火力發(fā)電廠基本知識(shí)

1、 發(fā)電廠的種類多種多樣，目前世界已有的發(fā)電廠一般分為：燃煤電廠、燃油電廠、燃?xì)怆姀S、余熱發(fā)電廠、核電廠、風(fēng)力發(fā)電廠、水電站、垃圾廢料電廠等等。 在這里我們介紹一下火力發(fā)電廠（燃煤電廠）的原理、組成、功能等。v部分火電廠照片v火力發(fā)電廠概述v鍋爐廠三大主機(jī)介紹v火力發(fā)電廠各個(gè)系統(tǒng)簡介 火力發(fā)電廠是利用化石燃料燃燒釋放的熱能發(fā)電的動(dòng)力設(shè)施，包括燃料燃燒釋熱和熱能電能轉(zhuǎn)換以及電能輸出的所有設(shè)備、裝置、儀表器件，以及為此目的設(shè)置在特定場所的建筑物、構(gòu)筑物和所有有關(guān)生產(chǎn)和生活的附屬設(shè)施。主要有蒸汽動(dòng)力發(fā)電廠、燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電廠、內(nèi)燃機(jī)發(fā)電廠幾種類型. 儲(chǔ)存在儲(chǔ)煤場(或儲(chǔ)煤罐)中的原煤由輸煤設(shè)備從儲(chǔ)煤場送到鍋

2、爐的原煤斗中,再由給煤設(shè)備將煤送到爐膛內(nèi)。燃燒的煤粉放出大量的熱能將爐膛四周水冷壁管內(nèi)的水加熱成汽水混合物?；旌衔锉诲仩t汽包內(nèi)的汽水分離器進(jìn)行分離,分離出的水經(jīng)下降管送到水冷壁管繼續(xù)加熱,分離出的蒸汽送到過熱器,加熱成符合規(guī)定溫度和壓力的過熱蒸汽,經(jīng)管道送到汽輪機(jī)作功。過熱蒸汽在汽輪機(jī)內(nèi)作功推動(dòng)汽輪機(jī)旋轉(zhuǎn),汽輪機(jī)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電,發(fā)電機(jī)發(fā)出的三相交流電通過發(fā)電機(jī)端部的引線經(jīng)變壓器什壓后引出送到電網(wǎng)。在汽輪機(jī)內(nèi)作完功的過熱蒸汽被凝汽器冷卻成凝結(jié)水,凝結(jié)水經(jīng)凝結(jié)泵送到低壓加熱器加熱,然后送到除氧器除氧,再經(jīng)給水泵送到高壓加熱器加熱后,送到鍋爐繼續(xù)進(jìn)行熱力循環(huán)。v鍋爐分類多種多樣，我們這里僅介紹煤粉鍋

3、爐和循環(huán)流化床鍋爐。v煤粉鍋爐：是一種傳統(tǒng)燃燒方式的鍋爐，這種鍋爐采用將煤連續(xù)給人磨煤機(jī)中研磨成粉狀，然后用熱空氣通過安裝在爐膛上的多只燃燒器吹入爐膛，在懸浮狀態(tài)下燃燒。v循環(huán)流化床鍋爐：該鍋爐分為兩部分，第一部分由爐膛、氣固物料分離器、固體物料再循環(huán)設(shè)備和外置熱交換器等設(shè)備組成，這些部件形成了一個(gè)固體物料循環(huán)回路（也叫旋風(fēng)分離器）。第二部分為對(duì)流煙道，布置有過熱器、再熱器、省煤器和空氣預(yù)熱器等，與常規(guī)煤粉鍋爐相近。 汽輪機(jī)本體（steam turbine proper）是完成蒸汽熱能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能的汽輪機(jī)組的基本部分，即汽輪機(jī)本身。它與回?zé)峒訜嵯到y(tǒng)、調(diào)節(jié)保安系統(tǒng)、油系統(tǒng)、凝汽系統(tǒng)以及其他輔助設(shè)

