300MW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(shí)7/4/2021楊金忠12014.1楊金忠主要內(nèi)容7/4/2021楊金忠2一、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、什么叫火力發(fā)電廠7/4/2021楊金忠3火力發(fā)電廠簡(jiǎn)稱(chēng)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(guò)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(dòng)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(dòng)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(guò)程：化學(xué)能→熱能→機(jī)械能→電能1.火電廠的分類(lèi)（按蒸壓力）7/4/2021楊金忠4低壓：小于2.45MPa中壓:2.94---4.90MPa高壓：7.84---10.8MPa超高壓:11.8---14.7MPa亞臨界：15.7---19.6MPa超臨界：21.1MPa以上超超臨界電廠：25MPa以上2、火電廠生產(chǎn)過(guò)程示意圖7/4/2021楊金忠5火力發(fā)電廠的主要設(shè)備7/4/2021楊金忠6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(lì)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)等汽輪機(jī)定義7/4/2021楊金忠7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(dòng)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(dòng)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(chǎng)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)。我公司主機(jī)基本情況7/4/2021楊金忠8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(lì)磁系統(tǒng)3、火電廠的系統(tǒng)構(gòu)成7/4/2021楊金忠9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；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)；電氣系統(tǒng)，包括勵(lì)磁系統(tǒng)、輸配電系統(tǒng)等制水系統(tǒng)其它輔助熱力系統(tǒng)(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(shí)際的循環(huán)過(guò)程電廠基本汽水系統(tǒng)流程（朗肯循環(huán)）：給水泵→鍋爐→過(guò)熱蒸汽→汽輪機(jī)→凝汽器→給水泵→給水送入鍋爐7/4/2021楊金忠10(2)燃燒系統(tǒng)包括輸煤、磨煤、鍋爐與燃燒、風(fēng)煙系統(tǒng)、灰渣系統(tǒng)等環(huán)節(jié)。7/4/2021楊金忠11(3)電氣系統(tǒng)電氣系統(tǒng)由：發(fā)電機(jī)、變壓器、輸變電裝置組成勵(lì)磁裝置發(fā)電機(jī)主變壓器廠用變壓器高（低）壓配電裝置配電裝置輸電線(xiàn)路廠用電系統(tǒng)7/4/2021楊金忠12升壓變電所（4）其他輔助系統(tǒng)7/4/2021楊金忠131、主蒸汽系統(tǒng)及再熱蒸汽系統(tǒng)：（主蒸汽）鍋爐主汽門(mén)（或集汽聯(lián)箱）→主蒸汽管道→汽機(jī)自動(dòng)主汽門(mén)→汽輪機(jī)高壓缸入口→汽輪機(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。2、凝結(jié)水系統(tǒng)：凝汽器→凝結(jié)水泵→軸封冷卻器→低壓加熱器→除氧器。3、主給水系統(tǒng)：除氧器下水管→低壓給水管→給水泵→高壓給水管→高加→鍋爐。4、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?、低加、除氧器）→疏水管路→凝汽?/4/2021楊金忠145、循環(huán)冷卻水系統(tǒng)7/4/2021楊金忠15循環(huán)水泵→凝汽器→冷卻塔→循環(huán)水泵

6、燃料、燃燒系統(tǒng)輸煤及燃料運(yùn)送系統(tǒng)：運(yùn)輸→卸煤裝置→煤場(chǎng)→碎煤機(jī)→皮帶→原煤倉(cāng)；制粉系統(tǒng)：原煤倉(cāng)→給煤機(jī)→排粉機(jī)→磨煤機(jī)→（粗粉分離器→細(xì)粉分離器→煤粉倉(cāng)→給粉機(jī)→）燃燒器→爐膛；7、風(fēng)煙系統(tǒng)與灰渣系統(tǒng)風(fēng)煙系統(tǒng)：（風(fēng)）吸風(fēng)口消音器→冷風(fēng)道→送風(fēng)機(jī)→暖風(fēng)器→空預(yù)器→熱風(fēng)道→排粉機(jī)7/4/2021楊金忠16→磨煤機(jī)→燃燒器→爐膛；（煙）爐膛→屏過(guò)→對(duì)流過(guò)熱器→省煤器→空預(yù)器→除塵器→引風(fēng)機(jī)→脫硫→煙囪→大氣?；以到y(tǒng)：（爐渣）爐膛冷灰斗→除渣裝置→灰渣泵→輸灰管→渣倉(cāng)→運(yùn)渣車(chē)。（飛灰）除塵器→集灰斗→除灰裝置→灰?guī)臁\(yùn)灰車(chē)→灰加工廠。二、鍋爐設(shè)備及組成7/4/2021楊金忠171、鍋爐容量與蒸汽參數(shù)鍋爐容量：每小產(chǎn)生的蒸汽量（t/h）

