火力发电厂生产过程-姚孟电厂教学课件

主要内容主要内容一、火力发电厂生产概述一、火力发电厂生产概述一、火力发电厂生产概述一、火力发电厂生产概述二、锅炉设备及组成二、锅炉设备及组成二、锅炉设备及组成二、锅炉设备及组成三、汽轮机设备及组成三、汽轮机设备及组成三、汽轮机设备及组成三、汽轮机设备及组成四、火电厂热力系统四、火电厂热力系统四、火电厂热力系统四、火电厂热力系统五、脱硫设备五、脱硫设备五、脱硫设备五、脱硫设备六、变电站六、变电站六、变电站六、变电站七、发电厂的主要技术经济指标七、发电厂的主要技术经济指标七、发电厂的主要技术经济指标七、发电厂的主要技术经济指标八、发电厂的发展概况八、发电厂的发展概况八、发电厂的发展概况八、发电厂的发展概况1song1.火电厂的分类（按蒸汽参数）与容量v中低压:3.4MPa，435,6122550MW，v高压：9.8MPa，540，50100MW，v超高压:13.7MPa，535/535，125200MW，v亚临界：16.2MPa，540/540，300600MW，v超临界：24MPa，566/566 600800MW，v超超临界电厂：28MPa以上2song发电厂发电厂（按能（按能源种类源种类分）分）火力发电厂火力发电厂水力发电厂原子能发电厂地热发电厂风力发电厂煤灰系统风烟系统水汽系统凝汽式电厂热电厂3songv主要是煤，还有石油、天然气。一次能源（燃料）一次能源（燃料）主要设备主要设备v锅炉、汽轮机、发电机及各种辅机。电能生产过程电能生产过程v燃料在锅炉里燃烧使水变成蒸汽推动汽轮机转子旋转带动发电机转子旋转发电机产生电能v化学能热能机械能电能4song5song2、火电厂生产过程示意图、火电厂生产过程示意图6song7song集控室8song3、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9song4、电厂汽水系统电厂基本汽水系统流程：给水锅炉过热蒸汽汽轮机凝汽器给水泵给水送入锅炉。锅炉汽轮机给水泵发电机凝汽器10songv由锅炉、汽轮机、凝汽器、除氧器、加热器等设备及管道构成，v汽水系统由锅炉、汽轮机、凝汽器、加热器和给水泵等组成，它包括汽水循环、化学水处理和冷却水系统等。水在锅炉中被加热成蒸汽，经过过热器变成过热蒸汽再通过主蒸汽管道进入汽轮机由于蒸汽不断膨胀，高速流动的蒸汽冲动汽轮机的叶片转动从而带动发电机发电。作功后的蒸汽温度和压力很低，被排入凝汽器冷却，凝结成水经过加热和除氧又经给水泵打入高加进入锅炉。11songv5电气系统电气系统包括发电机、励磁装置、厂用电系统和升包括发电机、励磁装置、厂用电系统和升压变电站等。压变电站等。v发电机发出电能，经变压器升压后通过高压配电装置发电机发出电能，经变压器升压后通过高压配电装置和输电线路向外输送。有一部分厂内消耗。和输电线路向外输送。有一部分厂内消耗。电气设电气设备有：发电机、主变压器、厂用变压器、高压配电备有：发电机、主变压器、厂用变压器、高压配电装置和厂用配电装置等。装置和厂用配电装置等。v转子：转子：有良好导磁性能的合金钢制成，绕组外接直流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）内冷励磁电源，产生磁场；氢（水）内冷v定子：定子：由铁芯、绕组和外壳等组成，铁芯由环形硅钢由铁芯、绕组和外壳等组成，铁芯由环形硅钢片叠压而成；水内冷片叠压而成；水内冷v励磁机：励磁机：向发电机转子绕组提供直流励磁电源；向发电机转子绕组提供直流励磁电源；12song13song14song6、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；15song6、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；16songv燃料的化学能在锅炉燃烧中转变为热能，加热锅炉中的水使之变为蒸汽。燃料的化学能在锅炉燃烧中转变为热能，加热锅炉中的水使之变为蒸汽。v燃烧系统由锅炉的燃烧部分、输煤部分和除灰部分组成。锅炉的燃料燃烧系统由锅炉的燃烧部分、输煤部分和除灰部分组成。锅炉的燃料煤，由皮带机输送到煤粉仓的煤斗内，经给煤机进入磨煤机磨成煤煤，由皮带机输送到煤粉仓的煤斗内，经给煤机进入磨煤机磨成煤粉，风粉混合后经燃烧器进入炉膛燃烧，烟气经除尘器后排出，炉渣经粉，风粉混合后经燃烧器进入炉膛燃烧，烟气经除尘器后排出，炉渣经碎渣机成为细灰排到储灰场。