火力发电厂知识
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火力发电厂基础知识介绍ABC of Coal-Fired Power Plant目录1 发电技术介绍 (1)1.1 什么是电能 (1)1.2 如何产生电能—发电 (1)1.3 如何发电—发电技术介绍 (2)1.4 中国发电构成 (4)2 火力发电厂生产过程 (4)2.1 传统发电方式 (5)2.2 火力发电生产过程 (7)2.3 燃气-蒸汽联合循环 (10)2.4 “热电冷” (10)3 火力发电厂风险分析 (11)3.1 火力发电厂的关键风险 (11)3.2 事故实例 (13)4 火力发电厂危险单位划分 (14)4.1 危险单位的理解要点 (14)4.2 火电厂的危险单位划分 (14)4.3 不同公司PML的比较........................... 错误!未定义书签。
1 发电技术介绍1.1 什么是电能电能,是指电以各种形式做功(即产生能量)的能力。
电能主要来自其它形式能量的转换,包括水能(水力发电)、热能(火力发电)、核能(原子能发电)、风能(风力发电)、化学能(电池)及光能(光电池、太阳能电池等)等。
电能的单位是「焦耳」,简称「焦」,以英文字母J 表示。
常用单位是“度”,物理学中又叫千瓦时(kW·h ),它们之间换算关系是1kW·h=3.6×106J 。
1.2 如何产生电能—发电发电都是基于法拉第电磁理论——导体置于变化着的磁场中或者在磁场中运动时切割磁力线,闭合导体内产生感应电流。
<发电机结构>发电机通常由定子、转子、端盖及轴承等部件构成。
由轴承及端盖将发电机的定子,转子连接组装起来,使转子能在定子中旋转,做切割磁力线的运动,从而产生感应电势,通过接线端子引出,接在回路中,便产生了电流。
<发电原理示意图><发电机>1.3 如何发电—发电技术介绍1.3.1 火力发电火力发电是把矿物燃料(煤、油、气)的化学能以热能的形式释放,再把热能转换成机械能,进一步转换成电能的过程。
火力发电厂基础知识试述火力发电厂主要生产过程火力发电厂(以燃煤发电厂为例)主要生产过程是:储存在储煤场(或储煤罐)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。
煤粉送至分离器进行分离,合格的煤粉送到煤粉仓储存(仓储式锅炉)。
煤粉仓的煤粉由给粉机送到锅炉本体的喷燃器, 由喷燃器喷到炉膛内燃烧(直吹式锅炉将煤粉分离后直接送入炉膛)。
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,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升压后引出送到电网。
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(或初蒸汽)温度后,送到汽轮机中压缸继续做功火力发电厂生产流程火力发电厂简称火电厂,是利用煤、石油、天然气等燃料的化学能产生出电能的工厂。
按其功用可分为两类,即凝汽式电厂和热电厂。
前者仅向用户供应电能,而热电厂除供给用户电量外,还向热用户供应蒸汽和热水,即所谓的“热电联合生产”。
火电厂的容量大小各异,具体形式也不尽相同,但就其生产过程来说却是相似的。
上图是凝汽式燃煤电厂的生产过程示意图。
燃煤,用输煤皮带从煤场运至煤斗中。
大型火电厂为提高燃煤效率都是燃烧煤粉。
因此,煤斗中的原煤要先送至磨煤机内磨成煤粉。
磨碎的煤粉由热空气携带经排粉风机送入锅炉的炉膛内燃烧。
煤粉燃烧后形成的热烟气沿锅炉的水平烟道和尾部烟道流动,放出热量,最后进入除尘器,将燃烧后的煤灰分离出来。
火力发电厂基础知识介绍首先是燃料供应。
火力发电厂主要使用煤作为主要燃料,也可使用油和天然气等燃料。
燃料通过燃料供给系统输送到锅炉中进行燃烧。
同时,火力发电厂还需要使用大量的水作为冷却介质,用于冷却锅炉和汽轮机。
其次是燃烧产热。
燃料在燃烧室中燃烧产生高温高压燃气,同时释放出大量的热能。
