電廠熱動力課件1-概述

1、電廠熱動力電廠熱動力材料與冶金學院材料與冶金學院 梁儒全梁儒全電話：電話：159400663812022-7-82第一章第一章 緒論緒論n一一.熱能利用及其在電力工業(yè)中的地位與熱能利用及其在電力工業(yè)中的地位與 作用作用n二二.我國電力工業(yè)的發(fā)展概貌我國電力工業(yè)的發(fā)展概貌n三三.現(xiàn)代汽輪機發(fā)電機的組成及其生產過現(xiàn)代汽輪機發(fā)電機的組成及其生產過 程程n四四.本課程主要講解內容及要求本課程主要講解內容及要求n五五.主要參考書目主要參考書目2022-7-83第一節(jié)第一節(jié) 熱能利用及其在電力工業(yè)中的地位與熱能利用及其在電力工業(yè)中的地位與作用作用n自然界中蘊藏著豐富的能量，風力、水自然界中蘊藏著豐富的能量

2、，風力、水 力、燃料化學能、太陽能以及原子核能力、燃料化學能、太陽能以及原子核能等等n按照物質運動形式按照物質運動形式： 機械能、熱能、電能、化學能、輻射能機械能、熱能、電能、化學能、輻射能等等n機械能機械能：物體做機械運動時具有的宏觀：物體做機械運動時具有的宏觀能量（動能及勢能）能量（動能及勢能）返回2022-7-84第一節(jié)第一節(jié) 熱能利用及其在電力工業(yè)中的地位熱能利用及其在電力工業(yè)中的地位與作用與作用n熱能熱能：組成物質的所有微粒作各種不規(guī)則熱：組成物質的所有微粒作各種不規(guī)則熱運動時的總能量。運動時的總能量。n熱能的利用熱能的利用. 1)直接法直接法 加熱、烘干加熱、烘干 2)間接法間接法

3、 熱能轉化為機械能熱能轉化為機械能n電能：電能：輸送、使用方便、易于轉變成其輸送、使用方便、易于轉變成其 它形式能量。它形式能量。2022-7-85第一節(jié)第一節(jié) 熱能利用及其在電力工業(yè)中的地位與作熱能利用及其在電力工業(yè)中的地位與作用用n 如果說火是人類發(fā)展歷史上的如果說火是人類發(fā)展歷史上的“個里程個里程碑、電則是人類改選自然的又一個里程碑、電則是人類改選自然的又一個里程碑。從火到電經歷了碑。從火到電經歷了 50萬年萬年的歷史。然的歷史。然而從利用電能到現(xiàn)在的而從利用電能到現(xiàn)在的200多年多年的時間的時間內，則又開發(fā)和利用了許多新的能源。內，則又開發(fā)和利用了許多新的能源。這標志著生產技術水平的發(fā)

4、展和科學技這標志著生產技術水平的發(fā)展和科學技術的前進步伐由于電能的利用而大大地術的前進步伐由于電能的利用而大大地加快了。加快了。2022-7-86第一節(jié)第一節(jié) 熱能利用及其在電力工業(yè)中的地位與作熱能利用及其在電力工業(yè)中的地位與作用用n電能獲得：可以由自然界中各種能源轉電能獲得：可以由自然界中各種能源轉換得到。換得到。以應用燃料資源和水資源發(fā)以應用燃料資源和水資源發(fā)電占主要地位。電占主要地位。n原子能資源巨大，發(fā)展較晚原子能資源巨大，發(fā)展較晚n風力發(fā)電受自然地理環(huán)境限制，容量小風力發(fā)電受自然地理環(huán)境限制，容量小n太陽能、地熱、潮汐發(fā)電規(guī)模很小太陽能、地熱、潮汐發(fā)電規(guī)模很小2022-7-87第一節(jié)