蒸汽參數(shù)：鍋爐出口過(guò)熱蒸汽壓力和溫度容量（t/h）蒸汽參數(shù)汽機(jī)功率(MW)爐型42013.8MPa(540/540

)125煤粉爐67013.8MPa(540/540

)200煤粉爐102516.8MPa(540/540

)300煤粉爐114624.2MPa(566/566)350煤粉爐206026.25MPa(580/580)660煤粉爐2、鍋爐熱效率與鍋爐型號(hào)7/4/2021楊金忠18鍋爐熱效率：蒸汽在爐內(nèi)吸熱量占燃料發(fā)熱量的百分比。電站鍋爐一般在90%以上。鍋爐型號(hào)：如HG670/13.7—540/540—7HG----哈爾濱鍋爐廠；DG----東鍋；SG---上鍋；WG---武鍋；BG---北鍋鍋爐分類(lèi)（按水循環(huán)方式）：自然循環(huán)爐，強(qiáng)制循環(huán)爐等。3、鍋爐設(shè)備的組成7/4/2021楊金忠19鍋爐本體：燃燒器、爐膛、煙道、汽包、下降管、水冷壁、過(guò)熱器、再熱器、省煤器及空氣預(yù)熱器等組成；輔助設(shè)備：送引風(fēng)機(jī)、給煤機(jī)、磨煤機(jī)、排粉風(fēng)機(jī)、除塵和脫硫、脫硝設(shè)備、煙囟等。三、汽輪機(jī)設(shè)備及組成7/4/2021楊金忠201、汽輪機(jī)本體：靜止部分：汽缸、隔板、噴嘴、軸承和軸封等；轉(zhuǎn)動(dòng)部分：葉片、葉輪和軸等；配汽機(jī)構(gòu)：主蒸汽導(dǎo)管、自動(dòng)主汽門(mén)、調(diào)節(jié)汽門(mén)等汽輪機(jī)的工作過(guò)程：蒸汽→噴嘴→沖動(dòng)葉片轉(zhuǎn)動(dòng)

2、調(diào)節(jié)保安油系統(tǒng)：調(diào)速器、油泵、油箱等3、凝汽及抽氣設(shè)備：凝汽器、凝結(jié)水泵、抽氣器、循環(huán)水泵和冷卻塔等4、回?zé)峒訜嵯到y(tǒng)：高、低壓加熱器和除氧器等5、汽輪機(jī)分類(lèi)與型號(hào)汽輪機(jī)分類(lèi)（按熱力過(guò)程）：凝汽式N、背壓式

B、調(diào)整抽汽式CC、中間再熱式汽輪機(jī)。汽輪機(jī)的型號(hào)：如N200-130/535/535N300-16.7/538/5387/4/2021楊金忠21四、發(fā)電機(jī)設(shè)備及組成7/4/2021楊金忠221、發(fā)電機(jī)的分類(lèi)與型號(hào)

QFSN-300-2,Q由汽輪機(jī)拖動(dòng)、F發(fā)電機(jī)、S定子線(xiàn)組水冷、N轉(zhuǎn)子繞組氫冷、300額定容量300MW、2極對(duì)數(shù)為2組2、發(fā)電機(jī)的組成轉(zhuǎn)子：有良好導(dǎo)磁性能的合金鋼制成，繞組外接直流勵(lì)磁電源，產(chǎn)生磁場(chǎng)；定子：由鐵芯、繞組和外殼等組成，鐵芯由環(huán)形硅鋼片疊壓而成；勵(lì)磁機(jī)：向發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子繞組提供直流勵(lì)磁電源；五、火電廠熱力系統(tǒng)7/4/2021楊金忠231、鍋爐汽水系統(tǒng)：主給水管→給水操作臺(tái)→省煤器→汽包→下降管→下聯(lián)箱→水冷壁→汽包→過(guò)熱器→鍋爐主汽門(mén)（或集汽聯(lián)箱）出口。2、主蒸汽系統(tǒng)及再熱蒸汽系統(tǒng)：（主蒸汽）鍋爐主汽門(mén)（或集汽聯(lián)箱）→主蒸汽管→汽機(jī)自動(dòng)主汽門(mén)之前；（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。3、主凝結(jié)水系統(tǒng)7/4/2021楊金忠24凝汽器→凝結(jié)水泵→軸封冷卻器→低加→除氧器。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?、低加、除氧器）→疏水管路→疏水回收設(shè)備.7、抽空氣系統(tǒng)7/4/2021楊金忠25（低壓加熱器、凝結(jié)水泵）→凝汽器→抽真空設(shè)備和系統(tǒng)。8、循環(huán)冷卻水系統(tǒng)循環(huán)水進(jìn)水管→凝汽器→循環(huán)水出水管（汽機(jī)車(chē)間范圍內(nèi)）9、排污利用系統(tǒng)鍋爐汽包→連續(xù)排污管→連續(xù)排污擴(kuò)容器→（汽）除氧器下聯(lián)箱→定排污管→→┕→（水）定期排污擴(kuò)容器六、發(fā)電廠的主要經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)7/4/2021楊金忠261、汽輪發(fā)電機(jī)組的汽耗率d0：機(jī)組每發(fā)1KW.h的電所消耗的蒸汽量；200MW機(jī)組在

