火電廠各系統(tǒng)流程圖.ppt

火力發(fā)電廠基本概況 火電廠的分類按燃料分類 燃煤發(fā)電廠 煤 燃油發(fā)電廠 石油提取了汽油 煤油 柴油后的渣油 燃氣發(fā)電廠 天然氣 煤氣等 余熱發(fā)電廠 工業(yè)余熱 垃圾或工業(yè)廢料 生物發(fā)電廠 桔桿 生物肥料 按原動機分類 凝汽式汽輪機發(fā)電廠燃汽輪機發(fā)電廠內燃機發(fā)電廠蒸汽 燃汽輪機發(fā)電廠按供出能源分類 凝汽式汽輪機發(fā)電廠 只供電 熱電廠 同時供電和供熱 火電廠簡介 一 火電廠的分類按總裝機容量分類 小容量發(fā)電廠 總裝機容量1000MW 按蒸汽壓力和溫度分類 中低壓發(fā)電廠 蒸汽壓力3 92MPa 溫度450度 單機功率22 11MPa 溫度550度 單機功率 600MW 超超臨界壓力發(fā)電廠 蒸汽壓力 33 5MPa 610 630 單機功率 600MW 火電廠簡介 二 火電廠公用輔助控制系統(tǒng) 煤系統(tǒng)輸煤系統(tǒng)含煤廢水處理系統(tǒng)含油污水處理系統(tǒng)燃油泵房控制系統(tǒng)水系統(tǒng)化學補給水系統(tǒng)凝結水精處理系統(tǒng)循環(huán)水處理系統(tǒng)汽水取樣及加藥系統(tǒng)化學廢水與凈水處理系統(tǒng)生活污水和灰水回收處理系統(tǒng)反滲透 預脫鹽 灰系統(tǒng)除灰 除渣系統(tǒng)電除塵系統(tǒng)脫硫系統(tǒng) 石粉廠 脫硝 脫氮 鍋爐吹灰系統(tǒng)鍋爐定排系統(tǒng)氫系統(tǒng) 氫冷機組 ETSFSSS暖通空預器膠球清洗旋轉濾網(wǎng)斗輪機卸船機 船運煤 翻車機 火車運煤 升壓站 電氣 石灰水 處理中水 啟動鍋爐熱網(wǎng) 火電廠的三大系統(tǒng)之一燃燒系統(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) 火電工藝介紹 制粉系統(tǒng) 主設備 磨煤機低速磨煤機及其制粉系統(tǒng) 低速磨煤機 15 25r min 多為球磨機單進單出筒式球磨機雙進雙出筒式球磨機中速磨煤機及其制粉系統(tǒng) 中速磨煤機 60 300r min 平盤磨 碗式磨 MPS磨 MPF磨 E型磨高速磨煤機及其制粉系統(tǒng) 高速磨煤機 400r min 風扇式磨煤機豎井磨煤機上述一般可分成 直吹式制粉系統(tǒng)和儲倉式制粉系統(tǒng) 火電工藝介紹 制粉系統(tǒng) 1 ATV58 68 制粉系統(tǒng) 球磨機 火電工藝介紹 制粉系統(tǒng) 2 制粉系統(tǒng) 球磨機 球磨機筒體 熱風進口 煤粉出口 進煤管 雙進雙出筒式球磨機 火電工藝介紹 制粉系統(tǒng) 2 制粉系統(tǒng) 輔助設備給煤機 磨煤機前 作用 調節(jié)送入磨煤機的煤量種類 刮板式給煤機電磁振動式給煤機皮帶給煤機 調速 稱重 粗粉分離器 磨煤機后 作用 把磨煤機來的煤粉進行粗細分離 不合格的送回磨煤機重磨 種類 離心式粗粉分離器回轉式粗粉分離器細粉分離器 旋風分離器 作用 把粗粉分離器來的煤粉氣流進行風粉分離 不合格的送回磨煤機重磨 給粉機 作用 按照鍋爐負荷需要 把煤粉倉中的煤粉均勻地送入一次風管 種類 葉輪式給粉機最為常用通過調節(jié)電機轉速 調節(jié)給粉量的大小 火電工藝介紹 制粉系統(tǒng) 3 火電工藝介紹 制粉系統(tǒng) 4 給煤機示意圖 通過改變給煤機轉速和閘板位置調節(jié)給煤量 缺點是 占地大 