5、第一節(jié) 熱能利用及其在電力工業(yè)中的地位與作熱能利用及其在電力工業(yè)中的地位與作用用n水力發(fā)電及火力發(fā)電特點水力發(fā)電及火力發(fā)電特點水力發(fā)電優(yōu)點水力發(fā)電優(yōu)點：不需要消耗燃料，成本低，：不需要消耗燃料，成本低，運行操作簡單。運行操作簡單。水力發(fā)電缺點水力發(fā)電缺點：工程浩大，投資多，建期：工程浩大，投資多，建期長，規(guī)模受自然條件限制，枯水季節(jié)發(fā)長，規(guī)模受自然條件限制，枯水季節(jié)發(fā)電量大幅減小。電量大幅減小。熱力發(fā)電優(yōu)點：熱力發(fā)電優(yōu)點：投資少，建期短，布局和投資少，建期短，布局和規(guī)模靈活、可以供電又供熱。規(guī)模靈活、可以供電又供熱。2022-7-88第一節(jié)第一節(jié) 熱能利用及其在電力工業(yè)中的地位與作熱能利用及其

6、在電力工業(yè)中的地位與作用用n熱力發(fā)電缺點熱力發(fā)電缺點：耗用大量燃料，發(fā)電成本高，技：耗用大量燃料，發(fā)電成本高，技術管理復雜術管理復雜n因為電能不能貯存，所以電的生產必須選續(xù)不斷，因為電能不能貯存，所以電的生產必須選續(xù)不斷，供電的中斷將引起工業(yè)企業(yè)生產的停頓，甚至造供電的中斷將引起工業(yè)企業(yè)生產的停頓，甚至造成重大事故。同時在任何時刻，電能的生產必須成重大事故。同時在任何時刻，電能的生產必須與電能的消費相平衡，這就要求電廠的運行工況與電能的消費相平衡，這就要求電廠的運行工況必須隨電能的消費情況而不斷地作調整。必須隨電能的消費情況而不斷地作調整。火力發(fā)火力發(fā)電廠占主導地位電廠占主導地位2022-7-

7、89第二節(jié)第二節(jié) 我國電力工業(yè)的發(fā)展概貌我國電力工業(yè)的發(fā)展概貌 相關介紹相關介紹n電力彈性系數(shù)：電力彈性系數(shù)： 電力增長速度與國民經濟總產值增長電力增長速度與國民經濟總產值增長速度的比值速度的比值n 國家工業(yè)化初期國家工業(yè)化初期 1.21.4n 1953年年1980年年 1.73n 1981年年1985年年 0.65n 1986年年1990年年 1.16返回2022-7-810第二節(jié)第二節(jié) 我國電力工業(yè)的發(fā)展概貌我國電力工業(yè)的發(fā)展概貌n1.我國電力工業(yè)的成就我國電力工業(yè)的成就 建國以來，我國電力工業(yè)發(fā)展十分迅速。建國以來，我國電力工業(yè)發(fā)展十分迅速。在短短幾十年的時間里，我國電力工業(yè)從發(fā)電在短短

8、幾十年的時間里，我國電力工業(yè)從發(fā)電設備全部依賴進口到形成以設備全部依賴進口到形成以哈爾濱、上海、東哈爾濱、上海、東方三大火電廠動力設備生產基地為骨干的動力方三大火電廠動力設備生產基地為骨干的動力機械生產體系機械生產體系，我國已經能夠自行設計、制造，我國已經能夠自行設計、制造亞臨參數(shù)亞臨參數(shù)300MW、600MW火電機組成套設火電機組成套設備。備。2022-7-811第二節(jié)第二節(jié) 我國電力工業(yè)的發(fā)展概貌我國電力工業(yè)的發(fā)展概貌n建國建國50年來，我國電力工業(yè)有了很大的發(fā)展，特別是年來，我國電力工業(yè)有了很大的發(fā)展，特別是改革開放改革開放20年更有較快的發(fā)展，連續(xù)路上兩個臺階：年更有較快的發(fā)展，連續(xù)路

