MW及超臨界火力發(fā)電廠生產(chǎn)流程及原理

火力發(fā)電廠基礎(chǔ)知識

2014.1楊金忠1/18/20231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(jī)設(shè)備及組成四、發(fā)電機(jī)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(jì)指標(biāo)七、高效火力發(fā)電新技術(shù)1/18/202321、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(xué)能轉(zhuǎn)變成熱能，蒸汽壓力推動汽輪機(jī)旋轉(zhuǎn)，熱能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能，然后汽輪機(jī)帶動發(fā)電機(jī)旋轉(zhuǎn)，將機(jī)械能轉(zhuǎn)變成電能。能量轉(zhuǎn)換過程：化學(xué)能→熱能→機(jī)械能→電能1/18/202331.火電廠的分類（按蒸壓力）低壓：小于2.45MPa中壓:

2.94---4.90MPa高壓：

超高壓:亞臨界：超臨界：21.1MPa以上超超臨界電廠：25MPa以上1/18/202342、火電廠生產(chǎn)過程示意圖1/18/20235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(jī)、發(fā)電機(jī)和其他配套系統(tǒng)鍋爐：風(fēng)機(jī)、預(yù)熱器、磨煤機(jī)、撈渣機(jī)等汽輪機(jī)：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(jī)：變壓器、發(fā)電機(jī)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1/18/20236汽輪機(jī)定義是一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(jī)械能的回轉(zhuǎn)式原動機(jī)。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(jī)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(jī)定義是將機(jī)械能轉(zhuǎn)變成電能的電機(jī)。1/18/20237我公司主機(jī)基本情況汽輪機(jī)為：超臨界、一次中間再熱、兩缸兩排汽、抽汽凝汽式汽輪機(jī)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)π型鍋爐發(fā)電機(jī)為：三相同步發(fā)電機(jī)、靜態(tài)可控硅勵磁系統(tǒng)1/18/202383、火電廠的系統(tǒng)構(gòu)成（1）汽水系統(tǒng)，由鍋爐、汽輪機(jī)、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(fēng)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)1/18/20239(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(jī)→凝汽器→給水泵→給水送入鍋爐1/18/202310(2)燃燃燒燒系系統(tǒng)統(tǒng)包括括輸輸煤煤、、磨磨煤煤、、鍋鍋爐爐與與燃燃燒燒、、風(fēng)風(fēng)煙煙系系統(tǒng)統(tǒng)、、灰灰渣渣系系統(tǒng)統(tǒng)等等環(huán)環(huán)節(jié)節(jié)。。