厂具有卸煤设施、煤场、上煤设施、煤 仓、给煤机、磨煤机等设备；燃油电厂备有油 罐、加热器、油泵、输油管道等设备。
发电厂是从哪里发电的原理
发电厂是从哪里发电的原理
发电厂通过转换各种能源为电能来进行发电。
以下是常见的几种发电原理：
1. 火力发电：燃烧煤炭、天然气、石油等化石燃料或生物质，产生高温高压的蒸汽，然后用蒸汽驱动涡轮机旋转，进而驱动发电机产生电能。
2. 核能发电：利用核裂变反应释放出的巨大能量，将核燃料（如铀或钚）置于核反应堆中，使得核裂变反应产生大量热能，然后利用这个热能产生高温高压的蒸汽，驱动涡轮机转动发电机产生电能。
3. 水力发电：利用水的流动动能来驱动涡轮机转动发电机产生电能。
通常是通过水库、大坝等水工建筑物来蓄积水，然后再利用水流的压力和动能来驱动发电机。
4. 风力发电：利用风的动能来驱动风轮转动，进而驱动发电机产生电能。
通常是通过大型的风力发电机组，将风能转换为电能。
5. 太阳能发电：利用光能转换为电能的技术。
常用的方法是通过光伏电池将太阳辐射转化为直流电流，然后通过逆变器将直流电流转换为交流电流，以供电网使用。
总的来说，发电厂通过利用各种能源转化为电能的原理来进行发电。
不同的发电
原理有不同的优缺点，适用于不同的地区和资源环境。
发电厂发电原理
发电厂发电的原理是通过将能源转化为电能的过程。
以下是一些常见的发电厂发电原理：
1. 火力发电厂：火力发电厂是利用化石燃料(如煤、石油、天然气等)燃烧产生的热量来加热水，产生的高温高压蒸汽驱动发电机发电。
基本原理是热力学第一定律，即能量守恒定律。
2. 水力发电厂：水力发电厂是利用水的重力势能来驱动水轮机旋转，进而带动发电机发电。
基本原理是热力学第二定律，即能量转换定律。
3. 核能发电厂：核能发电厂是利用核反应堆产生的热能来加热水，产生的高温高压蒸汽驱动发电机发电。
基本原理是核物理学原理，即核反应过程中释放出的能量。
4. 风力发电厂：风力发电厂是利用风力驱动风力发电机旋转，进而带动发电机发电。
基本原理是空气动力学原理，即风能转化为机械能，再转化为电能。
5. 太阳能发电厂：太阳能发电厂是利用太阳能光子的能量，通过光伏效应直接将光能转化为电能。
基本原理是光电效应原理，即光能转化为电能。
这些发电厂的技术和原理各不相同，但它们的目的都是将不同的能源转化为电能，以满足人类的生产和生活需求。
火力发电原理
火力发电的基本原理火电厂是利用煤、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使成蒸汽，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；其分类有：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；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）；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）；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）；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。
一次风机：干燥燃料，将燃料送入炉膛，一般采用离心式风机。
送风机：克服空气预热器、风道、燃烧器阻力，输送燃烧风，维持燃料充分燃烧。
引风机：将烟气排除，维持炉膛压力，形成流动烟气，完成烟气及空气的热交换。
磨煤机：将原煤磨成需要细度的煤粉，完成粗细粉分离及干燥。
空预器：空气预热器是利用锅炉尾部烟气热量来加热燃烧所需空气的一种热交换装置。
提高锅炉效率，提高燃烧空气温度，减少燃料不完全燃烧热损失。
空预器分为导热式和回转式。
回转式是将烟气热量传导给蓄热元件，蓄热元件将热量传导给一、二次风，回转式空气预热器的漏风系数在8～10％。
炉水循环泵：建立和维持锅炉内部介质的循环，完成介质循环加热的过程。
燃烧器：将携带煤粉的一次风和助燃的二次风送入炉膛，并组织一定的气流结构，使煤粉能迅速稳定的着火，同时使煤粉和空气合理混合，达到煤粉在炉内迅速完全燃烧。
火力发电厂运行原理
火力发电厂运行原理
火力发电厂是以一定燃料为热源，通过锅炉蒸汽，驱动涡轮发电机发电，再通过变压器将电压升高输送到电网上，用于供给工业、农业、生活
等领域的用电需求。
其运行具体原理如下：
1.燃料燃烧：火力发电厂一般采用燃煤、燃气、燃油等燃料，通过燃
烧产生高温高压的热能；
2.锅炉蒸汽：燃料燃烧后，产生高温烟气通过锅炉加热水，使其变成
高压饱和蒸汽；
3.涡轮发电机：高压饱和蒸汽通过喷嘴喷射到涡轮上，驱动涡轮旋转，再由涡轮转动的轴给发电机供电，产生电能；
4.变压器：发电机输出的电能较为低压，需要通过变压器将电压升高，最终将电能输送到电网上。
同时，火力发电厂还需要一系列辅助设施，如给水系统、烟气净化系统、灰渣处理系统等，来完成设备的正常运行及节能环保要求。
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6.2 建设有大容量火电机组群的大电厂
❖ 世界上2000 MW以上大型火电厂有82座，其中 4000MW以上的5座，3001MW～4000MW的24 座2501～3000MW的24座，2000～2500删的有 29座。世界最大的燃褐煤和燃烟煤的火电厂分别 是波兰的贝尔哈托夫电厂和南非的肯达尔电厂， 最大的燃气和燃油电厂分别是俄罗斯的苏尔古特 第二火电厂和日本鹿岛火电厂，其装机容量分别 为4320 MW／4 116 MW，4800MW和4400 MW