碎渣机成为细灰排到储灰场。17song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。18song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容量（t/h）蒸汽参数汽机功率(MW)炉型42013.8Pa(540/540)125煤粉炉67013.8Pa(540/540)200煤粉炉102516.8Pa(540/540)300煤粉炉201916.8Pa(540/540)600煤粉炉19song锅炉的基本构成及工作过程锅炉的基本构成v锅炉的核心构成部分是“锅”和“炉”。v“锅”是容纳水和蒸汽的受压部件，包括锅筒（也叫汽包）或锅壳、受热面、集箱（也叫联箱）、管道等，组成完整的水汽系统，其中进行着锅内过程水的加热和汽化、水和蒸汽的流动、汽水分离等。v“炉”是燃料燃烧的场所，即燃烧设备和燃烧室（也叫炉膛），广义的“炉”是指燃料、烟气这一侧的全部空间。20song受 热 面锅炉传热过程Q（火焰和烟气）（水、蒸汽或空气）21song锅炉的工作过程v燃烧过程：煤灰系统，风烟系统。v传热过程：就是高温烟气所含的热量，通过钢管、钢板等受热面传给工质的过程。v汽化过程：水汽系统，如图1-22。图1-22 水循环示意图1-上锅筒 2-上升管 3-炉墙 4-下降管 5-下锅筒22songv水汽系统、煤灰系统和风烟系统是锅炉的三大主要系统，这三大系统的工作也是同时地、连续地进行的。v通常将燃料和烟气这一侧所进行的过程（包括燃烧、放热、排渣、气体流动等）总称为“炉内过程”；把水、汽这一侧所进行的过程（水和蒸汽流动、吸热、汽化、汽水分离、热化学过程）总称为“锅内过程”。23song2、锅炉热效率与锅炉型号锅炉热效率：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HG670/13.7540/5407HG-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。24song3、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）25song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26song27songv汽轮机是以蒸汽为工质的旋转式机械，主要用作发电原动机，也用来直接驱动各种泵、风机、压缩机和船舶螺旋桨等。28song5、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。汽轮机的型号：如N200-130/535/535N300-16.7/538/53829song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。30song3、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.主蒸汽系统：吹动汽轮机旋转，带动发电机做功，是发电厂主要的做功介质通过的系统。v再热蒸汽系统：辅助主蒸汽系统做功，提高机组热效率。v回热抽汽系统：尽量减少进入凝汽器的无用能量，提高机组热效率。示意图。（300MW图）31song32song7、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 33song10、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）v除盐水系统流程：水库补水泵锅炉补给水预处理装置（清水清水泵）锅炉补给水除盐系统（阳床除碳器阴床混床除盐水箱）除盐水泵凝结水箱凝结水输送泵凝汽器v除盐水水质指标：硬度0umol/lsio220ug/1v凝结水精处理系统：凝泵（过滤器混床）低加系统，精处理有缺陷走旁路。v经处理后的凝结水，在混床出水母管上加氨以提高PH值，并在除氧后的给水母管低压侧加联氨以除去残留氧，达到防止热力系统设备腐蚀的目的。v凝结水水质指标：硬度0umol/lsio250ug/1Na+10ug/1Fe100ug/1O230ug/134song脱硫部分简介v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，要求新建电厂必须同步安装脱硫装置，老电厂限期安装脱离装置，在规定时机内达不到要求必须停产整改。