4、備共同組成汽輪機(jī)組。汽輪機(jī)本體由固定部分（靜子）和轉(zhuǎn)動(dòng)部分（轉(zhuǎn)子）組成。固定部分包括汽缸、隔板、噴嘴、汽封、緊固件和軸承等。轉(zhuǎn)動(dòng)部分包括主軸、葉輪或輪鼓、葉片和聯(lián)軸器等。固定部分的噴嘴、隔板與轉(zhuǎn)動(dòng)部分的葉輪、葉片組成蒸汽熱能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能的通流部分。汽缸是約束高壓蒸汽不得外泄的外殼。汽輪機(jī)本體還設(shè)有汽封系統(tǒng)。 v汽機(jī)主要設(shè)備汽機(jī)主要設(shè)備 v汽輪機(jī)：汽輪機(jī)是一種將蒸汽的熱勢能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能的旋轉(zhuǎn)原動(dòng)機(jī)。分沖動(dòng)式和反動(dòng)式汽輪機(jī)。 在發(fā)電廠中，同步發(fā)電機(jī)是將機(jī)械能轉(zhuǎn)變成電能的唯一電氣設(shè)備。因而將一次能源（水力、煤、 油、風(fēng)力、原子能等）轉(zhuǎn)換為二次能源的發(fā)電機(jī)，現(xiàn)在幾乎都是采用三相交流同步發(fā)電機(jī)。在發(fā)電廠

5、中的交流同步發(fā)電機(jī)，電樞是靜止的，磁極由原動(dòng)機(jī)拖動(dòng)旋轉(zhuǎn)。其勵(lì)磁方式為發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁線圈FLQ（即轉(zhuǎn)子繞組）由同軸的并激直流勵(lì)磁機(jī)經(jīng)電刷及滑環(huán)來供電。同步發(fā)電機(jī)由定子（固定部分）和轉(zhuǎn)子（轉(zhuǎn)動(dòng)部分）兩部分組成。定子由定子鐵心、定子線圈、機(jī)座、端蓋、風(fēng)道等組成。定子鐵心和線圈是磁和電通過的部分，其他部分起著固定、支持和冷卻的作用。 轉(zhuǎn)子由轉(zhuǎn)子本體、護(hù)環(huán)、心環(huán)、轉(zhuǎn)子線圈、滑環(huán)、同軸激磁機(jī)電樞組成。 v燃燒系統(tǒng)；v熱力系統(tǒng)；v運(yùn)煤系統(tǒng)v除灰渣系統(tǒng)v化學(xué)水系統(tǒng)v循環(huán)水系統(tǒng)v燃油系統(tǒng)；v壓縮空氣系統(tǒng)；v工業(yè)水系統(tǒng)v冷卻水系統(tǒng)v給排水系統(tǒng)v消防v電氣系統(tǒng)v熱工控制v總圖運(yùn)輸v建筑結(jié)構(gòu)v保溫油漆 煤粉鍋爐的燃燒系

6、統(tǒng)是由輸煤、磨煤、粗細(xì)分離、排粉、給粉、鍋爐、除塵、脫流等組成。是由皮帶輸送機(jī)從煤場,通過電磁鐵、碎煤機(jī)然后送到煤倉間的煤斗內(nèi),再經(jīng)過給煤機(jī)進(jìn)入磨煤機(jī)進(jìn)行磨粉，磨好的煤粉通過空氣預(yù)熱器來的熱風(fēng)，將煤粉打至粗細(xì)分離器，粗細(xì)分離器將合格的煤粉（不合格的煤粉送回磨煤機(jī)），經(jīng)過排粉機(jī)送至粉倉，給粉機(jī)將煤粉打入噴燃器送到鍋爐進(jìn)行燃燒。而煙氣經(jīng)過電除塵脫出粉塵再將煙氣送至脫硫裝置，通過石漿噴淋脫出流的氣體經(jīng)過吸風(fēng)機(jī)送到煙筒排人天空。 循環(huán)流化床鍋爐的燃燒系統(tǒng)是由輸煤、給煤、鍋爐、除塵、爐內(nèi)脫硫等組成。是由皮帶輸送機(jī)從煤場,通過電磁鐵、碎煤機(jī)然后送到煤倉間的煤斗內(nèi),再經(jīng)過給煤機(jī)進(jìn)入鍋爐爐膛內(nèi)進(jìn)行燃燒。而煙氣

