300MW及超臨界火力發(fā)電廠生產(chǎn)流程及原理解析課件

1、火力發(fā)電廠基礎(chǔ)知識2014.1楊金忠7/24/20221楊金忠主要內(nèi)容一、火力發(fā)電廠生產(chǎn)概述二、鍋爐設(shè)備及組成三、汽輪機設(shè)備及組成四、發(fā)電機設(shè)備及組成五、火電廠熱力系統(tǒng)六、發(fā)電廠的主要技術(shù)經(jīng)濟指標七、高效火力發(fā)電新技術(shù)7/24/20222楊金忠1、什么叫火力發(fā)電廠火力發(fā)電廠簡稱火電廠，是利用煤、石油、天然氣作為燃料生產(chǎn)電能的工廠，它的基本生產(chǎn)過程是：燃料在鍋爐中燃燒加熱水使成蒸汽，將燃料的化學能轉(zhuǎn)變成熱能，蒸汽壓力推動汽輪機旋轉(zhuǎn)，熱能轉(zhuǎn)換成機械能，然后汽輪機帶動發(fā)電機旋轉(zhuǎn)，將機械能轉(zhuǎn)變成電能。 能量轉(zhuǎn)換過程：化學能熱能機械能電能7/24/20223楊金忠1.火電廠的分類（按蒸壓力）低壓：小于2

2、.45MPa中壓: 2.94- 4.90MPa高壓： 7.84-10.8MPa超高壓:11.8-14.7MPa亞臨界：15.7-19.6MPa超臨界：21.1MPa以上超超臨界電廠： 25MPa以上7/24/20224楊金忠2、火電廠生產(chǎn)過程示意圖7/24/20225楊金忠火力發(fā)電廠的主要設(shè)備火電廠主要設(shè)備有：鍋爐、汽輪機、發(fā)電機和其他配套系統(tǒng)鍋爐：風機、預熱器、磨煤機、撈渣機等汽輪機：除氧器、給水泵、凝結(jié)水泵、高加、低加、軸加、凝汽器、循環(huán)水泵、冷油器等發(fā)電機：變壓器、發(fā)電機冷卻裝置、勵磁系統(tǒng)等其他配套系統(tǒng)：輸煤系統(tǒng)、除塵系統(tǒng)、制水系統(tǒng)、脫硫脫硝系統(tǒng)等7/24/20226楊金忠汽輪機定義是一

3、種以具有一定溫度和壓力的水蒸汽為工質(zhì)，將熱能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C械能的回轉(zhuǎn)式原動機 。工質(zhì)：要完成能量轉(zhuǎn)換所必須借助的中間媒介物質(zhì)，工質(zhì)應(yīng)具有良好的流動性和膨脹性，熱機大多采用氣態(tài)物質(zhì)作為工質(zhì)。鍋爐定義鍋爐包括鍋和爐兩大部分，鍋的原義指在火上加熱的盛水容器，爐指燃燒燃料的場所，鍋爐是一種能量轉(zhuǎn)換設(shè)備 。發(fā)電機定義是將機械能轉(zhuǎn)變成電能的電機 。7/24/20227楊金忠我公司主機基本情況汽輪機為：超臨界、一次中間再熱、兩缸兩排汽、抽汽凝汽式汽輪機鍋爐為：超臨界、直流、直吹、一次再熱、固態(tài)排渣、全鋼構(gòu)架、全懸吊結(jié)構(gòu)型鍋爐發(fā)電機為：三相同步發(fā)電機、靜態(tài)可控硅勵磁系統(tǒng)7/24/20228楊金忠3、火電廠的系統(tǒng)構(gòu)成