燃烧室内的燃烧反应需要通过空气和燃料的充分混合来实现,以确保燃烧的充分和高效。
然后是蒸汽发电。
燃烧后产生的高温高压燃气通过锅炉内的热交换器,将热能传递给流经其中的水,使水变成蒸汽。
蒸汽被导向汽轮机,通过向汽轮机提供动力驱动汽轮机旋转。
汽轮机与发电机相连,使得汽轮机的旋转运动转化为电能,最终输出电力。
最后是废气排放净化。
在燃烧过程中,除了石煤等固体废物外,还会产生大量的废气,其中含有二氧化硫、氮氧化物、碳氢化合物等有害物质。
火力发电厂通过排气系统将废气排放到大气中,同时需要进行废气净化处理,以达到排放标准。
常用的废气处理技术包括脱硫、脱硝和除尘等。
火力发电厂的优点主要体现在其可靠性和装机容量大。
相较于风力发电和太阳能发电等可再生能源,火力发电厂不受时间和地域的限制,能够稳定供应大量的电力需求。
火力发电厂的装机容量也很大,能够满足大型工业和城市的电力需求。
然而,火力发电厂也存在一些问题。
首先,燃料的燃烧会产生大量的二氧化碳等温室气体,对环境造成污染和气候变化影响。
其次,燃烧废弃物如煤灰和燃烧废气中的有害物质对环境和人体健康都会造成一定的危害。
另外,火力发电厂需要大量的水资源作为冷却介质,可能对周围水资源造成一定的影响。
综上所述,火力发电厂是一种重要的电力供应方式,通过燃烧燃料产生热能驱动汽轮机发电。
火力发电厂具有可靠性高、装机容量大等优点,但也要面对燃烧产生的污染问题和对水资源的依赖。
随着清洁能源的发展,未来火力发电厂也将逐渐向更环保、高效的方向发展。
火力发电厂生产基础知识一、火力发电厂的地位国家发展改革委2月11日发布2010年电力运行情况显示,2010年全国发电量41,413亿千瓦时,比上年增长13.3%,增幅较上年提高7个百分点。
其中,火电33,253亿千瓦时,增长11.7%;水电6,622亿千瓦时,增长18.4%;核电734亿千瓦时,增长70.3%;风电430亿千瓦时,增长73.4%。
截止2010年底,全国发电设备容量96,219万千瓦,其中火电70,663万千瓦,占73.4%;水电21,340万千瓦,占22.2%;风电3,107万千瓦,占3.23%;;核电1,082万千瓦,占1.13%;其他形式的发电量所占比例很少。
二、火力发电原理火力发电厂的功能是实现化学能向电能的能量转换。
主要转换过程有:化学能转换为热能、热能转化为机械能、机械能转化为电能几个转换过程。
蒸汽动力发电厂是火力发电的主要形式。
火电厂能量转换的基本过程是:燃料(煤或柴油)按照一定流量送入锅炉,与空气混合和燃烧释放出热能。
热能通过锅炉受热面传递给水,使水蒸发并达到一定的温度和压力。
水蒸汽引至汽轮机内膨胀,将热能转换为机械能,推动汽轮机和发电机转子旋转,发电机将机械能转换为电能。
火力发电生产核心理论:热力学第一定律和第二定律、电磁感应理论、蒸汽动力循环。
三、主要发电设备和系统1、锅炉:本体、循环水泵、燃烧设备、风烟系统、排渣设备、吹灰器、空气预热器等。
锅炉本体:使燃料通过燃烧将化学能转变为热能,并且以此热能加热水,产生一定流量和质量的蒸汽。
本体主要部件有:由炉膛、烟道、燃烧器、汽水系统等部分。
循环水泵:强制循环锅炉用,强制炉水在水冷壁内循环流动,增强吸热效果,防止循环破坏。
燃烧设备:包括炉膛、燃烧器及相应风粉管道等,作用是组织煤粉在炉膛内的着火和燃烧过程。
风烟系统:提供制粉和燃烧所需空气,并将燃烧废物带出锅炉,同时为燃烧过程的组织提供动力。
一般有:送风机、引风机、一次风机(排粉机)及相应风道。
火力发电厂概论⏹火电厂生产过程照片及介绍⏹火力发电厂概述⏹检修规程火电厂的生产过程发电厂是把各种动力能源的能量转变成电能的工厂。
根据所利用的能源形式可分为火力发电厂、水利发电厂、原子能发电厂、地热发电厂、风力发电厂等。
火力发电厂简称火电厂,是利用煤、石油、天然气等燃料的化学能产生出电能的工厂。
按其功用可分为两类,即凝汽式电厂和热电厂。
前者仅向用户供应电能,而热电厂除供给用户电量外,还向热用户供应蒸汽和热水,即所谓的“热电联合生产”。
火电厂的容量大小各异,具体形式也不尽相同,但就其生产过程来说却是相似的。
上图是凝汽式燃煤电厂的生产过程示意图。