7、經(jīng)過電除塵脫出粉塵再將煙氣經(jīng)過吸風(fēng)機(jī)送到煙筒排人天空。 循環(huán)流化床與煤粉爐燃燒系統(tǒng)比較而言，相對(duì)簡單，并能實(shí)現(xiàn)爐內(nèi)脫硫。 火力發(fā)電廠的熱力系統(tǒng)是由鍋爐、汽輪機(jī)、凝汽器、高低壓加熱器、凝結(jié)水泵和給水泵等組成，他包括主給水系統(tǒng)、主蒸汽系統(tǒng)、再熱蒸汽系統(tǒng)、凝結(jié)水系統(tǒng)、疏水系統(tǒng)、給水除氧系統(tǒng)等等。水在鍋爐中被加熱成蒸汽，經(jīng)過熱器進(jìn)一步加熱后變成過熱的蒸汽，再通過主蒸汽管道進(jìn)入汽輪機(jī)。由于蒸汽不斷膨脹，高速流動(dòng)的蒸汽推動(dòng)汽輪機(jī)的葉片轉(zhuǎn)動(dòng)從而帶動(dòng)發(fā)電機(jī)。為了進(jìn)一步提高其熱效率，一般都從汽輪機(jī)的某些中間級(jí)后抽出作過功的部分蒸汽，用以加熱給水。此外，在超高壓機(jī)組中還采用再熱循環(huán)，既把作過一段功的蒸汽從汽輪機(jī)的

8、高壓缸的出口將作過功的蒸汽全部抽出，送到鍋爐的再熱汽中加熱后再引入氣輪機(jī)的中壓缸繼續(xù)膨脹作功，從中壓缸送出的蒸汽，再送入低壓缸繼續(xù)作功。在蒸汽不斷作功的過程中，蒸汽壓力和溫度不斷降低，最后排入凝汽器并被冷卻水冷卻，凝結(jié)成水。凝結(jié)水集中在凝汽器下部由凝結(jié)水泵打至低壓加熱再經(jīng)過除氧氣除氧，給水泵將預(yù)加熱除氧后的水送至高壓加熱器，經(jīng)過加熱后的熱水打入鍋爐，再過熱器中把水已經(jīng)加熱到過熱的蒸汽，送至汽輪機(jī)作功，這樣周而復(fù)始不斷的作功。在汽水系統(tǒng)中的蒸汽和凝結(jié)水，由于疏通管道很多并且還要經(jīng)過許多的閥門設(shè)備，這樣就難免產(chǎn)生跑、冒、滴、漏等現(xiàn)象，這些現(xiàn)象都會(huì)或多或少地造成水的損失，因此我們必須不斷的向系統(tǒng)中補(bǔ)

9、充經(jīng)過化學(xué)處理過的軟化水，這些補(bǔ)給水一般都補(bǔ)入除氧器中。v輸煤系統(tǒng)是將火車或輪船運(yùn)輸來的煤由卸煤機(jī)卸下，由煤斗進(jìn)入皮帶輸送機(jī)，在轉(zhuǎn)運(yùn)站內(nèi)進(jìn)行篩選，除去鐵等其它雜物后，再由碎煤機(jī)破碎成小煤塊，然后由皮帶輸送機(jī)經(jīng)輸煤棧橋一直送往鍋爐房內(nèi)，最后用犁煤器將原煤分配給各個(gè)原煤倉。來煤卸下后也可以直接送往煤場，在需要時(shí)由皮帶輸送機(jī)送往鍋爐的原煤倉。v除灰渣系統(tǒng)清除燃料燃燒后從爐膛冷灰斗排除的爐渣，煙道灰斗落下的飛灰和除塵器分離收集的細(xì)灰，并將灰渣輸送到灰場。v除灰渣系統(tǒng)分為鍋爐底部除渣系統(tǒng)及鍋爐尾部除灰系統(tǒng)。v作用：清除燃料燃燒后從爐膛底部冷灰斗排除的爐渣、尾部煙道灰斗落下的飛灰并將灰渣輸送到渣倉或儲(chǔ)灰場