4、（1）汽水系統(tǒng)，由鍋爐、汽輪機、凝汽器、水泵、加熱器及其管路組成；（2）燃料、燃燒系統(tǒng)，包括：輸煤系統(tǒng)、制粉系統(tǒng)、煙風系統(tǒng)和除灰除塵系統(tǒng)；（3）電氣系統(tǒng)，包括勵磁系統(tǒng)、輸配電系統(tǒng)等（4）制水系統(tǒng)（5）其它輔助熱力系統(tǒng)7/24/20229楊金忠(1)汽水系統(tǒng)朗肯循環(huán)是指以水蒸氣作為制冷劑的一種實際的循環(huán)過程 電廠基本汽水系統(tǒng)流程（朗肯循環(huán)）：給水泵鍋爐過熱蒸汽汽輪機凝汽器給水泵給水送入鍋爐7/24/202210楊金忠(2)燃燒系統(tǒng)包括輸煤、磨煤、鍋爐與燃燒、風煙系統(tǒng)、灰渣系統(tǒng)等環(huán)節(jié)。7/24/202211楊金忠(3)電氣系統(tǒng)電氣系統(tǒng)由：發(fā)電機、變壓器、輸變電裝置組成勵磁裝置發(fā)電機主變壓器廠用變壓

5、器高（低）壓配電裝置配電裝置輸電線路廠用電系統(tǒng)升壓變電所7/24/202212楊金忠（4）其他輔助系統(tǒng)1、主蒸汽系統(tǒng)及再熱蒸汽系統(tǒng) ：（主蒸汽）鍋爐主汽門（或集汽聯(lián)箱）主蒸汽管道汽機自動主汽門汽輪機高壓缸入口 汽輪機高壓缸出口再熱器冷段管再熱器再熱器熱段管汽機中壓缸進口 。7/24/202213楊金忠2、凝結(jié)水系統(tǒng)：凝汽器凝結(jié)水泵軸封冷卻器低壓加熱器除氧器。3、主給水系統(tǒng)：除氧器下水管低壓給水管給水泵高壓給水管高加鍋爐。4、 回熱抽汽系統(tǒng)和加熱器疏水系統(tǒng)：汽機抽汽管路各回熱加熱器（高加、低加、除氧器） 疏水管路凝汽器7/24/202214楊金忠5、 循環(huán)冷卻水系統(tǒng)循環(huán)水泵凝汽器冷卻塔循環(huán)水泵6

6、、燃料、燃燒系統(tǒng)輸煤及燃料運送系統(tǒng)：運輸卸煤裝置煤場碎煤機皮帶原煤倉；制粉系統(tǒng)：原煤倉給煤機排粉機磨煤機（粗粉分離器細粉分離器煤粉倉給粉機 ）燃燒器爐膛；7/24/202215楊金忠7、風煙系統(tǒng)與灰渣系統(tǒng)風煙系統(tǒng)：（風）吸風口消音器冷風道送風機暖風器空預器熱風道排粉機磨煤機 燃燒器爐膛； （煙）爐膛屏過對流過熱器省煤器空預器除塵器引風機脫硫煙囪大氣。 灰渣系統(tǒng)：（爐渣）爐膛冷灰斗除渣裝置灰渣泵輸灰管渣倉 運渣車。（飛灰）除塵器集灰斗除灰裝置灰?guī)爝\灰車灰加工廠。7/24/202216楊金忠二、鍋爐設(shè)備及組成1、鍋爐容量與蒸汽參數(shù)鍋爐容量：每小產(chǎn)生的蒸汽量（t/h）蒸汽參數(shù)：鍋爐出口過熱蒸汽壓力和

7、溫度 容量（t/h） 蒸汽參數(shù) 汽機功率(MW) 爐型 420 13.8MPa(540/540 ) 125 煤粉爐 670 13.8MPa(540/540 ) 200 煤粉爐 1025 16.8MPa(540/540 ) 300 煤粉爐 1146 24.2MPa(566/566) 350 煤粉爐 2060 26.25MPa(580/580) 660 煤粉爐7/24/202217楊金忠2、鍋爐熱效率與鍋爐型號鍋爐熱效率：蒸汽在爐內(nèi)吸熱量占燃料發(fā)熱量的百 分比。電站鍋爐一般在90%以上。鍋爐型號：如HG670/13.7540/5407HG-哈爾濱鍋爐廠；DG-東鍋；SG-上鍋；WG-武鍋；BG-北

