2021年发电厂热力设备及系统
百万火电机组主厂房两列式布置的应用
Application of Two-row Layout in Main Building of Million Thermal Power Unit
本文仅对汽机房与除氧间合并布置方案进行应用总结。 2 主要设计条件 2.1 汽轮发电机组型式
汽轮机为哈尔滨汽轮机厂生产的 1000 MW，28.00 MPa（a） /600 ℃ /620 ℃参数的超超临界、一次中间再热、单轴、四缸 四排汽、十级回热抽汽、凝汽式汽轮机。
发电机为哈尔滨发电机厂生产，水 - 氢 - 氢冷却方式、静 态励磁发电机。 热力系统及主要设备
本文所述工程建设 2×1000 MW 超超临界燃煤湿冷发电 机组，同步建设石灰石 - 石膏湿法脱硫设施及 SCR 脱硝装置， 并预留扩建条件。根据模块化设计的思想，主厂房布置通过
模块组合优化后形成若干主厂房布置方案。经技术经济比较， 本工程主厂房工程实施方案确定采用汽机房与除氧间合并， 除氧器布置在锅炉房外侧钢架，采用汽机房＋锅炉房 + 联合 侧煤仓，两台汽轮发电机组顺列布置方式。
其中又包含了电气一次专业的 6 kV 配电间、400 V 配电间、封 母出线及励磁变 ；化学专业的凝结水精处理、土建专业楼梯 间等。 3.1.2 除氧器布置模块
取消除氧间，除氧器布置在锅炉框架炉前第一跨，充分 利用锅炉炉架空余空间，大幅度降低汽机房容积，节省汽机 房投资 ；减小主厂房占地面积，极大地缩短机炉间距，减少 四大管道用量。 3.1.3 给水泵模块
（2）通过调整主厂房某个模块的位置以达到充分利用场 地和节约投资的目的，如采用侧煤仓布局就可以充分利用两 台锅炉中间的场地，同时还可以有效减少四大管道长度。
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51、 天 下 之 事 常成 于困约 ，而败 于奢靡 。——陆 游 52、 生 命 不 等 于是呼 吸，生 命是活 动。——卢 梭
53、 伟 大 的 事 业，需 要决心 ，能力 ，组织 和责任 感。 ——易 卜 生 54、 唯 书 籍 不 朽。——乔 特
1、不要轻言放弃，否则对不起ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ己。
2、要冒一次险!整个生命就是一场冒险。走得最远的人，常是愿意 去做，并愿意去冒险的人。“稳妥”之船，从未能从岸边走远。-戴尔．卡耐基。
梦 境
3、人生就像一杯没有加糖的咖啡，喝起来是苦涩的，回味起来却有 久久不会退去的余香。
发电厂热力系统资料4、守业的最好办法就是不断的发展。 5、当爱不能完美，我宁愿选择无悔，不管来生多么美丽，我不愿失 去今生对你的记忆，我不求天长地久的美景，我只要生生世世的轮 回里有你。
55、 为 中 华 之 崛起而 读书。 ——周 恩来
热力发电厂(冉景煜版)课件-第1章
1.1 世界能源现状
1
概述
能源是人类进行生产和赖以生存以及经济和社会
发展的重要物质基础。妥善解决能源问题对发展国民
经济、提高人民生活水平、稳定社会秩序和保障国家
安全等方面至关重要。
1.1 世界能源现状
（1）世界能源储量分布不平衡
赵斌 教授
1.1 世界能源现状
（2）能源供需关系总体紧张
局部 战争 自然 灾害 能源生产增 长缓慢 气候 变化 能源 消费快速 增长
风 能
水 力 能 水 水 力 车 机 械
化 学 能
燃 烧 热 热 机
核 能 裂聚 变变
地 热 能
传 热 能 (95%)
太 阳 能 光 热
机 电
温 差 发 电
磁 流 体 发 电
热 用 户
光 电 反 应