10、。v除渣系統(tǒng)可分為：水力除渣和干式除渣兩種，氣力除渣類同于氣力除灰系統(tǒng)。v組成：水力除渣的設(shè)備包括撈渣機(jī)、碎渣機(jī)、沖灰器、沖灰水泵、灰漿泵等。干式除渣設(shè)備包括：冷渣機(jī)、輸渣機(jī)、渣倉、駕駛攪拌機(jī)及汽車散裝機(jī)等。v作用：將鍋爐尾部煙氣經(jīng)過除塵器被過濾出來的細(xì)灰輸送的除灰場或中轉(zhuǎn)灰?guī)?。v除灰系統(tǒng)可分為：氣力除灰、機(jī)械除灰及水力除灰三種方式。v組成：氣力除灰設(shè)備包括：鎖氣閥（濃相倉泵）、輸送風(fēng)機(jī)、氣化風(fēng)機(jī)、灰?guī)?、汽車散裝機(jī)、加濕攪拌機(jī)。機(jī)械除灰及水力除灰系統(tǒng)類同于機(jī)械除渣及水力除渣設(shè)備。v火力發(fā)電廠化學(xué)水處理系統(tǒng)主要包括如下分系統(tǒng)：鍋爐補(bǔ)給水處理系統(tǒng)、凝結(jié)水精處理系統(tǒng)、廢水處理系統(tǒng)、循環(huán)水處理系統(tǒng)、化

11、學(xué)加藥系統(tǒng)、汽水取樣分析系統(tǒng)。v鍋爐補(bǔ)給水處理系統(tǒng)主要包括預(yù)處理系統(tǒng)、除鹽系統(tǒng)、反洗再生系統(tǒng)等組成。v預(yù)處理系統(tǒng)的基本原理：混凝澄清過濾v除鹽系統(tǒng)的基本工藝：v傳統(tǒng)離子交換處理：如：HOHHOHv膜法處理：如：UF一級(jí)RO二級(jí)ROEDIv下面是幾種簡單的水處理設(shè)備照片：v循環(huán)水系統(tǒng)的功能是將冷卻水(海水)送至凝氣器去冷卻汽輪機(jī)低壓缸排汽，以維持凝氣器的真空，使汽水循環(huán)得以繼續(xù)。另外，它還可向開式水系統(tǒng)和沖灰系統(tǒng)提供用水。v從江、河、湖、海等天然水體中來的冷卻水（循環(huán)水系統(tǒng)中的工質(zhì)），經(jīng)過凝汽器等設(shè)備吸熱后，再排入江、河、湖、海，這種冷卻方式稱為直流冷卻。當(dāng)不具備直流冷卻條件時(shí)，則需要用冷卻塔來

12、冷卻。冷卻塔的作用是將挾帶廢熱的冷卻水在塔內(nèi)與空氣進(jìn)行熱交換，使廢熱傳輸給空氣并散人大氣。v火力發(fā)電廠中的燃油一般指的是鍋爐點(diǎn)火及助燃所用的油，大多數(shù)是柴油。vCFB鍋爐在冷態(tài)啟動(dòng)時(shí)，首先用床下（床上）油槍將鍋爐內(nèi)部床料加溫到煤的燃燒溫度，然后投煤，并逐漸關(guān)閉點(diǎn)火油槍。v對(duì)于煤粉爐，油槍用來產(chǎn)生并加熱爐內(nèi)熱煙氣，當(dāng)達(dá)到燃煤溫度后，然后投煤，并逐漸關(guān)閉點(diǎn)火油槍。v火力發(fā)電廠壓縮空氣系統(tǒng)是給電廠各個(gè)用氣點(diǎn)供氣的系統(tǒng)。用氣點(diǎn)大致有：各種氣動(dòng)泵、氣動(dòng)閥、燃油管道吹掃用氣、布袋除塵器反吹用氣、吹灰系統(tǒng)用氣、除灰系統(tǒng)用氣、鍋爐檢修用氣等等。v壓縮空氣系統(tǒng)含有：空壓機(jī)、干燥機(jī)、過濾器、儲(chǔ)氣罐等設(shè)備。v工業(yè)水