8、鍋鍋爐分類（按水循環(huán)方式）：自然循環(huán)爐，強制循環(huán)爐等。7/24/202218楊金忠3、鍋爐設(shè)備的組成鍋爐本體：燃燒器、爐膛、煙道、汽包、下降管、水冷壁、過熱器、再熱器、省煤器及空氣預熱器等組成；輔助設(shè)備：送引風機、給煤機、磨煤機、排粉風機、除塵和脫硫、脫硝設(shè)備、煙囟等。7/24/202219楊金忠三、汽輪機設(shè)備及組成1、汽輪機本體：靜止部分：汽缸、隔板、噴嘴、軸承和軸封等；轉(zhuǎn)動部分：葉片、葉輪和軸等；配汽機構(gòu)：主蒸汽導管、自動主汽門、調(diào)節(jié)汽門等汽輪機的工作過程：蒸汽噴嘴沖動葉片轉(zhuǎn)動2、調(diào)節(jié)保安油系統(tǒng)：調(diào)速器、油泵、油箱等3、凝汽及抽氣設(shè)備：凝汽器、凝結(jié)水泵、抽氣器、循環(huán)水泵和冷卻塔等4、回熱加

9、熱系統(tǒng)：高、低壓加熱器和除氧器等7/24/202220楊金忠5、汽輪機分類與型號汽輪機分類（按熱力過程）：凝汽式N、背壓式B、調(diào)整抽汽式CC、中間再熱式汽輪機。汽輪機的型號：如N200-130/535/535 N300-16.7/538/538 7/24/202221楊金忠四、發(fā)電機設(shè)備及組成1、發(fā)電機的分類與型號QFSN-300-2,Q由汽輪機拖動、F發(fā)電機、S定子線組水冷、N轉(zhuǎn)子繞組氫冷、300額定容量300MW、2極對數(shù)為2組2、發(fā)電機的組成轉(zhuǎn)子：有良好導磁性能的合金鋼制成，繞組外接直流勵磁電源，產(chǎn)生磁場；定子：由鐵芯、繞組和外殼等組成，鐵芯由環(huán)形硅鋼片疊壓而成；勵磁機：向發(fā)電機轉(zhuǎn)子繞組

10、提供直流勵磁電源；7/24/202222楊金忠五、火電廠熱力系統(tǒng)1、鍋爐汽水系統(tǒng)：主給水管給水操作臺省煤器汽包下降管下聯(lián)箱水冷壁汽包過熱器鍋爐主汽門（或集汽聯(lián)箱）出口。 2、主蒸汽系統(tǒng)及再熱蒸汽系統(tǒng) ：（主蒸汽）鍋爐主汽門（或集汽聯(lián)箱）主蒸汽管汽機自動主汽門之前 ；（再熱蒸汽）汽機高壓缸出口再熱器冷段管再熱器再熱器熱段管汽機中壓缸進口 。7/24/202223楊金忠3、主凝結(jié)水系統(tǒng) 凝汽器凝結(jié)水泵軸封冷卻器低加除氧器。5、主給水系統(tǒng)：除氧水箱下水管低壓給水管給水泵高壓給水管高加主給水管。6、 回熱抽汽系統(tǒng)和加熱器疏水系統(tǒng)：汽機抽汽管路各回熱加熱器（高加、低加、除氧器） 疏水管路疏水回收設(shè)備.