1/1/202311(3)電電氣系統(tǒng)統(tǒng)電氣系統(tǒng)統(tǒng)由：發(fā)發(fā)電機(jī)、、變壓器器、輸變變電裝置置組成勵磁裝置置發(fā)電機(jī)主變壓器器廠用變壓壓器高（低））壓配電電裝置配電裝置置輸電線路路廠用電系系統(tǒng)升壓變電電所1/1/202312（4）其他他輔助系統(tǒng)統(tǒng)1、主蒸汽汽系統(tǒng)及再再熱蒸汽系系統(tǒng)：（主蒸汽）鍋鍋爐主汽門門（或集汽汽聯(lián)箱）→主蒸汽管道道→汽機(jī)自動主主汽門→汽輪機(jī)高高壓缸入口口→汽輪機(jī)高壓壓缸出口→再熱器冷段段管→再熱器→再熱器熱段段管→汽機(jī)中壓缸缸進(jìn)口。1/1/2023132、凝結(jié)水水系統(tǒng)：凝汽器→凝結(jié)水泵→軸封冷卻器器→低壓加熱器器→除氧器。3、主給水水系統(tǒng)：除氧器下水水管→低壓給水管管→給水泵→高壓給水管管→高加→鍋爐。4、回?zé)岢槠迪到y(tǒng)和加熱熱器疏水系系統(tǒng)：汽機(jī)抽汽管管路→各回?zé)峒訜釤崞鳎ǜ呒蛹?、低加、、除氧器））→疏水管路→凝汽?/1/2023145、循環(huán)冷冷卻水水系統(tǒng)統(tǒng)循環(huán)水水泵→凝汽器器→冷卻塔塔→循環(huán)水水泵6、燃料、、燃燒燒系統(tǒng)統(tǒng)輸煤及及燃料料運(yùn)送送系統(tǒng)統(tǒng)：運(yùn)輸→卸煤裝裝置→煤場→碎煤機(jī)機(jī)→皮帶→原煤倉倉；制粉系系統(tǒng)：：原煤倉倉→給煤機(jī)機(jī)→排粉機(jī)機(jī)→磨煤機(jī)機(jī)→（粗粉粉分離離器→→細(xì)粉粉分離離器→→煤粉粉倉→→給粉粉機(jī)→→））燃燒器器→爐膛；；1/1/2023157、風(fēng)風(fēng)煙系系統(tǒng)與與灰渣系系統(tǒng)風(fēng)煙系系統(tǒng)：：（風(fēng)）吸風(fēng)風(fēng)口消消音器器→冷風(fēng)道道→送風(fēng)機(jī)機(jī)→暖風(fēng)器器→空預(yù)器器→熱風(fēng)道道→排粉機(jī)機(jī)→磨煤機(jī)機(jī)→燃燒器器→爐膛；；（煙）爐爐膛膛→屏過過→對流流過過熱熱器器→省煤煤器器→空預(yù)預(yù)器器→除塵塵器器→引風(fēng)風(fēng)機(jī)機(jī)→脫硫硫→煙囪囪→大氣氣。?；以迪到y(tǒng)統(tǒng)：：（爐渣渣）爐爐膛膛冷冷灰灰斗斗→除渣渣裝裝置置→灰渣渣泵泵→輸灰灰管管→渣倉倉→運(yùn)渣渣車車。。（飛灰灰）除除塵塵器器→集灰灰斗斗→除灰灰裝裝置置→灰?guī)鞄臁\(yùn)灰灰車車→灰加加工工廠廠。。1/1/202316二、鍋爐設(shè)備備及組成1、鍋爐容量量與蒸汽參數(shù)數(shù)鍋爐容量：每每小產(chǎn)生的蒸蒸汽量（t/h）蒸汽參數(shù)：鍋鍋爐出口過熱熱蒸汽壓力和和溫度容量（t/h）蒸汽參數(shù)汽汽機(jī)功功率(MW)爐型42013.8MPa(540/540)125煤煤粉爐67013.8MPa(540/540)200煤煤粉爐102516.8MPa(540/540)300煤煤粉爐114624.2MPa(566/566)350煤煤粉爐206026.25MPa(580/580)660煤煤粉爐爐1/1/2023172、、鍋鍋爐爐熱熱效效率率與與鍋鍋爐爐型型號號鍋爐爐熱熱效效率率：：蒸蒸汽汽在在爐爐內(nèi)內(nèi)吸吸熱熱量量占占燃燃料料發(fā)發(fā)熱熱量量的的百百分比比。。電電站站鍋鍋爐爐一一般般在在90%以上上。。鍋爐爐型型號號：：如如HG670/13.7——540/540——7HG----哈哈爾爾濱濱鍋鍋爐爐廠廠；；DG----東東鍋鍋；；SG---上上鍋鍋；；WG---武武鍋鍋；；BG---北北鍋鍋鍋爐爐分分類類（（按按水水循循環(huán)環(huán)方方式式））：：自自然然循循環(huán)環(huán)爐爐，，強(qiáng)強(qiáng)制制循循環(huán)環(huán)爐爐等等。。1/1/2023183、、鍋鍋爐爐設(shè)設(shè)備備的的組組成成鍋爐爐本本體體：：燃燒燒器器、、爐爐膛膛、、煙煙道道、、汽包包、下下降降管管、、水水冷冷壁壁、、過過熱熱器器、、再再熱熱器器、、省省煤煤器器及及空空氣氣預(yù)預(yù)熱熱器器等等組組成成；；輔助助設(shè)設(shè)備備：：送引引風(fēng)風(fēng)機(jī)機(jī)、、給給煤煤機(jī)機(jī)、、磨磨煤煤機(jī)機(jī)、、排排粉粉風(fēng)風(fēng)機(jī)機(jī)、、除除塵塵和和脫脫硫硫、、脫脫硝硝設(shè)設(shè)備備、、煙煙囟囟等等。。