现我厂#1、2、#3、4、5、6机组脱硫系统已经投运。35song烟气脱硫的目的煤燃烧时，大部分的硫分转为SO2，少量的进一步氧化为SO3。S(fuel)+O2SO2SO2+O2SO3高浓度的SO2会引起呼吸道疾病，恶化人的心血管，其在环境中的存在会导致酸雨，造成湖泊、河海的酸化，对植被、农作物的生长和建筑物都有损害。因此，控制火力发电厂设备的SO2排放以保护环境，必将在世界范围内的电力生产发展中得到进一步的重视。36song原理v我公司#1-6机组脱硫系统采用石灰石石膏湿法烟气脱硫技术，设备配置为一炉一塔。该工艺适用于任何含硫量的煤种的烟气脱硫，脱硫效率可达到95以上。石灰石石膏湿法脱硫工艺脱硫过程的主要化学反应为：在脱硫吸收塔内烟气中的SO2首先被浆液中的水吸收与浆液中的CaCO3反应生成CaSO3，CaSO3被鼓入的空气中的O2氧化生成CaSO4，CaSO4在吸收塔浆池中结晶生成石膏CaSO4.2H2O。37song主要系统v烟气系统v吸收塔系统v吸收剂制备系统v石膏脱水系统v工艺水、工业水、废水排放系统。v事故浆液罐及地坑系统v热工控制系统和电气系统38songFGD系统的工艺流程吸收塔工艺水石膏旋流站净烟气原烟气氧化空气真空皮带脱水机石膏吸收剂制备系统吸收剂废水处理吸收剂贮箱吸收塔 扰动泵吸收塔循环泵39songFGD系统的工艺流程40song烟气系统烟气系统v电除尘吸风机原烟道增压风机GGH吸收塔(洗涤区喷淋区除雾器)净烟道烟囱41song吸收塔系统吸收塔系统v石灰石浆液泵吸收塔循环泵喷淋盘吸收塔循环池石膏浆液排出泵。42song吸收剂制备系统吸收剂制备系统v石灰石仓一级再循环箱（泵）一级旋流器二级再循环箱（泵）二级旋流器石灰石浆液箱（泵）。43song石膏脱水系统石膏脱水系统v石膏浆液排出泵石膏浆液旋流器旋流器底流进入真空皮带机脱水分离出的水石膏溢流浆液箱石膏溢流浆液泵吸收塔/真空皮带机脱水后的石膏直接落入石膏仓底部卸料装置外运。44song工艺水、工业水系统及废水排放工艺水、工业水系统及废水排放v工艺水箱工艺水泵吸收塔补充用水（除雾器冲洗水）及各设备的冲洗、灌注、密封和冷却等。v工业水箱工业水泵真空皮带脱水系统。v脱水系统产生的废水从废水箱经排放管道送至冲灰系统中和45song事故浆液罐及地坑系统事故浆液罐及地坑系统v事故浆液罐在吸收塔大修或故障原因需排空浆液时：吸收塔内浆液-石膏浆液排出泵事故浆液罐；吸收塔系统启动前：事故浆液罐内浆液事故浆液泵吸收塔。v吸收塔区地坑系统：地坑泵吸收塔或事故浆液罐。v工艺楼区地坑系统：地坑泵石灰石浆液箱或石膏溢流浆液箱。46song变电站部分简介v姚电公司变电站包括220KV和500KV两部分，220KV变电站始建于1973年，1974年底初步建成，1975年初正式受电；500KV变电站于1979年11月破土动工，1981年11月具备带电条件，于11月16日由#1发电机变压器组经联络变压器给500KV系统作零起升压试验并一次成功，12月14日进入系统继电保护及安全自动装置的全面调试，12月21日20时起平武工程全线正式投入带负荷运行，从此我国第一条500KV超高压输电线路投运。47song48song49song220KV变电站系统v220KV系统为双母带旁路的接线方式，采用专用的母联和旁路断路器，现有六回出线、一个备用间隔和两台发电机变压器组进线，两台高压厂用变压器。50song500KV变电站系统v500KV变电站为3/2（一个半开关）接线方式，正常运行方式为双母线及每串三台断路器均运行，当任意一台断路器停下检修时不影响进线及出线运行，现运行五串，第一串为#3机组进线，姚邵线；第二串为姚联变，姚白线；第三串为#4机组进线，姚郑线；第四串为#5机；第六串为#6机。51song220KV变电站接线特点v优点：供电可靠、运行灵活方便。v缺点：投资较大，经济性差；用旁路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。52song500KV3/2接线特点v优点，具有较高的供电可靠性及运行灵活性；任一母线故障或检修，均不至停电，甚至于两组母线同时故障的极端情况下，线路仍可以运行。