11、7/24/202224楊金忠7、抽空氣系統(tǒng) （低壓加熱器、凝結(jié)水泵）凝汽器抽真空設(shè)備和系統(tǒng) 。8、 循環(huán)冷卻水系統(tǒng)循環(huán)水進水管凝汽器循環(huán)水出水管（汽機車間范圍內(nèi)）9、 排污利用系統(tǒng) 鍋爐汽包連續(xù)排污管連續(xù)排污擴容器（汽）除氧器 下聯(lián)箱定排污管 （水）定期排污擴容器 7/24/202225楊金忠六、發(fā)電廠的主要經(jīng)濟技術(shù)指標1、汽輪發(fā)電機組的汽耗率d0：機組每發(fā)1KW.h的電所消耗的蒸汽量；200MW機組在3kg/kw.h左右。2、汽輪發(fā)電機組的熱耗率q：機組每發(fā)1KW.h的電所消耗的蒸汽量； 200MW機組在8400kJ/kw.h左右。3、發(fā)電廠總效率PL：電廠發(fā)出的電能與所消耗的燃料總能量；

12、200MW機組在34%左右7/24/202226楊金忠4、發(fā)電煤耗率：發(fā)電廠每發(fā)1KW.h的電所需的煤耗量； 標準煤耗率：發(fā)電廠每發(fā)1KW.h的電所需的標準煤耗量；我國在300-420g標煤/(kw.h)；5、廠用電率：廠用電占總發(fā)電量的百分率，大約在5%-10 %之內(nèi)；6、供電標準煤耗率：扣除廠用電的標準煤耗率7/24/202227楊金忠七、高效發(fā)電新技術(shù)1 、超臨界機組的優(yōu)勢：超臨界機組發(fā)電效率比現(xiàn)有機組平均水平提高10 %，節(jié)煤近25 %，一臺350MW超臨界機組一年就可節(jié)約23萬噸原煤。發(fā)展超臨界機組不僅提高發(fā)電效率還對節(jié)約水源，減少污染有著重要意義。 國外第一臺超臨界機組投運至今，已

13、有近40年的歷史，目前超臨界機組最大單機容量為1300MW，在美國、日本及俄國，超臨界機組占火電容量的50%以上。歐洲的超臨界機組在技術(shù)上也有其獨特性和先進性。 我國超臨界、超超臨界機組發(fā)展較晚。我國于上世紀80年代后期開始從國外引進30萬千瓦、60萬千瓦亞臨界機組，第一臺超臨界機組于1992年6月投產(chǎn)于上海石洞口二廠。在“超超臨界燃煤發(fā)電技術(shù)”的研發(fā)和應(yīng)用下，我國發(fā)電業(yè)及電站裝備制造業(yè)的整體水平躍上了一個新臺階。 7/24/202228楊金忠2、超臨界機組發(fā)展簡史世界第一臺，1956年德國，88MW，34MPa, 610/570/570。目前單機容量最大（美國）1300MW，26.5MPa,

14、 538/538，共有六臺，第一臺1969投產(chǎn)。目前參數(shù)最高的是（美國） 325MW，34.6MPa, 649/566/566， 1960投產(chǎn)7/24/202229楊金忠3、超臨界、超超臨界機組的特點 效率高超臨界機組發(fā)電效率比現(xiàn)有機組平均水平提高10 %，節(jié)煤近25 %，一臺350MW超臨界機組一年就可節(jié)約23萬噸原煤。發(fā)展超臨界機組不僅提高發(fā)電效率還對節(jié)約水源，減少污染有著重要意義?？蓮秃献儔哼\行，調(diào)峰性能好；（1）在低負荷時效率高；（2）具有良好的啟動性能；（3）具有良好的負荷適應(yīng)性。蒸汽壓力高，蒸汽比容小，汽輪機葉片短，加之級問壓差大，因而超臨界及超超臨界參數(shù)更適于大容量機組。 7/24/202230楊金忠4、 熱電聯(lián)產(chǎn)發(fā)電技術(shù) 熱電聯(lián)產(chǎn)是指火電機組在發(fā)電的同時，用抽汽或背壓機組的排汽進行供熱，用于工業(yè)或生活用汽用熱。由于實現(xiàn)了熱能的