1/1/202319三、汽輪機(jī)機(jī)設(shè)備及組組成1、汽輪機(jī)機(jī)本體：靜止部分：：汽缸、隔板板、噴嘴、、軸承和軸軸封等；轉(zhuǎn)動部分：：葉片、葉輪輪和軸等；；配汽機(jī)構(gòu)：：主蒸汽導(dǎo)管管、自動主主汽門、調(diào)調(diào)節(jié)汽門等等汽輪機(jī)的工工作過程：：蒸汽→噴嘴嘴→沖動葉葉片轉(zhuǎn)動2、調(diào)節(jié)保保安油系統(tǒng)統(tǒng)：調(diào)速器、油油泵、油箱箱等3、凝汽及及抽氣設(shè)備備：凝汽器、凝凝結(jié)水泵、、抽氣器、、循環(huán)水泵泵和冷卻塔塔等4、回?zé)峒蛹訜嵯到y(tǒng)：：高、低壓加加熱器和除除氧器等1/1/2023205、汽輪輪機(jī)分類類與型號號汽輪機(jī)分分類（按按熱力過過程）：：凝汽式N、背壓壓式B、、調(diào)整抽抽汽式CC、中中間再熱熱式汽輪輪機(jī)。汽輪機(jī)的的型號：：如N200-130/535/535N300-16.7/538/5381/1/202321四、發(fā)電電機(jī)設(shè)備備及組成成1、發(fā)電電機(jī)的分分類與型型號QFSN-300-2,Q由汽輪輪機(jī)拖動動、F發(fā)發(fā)電機(jī)、、S定子子線組水水冷、N轉(zhuǎn)子繞繞組氫冷冷、300額定定容量300MW、2極對數(shù)數(shù)為2組組2、發(fā)電電機(jī)的組組成轉(zhuǎn)子：有良好導(dǎo)導(dǎo)磁性能能的合金金鋼制成成，繞組組外接直直流勵磁磁電源，，產(chǎn)生磁磁場；定子：由鐵芯、、繞組和和外殼等等組成，，鐵芯由由環(huán)形硅硅鋼片疊疊壓而成成；勵磁機(jī)：：向發(fā)電機(jī)機(jī)轉(zhuǎn)子繞繞組提供供直流勵勵磁電源源；1/1/202322五、火電廠熱熱力系統(tǒng)1、鍋爐汽水水系統(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)箱箱）出口。2、主蒸汽系統(tǒng)及及再熱蒸汽系系統(tǒng)：（（再熱蒸汽）汽機(jī)高壓缸出口→再熱器冷段管→再熱器→再熱器熱段管→汽機(jī)中壓缸進(jìn)口。1/1/2023233、、主凝凝結(jié)結(jié)水水系系統(tǒng)統(tǒng)凝汽汽器器→凝結(jié)結(jié)水水泵泵→軸封封冷冷卻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?zé)岢槠到y(tǒng)和加熱器疏水系統(tǒng)：汽機(jī)抽汽管路→各回?zé)峒訜崞鳎ǜ呒印⒌图?、除氧器）?/p>

疏水管路→疏水回收設(shè)備.

1/1/2023247、抽空氣氣系統(tǒng)統(tǒng)（低壓壓加熱熱器、、凝結(jié)結(jié)水泵泵）→凝汽器器→抽真空空設(shè)備備和系系統(tǒng)。8、循環(huán)冷冷卻水水系統(tǒng)統(tǒng)循環(huán)水水進(jìn)水水管→凝汽器器→循環(huán)水水出水水管（（汽機(jī)機(jī)車間間范圍圍內(nèi)））9、排污利利用系系統(tǒng)鍋爐汽汽包→連續(xù)排排污管管→連續(xù)排排污擴(kuò)擴(kuò)容器器→（汽））除氧氧器下聯(lián)箱箱→定排污管管→→┕→（水））定期期排污污擴(kuò)容容器1/1/202325六、發(fā)電廠廠的主要經(jīng)經(jīng)濟(jì)技術(shù)指指標(biāo)1、汽輪發(fā)發(fā)電機(jī)組的的汽耗率d0：機(jī)組每發(fā)1KW.h的電所消消耗的蒸汽汽量；200MW機(jī)機(jī)組在3kg/kw.h左右右。