煤壓實后易被異物卡住斷煤 可稱重 通過改變皮帶速度調節(jié)給煤量 大型鍋爐機組中常用 ATV58 68 火電工藝介紹 制粉系統(tǒng) 5 給煤機示意圖 通過改變圓盤電機轉速和內套管位置調節(jié)圓盤上的給煤量 缺點是 遇高水分的煤易堵煤和打滑 ATV58 68 火電工藝介紹 制粉系統(tǒng) 6 給粉機示意圖 一般采用直流電機 通過改變電機轉速調節(jié)給粉量 缺點是 不均勻 易出現(xiàn)煤粉自流 一般采用電磁調速異步電機 通過改變電機轉速調節(jié)給粉量 均勻 煤粉不自流 ATV58 68 火電工藝介紹 制粉系統(tǒng) 7 給粉機示意圖 葉輪給煤機 沈陽電力機械總廠 沈陽電站輔機廠 沈陽華能電力燃煤機械總廠山西電力設備廠電磁振動給煤機 沈陽電力機械總廠 沈陽礦山機械集團有限責任公司刮板給煤機 沈陽電力機械總廠環(huán)式卸煤機 電力部機械設計研究所 犁煤 卸煤 變頻器控制 武漢電力設備廠沈陽電力機械總廠 主要設備生產廠家 火電廠的三大系統(tǒng)之二汽水系統(tǒng)由鍋爐 汽輪機 凝汽器 除氧器 加熱器等構成主要包括 給水系統(tǒng)冷卻水系統(tǒng)補水系統(tǒng) 火電工藝介紹 鍋爐容量 鍋爐每小時所產生的蒸汽量 鍋爐分類 幾個術語 按蒸汽參數(shù)分類 中壓 高壓 超高壓 亞臨界 超臨界按容量分類 220t h小型鍋爐 220 410t h中型鍋爐 670t h大型鍋爐 按燃燒方式分類 懸浮燃燒鍋爐 燃料在爐膛內懸浮燃燒沸騰燃燒鍋爐 固體燃料顆粒在爐排上呈沸騰狀態(tài)燃燒 流化床鍋爐 按循環(huán)方式分類 自然循環(huán)鍋爐 靠爐外冷水下降 爐內冷水壁管中熱水自然上升的鍋爐 強制循環(huán)鍋爐 當壓力在16 66 17 64MPa時 水 汽重度差變小 需在循環(huán)回路中加裝循環(huán)泵的鍋爐 控制循環(huán)鍋爐 直流鍋爐 當壓力 18 62MPa時 應采用直流鍋爐 復合循環(huán)鍋爐 主要生產廠家 哈爾濱鍋爐廠 上海鍋爐廠 東方鍋爐廠 武漢鍋爐廠 杭州鍋爐廠 火電工藝介紹 鍋爐 1 自然循環(huán)鍋爐 強制循環(huán)鍋爐 控制循環(huán)鍋爐 直流鍋爐 火電工藝介紹 鍋爐 2 四種鍋爐的示意圖 鍋爐機組基本工作過程 燃料經制粉系統(tǒng)送入爐膛中燃燒 使燃料的化學能變?yōu)闊崮?高溫煙氣由爐膛經水平煙道進入尾部煙道 最后從鍋爐中排出 鍋爐排煙再經過煙氣凈化系統(tǒng)處理 由引風機送入煙囪排入大氣 煙氣在鍋爐內流動的過程中 熱量傳遞方式為 在爐膛中以輻射方式將熱量傳給水冷壁 在爐膛煙氣出口處 以半輻射 半對流方式將熱量傳給屏式過熱器 在水平煙道和尾部煙道以對流方式傳給過熱器 再熱器 省煤器和空氣預熱器 鍋爐給水便經過省煤器 水冷壁 過熱器變成過熱蒸汽 并把汽輪機高壓汽缸做功后抽回的蒸汽變成再熱蒸汽 水在鍋爐中 經過預熱 蒸發(fā) 過熱三個階段變成過熱蒸汽 汽輪機高壓缸中蒸汽送回鍋爐加熱 再送回汽輪機低壓缸中繼續(xù)做功 這是第四個階段 再過熱階段 鍋爐中的受熱面 省煤器 水冷壁 過熱器 再熱器 空氣預熱器 火電工藝介紹 鍋爐 3 鍋爐設備 鍋爐本體燃燒設備 包括 爐膛 燃燒器 空氣預熱器 煙道等 汽水系統(tǒng) 包括 汽包 水冷壁 下降管 聯(lián)箱 過熱器 再熱器 省煤器等 鍋爐附件爐墻及構架鍋爐輔機 火電工藝介紹 鍋爐 4 火電工藝介紹 鍋爐汽水系統(tǒng)設備 汽包 鍋筒 是工質加熱 蒸發(fā) 過熱三個過程的連接樞紐 接收省煤器來水 