9、上兩個臺階：1987年發(fā)電裝機容量年發(fā)電裝機容量1億億kW、1995年又突破年又突破2億億kW。1988年以來連續(xù)年以來連續(xù)10年每年投產大中型機組年每年投產大中型機組1000萬萬kW以上。以上。1978年裝機容量年裝機容量5712萬萬kW，發(fā)電量約，發(fā)電量約2566億億kw.h，1998年裝機容量達年裝機容量達26億億kW，發(fā)電，發(fā)電量達量達11580億億kWh，分別是，分別是1978年的年的445倍和倍和442倍，翻廠兩翻以上裝機容量和發(fā)電量分別躍倍，翻廠兩翻以上裝機容量和發(fā)電量分別躍居世界第二位居世界第二位n電力系統(tǒng)的總裝機容量電力系統(tǒng)的總裝機容量是指該系統(tǒng)實際安裝的發(fā)電機是指該系統(tǒng)實際

10、安裝的發(fā)電機組額定有功功率的總合，以千瓦（組額定有功功率的總合，以千瓦（KW）、兆瓦）、兆瓦(MW) 、吉瓦（、吉瓦（GW）2022-7-812第二節(jié)第二節(jié) 我國電力工業(yè)的發(fā)展概貌我國電力工業(yè)的發(fā)展概貌n截止截止2006年底，全國發(fā)電裝機容量達到年底，全國發(fā)電裝機容量達到62200萬萬KW，同比增長，同比增長20.3%。n水電達到水電達到12857萬萬KW ，約占總容量，約占總容量20.67%，同比增長，同比增長9.5%；n火電達到火電達到48405萬萬KW ，約占總容量，約占總容量77.82%，同比增長，同比增長23.7%；n水、火電占總容量的比例同比分別下降水、火電占總容量的比例同比分別下

11、降了了2.03和上升了和上升了2.15個百分點。個百分點。 2022-7-81319952003全國總發(fā)電量及其構成全國總發(fā)電量及其構成年年全國總全國總發(fā)電量發(fā)電量TWh水電水電火電火電核電核電TWh%TWh%TWh%19951006.9186.818.55807.380.1812.81.2719961079.4186.917.32878.181.3514.31.3319971134.2194.617.15925.281.5714.41.2719981157.7204.317.65938.881.0914.11.2219991233.1211.917.271004.781.4814.81.20

12、20001368.8244.317.841107.980.9316.61.2120011478.0257.517.421202.081.3317.41.1820021640.0271.016.521342.081.8325.01.5220031911.0283.014.811579.682.6647.02.462022-7-814第二節(jié)第二節(jié) 我國電力工業(yè)的發(fā)展概貌我國電力工業(yè)的發(fā)展概貌n2.我國電力工業(yè)技術發(fā)展動向我國電力工業(yè)技術發(fā)展動向 火電技術發(fā)展動向：火電技術發(fā)展動向：研制研制600MW甚至甚至 1000MW等級的超臨界壓等級的超臨界壓力機組，研制力機組，研制300MW、600MW空冷

13、機組以空冷機組以及較大容量的及較大容量的200MW、300MW高效供熱式高效供熱式機組。機組。建設大型坑口、路口電廠建設大型坑口、路口電廠 ，變輸煤為輸電，變輸煤為輸電，逐步改變逐步改變“西煤東送西煤東送”、“北煤南運北煤南運”的局面。的局面。強化煤電的環(huán)境保護，發(fā)展?jié)崈羧济杭夹g。建強化煤電的環(huán)境保護，發(fā)展?jié)崈羧济杭夹g。建立立200一一300MW級循環(huán)流化床鍋爐的示范性級循環(huán)流化床鍋爐的示范性電站；電站；2022-7-815第二節(jié)第二節(jié) 我國電力工業(yè)的發(fā)展概貌我國電力工業(yè)的發(fā)展概貌n大力發(fā)展中間負荷機組大力發(fā)展中間負荷機組，適應電網調適應電網調峰需要峰需要。實現(xiàn)大容量燃氣。實現(xiàn)大容量燃氣蒸汽聯(lián)

