火力发电厂

火电厂简介
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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

工作原理
采用煤炭作为一次能源----利用皮带传送技术----锅炉输送经处理的煤粉---煤粉燃烧对锅炉里的水一次加热之后--水蒸汽进入高压缸---为了提高热效率,对水
蒸汽进行二次加热---水蒸汽进入中压缸---蒸汽去推动汽轮发电机发电。

从中压缸引出进入对称的低压缸。

已经作过功的蒸汽一部分从中间段抽出供给炼油、化肥等兄弟企业,其余部分流经凝汽器水冷,成为40度左右的饱和水作为再利用水。

40度左右的饱和水经过凝结水泵,经过低压加热器到除氧器中,此时为160度左右的饱和水,经过除氧器除氧,利用给水泵送入高压加热器中,其中高压加热器利用再加热蒸汽作为加热燃料,最后流入锅炉进行再次利用。

以上就是一次生产流程。

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。

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。

世界上最好的火电厂也只能把燃料中40%左右的热能转换为电能。

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
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→过热蒸汽→汽轮机→凝汽器→给水泵→给水送入锅炉。

5、燃料、燃烧系统
输煤及燃运系统:运输→卸煤装置→煤场→碎煤机→皮带→原煤仓;
制粉系统:原煤仓→给煤机→磨煤机→粗粉分离器→细粉分离器→煤粉仓→给粉机→燃烧器→炉膛;
风烟系统与灰渣系统
风烟系统:(风)吸风口→冷风道→送风机→暖风器→空预器→热风道→磨煤机→粗分器→细分器→排粉机→燃烧器→炉膛;(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。

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)
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;
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
四、发电厂热力系统
1、锅炉汽水系统:主给水管→给水操作台→省煤器→汽包→下降管→下联箱→水冷壁→汽包→过热器→锅炉主汽门(或集汽联箱)出口。

2、主蒸汽系统及再热蒸汽系统:(主蒸汽)锅炉主汽门(或集汽联箱)→主蒸汽管→汽机自动主汽门之前;(再热蒸汽)汽机高压缸出口→再热器冷段管→再热器→再热器热段管→汽机中压缸进口。

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件(安全门,水位计等)。

5、主给水系统:除氧水箱下水管→低压给水管→给水泵→高压给水管→高加
→主给水管。

6、回热抽汽系统和加热器疏水系统:汽机抽汽管路→各回热加热器(高加、低加、除氧器)→疏水管路→疏水回收设备.示意图。

(300MW图)
7、抽空气系统:(低压加热器、凝结水泵)→凝汽器→抽真空设备和系统。

8、循环冷却水系统:循环水进水管→凝汽器→循环水出水管(汽机车间范围内)
9、排污利用系统:锅炉汽包→连续排污管→连续排污扩容器→(汽)除氧器下
联箱→定排污管→→┕→(水)定期排污扩容器
10、辅助蒸汽系统及补充水系统
(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:。