电厂热力系统与辅助设备

火力发电厂的工作流程、主要工作原理、热力系统划分火力发电厂是指使用化石燃料（即煤炭、石油和天燃气）通过燃烧放出热能加热工质，再通过热力原动机驱动发电机发电的方式。

火力发电的原动机主要是蒸汽动力机械，即锅炉和汽轮机，其次为外燃燃气动力的燃气轮机，只有很小部份使用内燃机。

简单的说就是把热能转变为机械能再由机械能转变为电能的过程，并为保证正常的运行、提高效率、节约能源和保证安全、改革环保而采取一系烈的辅助系和措施。

一、热力循环：从一个热力状态出发，经过一系列的变化，最后又回到原来的热力状态所完成的封闭的热力过程。

热力循环过程：除氧器→给水泵→高加→省煤器→汽包→水冷壁→低温过热器→屏式过热器→高温过热器→主蒸汽管道→主汽门→高压缸→再热蒸汽冷段→低温再热器→屏式再热器→再热蒸汽热段→中压缸→低压缸→凝汽器→凝结水泵→低加→除氧器。

除氧器：回热系统中能除去给水内溶解气休的混合式加热器。

气体在水中的的溶解度与此气体在气水界面的分压成正比，加热时气水界面上的分压成正比，加热时气水界面上的不蒸气的分压境加，气体的分压降低，容于水中的气体不断析出。

当加热到饱和温度时气水界面上的水蒸气分压接近于液面上的全压，所有的气体的分压接近于零，这时水中的各种气体将全部解析出来。

锅炉：利用燃料燃烧释放的热能或其他热能加热给水或其它工质以生产规定参数和品质的蒸汽、热水或其它工质的机械设备。

用于发电的锅炉称为电站锅炉。

在电站锅炉中，通常将化石燃料（煤、石油、天然气等）燃烧释放的热能，通过受热面的金属壁面传给其中的工质----水，把水加热成为具有一定压力的和温度的蒸汽。

所产生的蒸汽则用来驱动汽轮机，把热能转化为机械能，汽轮机再驱动发电机，再将机械能变为电用供给用户。

锅炉、汽轮机、发电机合称火力发电厂三大主机。

锅炉的工作原理：包括主机及辅机两部份。

本体主要由汽包、水冷壁、过热器以及再热器、省煤器、空气预热器、燃烧器、排渣装置、阀门附件、锅炉构架、与锅炉炉墙等组成。

发电厂热力辅助设备概论发电厂热力辅助设备是指在发电厂中用于辅助提高热力发电效率和保障发电设备安全稳定运行的设备。

这些设备包括锅炉、蒸汽轮机、燃气轮机、热交换器、冷凝器、除氧器、再热器等。

锅炉是发电厂中最常见的热力辅助设备之一，它用来产生蒸汽，经过蒸汽轮机或燃气轮机发电。

锅炉的工作原理是利用燃料燃烧产生高温高压的燃烧气体，通过燃烧气体和水的热交换来产生蒸汽。

锅炉的性能直接影响了发电厂的热力效率和安全稳定运行。

蒸汽轮机和燃气轮机是发电厂中直接用来转换热能为机械能的设备，它们将锅炉产生的蒸汽或燃气转换为旋转动力，驱动发电机发电。

热交换器、冷凝器和除氧器则是用来提高锅炉和蒸汽轮机系统热能利用效率和保障设备安全运行的设备，它们通过热交换等方式调节热力发电系统中的温度、压力和水质等参数。

除了上述设备外，发电厂热力辅助设备还包括了很多其他类型的设备，如给水泵、循环水泵、变频器、阀门、传感器等，它们都是发电厂正常运行和高效发电的重要组成部分。

总体来说，发电厂热力辅助设备的作用是提高发电效率、降低成本、保障安全运行和延长设备寿命，是发电厂运行的关键支撑。

发电厂热力辅助设备在整个热力发电系统中扮演着至关重要的角色。

一方面，它们对于提高发电效率、降低排放、保障设备安全运行、延长设备使用寿命至关重要；另一方面，它们也直接影响着发电厂的经济性、稳定性和可靠性。

