火电厂主要设备说明介绍

火电厂主要设备简介

火力发电厂是利用化石燃料燃烧释放的热能发电的动力设施，包括燃料燃烧释热和热能电能转换以及电能输出的所有设备、装置、仪表器件，以及为此目的设置在特定场所的建筑物、构筑物和所有有关生产和生活的附属设施。主要有蒸汽动力发电厂、燃气轮机发电厂、内燃机发电厂几种类型.

火电厂主要设备：

汽轮机本体

汽轮机本体（steam turbine proper）是完成蒸汽热能转换为机械能的汽轮机

组的基本部分，即汽轮机本身。它与回热加热系统、调节保安系统、油系统、凝汽系统以及其他辅助设备共同组成汽轮机组。汽轮机本体由固定部分（静子）和转动部分（转子）组成。固定部分包括汽缸、隔板、喷嘴、汽封、紧固件和轴承等。转动部分包括主轴、叶轮或轮鼓、叶片和联轴器等。固定部分的喷嘴、隔板与转动部分的叶轮、叶片组成蒸汽热能转换为机械能的通流部分。汽缸是约束高压蒸汽不得外泄的外壳。汽轮机本体还设有汽封系统。

锅炉本体

锅炉设备是火力发电厂中的主要热力设备之一。它的任务是使燃料通过燃烧将化学能转变为热能，并且以此热能加热水，使其成为一定数量和质量（压力和温度）的蒸汽。由炉膛、烟道、汽水系统（其中包括受热面、汽包、联箱和连接管道）以及炉墙和构架等部分组成的整体，称为“锅炉本体”。

热力系统及辅助设备

汽轮机部分的辅助设备有凝汽器、水泵、回热加热器、除氧器等。把锅炉、汽轮机及其辅助设备按汽水循环过程用管道和附件连接起来所构成的系统，叫做发电厂的热力系统。发电厂的热力系统按照不同的使用目的分为“原则性热力系统”、“全面性热力系统”、“汽轮机组热力系统”等。

发电机本体

在发电厂中，同步发电机是将机械能转变成电能的唯一电气设备。因而将一次能源（水力、煤、油、风力、原子能等）转换为二次能源的发电机，现在几乎都是采用三相交流同步发电机。在发电厂中的交流同步发电机，电枢是静止的，磁极由原动机拖动旋转。其励磁方式为发电机的励磁线圈FLQ（即转子绕组）由同轴的并激直流励磁机经电刷及滑环来供电。同步发电机由定子（固定部分）和转子（转动部分）两部分组成。定子由定子铁心、定子线圈、机座、端盖、风道等组成。定子铁心和线圈是磁和电通过的部分，其他部分起着固定、支持和冷却的作用。转子由转子本体、护环、心环、转子线圈、滑环、同轴激磁机电枢组成。

汽轮机控制的发展过程

汽轮机控制装置的发展经历了如下几个阶段：

1、最早: 机械式液压调节系统MHC--Mechanical Hydraulic Control

2、60年代初: 电液调节系统EHC--Electro-Hydraulic Control -> EHC与MHC 并存

3、60年代中: 模拟电液系统AEH--Analog Electro-Hydraulic Control->AEH 纯电调(60年代末)

4、80年代及以后: 数字电液系统DEH--Digital Electronic Hydraulic Control 或MEH --Microprocessor-based Electro-Hydraulic Control

汽轮机控制的内容

目前火力发电厂多采用单机容量为300~600MW的亚临界压力的单元机组。随着电网自动化程度和单元制运行水平的不断提高，对汽轮机控制系统提出了更高的要求。一个完善的汽轮机控制系统包括以下功能系统。

1、监视系统

监视系统是保证汽轮机安全运行的必不可少的设备，它能够连续监测汽轮机运行中各参数的变化。属于机械量的有：汽轮机转速、轴振动、轴承振动、转子轴位移、转子与汽缸的相对胀差、汽缸热膨胀、主轴晃度、油动机行程等。属于热工量的有：主蒸汽压力、主蒸汽温度，凝汽器真空，高压缸速度级后压力，再热蒸汽压力和温度，汽缸温度，润滑油压，调节油压，轴承温度等。汽轮机的参数监视通常由DAS系统实现，测量结果同时送往调节系统作限制条件，送往保护系统作保护条件，送往顺序控制系统作控制条件。

2、保护系统

保护系统的作用是，当电网或汽轮机本身出现故障时，保护装置根据实际情况迅速动作，使汽轮机退出工作，或者采取一定措施进行保护，以防止事故扩大或造成设备损坏。大容量汽轮机的保护内容有：超速保护、低油压保护、位移保护、胀差保护、低真空保护、振动保护等。

3、调节系统

汽轮机的闭环自动调节系统包括转速调节系统、功率调节系统、压力调节系统+如机前压力调节和再热汽压力调节,，等等。闭环调节是汽轮机EHC系统的主要功能，调节品质的优劣将直接影响机组的供电参数和质量，并且对单元机组的安全运行也有直接影响。

4、热应力在线监视系统

汽轮机是在高温高压蒸汽作用下的旋转机械，汽轮机运行工况的改变必然引起转子和汽缸热应力的变化。由于转子在高速旋转下已经承受了比较大的机械应力，因此热应力的变化对转子的影响更大，运行中监视转子热应力不超过允许应力显得尤为重要。热应力无法直接测量，通常是用建立模型的方法通过测取汽轮机某些特定点的温度值来间接计算热应力的。热应力计算结果除用于监视外，还可以对汽轮机升速率和变负荷率进行校正。

5、汽轮机自启停控制系统

汽轮机自启停控制（Turbine Automatic Control，简称TAC）系统是牵涉面很大的一个系统，其功能随设计的不同而有很大差别。原则上讲，汽轮机自启停控制系统应能完成从启动准备直至带满负荷或者从正常运行到停机的全部过程，即完成盘车、抽真空、升速并网、带负荷、带满负荷以及甩负荷和停机的全

部过程。可见实现汽轮机自启停的前提条件是各个必要的控制系统应配备齐全，并且可以正常投运。这些系统为自动调节系统、监视系统、热应力计算系统以及旁路控制系统等。

6、液压伺服系统

液压伺服系统包括汽轮机供油系统和液压执行机构两部分。供油系统向液压执行机构提供压力油。液压执行机构由电液转换器、油动机、位置传感器等部件组成，其功能是根据电调系统的指令去操作相应阀门的动作。

由上述汽轮机控制所涉及的内容可以看出，现代大型单元机组的汽轮机控制系统涉及面很广，系统复杂，技术要求高，既包括了模拟量的反馈调节，又包括开关量的逻辑控制，是集过程控制、顺序控制、自动保护、自动检测于一体的复杂控制系统。

作用、特点和分类

一、汽轮机在火电厂中的地位

自然界中能够产生能量的资源称为能源。电力工业是能源转换的工业，它把一次能源（如煤炭、石油、天然气、水能风能、核聚变能等）转化为电能，使之成为通用性更强的二次能源。

生产电能的工厂称为发电厂（如火力发电厂、水电厂、核电站等）。火力发电厂简称火电厂，它是利用化石燃料（煤、石油、天然气等）中蕴藏的化学能，在蒸汽锅炉内通过燃烧转变为蒸汽的热能，然后在汽轮机内将热能转变成机械能带动发电机发电的工厂。在世界范围内，火电厂中，燃煤电厂所占比例最大，如英国和德国高达70%，美国和前苏联几乎占50%，我国超过70%。