能
一次能源与二次能源的利用和转换关系
1.1 世界能源现状
可再生能源：在自然界中有一些能源能够再生，不会 因长期使 用而减少的能源。 非再生能源：不能循环再生的能源。
H2
高温 燃料
1.3 热力发电厂的构成及工作过程概述
1 生产工艺流程—热力发电厂是能源转换的工厂
锅 化学能 (燃料)
炉 蒸汽
汽轮机
发电机 电能
热能
机械能
1.3 热力发电厂的构成及工作过程概述
2 热力发电厂的主要设备及系统 热力发电厂主要的 三大设备 热力发电厂主要的 八大系统 热力系统 燃料供应系统 除灰系统 化学水处理系统 供水系统 电气系统 热工控制系统 附属生产系统
1.4 热力发电厂动力循环
1 朗肯循环
1 汽轮机 锅 q1 炉 2 wt 凝汽器
朗肯循环是热力发 电厂最基本的蒸汽
火力发电厂热力系统节能措施分析
火力发电厂热力系统节能措施分析摘要：随着我国经济的快速发展，人们对用电量的需求也在不断增加。
为最大限度地满足社会用电的需要，火力发电厂在不断地扩大建设规模，同时也存在着能耗高，效益不好的现状，对火力发电生产的经济性有不利影响，在热力系统设计和运行管理中仍有着优化改善空间。
本文分析和讨论了火力发电系统的节能技术，提出降低能耗的优化策略分析。
关键词：火力发电厂；热力系统；节能优化在保证供电可靠性的前提下，火力发电厂在整个生产过程中必须做到能源节约和环境保护。
煤炭是一种天然的非再生资源。
随着耗量的不断增长，煤炭资源愈发紧缺，同时大量的能源消耗也会对环境产生影响。
因此，在火力发电厂的生产过程中节约能源，降低煤炭消耗，提高其经济效益。
1.火电厂热力系统应用节能技术的必要性1.1实现电厂经济稳定发展热力系统的节能技术在火力发电厂的应用，极大的促进了电厂的节能工作开展；热力系统上的节能方案使发电厂能够对整个热力系统进行最优的调节，从而降低系统在运行中的各类损耗。
通过对主机辅机的优化升级，提升了运行效率，降低能消耗，从而大大减少了运行的费用。
同时在保证提高经济性的前提下，降低了污染，也能切合绿色发展的市场策略。
1.2热力系统的节能优化应用前景广阔火力发电厂的投产建设周期往往较短，在初始设计过程中，少有设计单位对电站的整体节能降耗工作进行深入的研究与创新，致使其在设计上存在着可以优化改善的地方。
生产环节中，因需要满足电网调度进行调峰调频运行，导致主机设备的再更苛刻的工况下运行，效率降低。
同时系统设备维修管理情况往往也会造成了电力系统的能耗上升。
因此，在以上各个环节中，深入发掘热力系统中的节能潜力，可以使发电厂的整体运行得到优化和改善，从而降低能耗，是值得应用推广的。
1.3实现降低火电厂能耗的最终目标利用各种不同的节能优化手段，可以实现火力发电厂整体的节能降耗。
可以在初始设计过程，通过对新机组的设计进行优化，对辅助设备的选型进行更合理化的匹配，从而达到减少热力系统损耗和能源消耗的目的。
图解汽轮发电机组工作原理及结构
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火力发电厂的几个基本概念
1.饱和水：指在一定条件时，水不能再溶解某种物 质而达到此物质的饱和状态，但此饱和水还可以溶 解其他物质，里面物质的溶解度并不会互相影响。 2.饱和蒸汽：当液体在有限的密闭空间中蒸发时 单 位时间内进入空间的分子数目与返回液体中的分子 数目相等时，则蒸发与凝结处于动平衡状态。 3.过热蒸汽：就是在一定压力下，蒸汽达到饱和温 度，继续吸热，温度超过饱和温度。
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喷嘴
