火力發(fā)電基本原理PPT課件

1、1、火力發(fā)電，1、火力發(fā)電的基本原理，2、鍋爐設(shè)備，3、汽輪機(jī)設(shè)備，目錄結(jié)構(gòu)，4、熱力系統(tǒng)及輔助設(shè)備，5、投資評(píng)價(jià)和使用火力發(fā)電廠，2、火力發(fā)電，2.1、火力發(fā)電的基本原理，3、1、火力發(fā)電廠概述，包括所有用于燃料燃燒放熱、熱能和電能轉(zhuǎn)換及電能輸出的設(shè)備、裝置和儀表，以及為此目的在特定場(chǎng)所設(shè)置的建筑物和結(jié)構(gòu)，以及所有與生產(chǎn)和生活相關(guān)的附屬設(shè)施。煤、石油和天然氣，火力發(fā)電利用煤、石油或天然氣的化學(xué)能產(chǎn)生電能?；旧a(chǎn)過(guò)程如下：燃料在鍋爐中燃燒，將水加熱成蒸汽，蒸汽壓力帶動(dòng)汽輪機(jī)旋轉(zhuǎn)，汽輪機(jī)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)旋轉(zhuǎn)，將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能。火力發(fā)電是目前電力發(fā)展的主要力量，“十五”期間，我國(guó)火電建設(shè)項(xiàng)目發(fā)展迅速

2、。2001年至2005年8月，國(guó)家環(huán)?？偩止才鷾?zhǔn)火電項(xiàng)目472個(gè)，裝機(jī)容量344382兆瓦，其中2004年批準(zhǔn)135個(gè)，裝機(jī)容量107590兆瓦，比上年增長(zhǎng)207%；2005年1月至8月，共批準(zhǔn)213個(gè)項(xiàng)目，裝機(jī)容量168546兆瓦，同比增長(zhǎng)420%。如果這些火電項(xiàng)目全部投產(chǎn)，屆時(shí)中國(guó)火電裝機(jī)容量將達(dá)到5.82億千瓦，比2000年增長(zhǎng)145%。2006年12月，全國(guó)火力發(fā)電繼續(xù)快速增長(zhǎng)，但增速有所下降。隨著冬季供暖用電量的增加，火力發(fā)電逐月快速增長(zhǎng)。當(dāng)月，中國(guó)總發(fā)電量為2266億千瓦時(shí)，同比增長(zhǎng)15.5%。12月份，與上月相比，火力發(fā)電增加了223億千瓦時(shí)，同比增長(zhǎng)10.9%。但增速同比下降1

3、個(gè)百分點(diǎn)，環(huán)比下降3.3個(gè)百分點(diǎn)；2006年1-12月，中國(guó)火電發(fā)電量為23108千瓦時(shí)，同比增長(zhǎng)15.8%，增速比2005年同期高3.3個(gè)百分點(diǎn)。2007年1月至10月，中國(guó)火電發(fā)電量為2171.08萬(wàn)千瓦，同比增長(zhǎng)16.04%。8月份，火電發(fā)電量最高，為23，910，700千瓦時(shí)，同比增長(zhǎng)10.19%。2008年1月至12月，中國(guó)火電累計(jì)發(fā)電量為2791.08萬(wàn)千瓦小時(shí)，2009年1月至5月，中國(guó)火電累計(jì)發(fā)電量為1091.08萬(wàn)千瓦小時(shí)。雖然目前火電發(fā)展增速放緩，但從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看，在環(huán)保技術(shù)進(jìn)步、發(fā)電成本降低、電力需求增加等積極因素的推動(dòng)下，火電行業(yè)未來(lái)發(fā)展前景更加樂(lè)觀。目前，我國(guó)已有一些核電

4、機(jī)組，但我國(guó)煤炭資源豐富、電力緊張的資源特點(diǎn)決定了火力發(fā)電在未來(lái)很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)仍將占據(jù)電力行業(yè)的重要地位。然而，為了適應(yīng)和諧社會(huì)的要求，火電技術(shù)必須不斷改進(jìn)和發(fā)展。在和諧社會(huì)和循環(huán)經(jīng)濟(jì)的環(huán)境下，我們應(yīng)該把重點(diǎn)放在電力對(duì)環(huán)境的影響和不可再生能源上，朝著提高火電技術(shù)的方向發(fā)展。2，中國(guó)電力發(fā)展現(xiàn)狀，8，3，火力發(fā)電廠分類(lèi)，1。根據(jù)蒸汽壓力和溫度，分為中低壓發(fā)電廠(3.92兆帕，450度)、高壓發(fā)電廠(9.9兆帕，540度)、超高壓發(fā)電廠(13.83兆帕，540度)和亞臨界壓力發(fā)電廠(16.77兆帕，544度)550度。其次，根據(jù)發(fā)電廠、小容量發(fā)電廠(100兆瓦以下)、中等容量發(fā)電廠(100 250