除了锅炉、蒸汽轮机、燃气轮机、热交换器、冷凝器、除氧器等核心设备外，发电厂热力辅助设备还包括给水泵、循环水泵、变频器、阀门、传感器等。

其中，给水泵是用于将水供应到锅炉内部，循环水泵则是用于循环水冷却系统。

这些泵的运行稳定性和效率会直接影响到整个发电厂系统的水循环效果和能耗。

而变频器在发电厂中的应用也十分广泛，它通过调节设备的运行速度，可有效地节约能源、延长设备寿命。

而阀门则是用来调节介质流动的方向、流量和压力，保证了系统在不同工况下的稳定运行。

另外，传感器也在发电厂中发挥着重要作用，通过感知温度、压力、流速等参数，帮助系统实时监测和控制生产过程，确保了整个系统的安全运行。

热力系统及辅助设备》复习和习题汇总0 《绪论》复习：0-1 何谓电力生产弹性系数?为什么要求电力生产弹性系数大于1?0-2 我国电力工业的发展方针有哪些（十二五期间）?0-3 我国优化发展煤电的基本思路有哪些？习题：通过上网查资料，回答下列问题:习题0-1 至2012年底, 全国发电装机容量已经达到多少?其中:水电、火电和核电分别占多少（%）？习题0-2 至2011 年底，我国已投运的百万千瓦超超临界火电机组共有多少台？分别安装在哪些地方?1 《凝汽式电厂的热经济性》复习：1- 1 朗肯循环的基本热力过程有哪些？各过程相应的设备分别有哪些？1- 2 火电厂为什么不采用卡诺循环作为基本循环?1- 3 何谓凝汽式电厂的热效率？该效率一般由哪几部分组成？其中影响最大的是哪一部份？1- 4 提高火电厂热经济性的基本途径有哪些？1- 5 何谓火电厂的汽耗率、热耗率、供电标准煤耗率？教材P19：1-1 ，1-2 ，1-3 ，1-4 ，1-6 ，1-8 ，1-9。

习题：习题1-1 已知某凝汽式电厂的各项效率分别为：锅炉热效率ηb=0.88 ，管道效率ηp=0.97 ，汽机绝对内效率ηi =0.39 ，汽机机械效率η m=0.98 ，发电机效率ηg=0.99 。

试计算该电厂热效率。

习题1-2 某纯凝汽式电厂, 其汽水参数如右图所示。

已知：电功率P e=125MW，ηb=0.911，ηm=0.98 ，ηg=0.985 ，不考虑给水泵中水的焓升，不计排污损失和汽水损失。

试计算该电厂的热经济指标：汽耗率d，电厂热耗率q，电厂热效率ηcp，发电标准煤耗率b s。

2 《影响发电厂热经济性的因素及提高热经济性的发展方向》复习：蒸汽参数的影响:2- 1 读图（图2-2, 图2-4, 图2-5），简述提高蒸汽初温对循环热效率、相对内效率、绝对内效率等的影响，以及提高初温所受的技术限制。

2- 2 读图（图2-2, 图2-4, 图2-5），简述提高蒸汽初压对循环热效率、相对内效率、绝对内效率等的影响，以及提高初压所受的技术限制和解决方法。

发电厂热力系统的投、停顺序一、概述发电厂各热力系统与其主、辅热力设备构成一个有机的整体，在机组启、停过程中，各热力系统根据机组的要求进行相应投、停。

由于机组的形式、容量、参数、结构各不相同，所以其启、停的方式也有所不同，但它们存在着共性的规律，以上各节详细介绍了各热力系统和辅助设备的启、停步骤。

本节以现代大型凝汽式机组冷态滑启、停方式为例，介绍发电厂各热力系统的投、停顺序。

二、发电厂各热力系统的投停顺序1、启动循环水系统在厂用电恢复、厂用水正常、循环水系统及凝汽器水侧已具备启动条件的情况下，开启循环水泵、循环水供水母管充压，凝汽器水侧通水。