進行汽水分離 向循環(huán)水路供水 向過熱器輸送飽和蒸汽 水冷壁 敷設在鍋爐爐膛四周內壁 吸收熱量 產生正氣 保護爐墻 過熱器和再熱器 過熱器 將從汽包出來的飽和蒸汽加熱成具有額定溫度的過熱蒸汽 它利用高溫煙氣的熱量加熱飽和蒸汽 再熱器 將從汽輪機高壓缸中膨脹做功后的蒸汽再次引入布置在鍋爐中的再熱器中受熱升溫 再送回汽輪機中壓缸中去做功 若采用二次再熱 則再將中壓缸排汽再熱后送回低壓缸去做功 省煤器 economizer 利用鍋爐排煙加熱給水的受熱部件 分為 鑄鐵式和鋼管式 沸騰式和非沸騰式 大型鍋爐常用 火電工藝介紹 鍋爐 5 汽包 水冷壁 火電工藝介紹 鍋爐 5 鍋爐汽包 飽和蒸汽引出管 給水管 火電工藝介紹 鍋爐 6 水平煙道 尾部煙道 爐膛 火電工藝介紹 鍋爐 7 鍋爐給水自動控制系統(tǒng) 是使給水量適應鍋爐的蒸發(fā)量 并維持鍋筒水位在允許范圍內的自動控制系統(tǒng) 鍋筒水位過高和過低 對鍋爐和汽機安全運行影響嚴重 給水調節(jié)對象的動態(tài)特性 鍋筒水位是鍋爐內儲水量和水面下汽泡體積的反應 當給水量階躍增加時 水位響應有一定的延遲和慣性 然后不斷上升 當蒸汽階躍增加時 鍋筒水位一開始快速上升 然后下降 在響應初始階段的這種水位變化稱為 虛假水位 現(xiàn)象 鍋爐控制的三種方式 單沖量給水控制系統(tǒng) 只根據(jù)鍋爐水位H變化控制給水閥門開度 雙沖量給水控制系統(tǒng) 根據(jù)鍋爐水位H變化 蒸汽流量信號D組成的控制系統(tǒng) 三沖量給水控制系統(tǒng) 根據(jù)鍋爐水位H 蒸汽流量信號D 給水流量W三個信號調節(jié)給水流量的控制系統(tǒng) 鍋爐控制 火電工藝介紹 鍋爐 8 單沖量給水控制系統(tǒng) 主要問題 當蒸汽負荷增加時 由于鍋爐水中汽泡量增加產生 虛假水位 而使給水調節(jié)閥動作減少給水量 加劇蒸汽流量和給水流量的不平衡 而后使水位快速下降 產生較大的水位偏差 適用于 根據(jù)水容量較大 蒸汽負荷較穩(wěn)定的小容量鍋爐 火電工藝介紹 鍋爐 9 雙沖量給水控制系統(tǒng) 主要問題 當蒸汽負荷變化時 蒸汽流量信號D使給水調節(jié)閥動作增加給水量 抵消 虛假水位 影響 但不能及時反映和補償給水擾動 如給水壓力變化引起的給水流量增減 適用于 蒸汽負荷經常變化的鍋爐 火電工藝介紹 鍋爐 10 三沖量給水控制系統(tǒng) 1 單級 2 串級 單級三沖量給水控制系統(tǒng) 鍋筒水位H是主要控制信號 給水流量W是水位控制的輔助反饋信號 蒸汽流量D是水位控制的前饋信號 當蒸汽流量D變化時 調節(jié)器立即動作 適當改變給水流量W 當給水流量W變化時 調節(jié)器也立即動作 使給水流量W恢復到原來的數(shù)值 串級三沖量給水控制系統(tǒng) 主調節(jié)器以鍋筒水位H為主要控制信號 去控制副調節(jié)器 副調節(jié)器除接收主調節(jié)器控制信號外 還接收給水流量W和蒸汽流量D 主調節(jié)器通過副調節(jié)器對水位進行校正 使其保持在給定值 當蒸汽流量D擾動時 副調節(jié)器立即動作 改變給水流量W 使給水量與蒸汽量成適當比例 當給水流量W擾動時 副調節(jié)器立即動作 使給水流量保持不變 火電工藝介紹 鍋爐吹灰控制 定義 鍋爐均設有吹灰器 大型鍋爐配50 100臺 全部吹掃一遍要5 6小時 定期吹掃鍋爐各部分受熱面上的積灰 吹掃介質 常使用低壓蒸汽 水 壓縮空氣 工藝情況 吹灰器常配電機 用于推進和退出操作 并驅動吹灰器作旋轉運動 加強吹灰效果 