v缺点，使用设备较多，特别是断路器和电流互感器，投资较大；二次控制接线和继电保护较为复杂。53song开关v500KV及220KV变电站全部采用SF6断路器，分别由法国MG公司、ABB公司及平顶山高压开关厂生产。54song55song五、发电厂的几个经济指标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、汽轮发电机组的热耗率q：机组每发1KW.h的电所消耗的蒸汽量；200MW机组在8400kJ/kw.h左右。3、发电厂总效率PL：电厂发出的电能与所消耗的燃料总能量；200MW机组在34%左右56song4、发电煤耗率：发电厂每发1KW.h的电所需的煤耗量；v标准煤耗率：发电厂每发1KW.h的电所需的标准煤耗量；我国在300-420g标煤/(kw.h)；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57song六、发电厂的发展概况6.1火电：亚临界-超临界-超超临界过程，是按水蒸汽特性，临界压力为22Mpa（当22Mpa时，水加热成蒸汽的过程中无湿蒸汽状态），因此，将24-24.2Mpa称为超临界,常用温度为565,将30-31Mpa称为超超临界,常用温度为600。而亚临界汽轮机压力为16.7Mpa,常用温度为540。与超超临界机组有关的主要运行数据：我国目前运行的发电厂，平均发电效率在35以下，单电煤耗为380克标准煤以上；我国设计生产的亚临界机组的发电效率在38左右，单电煤耗约350克标准煤；我国引进的超临界机组的发电效率在41左右，单电煤耗约310克标准煤；以三菱、日立为代表的日本超超临界机组发电效率在48左右，单电煤耗约265克标准煤。如果采用超超临界技术发电，和我国现在运行的机组效率相比，每度电至少可以节煤50克，按现在的装机容量，每年可节煤两亿吨。58song超临界、超超临界机组的特点v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；v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。v蒸汽压力高，蒸汽比容小，汽轮机叶片短，加之级问压差大，影响内效率，因而超临界及超超临界参数更适于大容量机组。59song“十一五”(2019年至2019年)前4年，中国累计淘汰小火电机组6000万千瓦、淘汰落后炼铁产能8712万吨、炼钢产能6038万吨、水泥产能2.14亿吨，实现了约1.1亿吨标煤的节能量。在小火电方面，今年7月份，中国就已完成1000万千瓦的全年淘汰目标。这意味着，“十一五”期间，中国至少能淘汰小火电机组7000万千瓦。这一规模超过了英国全国的火电装机容量v6.2大力发展水电、核电60song6.2.1世界核电发展现状世界核电发展现状7.1蓬勃发展的世界核电：蓬勃发展的世界核电：自从1954年苏联第一座5MW试验性核电厂投入运行以来，核电在许多国家和地区已承担基本负荷，目前世界上30多个国家己运行核电机组441座，总装机容量3.6W亿KW，核电已占世界总发电量的20。从已运行的核电站装机容量来看美国居首位，装机容量占全世界的四分之一，其次是法国、日本、德国和俄罗斯。从发展速度来看法国、日本和韩国保持着较高的发展速度，目前法国核能发电量已占总发电量的80%。预计到2030年，世界核电站总数将达到1000座，核发电量将占总发电量的三分之一，可以预期在相当长一段时期内核电将成为电力工业的支柱。61song6.2.2我国目前运行和在建的核电站电站 净功率(MWe)商运日期大亚湾19441993.7大亚湾29441994.1田湾110002019.12田湾2100042019.12岭澳19352019.7岭澳29352019.3秦山12791991.12秦山26102019.6秦山36102019.4秦山46652019.2秦山56652019.62songv三峡水电：三峡电站初期的规划是26台70万千瓦的机组，也就是装机容量为1820万千瓦，年发电量847亿度。后又在右岸大坝“白石尖”山体内建设地下电站，建6台70万千瓦的水轮发电机。在加上三峡电站自身的两台5万千瓦的电源电站。总装机容量达到了2250万千瓦，年发电量1000亿度。63song回热加热系统简图高加低加除氧炉机电给泵凝汽器凝泵64song65songv介绍完毕，谢谢大家介绍完毕，谢谢大家66song