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隔板
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汽轮机喷嘴和喷嘴室
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隔板和下汽缸组装
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轴承（轴瓦）
汽轮机的轴承有径向支持轴承和轴向推 力轴承两种。
1.径向支持承轴：支持转子重量 和离心力。 ( 固定式、自立式 、三油楔式、可倾瓦。） 2.推力承轴： 承担汽轮机转子轴向推力， 保证轴向间隙。
热核反应，相当地球燃烧19000T的标煤，太阳中可燃烧的氢为10分之1，能燃 烧100多亿年。电磁波-粒子流。地球接收的能量只占总能量的20亿分之1。
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4.核能发电：利用铀235的核裂变，产生的 能量，进行发电。
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中国核电站分布图
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原理：1个中子进入铀235原子核以后，原子就变的不稳 定，分裂成2个较小质量的原子核，这就是核裂反应， 产生很大的能量的同时，还会放出2-3个中子和其他射 线，这些中子再次进入铀235原子核，不断重复上述核 裂变反应。
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火电厂辅助设备及热力系统85页PPT
71、既然我已经踏上这条道路，那么，任何东西都不应妨碍我沿着这条路走下去。——康德 72、家庭成为快乐的种子在外也不致成为障碍物但在旅行之际却是夜间的伴侣。——西塞罗 73、坚持意志伟大的事业需要始终不渝的精神。——伏尔泰 74、路漫漫其修道远，吾将上下而求索。——屈原 75、内外相应，言行相称。——韩非
火电厂辅助设备及热力系统
11、战争满足了，或曾经满足过人的 好斗的 本能， 但它同 时还满 足了人 对掠夺 ，破坏 以及残 酷的纪 律和专 制力的 欲望。 ——查·埃利奥 特 12、不应把纪律仅仅看成教育的手段 。纪律 是教育 过程的 结果， 首先是 学生集 体表现 在一切 生活领 域—— 生产、 日常生 活、学 校、文 化等领 域中努 力的结 果。— —马卡 连柯(名 言网)
13、遵守纪律的风气的培养，只有领 导者本 身在这 方面以 身作则 才能收 到成效 。—— 马卡连 柯 14、劳动者的组织性、纪律性、坚毅 精神以 及同全 世界劳 动者的 团结一 致，是 取得最 后胜利 的保证 。—— 列宁 摘自名言网
15、机会是不守纪律的。——雨果
பைடு நூலகம்
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电厂热力系统PPT课件
① 正常运行时的汽水消耗 ② 启动、停机及非稳定工况运行时的汽水损失 ③ 热力设备在检修和停运时的放汽、放水 ④ 设备及系统的不严密处造成的汽水泄漏等
SEPI
外部损失： 发电厂对外供热设备和热网系统的汽水损失
补充水： 因工质损失而加入热力系统的水
SEPI
补充量的计算式为：
Dma D1 D1o D'bl
参数
高参数
压力105％、温度高3℃
台数
4～6台、等容量的 少
一机配一炉（凝） 备用锅炉（供）
