火電廠工藝流程

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火力發(fā)電廠基本工藝流程

一第一部分概述

以煤、石油或自然?氣作為燃料的發(fā)電廠統(tǒng)稱為火電廠。山東省的電廠95%以上是火力發(fā)電廠。

1、火電廠的分類

（1）按燃料分類：①燃煤發(fā)電廠，即以煤作為燃料的發(fā)電廠；鄒縣、石橫青島等電廠

②燃油發(fā)電廠，即以石油（實際是提取汽油、煤油、柴油后的渣油）為燃料的發(fā)電廠；

辛電電廠

③燃氣發(fā)電廠，即以自然?氣、煤氣等可燃氣體為燃料的發(fā)電廠；

④余熱發(fā)電廠，即用工業(yè)企業(yè)的各種余熱進行發(fā)電的發(fā)電廠。此外還有利用垃圾及工業(yè)

廢料作燃料的發(fā)電廠。

（2）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(nèi)燃機發(fā)電廠和蒸汽-燃汽輪機發(fā)電廠等。

（3）按供出能源分類：①凝汽式發(fā)電廠，即只向外供應(yīng)電能的電廠；

②熱電廠，即同時向外供應(yīng)電能和熱能的電廠。

（4）按發(fā)電廠總裝機容量的多少分類：①小容量發(fā)電廠，其裝機總?cè)萘吭?00MW以下的發(fā)電廠；

②中容量發(fā)電廠，其裝機總?cè)萘吭?00～250MW范圍內(nèi)的發(fā)電廠；

③大中容量發(fā)電廠，其裝機總?cè)萘吭?50～600MW范圍內(nèi)的發(fā)電廠；

④大容量發(fā)電廠，其裝機總?cè)萘吭?00～1000MW范圍內(nèi)的發(fā)電廠；

⑤特大容量發(fā)電廠，其裝機容量在1000MW及以上的發(fā)電廠。

2（5）按蒸汽壓力和溫度分類：①中低壓發(fā)電廠，其蒸汽壓力在3.92MPa（40kgf／cm）、溫度為450℃的發(fā)電

廠，單機功率小于25MW；地方熱電廠。

2②高壓發(fā)電廠，其蒸汽壓力一般為9.9MPa（101kgf／cm）、溫度為540℃的發(fā)

電廠，單機功率小于100MW；

2③超高壓發(fā)電廠，其蒸汽壓力一般為13.83MPa（141kgf／cm）、溫度為540

／540℃的發(fā)電廠，單機功率小于200MW；

2④亞臨界壓力發(fā)電廠，其蒸汽壓力一般為16.77MPa（171kgf／cm）、溫度為

540／540℃的發(fā)電廠，單機功率為30OMW直至1O00MW不等；

2⑤超臨界壓力發(fā)電廠，其蒸汽壓力大于22.llMPa（225.6kgf／cm）、溫度為

550／550℃的發(fā)電廠，機組功率為600MW及以上，德國的施瓦茨電廠。

（6）按供電范圍分類：①區(qū)域性發(fā)電廠，在電網(wǎng)內(nèi)運行，擔當肯定區(qū)域性供電的大中型發(fā)電廠；

②孤立發(fā)電廠，是不并入電網(wǎng)內(nèi)，單獨運行的發(fā)電廠；

③自備發(fā)電廠，由大型企業(yè)自己建筑，主要供本單位用電的發(fā)電廠（一般也與電網(wǎng)相

連）。

2、火電廠的生產(chǎn)流程及特點

火電廠的種類雖許多，但從能量轉(zhuǎn)換的觀點分析，其生產(chǎn)過程卻是基本相同的，概括地說是把燃料（煤）中含有的化學能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿倪^程。整個生產(chǎn)過程可分為三個階段：

①燃料的化學能在鍋爐中轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?，加熱鍋爐中的水使之變?yōu)檎羝?，稱為燃燒系統(tǒng)；

②鍋爐產(chǎn)生的蒸汽進入汽輪機，推動汽輪機旋轉(zhuǎn)，將熱能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C械能，稱為汽水系統(tǒng)；