13、也就是電廠內(nèi)部，給各個(gè)設(shè)備，各個(gè)用水點(diǎn)提供的水源。該工業(yè)水也是相對(duì)潔凈的用水，但不是除鹽水。v工業(yè)水可以給一些水泵作冷卻水用，也可作為沖洗地面用水，也可作為灰渣攪拌用水。v冷卻水在電廠內(nèi)，是作為電廠各個(gè)主要設(shè)備冷卻用水。比如：一二次風(fēng)機(jī)、引風(fēng)機(jī)、給水泵、空冷器等。v冷卻水一般是除鹽水。v是電廠生活生產(chǎn)給水系統(tǒng)、排水系統(tǒng)和建筑給排水的簡稱。v給水工程生活、生產(chǎn)用水的工程以及消防用水、道路綠化用水等。v由給水水源、取水構(gòu)筑物、原水管道、給水處理廠和給水管網(wǎng)組成，具有取集和輸送原水、改善水質(zhì)的作用。v排水工程排除人類生活污水和生產(chǎn)中的各種廢水、多余的地面水的工程。由排水管系（或溝道）、廢水處理廠和最

14、終處理設(shè)施組成。v電廠消防系統(tǒng)是給各處建筑物構(gòu)筑物的提供預(yù)防及撲滅火災(zāi)的系統(tǒng)。v比如：主控室、油罐區(qū)、爐前油系統(tǒng)處、電氣設(shè)備間、輸煤走廊轉(zhuǎn)運(yùn)站等等所有建筑物構(gòu)筑物內(nèi)。v內(nèi)容有消火栓系統(tǒng)、自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)、水幕滅火系統(tǒng)等。v電力系統(tǒng)：是由發(fā)電機(jī)、變壓器、電力線路、用電設(shè)備等組成的用來生產(chǎn)、轉(zhuǎn)換、輸送、消費(fèi)電能的統(tǒng)一整體。v電力網(wǎng)：由變壓器、線路等組成的用來轉(zhuǎn)換、輸送、分配電能的整體。v火力發(fā)電廠電氣系統(tǒng)由電氣一次及電氣二次組成。v電氣一次是給電廠所有用電設(shè)備供電及將發(fā)電機(jī)輸出的電送到網(wǎng)上。v電氣二次是給電廠所有用電設(shè)備進(jìn)行測量及保護(hù)，防止電機(jī)過載等事故發(fā)生，并進(jìn)行用電設(shè)備的就地控制。v熱工控制系

15、統(tǒng)是一個(gè)完整的系統(tǒng)，完成對(duì)生產(chǎn)過程的檢測、報(bào)警、控制和保護(hù)。熱工控制系統(tǒng)以DCS為核心，以顯示器和鍵盤為機(jī)組的集中監(jiān)視與控制手段，并配有少量的常規(guī)儀表和控制設(shè)備。熱工控制系統(tǒng)應(yīng)能滿足各種運(yùn)行工況的要求，包括機(jī)組的啟動(dòng)、停止、正常運(yùn)行和事故處理。v機(jī)組設(shè)一個(gè)集中控制室，采用爐、機(jī)、電集中控制方式。在集中控制室對(duì)機(jī)組及輔助系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)控和管理，以確保機(jī)組安全、可靠和經(jīng)濟(jì)地運(yùn)行。機(jī)組的運(yùn)行管理由一名值班長和若干操作員在集中控制室內(nèi)通過控制系統(tǒng)的操作員站來完成。在少量就地人員的協(xié)助下，操作員能在集中控制室實(shí)現(xiàn)機(jī)組的啟動(dòng)、停止以及事故處理。v總圖運(yùn)輸就是根據(jù)發(fā)電廠的生產(chǎn)、施工和生活需要結(jié)合建廠地區(qū)的自然條件和建設(shè)計(jì)劃，按批準(zhǔn)的規(guī)劃容量，對(duì)廠區(qū)、施工區(qū)、水源地和供排水設(shè)施、污水處理設(shè)施、貯灰場和灰管線、灰渣綜合利用、供熱管網(wǎng)、廠外交通、出線走廊、防洪排澇人 工構(gòu)筑物等，從近期出發(fā)，考慮遠(yuǎn)景發(fā)展，統(tǒng)籌