5、兆瓦)、大容量發(fā)電廠的裝機(jī)容量，9，3，火力發(fā)電廠的分類(lèi)，和3，燃煤發(fā)電廠和燃油發(fā)電廠按燃料四，按原動(dòng)機(jī)凝汽式汽輪機(jī)發(fā)電廠，燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電廠，內(nèi)部這種發(fā)電廠也被稱(chēng)為坑口發(fā)電廠，其電能通過(guò)長(zhǎng)距離輸電線(xiàn)路提供給用戶(hù)。當(dāng)?shù)氐幕鹆Πl(fā)電廠大多建在負(fù)荷中心，燃料需要長(zhǎng)距離運(yùn)輸。它產(chǎn)生的電能被提供給更集中的用戶(hù)?；鹆Πl(fā)電廠和現(xiàn)代火力發(fā)電廠是生產(chǎn)電能和熱能的大型復(fù)雜工廠。它由以下五個(gè)系統(tǒng)組成。燃料系統(tǒng)：輸送、儲(chǔ)存和準(zhǔn)備燃料的系統(tǒng)。燃煤電廠有卸煤設(shè)施、煤場(chǎng)、裝煤設(shè)施、煤倉(cāng)、給煤機(jī)、磨煤機(jī)等設(shè)備；燃油發(fā)電廠配有油箱、加熱器、油泵、輸油管道等設(shè)備。燃燒系統(tǒng)：完成燃料燃燒過(guò)程并將燃料化學(xué)能轉(zhuǎn)化為蒸汽熱能的系統(tǒng)。主要有燃

6、燒器、爐膛、送風(fēng)機(jī)、引風(fēng)機(jī)、除塵器、除灰設(shè)備等?；鹆Πl(fā)電廠的組成蒸汽-水系統(tǒng)：將蒸汽熱能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的系統(tǒng)。主要有鍋爐、汽輪機(jī)及其輔助設(shè)備的汽水部分，如凝汽器、除氧器、回水加熱器、給水泵、循環(huán)水泵和冷卻設(shè)備等。電氣系統(tǒng)：將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能的系統(tǒng)。主要有發(fā)電機(jī)、主變壓器、斷路器、隔離開(kāi)關(guān)、母線(xiàn)等?？刂葡到y(tǒng)：在生產(chǎn)過(guò)程中測(cè)量參數(shù)和自動(dòng)監(jiān)控操作的系統(tǒng)。在上述系統(tǒng)的所有設(shè)備中，最重要的設(shè)備是鍋爐、汽輪機(jī)和發(fā)電機(jī)(三個(gè)主發(fā)動(dòng)機(jī))，它們安裝在發(fā)電廠的主廠房?jī)?nèi)。主變壓器和配電設(shè)備一般安裝在獨(dú)立建筑和室外。其他輔助設(shè)備，如供水系統(tǒng)、供水設(shè)備、水處理設(shè)備、除塵設(shè)備、燃料儲(chǔ)運(yùn)設(shè)備等。安裝在主廠房中，而其他安裝在輔

7、助建筑或開(kāi)放空間中?；镜纳a(chǎn)過(guò)程是燃料在鍋爐中燃燒，將水加熱成蒸汽，蒸汽壓力驅(qū)動(dòng)汽輪機(jī)旋轉(zhuǎn)，然后汽輪機(jī)驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)旋轉(zhuǎn)，將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能。5?；鹆Πl(fā)電廠基本流程。首先，燃料燃燒釋放的化學(xué)能被鍋爐通過(guò)受熱面加熱、蒸發(fā)和過(guò)熱，然后轉(zhuǎn)化為蒸汽熱能；然后蒸汽輪機(jī)將蒸汽的熱能轉(zhuǎn)化為高速旋轉(zhuǎn)的機(jī)械能，然后蒸汽輪機(jī)驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能，電能不斷傳遞到外界?；鹆Πl(fā)電廠的基本流程火力發(fā)電廠產(chǎn)生的電能需要經(jīng)過(guò)許多能量轉(zhuǎn)換過(guò)程？15.鍋爐：燃燒燃料產(chǎn)生熱量，將水轉(zhuǎn)化為蒸汽(吸熱過(guò)程)。汽輪機(jī)3360冷凝蒸汽攜帶的低溫低壓蒸汽動(dòng)能轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)機(jī)械能(外部工作過(guò)程)。熱交換器3360在工作后將低溫低壓蒸汽冷凝成水