③由汽輪機旋轉(zhuǎn)的機械能帶動發(fā)電機發(fā)電，把機械能變?yōu)殡娔?，稱為電氣系統(tǒng)。

其基本生產(chǎn)流程為：

汽輪機發(fā)電機變壓器燃料燃燒的熱能鍋爐電能高溫高壓水蒸汽機械能電力系統(tǒng)整個電能生產(chǎn)過程如圖1

與水電廠和其他類型的電廠相比，火電廠有如下特點：

凝汽式火電廠生產(chǎn)過程示意圖

（1）火電廠布局敏捷，裝機容量的大小可按需要打算。

（2）火電廠建筑工期短，一般為水電廠的一半甚至更短。一次性建筑投資少，僅為水電廠的一半左右。

（3）火電廠耗煤量大，目前發(fā)電用煤約占全國煤碳總產(chǎn)量的25％左右，加上運煤費用和大量用水，

其生產(chǎn)成本比水力發(fā)電要高出3～4倍。

（4）火電廠動力設(shè)備繁多，發(fā)電機組掌握操作簡單，廠用電量和運行人員都多于水電廠，運行費用高。

（5）汽輪機開、停機過程時間長，耗資大，不宜作為調(diào)峰電源用。

（6）火電廠對空氣和環(huán)境的污染大。

第二部分三大系統(tǒng)簡介

一、燃燒系統(tǒng)

燃燒系統(tǒng)由輸煤、磨煤、燃燒、風煙、灰渣等環(huán)節(jié)組成，其流程如圖2所示。

（l）運煤。電廠的用煤量是很大的，一座裝機容量4×3O萬kW的現(xiàn)代火力發(fā)電廠，煤耗率按36Og／kw.h計，每天需用標準煤（每千克煤產(chǎn)生70O0卡熱量）360（g）×120萬（kw）×24（h）=10368t。因為電廠燃煤多用劣質(zhì)煤，且中、小汽輪發(fā)電機組的煤耗率在40O~5O0g／kw·h左右，所以用煤量會更大。據(jù)統(tǒng)計，我國用于發(fā)電的煤約占總產(chǎn)量的1／4，主要靠鐵路運輸，約占鐵路全部運輸量的4O％。為保證電廠平安生產(chǎn)，一般要求電廠貯備

十天以上的用煤量。

（2）磨煤。用火車或汽車、輪船等將煤運至電廠的儲煤場后，經(jīng)初步篩選處理，用輸煤皮帶送到鍋爐間的原煤倉。煤從原煤倉落入煤斗，由給煤機送入磨煤機磨成煤粉，并經(jīng)空氣預(yù)熱器來的一次風烘干并帶至粗粉分別器。在粗粉分別器中將不合格的粗粉分別返回磨煤機再行磨制，合格的細煤粉被一次風帶入旋風分別器，使煤粉與空氣分別后進入煤粉倉。

（3）鍋爐與燃燒。煤粉由可調(diào)整的給粉機按鍋爐需要送入一次風管，同時由旋風分別器送來的氣體（含有約10％左右未能分別出的細煤粉），由排粉風機提高壓頭后作為一次風將進入一次風管的煤粉經(jīng)噴燃器噴入爐膛內(nèi)燃燒。

電廠煤粉爐燃燒系統(tǒng)流程圖

目前我國新建電廠以300MW及以上機組為主。300MW機組的鍋爐蒸發(fā)量為10O0t／h（亞臨界壓力），采納強制循環(huán)（或自然循環(huán)）的汽包爐；600MW機組的鍋爐為200Ot／h的（汽包）直流鍋爐。在鍋爐的四壁上，勻稱分布著4支或8支噴燃器，將煤粉（或燃油、自然?氣）噴入爐膛，火焰呈旋轉(zhuǎn)狀燃燒上升，又稱為懸浮燃燒爐。在爐的頂端，有貯水、貯汽的汽包，內(nèi)有汽水分別裝置，爐膛內(nèi)壁有彼此緊密排列的水冷壁管，爐膛內(nèi)的高溫火焰將水冷壁管內(nèi)的水加熱成汽水混合物上升進入汽包，而爐外下降管則將汽包中的低溫水靠自重下降至下連箱與爐內(nèi)水冷壁管接通，靠爐外冷水下降而爐內(nèi)水冷壁管中熱水自然上升的鍋爐叫自然循環(huán)汽包爐，而當壓力高到16.66~17.64MPa時，水、汽重度差變小，必需在循環(huán)回路中加裝循環(huán)泵，即稱為強制循環(huán)鍋爐。當壓力超過18．62MPa時，應(yīng)采納直流鍋爐。

（4）風煙系統(tǒng)。送風機將冷風送到空氣預(yù)熱器加熱，加熱后的氣體一部分經(jīng)磨煤機、排粉風機進人爐膛，另一部分經(jīng)噴燃器外側(cè)套筒直接進入爐膛。爐膛內(nèi)燃燒形成的高溫煙氣，沿煙道經(jīng)過熱器、省煤器、空氣預(yù)熱器漸漸降溫，再經(jīng)除塵器除去90％～99％（電除塵器可除去99％）的灰塵，經(jīng)引風機送入煙囪，排向天空。