鍋爐各部分積灰不同 吹灰時間間隔也不同 距爐膛近的受熱面 每4 8小時吹灰一次 距爐膛遠的受熱面 每8 24小時吹灰一次 控制過程 吹灰時 先啟動吹灰汽源和疏水系統(tǒng) 要保持汽源的壓力和溫度 然后 依據(jù)不同吹灰器時間間隔依次成對啟動吹灰器 使吹灰器伸入爐膛或煙道內吹灰 經過預定時間后退出爐外 當吹灰系統(tǒng)或汽源系統(tǒng)出現(xiàn)異常時 要中斷吹灰 使所有吹灰器退出爐外 火電工藝介紹 鍋爐定排控制 定義 按規(guī)定時間或根據(jù)鍋水質量狀況 周期性地排除鍋爐下聯(lián)箱內沉積的有雜質的鍋水 控制過程 必須在汽包水位正常時 才允許定排 要求在定排過程中 如遇汽包水位低或排污門故障等異常情況時 立即停止排污 關閉全部排污門 主要控制對象是大量的閥門 火電工藝介紹 空氣預熱器 空氣預熱器分為 管式空氣預熱器 回轉式空氣預熱器 作用 安裝在鍋爐尾煙道中 利用省煤器后煙氣的熱量加熱燃燒所需的空氣 以利于燃料的著火和燃燒 并可降低排煙溫度 提高鍋爐熱效率 一般將空氣加熱到300 400度 常將燃燒用的空氣分成一次風 二次風 一次風 攜帶煤粉或液體 氣體燃料經燃燒器進入爐膛 為提供著火所需的那部分風量 占總風量的20 30 二次風 燃燒所需的其余75 80 風量是作為助燃的二次風 火電工藝介紹 燃燒器 1 直流煤粉燃燒器 點火油槍 一次風 煤粉 油嘴 火電工藝介紹 燃燒器 2 E煤粉層 一次風 D煤粉層 一次風 C煤粉層 一次風 B煤粉層 一次風 A煤粉層 一次風 燃燒器結構示意 燃燒器分為 直流式煤粉燃燒器 旋流式煤粉燃燒器 燃燒器分層設置煤粉氣流在爐內切圓燃燒FSSS主要控制 總燃料跳閘 MFT 后切斷部分或總燃料 點火前的爐膛自動吹掃監(jiān)視燃燒器火焰 AB二次風層 BC二次風層 CD二次風層 DE二次風層 FF過燃風層 燃燒器 直流煤粉燃燒器 大型鍋爐給水泵 給水泵起?？刂?控制對象包括 給水泵電機 輔助油泵 泵出口閥門 在循環(huán)閥門 控制方式 泵啟動時 要空載啟動 即需先關閉出口閥門再啟動 泵啟動后 要保持一定流量的給水 以冷卻泵體 在泵的出口閥門前設再循環(huán)閥門 在停泵時 先將水泵降低轉速到最低 以便下次再啟動水泵時電機可處于低負載下 在泵電機主軸上連接有主油泵 在泵電機運行時 為聯(lián)軸器和軸承供油 在泵起停過程中必須啟動輔助油泵 Boilerfeed waterpump 火電廠的三大系統(tǒng)之三電氣系統(tǒng) 火電工藝介紹 勵磁裝置 發(fā)電機 主變壓器 廠用變壓器 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 火電工藝介紹 發(fā)電機和電氣控制系統(tǒng) EMCS 包括 汽輪發(fā)電機控制系統(tǒng) 廠用電控制系統(tǒng) 直接送出線路或升壓變電站控制系統(tǒng) 汽輪發(fā)電機控制系統(tǒng) 運行參數(shù)顯示 功率 頻率 電壓 電流 功率因數(shù)等勵磁調節(jié) 用于控制發(fā)電機電壓 并保持電壓基本穩(wěn)定 并調無功 運行操作 并網(wǎng)和解列 并設有自動準同步裝置 安全保護 接地保護 異常運行保護 后備保護 輔助保護等 廠用電控制系統(tǒng) 設有備用電源和緊急直流電源 確保廠用電不中斷 汽輪機及輔助設備 汽輪機及輔助設備 1 汽輪機 將熱能轉換為機械能汽輪機設備包括 汽機本體 調速保護及油系統(tǒng) 輔助設備 熱力系統(tǒng)等汽輪機分類 幾個術語 