2、投入开式冷却水系统当开式冷却水系统投入准备工作就绪，循环水供水母管压力满足开式冷却水泵进水压力要求时，启动开式冷却水泵，向各冷却器供冷却水。

3、启动闭式冷却水系统检查闭式膨胀水箱的水位正常后，启动闭式冷却水泵，向各冷却器、轴承冷却水管和泵密封水管供水。

4、启动除氧给水系统冷炉启动时，由补充水泵或凝结水输送泵向除氧器上水至正常水位，对给水泵进行充水、放气。

之后投入辅助蒸汽，开启除氧器循环泵或再沸腾装置，对除氧器进行加热。

此时，给水泵应处于暖泵状态。

当除氧水水质合格后，启动备用锅炉给水泵（一般为电动泵）向锅炉上水。

5、启动凝结水系统当凝汽器上水至正常水位，凝结水系统充水放气且冲洗完毕时，打开凝结水及凝结水最小流量再循环阀，启动凝结水泵及凝结水升压泵，向除氧器供水。

6、投入发电机冷却系统为确保发电机安全，在启动发电机之前，应投入其冷却系统。

对于水-氢-氢冷却系统的发电机，应投入氢气冷却系统和定子冷却水系统。

对于双水内冷发电机，应投入定子冷却水系统和转子冷却水系统。

7、投入轴封蒸汽系统投入轴封蒸汽系统，必须在汽轮机盘车的状态下进行，如果未盘车就向轴封供汽，就会造成转子受热不均而弯曲。

8、启动抽真空系统锅炉点火之前或同时，凝汽器应建立真空。

否则，一旦锅炉点火就可能有蒸汽进入凝汽器，从而损坏凝汽器。

发电厂热力设备及系统0７623班参考资料一:锅炉设备及系统1 有关锅炉得组成(本体、辅助设备)锅炉包括燃烧设备与传热设备;由炉膛、烟道、汽水系统以及炉墙与构架等部分组成得整体,称为锅炉本体;供给空气得送风机、排除烟气得引风机、煤粉制备系统、给水设备与除灰除尘设备等一系列设备为辅助设备。

2 Ａ燃料得组成成份化学分析：碳(C)、氢(Ｈ）、氧（O)、氮(N)、硫(S)五种元素与水分（M)、灰分(A）两种成分。

B 水分、硫分对工作得影响;硫分对锅炉工作得影响:硫燃烧后形成得ＳO3与部分SＯ2,与烟气中得蒸汽相遇，能形成硫酸与亚硫酸蒸汽,并在锅炉低温受热面等处凝结,从而腐蚀金属;含黄铁矿硫得煤较硬，破碎时要消耗更多得电能,并加剧磨煤机得磨损。

水分对锅炉工作得危害:(1)降低发热量（２)阻碍着火及燃烧(3)影响煤得磨制及煤粉得输送(4)烟气流过低温受热面产生堵灰及低温腐蚀.C 水分、灰分、挥发分得概念:水分：由外部水与内部水组成;外部水分，即煤由于自然干燥所失去得水分，又叫表面水分。

失去表面水分后得煤中水分称为内部水分,也叫固有水分。

挥发分:将固体燃料在与空气隔绝得情况下加热至8５0摄氏度,则水分首先被蒸发出来,继续加热就会从燃料中逸出一部分气态物质,包括碳氢化合物、氢、氧、氮、挥发性硫与一氧化碳等气体。

灰分:煤中含有不能燃烧得矿物杂质,它们在煤完全燃烧后形成灰分。

D 挥发分对锅炉得影响:燃料挥发分得高低对对燃烧过程有很大影响。

挥发分高得煤非但容易着火，燃烧比较稳定,而且也易于燃烧安全;挥发分低得煤，燃烧不够稳定,如不采取必要得措施来改善燃烧条件,通常很难使燃烧安全.E 燃料发热量：发热量就是单位质量得煤完全燃烧时放出得全部热量。