（5）灰渣系統(tǒng)。爐膛內(nèi)煤粉燃燒后生成的小灰粒，被除塵器收集成細灰排入沖灰溝，燃燒中因結(jié)焦形成的大塊爐渣，下落到鍋爐底部的渣斗內(nèi)，經(jīng)過碎渣機破裂后也排入沖灰溝，再經(jīng)灰渣水泵將細灰和碎爐渣經(jīng)沖灰管道排往灰場（或用汽車將爐渣運走）。

二、汽水系統(tǒng)

火電廠的汽水系統(tǒng)由鍋爐、汽輪機、凝汽器、除氧器、加熱器等設(shè)備及管道構(gòu)成，包括凝給水系統(tǒng)、再熱系統(tǒng)、回熱系統(tǒng)、冷卻水（循環(huán)水）系統(tǒng)和補水系統(tǒng)，如圖3所示。

（1）給水系統(tǒng)。由鍋爐產(chǎn)生的過熱蒸汽沿主蒸汽管道進入汽輪機，高速流淌的蒸汽沖動汽輪機葉片轉(zhuǎn)動，帶動發(fā)電機旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生電能。在汽輪機內(nèi)作功后的蒸汽，其溫度和壓力大大降低，最終排入凝汽器并被冷卻水冷卻凝聚成水（稱為凝聚水），匯合在凝汽器的熱水井中。凝聚水由凝聚水泵打至低壓加熱器中加熱，再經(jīng)除氧器除氧并連續(xù)加熱。由除氧器出來的水（叫鍋爐給水），經(jīng)給水泵升壓和高壓加熱器加熱，最終送人鍋爐汽包。在現(xiàn)代大型機組中，一般都從汽輪機的某些中間級抽出作過功的部分蒸汽（稱為抽汽），用以加熱給水（叫做給水回熱循環(huán)），或把作過一段功的蒸汽從汽輪機某一中間級全部抽出，送到鍋爐的再熱器中加熱后再引入汽輪機的以后幾級中連續(xù)做功（叫做再熱循環(huán)）。

（2）補水系統(tǒng)。在汽水循環(huán)過程中總難免有汽、水泄漏等損失，為維持汽水循環(huán)的正常進行，必需不斷地向系統(tǒng)補充經(jīng)過化學處理的軟化水，這些補給水一般補入除氧器或凝汽器中，即是補水系統(tǒng)。

（3）冷卻水（循環(huán)水）系統(tǒng)。為了將汽輪機中作功后排入凝汽器中的乏汽冷凝成水，需由循環(huán)水泵從涼水塔抽取大量的冷卻水送入凝汽器，冷卻水汲取乏汽的熱量后再回到?jīng)鏊鋮s，冷卻水是循環(huán)使用的。這就是冷

卻水或循環(huán)水系統(tǒng)。

電廠汽水系統(tǒng)流程示意圖

三、電氣系統(tǒng)

發(fā)電廠的電氣系統(tǒng)，包括發(fā)電機、勵磁裝置、廠用電系統(tǒng)和升壓變電所等，如圖4所示。

發(fā)電機的機端電壓和電流隨著容量的不同而各不相同，一般額定電壓在10~20kV之間，而額定電流可達2OkA。發(fā)電機發(fā)出的電能，其中一小部分（約占發(fā)電機容量的4％～8％），由廠用變壓器降低電壓（一般為63kV和400V兩個電壓等級）后，經(jīng)廠用配電裝置由電纜供應(yīng)水泵、送風機、磨煤機等各種輔機和電廠照明等設(shè)備用電，稱為廠用電（或自用電）。其余大部分電能，由主變壓器升壓后，經(jīng)高壓配電裝置、輸電線路送入電網(wǎng)。

發(fā)電廠電氣系統(tǒng)示意圖

第三部分電廠主要設(shè)備介紹

?鍋爐

鍋爐是火力發(fā)電廠中主要設(shè)備之一。它的作用是使燃料在爐膛中燃燒放熱，并將熱量傳給工質(zhì)，以產(chǎn)生肯定壓力和溫度的蒸汽，供汽輪發(fā)電機組發(fā)電。電廠鍋爐與其他行業(yè)所用鍋爐相比，具有容量大、參數(shù)高、結(jié)構(gòu)簡單、自動化程度高等特點。

一、電廠鍋爐的容量和參數(shù)

鍋爐容量即鍋爐的