14、合循蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電在我國開始起步；大量興建抽水環(huán)發(fā)電在我國開始起步；大量興建抽水蓄能電站和調峰火電廠。發(fā)電能源多蓄能電站和調峰火電廠。發(fā)電能源多樣化，適當樣化，適當發(fā)展核電和新能源發(fā)電發(fā)展核電和新能源發(fā)電。16分類分類按原動機的類型按原動機的類型n 發(fā)電廠是將各種動力資源發(fā)電廠是將各種動力資源“燃料燃料”的能量轉變成電能的生產單位。的能量轉變成電能的生產單位。 發(fā)電廠大致分類如下：發(fā)電廠大致分類如下：汽輪機發(fā)電廠汽輪機發(fā)電廠內燃機發(fā)電廠內燃機發(fā)電廠燃氣輪機發(fā)電廠燃氣輪機發(fā)電廠燃氣燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電廠蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電廠按原動機的類型分按原動機的類型分2022-7-817 化石燃料發(fā)電廠化石

15、燃料發(fā)電廠 （ 燃煤、燃油、燃氣發(fā)電廠）燃煤、燃油、燃氣發(fā)電廠） 原子能發(fā)電廠原子能發(fā)電廠 （核電站）（核電站） 水力發(fā)電廠水力發(fā)電廠 （水電站）（水電站） 新能源發(fā)電廠新能源發(fā)電廠 （地熱、工業(yè)余熱、風力（地熱、工業(yè)余熱、風力 太陽能太陽能 抽水蓄能發(fā)電廠抽水蓄能發(fā)電廠 波浪發(fā)電站波浪發(fā)電站 海洋潮汐發(fā)電站）海洋潮汐發(fā)電站）分類分類按能源利用情況按能源利用情況2022-7-818按機組或火電廠的容量等級分：按機組或火電廠的容量等級分： 小型發(fā)電廠小型發(fā)電廠 裝機容量裝機容量200MW以下以下 中型發(fā)電廠中型發(fā)電廠 200MW 800MW 大型發(fā)電廠大型發(fā)電廠 1000MW以上以上分類分類按機

16、組或火電廠的容量等級按機組或火電廠的容量等級2022-7-819按進入汽輪機的蒸汽初參數(shù)分：按進入汽輪機的蒸汽初參數(shù)分： 中低壓發(fā)電廠中低壓發(fā)電廠 3.43MPa及以下及以下 高壓發(fā)電廠高壓發(fā)電廠 8.83MPa 超高壓發(fā)電廠超高壓發(fā)電廠 12.75MPa 亞臨界壓力電廠亞臨界壓力電廠 16.1816.6MPa 超臨界壓力電廠超臨界壓力電廠 23.54MPa及以上參數(shù)及以上參數(shù)分類分類按進入汽輪機的蒸汽初參數(shù)按進入汽輪機的蒸汽初參數(shù)2022-7-820進汽參數(shù)進汽參數(shù)低壓低壓 主蒸汽壓力主蒸汽壓力0.121.5MPa 中壓中壓 主蒸汽壓力主蒸汽壓力24 MPa 高壓高壓 主蒸汽壓力主蒸汽壓力6

17、10 MPa 超高壓超高壓 主蒸汽壓力主蒸汽壓力1214MPa 亞臨界亞臨界 主蒸汽壓力主蒸汽壓力1618MPa超臨界超臨界 主蒸汽壓力主蒸汽壓力22.1MPa 超超臨界超超臨界 主蒸汽壓力主蒸汽壓力32MPa 第三節(jié)第三節(jié) 現(xiàn)代汽輪機發(fā)電機的組成及其生產過程現(xiàn)代汽輪機發(fā)電機的組成及其生產過程2022-7-821按供應的能量分按供應的能量分： 生產電能的凝汽式發(fā)電廠生產電能的凝汽式發(fā)電廠 供電供熱的熱電廠供電供熱的熱電廠 供熱、供電、供冷的熱電冷三聯(lián)產供熱、供電、供冷的熱電冷三聯(lián)產按電廠位置的特點分：按電廠位置的特點分： 坑口（路口、港口）發(fā)電廠坑口（路口、港口）發(fā)電廠 負荷中心的發(fā)電廠負荷中