2、汽輪發(fā)發(fā)電機(jī)組的的熱耗率q：機(jī)組每發(fā)1KW.h的電所消耗耗的蒸汽量量；200MW機(jī)機(jī)組在8400kJ/kw.h左右。。3、發(fā)電廠廠總效率?PL：電廠發(fā)出的的電能與所所消耗的燃燃料總能量量；200MW機(jī)機(jī)組在34%左右1/1/2023264、發(fā)電煤煤耗率：發(fā)電廠每發(fā)發(fā)1KW.h的電所所需的煤耗耗量；標(biāo)準(zhǔn)煤耗率率：發(fā)電廠廠每發(fā)1KW.h的的電所需的的標(biāo)準(zhǔn)煤耗耗量；我國國在300-420g標(biāo)煤/(kw.h)；5、廠用電電率：廠用電占總總發(fā)電量的的百分率，，大約在5%--10%之內(nèi)；6、供電標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)煤耗率率：扣除廠用電電的標(biāo)準(zhǔn)煤煤耗率1/1/202327七、高效發(fā)發(fā)電新技術(shù)術(shù)1、超臨臨界機(jī)組的的優(yōu)勢：超臨界機(jī)組組發(fā)電效率率比現(xiàn)有機(jī)機(jī)組平均水水平提高10%，，節(jié)煤近25%，，一臺350MW超超臨界機(jī)組組一年就可可節(jié)約23萬噸原煤煤。發(fā)展超超臨界機(jī)組組不僅提高高發(fā)電效率率還對節(jié)約約水源，減減少污染有有著重要意意義。國外第一臺臺超臨界機(jī)機(jī)組投運(yùn)至至今，已有有近40年的歷史，目目前超臨界界機(jī)組最大大單機(jī)容量量為1300MW，在美國、、日本及俄俄國，超臨臨界機(jī)組占占火電容量量的50%以上。歐洲洲的超臨界界機(jī)組在技技術(shù)上也有有其獨(dú)特性性和先進(jìn)性性。我國超臨界界、超超臨臨界機(jī)組發(fā)發(fā)展較晚。。我國于上上世紀(jì)80年代后期期開始從國國外引進(jìn)30萬千瓦瓦、60萬萬千瓦亞臨臨界機(jī)組，，第一臺超超臨界機(jī)組組于1992年6月月投產(chǎn)于上上海石洞口口二廠。在在“超超臨臨界燃煤發(fā)發(fā)電技術(shù)””的研發(fā)和和應(yīng)用下，，我國發(fā)電電業(yè)及電站站裝備制造造業(yè)的整體體水平躍上上了一個新新臺階。1/1/2023282、超臨界界機(jī)組發(fā)展展簡史世界第一臺臺，1956年德國，，88MW，34MPa,610/570/570℃。目前單機(jī)容量最最大（美國）1300MW，26.5MPa,538/538℃，共有六六臺，第一一臺1969投產(chǎn)。。目前參數(shù)最高的是（美國國）325MW，，34.6MPa,649/566/566℃，1960投產(chǎn)產(chǎn)1/1/2023293、超臨界界、超超臨臨界機(jī)組的的特點(diǎn)效率高超臨界機(jī)組組發(fā)電效率率比現(xiàn)有機(jī)機(jī)組平均水水平提高10%，，節(jié)煤近25%，，一臺350MW超超臨界機(jī)組組一年就可可節(jié)約23萬噸原煤煤。發(fā)展超超臨界機(jī)組組不僅提高高發(fā)電效率率還對節(jié)約約水源，減減少污染有有著重要意意義?？蓮?fù)合變壓壓運(yùn)行，調(diào)調(diào)峰性能好好；（1）在在低負(fù)荷時時效率高；；（2）具具有良好的的啟動性能能；（3））具有良好好的負(fù)荷適適應(yīng)性。蒸汽壓力高高，蒸汽比比容小，汽汽輪機(jī)葉片片短，加之之級問壓差差大，因而而超臨界及及超超臨界界參數(shù)更適于大容量量機(jī)組。1/1/2023304、、熱熱電電聯(lián)聯(lián)產(chǎn)產(chǎn)發(fā)發(fā)電電技技術(shù)術(shù)熱電電聯(lián)聯(lián)產(chǎn)產(chǎn)是是指指火火電電機(jī)機(jī)組組在在發(fā)發(fā)電電的的同同時時，，用用抽抽汽汽或或背背壓壓機(jī)機(jī)組組的的排排汽汽進(jìn)進(jìn)行行供供熱熱，，用用于于工工業(yè)業(yè)或或生生活活用用汽汽用用熱熱。。由由于于實實