煤得发热量分为高位发热量与低位发热量。

1kg燃料完全燃烧时放出得全部热量称为高位发热量;从高位发热量中扣除烟气中水蒸气汽化潜热后,称为燃料得低位发热量。

Ｆ标准煤：假设其收到基低位发热量等于2９270kｊ/kg得煤。

2022年火力发电厂燃料设备及其他辅机设备系统设计选型要求一、燃料设备及系统设计选型1.燃煤企业燃料系统应进行综合优化设计，在保证安全、可靠的前提下，应尽量减少运距和转运环节，以降低耗电率。

当条件允许时，厂内输送系统应具有从卸煤装置直通煤仓间的功能，避免所有来煤必须经过煤场二次转运。

2.燃煤企业卸煤设施设计时宜留有适当的裕度。

3.贮煤设施的型式及设计容量应综合厂外运输方式、运距、气象条件、煤种等因素确定。

对多雨地区(年平均降雨量大于等于1000mm)宜设置干煤贮存设施(干煤棚)。

4.燃料设计中应考虑配煤掺烧的要求。

5.输煤系统中应设置筛、碎设备(或预留装设的位置)，筛碎后的燃煤粒度应符合入炉煤采样装置要求。

对于循环流化床锅炉，当输煤系统中一级破碎不能满足要求时，应设置两级破碎。

6.输煤系统中的煤斗、落煤管设计应符合DL/T 5145的要求，并考虑配备必要的防堵煤装置。

7.基层企业应装设入厂煤和入炉煤的计量装置，并应配备适宜的校验装置，建议配备实物校验装置。

8.基层企业应装设入厂煤和入炉煤的机械取样装置。

二、其他辅机设备及系统设计选型1.燃煤火电发电机组在设计时，应设置足够的热力试验测点(可参照附录D)，以保证机组热力性能试验数据的完整、可靠。

设计联络会期间，性能考核试验单位应及时提出有关性能试验所需条件的各项技术要求，并由项目建设单位负责组织落实。

2.火电机组设计阶段应进行保温设计，保温层结构及材料选择应符合DL/T 5072的要求。

3.空压机室宜全厂集中设置，应优先选用大容量空压机。

4.为满足日常节能检测的要求，应安装飞灰取样器。

5.蒸汽门、减温水调门、疏水阀门等阀门应选用质量过关的产品，防止热力系统内漏、外漏。

热力系统主要疏、放水（汽）阀门及减温水调门设计时应在阀门后设置温度测点，以有效监视内漏情况。

6.热力、烟风等系统的管道应经过优化设计，合理布置(如适当增大管径、缩短长度、减少弯头、尽量采用大曲率半径弯管和斜三通等)和选择流速，烟风系统管道宜选用圆形管道，以降低阻力、提高机组经济性。

热力发电厂是将燃料的化学能转化为热能，热能转化为机械能，最终将机械能转化为电能的工厂，也即将自然界的一次能源转化为洁净、方便的二次能源的工厂。

(一)常规火力发电厂由常规煤粉炉、凝汽式汽轮发电机组为主要设备组建的发电厂，这是火力发电厂的基本类型。

它由热力系统，燃料供应系统，除灰系统，化学水处理系统，供水系统，电气系统，热工控制系统，附属生产系统组成。

(1)热力系统：是常规火电厂实现热功转换热力部分的工艺系统。

它通过热力管道及阀门将各热力设备有机地联系起来，以在各种工况下能安全经济、连续地将燃料的能量转换成机械能。

联系热力设备的汽水管道有主蒸汽管道、主给水管道、再热蒸汽管道、旁路蒸汽管道、主凝结水管道、抽汽管道、低压给水管道、辅助蒸汽管道、轴封及门杆漏汽管道、锅炉排污管道、加热器疏水管道、排汽管道等。