8、(外部放熱過(guò)程)。水泵3360增加水壓，并將水輸送到鍋爐(消耗外部功)。2-汽輪機(jī)；3-發(fā)電機(jī)；4-冷凝器；5-凝結(jié)水泵；6-低壓加熱器；7-除氣器；8-給水泵；9-高壓加熱器；10-汽輪機(jī)排氣管；11-循環(huán)水泵，5?；鹆Πl(fā)電廠基本流程，17?，F(xiàn)代火力發(fā)電廠由大量各種機(jī)械設(shè)備和電氣設(shè)備組成。為了生產(chǎn)電能和熱能，這些裝置和設(shè)備必須協(xié)調(diào)它們的行動(dòng)，以實(shí)現(xiàn)安全和經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)的目標(biāo)。這項(xiàng)工作是火力發(fā)電廠的運(yùn)營(yíng)。為了保證各系統(tǒng)的主要設(shè)備如爐、機(jī)、電及輔助設(shè)備的安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，必須嚴(yán)格執(zhí)行一系列操作規(guī)程?；痣姀S的運(yùn)行主要包括三個(gè)方面，即啟停運(yùn)行、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行、故障及對(duì)策?；痣姀S運(yùn)行的基本要求是確保安全、經(jīng)濟(jì)和電能

9、質(zhì)量。在安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的條件下，電廠還應(yīng)保證電能質(zhì)量指標(biāo)，即在確保安全運(yùn)行的基本要求是：設(shè)備制造、安裝和維護(hù)的質(zhì)量要優(yōu)良；遵守調(diào)度指令的要求，嚴(yán)格按照操作規(guī)程操作設(shè)備的啟停和負(fù)荷的調(diào)整；監(jiān)控并記錄各種運(yùn)行參數(shù)，以便盡快發(fā)現(xiàn)運(yùn)行偏差和異常現(xiàn)象，及時(shí)排除故障；巡視監(jiān)控運(yùn)行中的設(shè)備和系統(tǒng)是否完好，及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障原因并采取預(yù)防措施；定期測(cè)試各種保護(hù)裝置，確保其動(dòng)作準(zhǔn)確可靠。6.火力發(fā)電廠的運(yùn)行。19.就經(jīng)濟(jì)而言，火力發(fā)電廠的運(yùn)行成本主要是燃料成本。因此，采用高效的運(yùn)行模式來(lái)降低油耗是非常重要的?；瑒?dòng)參數(shù)的開(kāi)始和停止?；瑓?shù)啟動(dòng)可以縮短啟動(dòng)時(shí)間，具有傳熱效果好、加載早、汽水損失少的優(yōu)點(diǎn)?；瑒?dòng)參數(shù)停機(jī)可以使機(jī)

10、組快速冷卻，縮短維修停機(jī)時(shí)間，提高設(shè)備利用率和經(jīng)濟(jì)性。加強(qiáng)燃料管理和設(shè)備運(yùn)行管理。定期檢查設(shè)備狀態(tài)和運(yùn)行狀況，計(jì)算各種熱平衡和指標(biāo)，以便及時(shí)采取措施減少熱損失。根據(jù)各種設(shè)備的運(yùn)行性能及其相互間的協(xié)調(diào)和制約關(guān)系，保持各機(jī)組在綜合經(jīng)濟(jì)效益最佳的工況下運(yùn)行；當(dāng)電廠負(fù)荷發(fā)生變化時(shí)，機(jī)組出力的增減應(yīng)根據(jù)機(jī)組間的最佳負(fù)荷分配方式進(jìn)行調(diào)度。6.火力發(fā)電廠的運(yùn)行。20.有三種基本的保護(hù)方法。聯(lián)鎖保護(hù)：當(dāng)某一設(shè)備或工況出現(xiàn)異?，F(xiàn)象時(shí)，相關(guān)設(shè)備跳閘，故障設(shè)備或系統(tǒng)被切除，備用設(shè)備或系統(tǒng)立即投入運(yùn)行。由繼電器組成的保護(hù)：以熱參數(shù)和電氣參數(shù)的限制以及設(shè)備部件的有條件連接為動(dòng)作標(biāo)準(zhǔn)，用各種繼電器組成保護(hù)回路來(lái)保護(hù)某一設(shè)