18、心的發(fā)電廠分類分類2022-7-822按電廠承擔電負荷的性質分：按電廠承擔電負荷的性質分： 基本負荷發(fā)電廠基本負荷發(fā)電廠 中間負荷發(fā)電廠中間負荷發(fā)電廠 調峰負荷發(fā)電廠調峰負荷發(fā)電廠分類分類按電廠承擔電負荷的性質按電廠承擔電負荷的性質2022-7-823第三節(jié)第三節(jié) 現(xiàn)代汽輪機發(fā)電機的組成及其生產過程現(xiàn)代汽輪機發(fā)電機的組成及其生產過程n火力發(fā)電廠的發(fā)動機火力發(fā)電廠的發(fā)動機 蒸汽機、汽輪機、內燃機或燃氣輪機蒸汽機、汽輪機、內燃機或燃氣輪機等。等。 蒸汽機：功率小、效率比較低。蒸汽機：功率小、效率比較低。 內燃機和燃氣輪機：不能直接應用廉價內燃機和燃氣輪機：不能直接應用廉價的固體燃料，容量受限。的固

19、體燃料，容量受限。 汽輪機：單機容量可以高達汽輪機：單機容量可以高達1000MW以以上、熱效率較高，運行穩(wěn)定可靠上、熱效率較高，運行穩(wěn)定可靠2022-7-824 各主機及環(huán)節(jié)的作用各主機及環(huán)節(jié)的作用n 火電廠的種類雖多，但從能量轉換的觀火電廠的種類雖多，但從能量轉換的觀點來看，其基本過程都是相同的，都是點來看，其基本過程都是相同的，都是圍繞著火電廠三大主機進行能量轉換的。圍繞著火電廠三大主機進行能量轉換的。n火電廠由相互聯(lián)系、相對獨立的鍋爐、火電廠由相互聯(lián)系、相對獨立的鍋爐、汽輪機、發(fā)電機及電氣等三個部分組成汽輪機、發(fā)電機及電氣等三個部分組成(廠內稱車間或分場廠內稱車間或分場)。2022-7-

20、825第三節(jié)第三節(jié) 現(xiàn)代汽輪機發(fā)電機的組成及其生產現(xiàn)代汽輪機發(fā)電機的組成及其生產過程過程n燃料化學能轉變?yōu)檎羝麩崮埽ㄥ仩t部分）燃料化學能轉變?yōu)檎羝麩崮埽ㄥ仩t部分）n (一一)燃料的運輸燃料的運輸 火電廠每天燃用的燃料量很大，以一臺火電廠每天燃用的燃料量很大，以一臺600MW的凝汽式汽輪發(fā)電機組為例，假設標準煤耗為的凝汽式汽輪發(fā)電機組為例，假設標準煤耗為0.4kg/(kW.h)。 每天的發(fā)電每天的發(fā)電 0.61092414.4106kWh 則每天耗用標準煤則每天耗用標準煤 0.4 14.4106kWh 5.76106kg， 若使用熱值為若使用熱值為14588kJkg的燃煤，則每天消耗的燃煤，則每

21、天消耗燃煤量燃煤量 5.76106211.52106kg2022-7-826第三節(jié)第三節(jié) 現(xiàn)代汽輪機發(fā)電機的組成及其生產過程現(xiàn)代汽輪機發(fā)電機的組成及其生產過程燃料的不間斷供應是保證連續(xù)發(fā)電的第一要求。燃料的不間斷供應是保證連續(xù)發(fā)電的第一要求。燃料運輸?shù)姆绞綐O據火電廠的地理位置和容量的不同有燃料運輸?shù)姆绞綐O據火電廠的地理位置和容量的不同有 火車運輸、駁船運輸、大型卡車運輸、皮帶運輸火車運輸、駁船運輸、大型卡車運輸、皮帶運輸 等。等。n（二）煤粉的制備（二）煤粉的制備 煤運到電廠的儲煤場后，由橋抓送入碎煤裝置，煤運到電廠的儲煤場后，由橋抓送入碎煤裝置，破碎破碎 后的煤由皮帶輸煤機送人鍋爐房內的原煤