锅炉热效率：蒸汽在炉内吸热量占燃料发热量的百 分比。电站锅炉一般在90%以上。
锅炉型号：如HG670/13.7—540/540—7 HG----哈尔滨锅炉厂； DG----东锅；SG---上锅；WG---武锅；BG---北锅 锅炉分类（按水循环方式）：自然循环炉，强制循环
炉，复合循环炉等。
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5、厂用电率：厂用电占总发电量的百分率，大 约在5%--10 %之内；
6、供电标准煤耗率：扣除厂用电的标准煤耗率
7、提高电厂热效率的措施：
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六、高效发电新技术
➢ 继续提高超临界火电机组效率 ➢ 洁净煤技术 ➢ 燃气－蒸汽联合循环发电技术 ➢ 燃煤磁流体发电技术 ➢ 空冷发电技术 ➢ 火电厂计算机控制技术
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6.1 发展超临界参数的大容量火电机组
❖ 国外第一台超临界机组投运至今，已有近40年的历史， 目前超临界机组最大单机容量为1300MW，在美国、日本 及俄国，超临界机组占火电容量的50%以上。欧洲的超临 界机组在技术上也有其独特性和先进性。目前，国际上已 经投运了单机在800MW以上火电机组的国家主要有美国、 日本、原苏联和德国等。
（烟）炉膛→屏过→对流过热器→省煤器→空预器→ 除尘器→引风机→烟囱→大气。 （图）
灰渣系统：（炉渣）炉膛冷灰斗→除渣装置→冲灰
沟→灰渣泵→输灰管→灰场。
（飞灰）除尘器→集灰斗→除灰装置→运灰车→灰加 工厂。
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二、锅炉设备及组成
作用：
1、锅炉容量与蒸汽参数
锅炉容量：每小产生的蒸汽量（t/h） 蒸汽参数：锅炉出口过热蒸汽压力和温度
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国内部分投产及在建超临界机组情况表
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超临界、超超临界机组的特点
❖ 机组热效率高(与同容量亚临界火电机组比 较，超临界机组可提高效率2-2.5%，超超 临界机组可提高效率约5%)，可靠性好， 环保指标先进；
❖ 可复合变压运行，调峰性能好；（1）在 低负伤时效率高；（2）具有良好的启动 性能；（3）具有良好的负荷适应性。
火力发电厂生产基本常识
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主要内容
一、火力发电厂生产概述 二、锅炉设备及组成 三、汽轮机设备及组成 四、火电厂热力系统 五、发电厂的主要技术经济指标 六、高效火力发电新技术
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1.火电厂的分类（按蒸汽参数）与容量
❖ 中低压: 3.4MPa，435℃, 6\12\25\50MW， ❖ 高压： 9.8MPa， 540℃， 50\100MW， ❖ 超高压:13.7MPa，535/535℃， 125\200MW， ❖ 亚临界：16.2MPa，540/540℃ ，300\600MW， ❖ 超临界：24MPa，538/566℃ 600\800MW， ❖ 超超临界电厂： 28MPa以上 ❖ 我国现正研制1000MW级的超临界机组
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燃油或燃气的联合循环的主要优点
a) 热效率高，目前为50%～55%，2000年以后渴望达到 60%～61%；
b) 低污染，环保性能好；
c) 运行灵活，可日启停、调峰性能好 ；
d) 单位容量投资较低，简单燃气轮机每千瓦投资为l00～ 300美元／kW，汽轮发电机组为600～1000美元／kW， 而联合循环发电机组为280～530美元／kW；
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超临界机组发展简史
世界第一台，1956年德国，88MW，34MPa, 610/570/570℃。
目前单机容量最大（美国）1300MW， 26.5MPa, 538/538℃，共有六台，第一台1969投产。
目前参数最高的是（美国） 325MW， 34.6MPa, 649/566/566℃， 1960投产
配汽机构：主蒸汽导管、自动主汽门、调节阀等
汽轮机的工作过程：蒸汽→喷嘴→冲动叶片转动
2、调节保安油系统：调速器、油泵、油箱等
3、凝汽及抽气设备：凝汽器、凝结水泵、抽气器、 循环水泵和冷却塔等
4、回热加热系统：高、低压加热器和除氧器等
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5、汽轮机分类与型号
汽轮机分类（按热力过程）：凝汽式N、背压式B、调 整抽汽式CC、中间再热式汽轮机。
3、锅炉设备的组成
锅炉本体：燃烧器、炉膛、烟道、汽包、下降管、水 冷壁、过热器、再热器、省煤器及空气预热器等组 成；