SEPI
第二节 发电厂的辅助热力系统
➢ 工质损失及补充水系统 ➢ 工质回收及废热利用系统
SEPI
一、工质损失及补充水系统
工质损失 ：内部损失和外部损失
内部损失： 电厂内部设备和系统造成的蒸汽和凝结水损失
SEPI
第四章 发电厂的热力系统
Diagrammatic system
➢ 热力系统及主要设备选择原则 ➢ 发电厂的辅助热力系统 ➢ 发电厂原则性热力系统举例 ➢ 发电厂原则性热力系统计算举例
SEPI
➢发电厂的管道阀门 ➢主蒸汽系统 ➢中间再热机组的旁路系统 ➢给水系统 ➢回热全面性热力系统及运行 ➢发电厂疏放水系统 ➢发电厂全面性热力系统
SEPI
第一节 热力系统及主要设备选择原则
一、热力系统 定义：
根据使用目的的不同： 原则性热力系统 全面性热力系统
SEPI
发电厂的原则性热力系统
原则性热力系统 的作用：
计算发电厂 热经济指标
SEPI
SEPI
原则性热力系统的组成：
➢锅炉、汽轮机、主蒸汽及再热蒸汽管 道和凝汽设备的连接系统；
➢给水回热加热系统； ➢补充水系统； ➢连续排污及热量利用系统； ➢热电厂对外供热系统；
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*欧阳光明*创编 2021.03.07 *欧阳光明*创编 2021.03.07 发电厂热力设备及系统
欧阳光明（2021.03.07） 07623班参考资料 一：锅炉设备及系统 1 有关锅炉的组成（本体、辅助设备） 锅炉包括燃烧设备和传热设备； 由炉膛、烟道、汽水系统以及炉墙和构架等部分组成的整体，称为锅炉本体； 供给空气的送风机、排除烟气的引风机、煤粉制备系统、给水设备和除灰除尘设备等一系列设备为辅助设备。 2 A燃料的组成成份 化学分析：碳（C）、氢（H）、氧（O）、氮（N）、硫（S）五种元素和水分（M）、灰分（A）两种成分。 B水分、硫分对工作的影响； 硫分对锅炉工作的影响：硫燃烧后形成的SO3和部分SO2，与烟气中的蒸汽相遇，能形成硫酸和亚硫酸蒸汽，并在锅炉低温受热面等处凝结，从而腐蚀金属；含黄铁矿硫的煤较硬，破碎时要消耗更多的电能，并加剧磨煤机的磨损。 水分对锅炉工作的危害：（1）降低发热量（2）阻碍着火及燃烧（3）影响煤的磨制及煤粉的输送（4）烟气流过低温受热面产生堵灰及低温腐蚀。 C 水分、灰分、挥发分的概念： *欧阳光明*创编 2021.03.07 *欧阳光明*创编 2021.03.07 水分：由外部水和内部水组成；外部水分，即煤由于自然干
燥所失去的水分，又叫表面水分。失去表面水分后的煤中水分称为内部水分，也叫固有水分。 挥发分：将固体燃料在与空气隔绝的情况下加热至850摄氏度，则水分首先被蒸发出来，继续加热就会从燃料中逸出一部分气态物质，包括碳氢化合物、氢、氧、氮、挥发性硫和一氧化碳等气体。 灰分：煤中含有不能燃烧的矿物杂质,它们在煤完全燃烧后形成灰分。 D 挥发分对锅炉的影响： 燃料挥发分的高低对对燃烧过程有很大影响。挥发分高的煤非但容易着火，燃烧比较稳定，而且也易于燃烧安全；挥发分低的煤，燃烧不够稳定，如不采取必要的措施来改善燃烧条件，通常很难使燃烧安全。 E 燃料发热量：发热量是单位质量的煤完全燃烧时放出的全部热量。煤的发热量分为高位发热量和低位发热量。1kg燃料完全燃烧时放出的全部热量称为高位发热量；从高位发热量中扣除烟气中水蒸气汽化潜热后，称为燃料的低位发热量。 F 标准煤：假设其收到基低位发热量等于29270kj/kg的煤。（书88页） G 灰的性质：固态排渣煤粉炉中，火焰中心气温高达1400~1600摄氏度。在这样的高温下，燃料燃烧后灰分多呈现融化或软化状态，随烟气一起运动的灰渣粒，由于炉膛水冷壁受热*欧阳光明*创编 2021.03.07 *欧阳光明*创编 2021.03.07 面的吸热而同烟气一起冷却下来。如果液态的渣粒在接近水冷壁