燃煤,用输煤皮带从煤场运至煤斗中。
大型火电厂为提高燃煤效率都是燃烧煤粉。
因此,煤斗中的原煤要先送至磨煤机内磨成煤粉。
磨碎的煤粉由热空气携带经排粉风机送入锅炉的炉膛内燃烧。
煤粉燃烧后形成的热烟气沿锅炉的水平烟道和尾部烟道流动,放出热量,最后进入除尘器,将燃烧后的煤灰分离出来。
洁净的烟气在引风机的作用下通过烟囱排入大气。
助燃用的空气由送风机送入装设在尾部烟道上的空气预热器内,利用热烟气加热空气。
这样,一方面除使进入锅炉的空气温度提高,易于煤粉的着火和燃烧外,另一方面也可以降低排烟温度,提高热能的利用率。
从空气预热器排出的热空气分为两股:一股去磨煤机干燥和输送煤粉,另一股直接送入炉膛助燃。
燃煤燃尽的灰渣落入炉膛下面的渣斗内,与从除尘器分离出的细灰一起用水冲至灰浆泵房内,再由灰浆泵送至灰场。
在除氧器水箱内的水经过给水泵升压后通过高压加热器送入省煤器。
在省煤器内,水受到热烟气的加热,然后进入锅炉顶部的汽包内。
在锅炉炉膛四周密布着水管,称为水冷壁。
水冷壁水管的上下两端均通过联箱与汽包连通,汽包内的水经由水冷壁不断循环,吸收着煤爱燃烧过程中放出的热量。
部分水在冷壁中被加热沸腾后汽化成水蒸汽,这些饱和蒸汽由汽包上部流出进入过热器中。
饱和蒸汽在过热器中继续吸热,成为过热蒸汽。
过热蒸汽有很高的压力和温度,因此有很大的热势能。
火力发电厂是利用化石燃料燃烧释放的热能发电的动力设施,包括燃料燃烧释热和热能电能转换以及电能输出的所有设备、装置、仪表器件,以及为此目的设置在特定场所的建筑物、构筑物和所有有关生产和生活的附属设施。
主要有蒸汽动力发电厂、燃气轮机发电厂、内燃机发电厂几种类型.基本原理电磁感应理论:任何变化的电场都要在其周围空间产生磁场,任何变化的磁场都要在其周围空间产生电场。
热力学第一定律:热可以变为功,功也可以变为热,消耗一定热量时,必产生相当数量的功,消耗一定量的功时,必出现相应数量的热。
热力学第二定律:高温物体的热能可以自动传递给低温物体,而低温物体的热能却不能自动地传递给高温物体。
机械能可以自动转化为热能,而热能却不能自动转化为机械能。
主要生产过程简述储存在储煤场(或储煤罐)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。
煤粉送至分离器进行分离,合格的煤粉送到煤粉仓储存(仓储式锅炉)。
煤粉仓的煤粉由给粉机送到锅炉本体的喷燃器,由喷燃器喷到炉膛内燃烧(直吹式锅炉将煤粉分离后直接送入炉膛)。
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,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(或初蒸汽)温度后,送到汽轮机中压缸继续做功。
锅炉本体锅炉设备是火力发电厂中的主要热力设备之一。
它的任务是使燃料通过燃烧将化学能转变为热能,并且以此热能加热水,使其成为一定数量和质量(压力和温度)的蒸汽。
由炉膛、烟道、汽水系统(其中包括受热面、汽包、联箱和连接管道)以及炉墙和构架等部分组成的整体,称为“锅炉本体”。
锅炉主要设备按锅炉的蒸汽压力:可将锅炉分为低压锅炉(压力小于2.45MPa),中压锅炉(压力2.94~4.90MPa),高压锅炉(压力7.84~10.8MPa),超高压锅炉(压力11.8~14.7MPa),亚临界锅炉(压力15.7~19.6MPa),超临界锅炉(压力15.719.6MPa22.1MPa),超超临界锅炉(压力30~31MPa)。
按锅炉蒸发受热面内工质的流动方式分类:自然循环锅炉、强制循环锅炉、直流锅炉、复合循环锅炉。
按锅炉的整体布置分类:∏型结构锅炉、箱型结构锅炉、塔型结构锅炉。
火力发电厂中的锅炉按水循环方式可分为自然循环,强制循环,直流锅炉三种类型。
依靠工质的重度差而产生的循环流动称为自然循环。
借助水泵压头使工质产生的循环流动称为强制循环。
自然循环形成:汽包、下降管、下联箱和上升管(即水泠壁)组成一个循环回路。
由于上升管中的水在炉内受热铲生了蒸汽,汽水混合物的重度小,而下降管在炉外不受热,管中是水,其重度大,两者重度差就产生推动力,水沿下降管向下流动,而汽水混合物则沿上升管向上流动,这样就形成水的自然循环流动。