辅助设备：送引风机、给煤机、磨煤机、排粉机、除 尘和脱硫设备、烟囟等。（图）
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三、汽轮机设备及组成
1、汽轮机本体：
静止部分：汽缸、隔板、喷嘴、轴承和轴封等；
转动部分：叶片、叶轮和轴等；
（1）辅助蒸汽联箱及其相连接的管路和设备 （2）化学车间除盐水箱→补水箱→补水泵→凝汽器
（或除氧器或疏水箱）
11、锅炉燃烧系统分析
燃运系统： 制粉系统 ： 风烟系统 ：
灰渣系统 ：
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五、发电厂的主要经济指标
1、汽轮发电机组的汽耗率d0：机组每发1KW.h 的电所消耗的蒸汽量；200MW机组在 3kg/kw.h左右。
（2）增大背压机负荷率，增加机组发电，减少冷凝 损失，降低煤耗；
（3）保证生产工艺，改善生活质量，减少从业人员， 提高劳动生产率；代替数量大、型式多的分散空 调，改善环境景观，避免“热岛”现象。
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6.4.3 热、电、煤气三联产
❖ 煤中挥发份和部分固定碳受热后气化，产生城市 煤气供万人城镇民用，焦碳送CFBC锅炉中燃烧 产生蒸汽，用于热电联产 。
容量（t/h） 蒸汽参数
汽机功率(MW)
420
13.8Pa(540/540 )
125
670 1025 2008
13.8Pa(540/540 )
200
16.8Pa(540/540 )
300
16.8Pa(540/540 )
600
炉型
煤粉炉 煤粉炉 煤粉炉（引） 煤粉炉
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2、锅炉热效率与锅炉型号
➢ 此外，在电厂中安装蓄热器回收排热或机组起停 过程中排汽，可对热负荷移峰填谷；可增加尖峰 发电力出力，提高能源利用率和机组稳定运行水 平。
➢ 还有一种双背压凝汽式汽轮发电机，是通过凝结
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2、火电厂生产过程示意图
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3、火电厂的系统构成
（1）汽水系统，由锅炉、汽轮机、凝汽器、水泵、加 热器及其管路组成；
（2）燃料、燃烧系统，包括：输煤系统、制粉系统、 烟风系统和除灰除尘系统；
（3）其它辅助热力系统 （4）电气系统
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4、电厂汽水系统
电厂基本汽水系统流程（朗肯循环）：给水→锅炉→过热蒸 产指锅炉产生的蒸汽在背压汽轮机或 抽汽汽轮机发电，其排汽或抽汽，除满足各种热 负荷外，还可做吸收式制冷机的工作蒸汽，生产 6～8℃冷水用于空调或工艺冷却 . ❖ 热电冷三联产的优点：
（1）蒸汽不在降压或经减温减压后供热，而是先发 电，然后用抽汽或排汽满足供热、制冷的需要， 可提高能源利用率；
e) 标准的模块化设计，建设周期短，可分阶段建设，一 年内即可发出60％～70％额定负荷；占地少，仅为PC ＋FGD发电厂占地的1／3；
f) 节水，为同容量常规电站用水量的1／3；
我国大陆以煤为主要发电一次能源，目前联
合循环机组容量仅占全国发电容量的1．5
％。
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6.4.1 热电6联.4产 多联产发电技术
❖ 我国目前最大的火力发电厂———浙江北仑发电 厂终于全面建成；该厂总装机容量达300万千瓦 。
（共6台600MW机组）
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6.3 燃气，蒸汽联合循环（Combined Cvcle，简称
CC或GTCC）
❖ 联合循环就是把在中低温区工作的蒸汽轮 机的朗肯（Rankine）循环和在高温区工作 的燃气轮机的布雷登（Brayton）循环的叠 置，组成一个总能系统循环，由于它有很 高的燃气初温（1200℃～1500℃）和蒸汽 作功后很低的终温（30～40℃），实现了 热能的梯级利用，使总的循环效率很高 。
汽轮机的型号：如N200-130/535/535
N300-16.7/538/538
6、汽轮发电机与励磁机
转子：有良好导磁性能的合金钢制成，绕组外接直流 励磁电源，产生磁场；氢（水）内冷
定子：由铁芯、绕组和外壳等组成，铁芯由环形硅钢 片叠压而成；水内冷
励磁机：向发电机转子绕组提供直流励磁电源；
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指的是火电机组在发电的同时，用抽汽或背压
机组的排汽进行供热，由于实现了热能的梯级利 用，其总的能源利用率为80％～90％。如果联合 循环机组用于热电联产，即高作功能力的燃气 （1000℃以上）在燃气轮机中做功，其排气在余 热锅炉中产生中等作功能力的蒸汽（500℃以 上），驱动汽轮机继续做功，其低作功能力的抽
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3、主凝结水系统
凝汽器→凝结水泵→轴封冷却器→低加→除氧器。
4、 除氧器系统：除氧器及其相连的所有管路和附