11、備或系統(tǒng)。固定保護(hù)裝置：機(jī)械和電氣保護(hù)裝置，如鍋爐安全門(mén)、汽輪機(jī)緊急保護(hù)器、電機(jī)過(guò)壓保護(hù)器等。7.火力發(fā)電廠的保護(hù)和控制。21.現(xiàn)代所有機(jī)組都采用綜合保護(hù)聯(lián)鎖系統(tǒng)，即機(jī)、爐、電分開(kāi)保護(hù)與機(jī)組整體保護(hù)系統(tǒng)相協(xié)調(diào)，形成完善的保護(hù)系統(tǒng)。7。火力發(fā)電廠、機(jī)組的保護(hù)和控制：每臺(tái)鍋爐向指定的汽輪機(jī)提供蒸汽，汽輪機(jī)驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)，發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的電能通過(guò)升壓變壓器直接送至電力系統(tǒng)。該裝置所需的輔助電源取自發(fā)電機(jī)電壓總線(xiàn)。這種機(jī)-鍋-電縱向連接的獨(dú)立單元稱(chēng)為單元單元。優(yōu)點(diǎn)：機(jī)組系統(tǒng)簡(jiǎn)單(管道短，管道附件少)，投資少，系統(tǒng)本身事故可能性小，操作方便，滑動(dòng)參數(shù)啟停方便，適用于發(fā)動(dòng)機(jī)和鍋爐動(dòng)力的集中控制。缺點(diǎn)：當(dāng)機(jī)組的任何

12、主要設(shè)備出現(xiàn)故障時(shí)，整個(gè)機(jī)組將被迫停機(jī)。當(dāng)系統(tǒng)頻率變化時(shí)，主管道內(nèi)無(wú)蒸汽量，鍋爐調(diào)節(jié)反應(yīng)周期長(zhǎng)，會(huì)引起汽輪機(jī)入口壓力波動(dòng)，影響機(jī)組對(duì)負(fù)荷的適應(yīng)性，不利于電力系統(tǒng)的調(diào)頻。因此，有必要在監(jiān)管體系中采取措施。有三種基本控制模式。本地控制：鍋爐、汽輪機(jī)、發(fā)電機(jī)和輔助設(shè)備是本地獨(dú)立控制的。這種方法適用于小型發(fā)電廠。集中控制：鍋爐、汽輪機(jī)、發(fā)電機(jī)連接集中控制。例如，大型發(fā)電廠使用的機(jī)器、熔爐和電氣裝置的集中控制。綜合自動(dòng)化控制：將電廠的整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程作為一個(gè)有機(jī)整體進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)全面自動(dòng)化。7?；痣姀S的保護(hù)和控制。機(jī)組自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的主要控制方式有：鍋爐跟蹤調(diào)節(jié)方式；汽輪機(jī)閥門(mén)運(yùn)行機(jī)爐協(xié)調(diào)控制模式：機(jī)、爐、電

13、作為一個(gè)統(tǒng)一的整體進(jìn)行控制，機(jī)組的負(fù)荷由機(jī)爐調(diào)節(jié)，以滿(mǎn)足外部負(fù)荷變化的要求。7.火力發(fā)電廠的保護(hù)和控制。24.現(xiàn)代發(fā)電廠經(jīng)常采用程序控制來(lái)提高自動(dòng)化水平。程序控制是根據(jù)輔機(jī)和熱力系統(tǒng)的工藝流程，將生產(chǎn)過(guò)程中大量分散的操作分成若干常規(guī)程序進(jìn)行控制，并結(jié)合保護(hù)和聯(lián)鎖條件，使操作人員通過(guò)幾個(gè)開(kāi)關(guān)按鈕，由程序控制系統(tǒng)自動(dòng)完成控制系統(tǒng)的操作。隨著計(jì)算機(jī)應(yīng)用的日益廣泛，特別是微型計(jì)算機(jī)和微處理器的發(fā)展，現(xiàn)代火電廠的自動(dòng)化已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了以微型計(jì)算機(jī)、微型計(jì)算機(jī)和微處理器為基礎(chǔ)的分級(jí)集成控制模式。7?；鹆Πl(fā)電廠的保護(hù)和控制。冷凝式熱電廠的熱經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，1。鍋爐設(shè)備的熱經(jīng)濟(jì)指標(biāo)鍋爐的熱經(jīng)濟(jì)指標(biāo)主要指鍋爐熱效率和鍋爐熱負(fù)荷。鍋爐熱效率是鍋爐吸收的熱量與燃料釋放的熱量之比。鍋爐熱負(fù)荷是鍋爐主蒸汽熱和再熱蒸汽熱的總和。對(duì)于工業(yè)鍋爐，鍋爐熱效率是主要指標(biāo)，鍋爐熱負(fù)荷主要是指工藝或供熱面積。第二，汽輪發(fā)電機(jī)組的熱經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)汽輪發(fā)電機(jī)組的熱經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)(機(jī)組的蒸汽消耗、熱消耗和熱效率)是全廠熱經(jīng)濟(jì)性的組成部分。蒸汽消耗率是蒸汽消耗與發(fā)電的比率。熱量消耗包括主蒸汽消耗和再熱消耗。機(jī)組的熱耗率和相對(duì)電氣效率相互對(duì)應(yīng)。3.管道效率主蒸汽在管道中既有節(jié)流損失又有散熱損失。節(jié)流損失以汽輪機(jī)的相對(duì)內(nèi)部效率計(jì)算。因此，散熱損失是管道