22、倉。后的煤由皮帶輸煤機送人鍋爐房內的原煤倉。 自原煤倉落下的煤先經給煤機進入磨煤機，在其自原煤倉落下的煤先經給煤機進入磨煤機，在其內研內研 磨成煤粉后，由熱空氣磨成煤粉后，由熱空氣(一次風一次風)干燥和輸送。輸干燥和輸送。輸送過程中經粗粉分離器分離煤粉，將不合格的煤粉送送過程中經粗粉分離器分離煤粉，將不合格的煤粉送回磨煤機再磨制，合格的煤粉在細粉分離器中與輸送回磨煤機再磨制，合格的煤粉在細粉分離器中與輸送介質分離，分離出來的細粉送入煤粉倉或直接送人爐介質分離，分離出來的細粉送入煤粉倉或直接送人爐膛。如圖膛。如圖1所示所示2022-7-827第三節(jié)第三節(jié) 現(xiàn)代汽輪機發(fā)電機的組成及其生產過程現(xiàn)代汽

23、輪機發(fā)電機的組成及其生產過程圖圖1 制粉系統(tǒng)圖制粉系統(tǒng)圖2022-7-828第三節(jié)第三節(jié) 現(xiàn)代汽輪機發(fā)電機的組成及其生產過程現(xiàn)代汽輪機發(fā)電機的組成及其生產過程n(三三)爐內燃燒爐內燃燒煤粉倉中的煤粉經給粉機送人輸粉管，并與起輸送助煤粉倉中的煤粉經給粉機送人輸粉管，并與起輸送助燃燃(提供氧氣提供氧氣)作用的二次風混合，經燃燒器吹入爐膛燃燒作用的二次風混合，經燃燒器吹入爐膛燃燒放熱。放熱。爐膛內的燃燒產物爐膛內的燃燒產物高溫煙氣在引風機和煙囪的拔高溫煙氣在引風機和煙囪的拔風作用下，沿鍋爐本體倒風作用下，沿鍋爐本體倒u型煙道，依次向過熱器、再熱型煙道，依次向過熱器、再熱器、省煤器、空氣預熱器等換熱設

24、備放熱，最后經除塵器、省煤器、空氣預熱器等換熱設備放熱，最后經除塵器和煙囪排入大氣。器和煙囪排入大氣。2022-7-829第三節(jié)第三節(jié) 現(xiàn)代汽輪機發(fā)電機的組成及其生產過程現(xiàn)代汽輪機發(fā)電機的組成及其生產過程n(四四)鍋內吸熱鍋內吸熱 由汽輪機高壓加熱器來的給水首先進入省煤器吸熱后送由汽輪機高壓加熱器來的給水首先進入省煤器吸熱后送入爐膛水冷壁。在水冷壁內產生的飽和蒸汽匯于汽包并進入爐膛水冷壁。在水冷壁內產生的飽和蒸汽匯于汽包并進入過熱器。入過熱器。蒸汽在過熱器內吸熱，產生具有一定壓力、溫度的過蒸汽在過熱器內吸熱，產生具有一定壓力、溫度的過熱蒸汽后送人汽輪機。熱蒸汽后送人汽輪機。在汽輪機高壓缸內做勸后的排汽送入再熱器，吸熱后在汽輪機高壓缸內做勸后的排汽送入再熱器，吸熱后義送人汽輪機的中、低壓缸繼續(xù)做功。義送人汽輪機的中、低壓缸繼續(xù)做功。 詳細如圖詳細如圖22022-7-8第三節(jié)第三節(jié) 現(xiàn)代汽輪機發(fā)電機的組成及其生產過程現(xiàn)代汽輪機發(fā)電機的組成及其生產過程2022-7-831 第三節(jié)第三節(jié) 現(xiàn)代汽輪機發(fā)電機的組成及其生產過程現(xiàn)代汽輪機發(fā)電機的組成及其生產過程n蒸汽熱能轉變?yōu)槠啓C軸的轉動機械能蒸汽熱能轉變?yōu)槠啓C軸的轉動機械能(汽輪機部分汽輪機部分)1） 鍋爐生產的過熱蒸汽沿主蒸汽管進入汽輪機高壓缸、高壓鍋爐生產的過熱蒸汽沿主蒸汽管進入汽