按工作原理分類 沖動式 反動式按熱力過程特性分類 凝汽式汽輪機背壓式汽輪機中間再熱式汽輪機調整抽汽式汽輪機按主蒸汽壓力分類 低壓汽輪機 主蒸汽壓力22 15Mpa按機組軸數(shù)可分單軸和雙軸汽輪機 按汽缸數(shù)目分單缸 雙缸和多缸汽輪機 等等 汽輪機及輔助設備 2 汽輪機 將熱能轉換為機械能汽輪機設備包括 汽機本體 調速保護及油系統(tǒng) 輔助設備 熱力系統(tǒng)等汽輪機主要生產廠家 哈爾濱汽輪機廠 四川東方汽輪機廠 上海汽輪機有限公司 高壓缸 中壓缸 低壓缸 發(fā)電機 勵磁機 汽輪機及輔助設備 3 發(fā)電機組組成 由發(fā)電機 勵磁機 副勵磁機 輔助設備組成發(fā)電機 基本組成 定子 轉子 油冷卻系統(tǒng)測溫元件 監(jiān)視發(fā)電機定子繞組 鐵芯 軸承 冷卻器等重要部件的溫度 定子 定子繞組轉子 轉子繞組 阻尼繞組冷卻方式 空氣冷卻 多采用軸向分段多流式通風系統(tǒng)氫氣冷卻 外冷 冷卻效果好 風組和摩擦損耗小于空氣 氫內冷 冷卻介質氫直接接觸繞組導體 大大提高冷卻效果 水內冷 發(fā)電機的定子和轉子均采用水內冷的發(fā)電機稱為 雙水內冷 或定子繞組水內冷 轉子繞組氫內冷 通風系統(tǒng)采用氫氣冷卻的 水 氫 氫 冷卻方式 容量可達1200MW 發(fā)電機主體 主勵磁機 副勵磁機 氣體冷卻器 汽輪發(fā)電機勵磁系統(tǒng)組成 由勵磁功率單元 勵磁調節(jié)器 AVR 組成 勵磁功率單元包括交流電源和整流裝置 它向勵磁繞組提供直流勵磁電流 勵磁調節(jié)器 AVR 根據(jù)發(fā)電機發(fā)出的電壓和電流 自動調節(jié)勵磁電流 滿足系統(tǒng)運行需要 功能 根據(jù)發(fā)電機所帶負荷變化 自動調整勵磁電流 維持發(fā)電機端電壓在給定額定電壓值 當發(fā)電機并列運行時 使各發(fā)電機組所帶無功功率穩(wěn)定合理分配 在電力系統(tǒng)發(fā)生短路故障 發(fā)電機端電壓嚴重下降時 能對發(fā)電機強行勵磁 提高電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定性 當發(fā)電機突然甩負載時 通過強行減磁 防止發(fā)電機電壓過分升高 當發(fā)電機內部短路跳閘時 能快速滅磁 減小故障損壞程度 勵磁方式 直流勵磁機勵磁系統(tǒng) 100MW以下機組 交流勵磁機靜止整流器勵磁系統(tǒng)交流勵磁機旋轉硅整流器勵磁系統(tǒng)自并勵勵磁 靜止勵磁 系統(tǒng) 汽輪機的熱力系統(tǒng)定義 汽輪機和鍋爐之間的汽水循環(huán)系統(tǒng)組成 凝汽冷卻系統(tǒng) 組成 凝汽器 抽氣設備 冷卻塔 循環(huán)水泵 凝結水泵等作用 使汽機排汽口形成最佳真空 提高熱能轉機械能的效率 同時將汽機拋出的乏汽冷卻 凝結為水 重新送回鍋爐 回熱加熱系統(tǒng) 組成 低壓加熱器 除氧器 高壓加熱器 給水泵作用 利用汽輪機的抽汽 在各級加熱器中將水加熱到一定溫度 在除氧器中除去氧氣 旁路系統(tǒng) 用于中間再熱式汽輪機 疏水系統(tǒng) 在各級加熱器中凝結成的疏水可采用逐級自流系統(tǒng)或采用疏水泵的疏水系統(tǒng) 補充水系統(tǒng) 在鍋爐和汽輪機之間的熱力系統(tǒng)中 工質損失的補充 用于降低冷卻水溫度用循環(huán)使用的冷卻水作為中間介質 將汽機排汽冷凝所釋放的熱量 經由流動的空氣傳到大氣中 汽輪機的凝汽冷卻系統(tǒng) 冷凝塔 汽輪