或炉墙以前已经因温度降低而凝结下来，那么它们附着到受热面管壁上时，将形成一层疏松的灰层，运行中通过吹灰很容易将它们除掉，从而保持受热面的清洁。若渣粒以液体或半液体粘附在受热面管壁或炉墙上，将形成一层紧密的灰渣层，即为结渣。 H 灰分对锅炉工作的危害：（1）降低发热量（2）阻碍着火及燃烧（3）烟气携带飞灰流过受热面产生结渣、积灰、磨损、腐蚀等有害现象。 3 热平衡： 输入锅炉的热量=有效利用热量(输出锅炉的热量)+未完全燃烧的热损失+其它热损失
4A燃烧系统：煤粉锅炉的燃烧设备由燃烧室（炉膛）和燃烧器两部分组成。煤粉燃 烧的器包括作为主燃烧器的煤粉燃烧器、辅助燃烧的油燃烧器和点火装置。 B 风机类型及作用功能：按照使用方式来分有送风机和引风机，送风机用来将空气送入空气预热器，锅炉的热烟气将其热量传送给进入的空气；而引风机是用来将无用的烟气*欧阳光明*创编 2021.03.07 *欧阳光明*创编 2021.03.07 抽出，经处理排向大气。
C 二次风与一次风的区别：二次风系统的作用是供给燃料燃烧所需的大量热空气， 一次风系统的作用是用来干燥和输送煤粉，并供给燃料挥发份燃烧所需要的空气。 D 燃烧器的分类：直流燃烧器和旋流燃烧器。直流燃烧器是由若干直流射流的喷 口组成的，其中包括携带煤粉的一次风喷口、纯粹热空气的二次风喷口，还可能有 制粉系统乏气的三次风喷口；旋流燃烧器出口气流为旋转射流。 E 燃烧器的作用：（1）保证送入炉内的煤粉气流能迅速、稳定地着火燃烧（2）供 应合理的二次风，使它与一次风能及时良好地混合，确保较高的燃烧效率（3）火焰 在炉膛的充满程度较好，且不会冲墙贴壁，避免结渣（4）有较好的燃料适应性和负 荷调节范围（5）流动阻力较小，污染物生成量小（6）能减少NOX的生成，减少对 环境的污染。 5 锅炉几种受热面的类型及其作用功能： 水冷壁、过热器（再热器）、省煤器和空气预热器； 水冷壁：在锅炉炉膛中，水在水冷壁内流动，燃料在炉膛中燃烧并对炉膛四周的 水冷壁管进行辐射换热； 过热器：在水平烟道中，蒸汽在过热器管道内流动，高温烟气在管外流过对管壁 进行对流放热，这样，燃料燃烧所释放出来的热量大部分便通过各种换热方式最终 *欧阳光明*创编 2021.03.07 *欧阳光明*创编 2021.03.07 传给工质； 省煤器：利用锅炉烟气的余热来加热给水的低温受热面，它可降低排烟温度、提 高锅炉效率，因而起到省煤的作用； 空气预热器：因锅炉给水温度较高，导致省煤器出口烟气温度仍然很高，采用空 气预热器进一步降低烟气温度，提高锅炉效率。
6 A过热器的形式：对流式、辐射式和半辐射式;
B 气温调节方法：可归纳为蒸汽侧调节和烟气侧调节。蒸汽侧调节是指通过改变 蒸汽的焓值来调节气温；烟气调节方式是指通过改变锅炉内辐射受热面和对流受热 面的吸热量比例或通过改变流经受热面的烟气量来调节汽温。 C 热偏差：过热器（再热器）由许多平行的管子组成，由于管子的结构尺寸、管子 热负荷和内部阻力系数等可能不同，不同管中蒸汽的焓增可能不同，这一现象称为 过热器的热偏差。 D 再热器、省煤器及空气预热器的方位：通常把再热器布置在过热器后面烟气温度 稍低的区域；省煤器和空气预热器布置在锅炉对流烟道的最后或对流烟道的下方。 E 省煤器 （a）分类：按水在其中的加热程度分为非沸腾式和沸腾式水煤气 （b）布置：省煤器蛇形管内，水流由下向上流动，便于排除水中的气体，避免造成管 *欧阳光明*创编 2021.03.07 *欧阳光明*创编 2021.03.07 内局部氧腐蚀。一般省煤器蛇形管在烟道中的布置可以垂直