热力系统除联系热力设备的汽水管道外，还有煤粉制备系统。

它是为提高锅炉效率和经济性能，将原煤碾磨成细粉然后送进锅炉炉膛进行悬浮燃烧所需设备和有关连接管道的组合，常简称为制粉系统。

(2)燃料供应系统：是接受燃料、储存、并向锅炉输送的工艺系统，有输煤系统和点火油系统。

煤的最主要的运输方式是火车，沿海、沿江电厂也多采用船运。

当由铁路来煤时，卸煤机械大型电厂选用自卸式底开车、翻车机，中、小型电厂选用螺旋卸煤机、装卸桥。

贮煤设施除贮煤场外，尚有干煤棚和贮煤筒仓，煤场堆取设备一般选用悬臂式斗轮堆取料机或门式斗轮堆取料机。

皮带机向锅炉房输煤是基本的上煤方式。

点火油系统除点火时投入运行外，在锅炉低负荷时投油以保证其稳定燃烧。

(3)除灰系统：是将煤燃烧后产生的灰、渣运出、堆放的系统。

除灰系统的形式是选厂阶段、可行性研究阶段考虑方案最多的专业之一。

系统的选择要根据灰渣量，灰渣的化学、物理特性，除尘器型式，排渣装置形式，冲灰水质、水量，发电厂与贮灰场的距离、高差、地形、地质和气象等条件，通过技术经济比较确定。

除灰系统按输送介质分为水力除灰和气力除灰系统。

第二部分发电厂热力系统介绍仪控技术员，一般从事锅炉、汽机、DCS、外围这几个专业的仪控技术工作。

作为技术员，首先得清楚这台机组的工作流程，也就是热力系统。

我们热工的系统图，也就是在机务的流程图基础上，标注上热工仪表及控制设备。

这一讲我们简单介绍火力发电厂的热力系统及热工设备。

1、系统流程火力发电厂是将燃料（煤、油、天然气）的化学能转变为热能和电能的工厂。

基本的热力系统图见下图：储存在储煤场中的原煤由输煤设备从储煤场送到锅炉的原煤斗中，再由给煤机送到磨煤机中磨成煤粉。

合格的煤粉由热二次风送到锅炉本体的喷燃器，由喷燃器喷到炉膛内燃烧。

燃烧的煤粉放出大量的热能将炉膛四周水冷壁管内的水加热成汽水混合物。

混合物被锅炉汽包内的汽水分离器进行分离（目前一般用汽水分离器、储水箱替代汽包及下降管），分离出的水经下降管送到水冷壁管继续加热，分离出的蒸汽送到过热器，加热成符合规定温度和压力的过热蒸汽，经管道送到汽轮机作功。

过热蒸汽在汽轮机内作功推动汽轮机旋转，汽轮机带动发电机发电，发电机发出的三相交流电通过发电机端部的引线经变压器什压后引出送到电网。

在汽轮机内作完功的过热蒸汽被凝汽器冷却成凝结水，凝结水经凝结泵送到低压加热器加热，然后送到除氧器除氧，再经给水泵送到高压加热器加热后送到锅炉继续进行热力循环。

再热式机组采用中间再热过程，即把在汽轮机高压缸做功之后的蒸汽，送到锅炉的再热器重新加热，使汽温提高到一定温度后，送到汽轮机中压缸继续做功。

2、锅炉主要系统1）汽水系统：锅炉的汽水系统的主要功用是接受燃料的热能，提升介质的热势能，增压增温，完成介质的状态转换。

2）烟风系统：提供锅炉燃烧的氧气，带动干燥的燃料进入炉膛，维持炉膛风压以稳定燃烧。

3）制粉系统：完成燃料的磨碎、干燥。

使之形成具有一定细度和干燥度的燃料，并送入炉膛。

4）其它辅助系统：包括燃油系统、吹灰系统、火检系统、除灰除渣系统等。

3、锅炉主要设备1）锅炉本体：锅炉设备是火力发电厂中的主要热力设备之一。