3kg/kw.h左右。2、汽輪發(fā)電機(jī)組的熱耗率q：機(jī)組每發(fā)1KW.h的電所消耗的蒸汽量；200MW機(jī)組在

8400kJ/kw.h左右。3、發(fā)電廠總效率PL：電廠發(fā)出的電能與所消耗的燃料總能量；200MW機(jī)組在34%左右4、發(fā)電煤耗率：發(fā)電廠每發(fā)1KW.h的電所需的煤耗量；·標(biāo)準(zhǔn)煤耗率：發(fā)電廠每發(fā)1KW.h的電所需的標(biāo)準(zhǔn)煤耗量；我國(guó)在300-420g標(biāo)煤/(kw.h)；5、廠用電率：廠用電占總發(fā)電量的百分率，大約在5%--10%之內(nèi)；6、供電標(biāo)準(zhǔn)煤耗率：扣除廠用電的標(biāo)準(zhǔn)煤耗率7/4/2021楊金忠27七、高效發(fā)電新技術(shù)7/4/2021楊金忠281、超臨界機(jī)組的優(yōu)勢(shì)：超臨界機(jī)組發(fā)電效率比現(xiàn)有機(jī)組平均水平提高10%，節(jié)煤近25%，一臺(tái)350MW超臨界機(jī)組一年就可節(jié)約23萬(wàn)噸原煤。發(fā)展超臨界機(jī)組不僅提高發(fā)電效率還對(duì)節(jié)約水源，減少污染有著重要意義。國(guó)外第一臺(tái)超臨界機(jī)組投運(yùn)至今，已有近40年的歷史，目前超臨界機(jī)組最大單機(jī)容量為1300MW，在美國(guó)、日本及俄國(guó)，超臨界機(jī)組占火電容量的50%以上。歐洲的超臨界機(jī)組在技術(shù)上也有其獨(dú)特性和先進(jìn)性。我國(guó)超臨界、超超臨界機(jī)組發(fā)展較晚。我國(guó)于上世紀(jì)80年

代后期開(kāi)始從國(guó)外引進(jìn)30萬(wàn)千瓦、60萬(wàn)千瓦亞臨界機(jī)組，第一臺(tái)超臨界機(jī)組于1992年6月投產(chǎn)于上海石洞口二廠。

在“超超臨界燃煤發(fā)電技術(shù)”的研發(fā)和應(yīng)用下，我國(guó)發(fā)電業(yè)及電站裝備制造業(yè)的整體水平躍上了一個(gè)新臺(tái)階。2、超臨界機(jī)組發(fā)展簡(jiǎn)史7/4/202129楊金忠世界第一臺(tái)，1956年德國(guó)，88MW，34MPa, 610/570/570℃。目前單機(jī)容量最大（美國(guó)）1300MW，26.5MPa, 538/538℃，共有六臺(tái)，第一臺(tái)1969投產(chǎn)。目前參數(shù)最高的是（美國(guó)）

325MW，34.6MPa, 649/566/566℃，1960投產(chǎn)3、超臨界、超超臨界機(jī)組的特點(diǎn)7/4/2021楊金忠30效率高超臨界機(jī)組發(fā)電效率比現(xiàn)有機(jī)組平均水平提高10%，節(jié)煤近25%，一臺(tái)350MW超臨界機(jī)組一年就可節(jié)約23萬(wàn)噸原煤。發(fā)展超臨界機(jī)組不僅提高發(fā)電效率還對(duì)節(jié)約水源，減少污染有著重要意義?？蓮?fù)合變壓運(yùn)行，調(diào)峰性能好；（1）在低負(fù)荷時(shí)效率高；（2）具有良好的啟動(dòng)性能；（3）具有良好的負(fù)荷適應(yīng)性。蒸汽壓力高，蒸汽比容小，汽輪機(jī)葉片短，加之級(jí)問(wèn)壓差大，因而超臨界及超超臨界參數(shù)更適于大容量機(jī)組。4、

熱電聯(lián)產(chǎn)發(fā)電技術(shù)7/4/2021楊金忠31熱電聯(lián)產(chǎn)是指火電機(jī)組在發(fā)電的同時(shí)，用抽汽

或背壓機(jī)組的排汽進(jìn)行供熱，用于工業(yè)或