于锅炉前墙，也可以与 前墙平行。 F 空气预热器 （a）分类：最常用的传热式预热器是管式空气预热器和回转式空气预热器（b）管式空气预热器由许多直管组成，管子两端焊接在上下管板上，其体积庞大，只适用于容量小的电厂锅炉（c）回转式空气预热器有二仓的和三仓的，其优点：外形小，重量轻；传热元件允许有较大的磨损特别适用于大容量锅炉；缺点：漏风量大，结构复杂。 二：汽轮机设备及系统 1 水蒸气部分 A 汽化热：由饱和水定压加热为干饱和蒸汽的过程，虽然压力、温度不变，比体 体积却随着蒸汽增多而增大，熵值也因吸热而增大，该过程的吸热量称为汽化热； B 饱和状态：在汽化过程进行时如果撤去热源而用保温材料将容器绝热，汽、液 既不吸热也不放热而保持一定的温度，则汽、液两相的分子数保持一定的数量而处于 动态平衡。这种汽、液两相动态平衡的状态称为饱和状态。 C 一点两线三区五态：当压力提高到22.064MPa时，t=373.99摄氏度，此时饱和 水和饱和蒸汽不再有区别，成为一个状态点，称为临界状态或*欧阳光明*创编 2021.03.07 *欧阳光明*创编 2021.03.07 临界点；连接p-v图和
T-s图上不同压力下的饱和水状态和临界点所得曲线为饱和水线（或下界线），连接图 上不同压力下的干饱和蒸汽状态和临界点所得的曲线称为饱和蒸汽线，两线和在一起 称为饱和线（或上届线）；饱和线将p-v图和T-s图分为三个区域，未饱和水区、湿 蒸汽区和过热蒸汽区；位于三区和二线上的水和水蒸气呈现五种状态：未饱和水、饱和水、湿（饱和）蒸汽、（干）饱和蒸汽和过热蒸汽。 D 水的定压汽化过程（书45页图） 2 蒸汽动力循环 A 朗肯循环示意图、设备及过程：蒸汽动力循环中的锅炉、汽轮机、冷凝器和水泵是循环中的基本设备； 过程4-1：水在锅炉B和过热器S中吸气，由未饱和水变为过热蒸汽。过程中工质与外界无技术功交换。忽略了工质流动过程的阻力，该过程为定压过程。 过程1-2：过程蒸汽在汽轮机T中膨胀并对外输出轴功，在汽轮机T出口，工质达到低压下的湿蒸汽状态，称为乏汽。忽略工质的摩擦与散热，该过程为绝热可逆的定熵过程。 过程2-3：在凝汽器C中乏汽放热给冷却水，凝结成为冷凝器C乏汽压力下的饱和水。该过程视为定压过程。 过程3-4：凝结后的饱和水经水泵P升压后压力提高，再次进*欧阳光明*创编 2021.03.07 *欧阳光明*创编 2021.03.07 入锅炉B，完成一个循环。饱和水经水泵的升压过程可视为
定熵过程。（图见55页） B 朗肯循环热效率：（书55页） C 蒸汽参数对热效率的影响： （1）初温的影响：在相同初压和背压下，提高新气温度，使得朗肯循环的平均吸热温度升高，循环的热效率得以提高； （2）初压的影响：在相同初温和背压下，提高新气的压力，使得朗肯循环的平均吸热温度升高，使循环热效率得到提高； （3）背压的影响：在相同初温和初压下，降低排气压力（背压），则使得朗肯循环的平均放热温度有明显下降，而平均吸热温度相对下降的极少，这样使循环的热效率得以提高。 2 汽轮机设备 A 基本概念：是火力发电厂和核电站的原动机，是一种外燃回转式动力机械，通过它将蒸汽的热能转换成机械能，借以拖动发电机旋转发电。 B 按工作原理分类：冲动式汽轮机和反动式汽轮机；按热力过程分类：凝汽式汽轮机、背压式汽轮机、调整抽气式汽轮机、混压式汽轮机和中间再热式汽轮机。 C 汽轮机的型号分类（书177页） D 级：汽轮机的基本能量转换单元。通常我们将一列喷嘴叶栅和相应的一系列叶栅称作汽轮机的一个级。 E 气轮机的组成：气轮机主要由静止和转动两大部分组成；静