强制循环锅炉的结构与自然循环基本相同,它也有汽包,所不同的在下降管中增加了循环泵,作为增强汽水循环的动力。
直流炉的结构与自然循环锅炉结构不同,它没有汽包,是依靠给水泵压力使工质锅炉受热面管子中依次经过省煤器,蒸发受热面和过热器一次将水全部加热成为过热蒸汽。
现在一般只宜用于亚临界,超临界压力锅炉。
强制循环锅炉与自然循环锅炉比较:优点:可适用于亚临界、超临界压力;由于工质在受热面中是强制流动,因而受热面的布置较灵活,受热均匀水循环好;起停炉快;水冷壁可使小管径、薄管壁(压力准许),相对汽包容积减小,节省钢材。
缺点:加装循环泵,系统复杂,投资高,检修困难。
锅炉主要系统汽水系统: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。
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。
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。
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,具体功能不做介绍。
锅炉主要设备一次风机:干燥燃料,将燃料送入炉膛,一般采用离心式风机。
送风机:克服空气预热器、风道、燃烧器阻力,输送燃烧风,维持燃料充分燃烧。
引风机:将烟气排除,维持炉膛压力,形成流动烟气,完成烟气及空气的热交换。
磨煤机:将原煤磨成需要细度的煤粉,完成粗细粉分离及干燥。
空预器:空气预热器是利用锅炉尾部烟气热量来加热燃烧所需空气的一种热交换装置。
提高锅炉效率,提高燃烧空气温度,减少燃料不完全燃烧热损失。
空预器分为导热式和回转式。
回转式是将烟气热量传导给蓄热元件,蓄热元件将热量传导给一、二次风,回转式空气预热器的漏风系数在8~10%。
汽包:作用主要有:1:是工质加热、蒸发、过热三过程的连接枢纽,保证锅炉正常的水循环。
2:内部有汽水分离装置和连续排污装置,保证锅炉蒸汽品质。
3:有一定水量,具有一定蓄热能力,缓和汽压的变化速度。
4:汽包上有压力表、水位计、事故放水、安全阀等设备,保证锅炉安全运行。
炉水循环泵:建立和维持锅炉内部介质的循环,完成介质循环加热的过程。
燃烧器:将携带煤粉的一次风和助燃的二次风送入炉膛,并组织一定的气流结构,使煤粉能迅速稳定的着火,同时使煤粉和空气合理混合,达到煤粉在炉内迅速完全燃烧。
煤粉燃烧器可分为直流燃烧器和旋流燃烧器两大类。
汽轮机本体汽轮机本体(steam turbine proper)是完成蒸汽热能转换为机械能的汽轮机组的基本部分,即汽轮机本身。
它与回热加热系统、调节保安系统、油系统、凝汽系统以及其他辅助设备共同组成汽轮机组。
汽轮机本体由固定部分(静子)和转动部分(转子)组成。
固定部分包括汽缸、隔板、喷嘴、汽封、紧固件和轴承等。
转动部分包括主轴、叶轮或轮鼓、叶片和联轴器等。
固定部分的喷嘴、隔板与转动部分的叶轮、叶片组成蒸汽热能转换为机械能的通流部分。
汽缸是约束高压蒸汽不得外泄的外壳。
汽轮机本体还设有汽封系统。
汽机主要系统主蒸汽系统:吹动汽轮机旋转,带动发电机做功,是发电厂主要的做功介质通过的系统。
再热蒸汽系统:辅助主蒸汽系统做功,提高机组热效率。
回热抽汽系统:尽量减少进入凝汽器的无用能量,提高机组热效率。
轴封系统:防止汽轮机内部高压蒸汽向外泄露,保证汽轮机效率,保持真空系统严密性。
真空系统:维持汽轮机的低背压和凝汽器真空。
凝结水系统:将凝结水输送到除氧器,完成加热、除氧、化学处理和剔除杂质。
给水系统:提高给水压力,加热后为锅炉提供给水。
主机油系统:包括润滑油系统、顶轴油系统、调节、保安系统。
汽轮机调节、保安系统:协调各系统同步地按照要求进行工作。
润滑油系统:为汽轮机提供润滑、冷却用油。
发电机冷却系统和密封系统:冷却系统的功能是冷却发电机,带走发电机工作时的热量。
密封系统的功能是密封冷却介质的外泄。
工业水系统:提供冷却介质。
冷却各种辅助设备。
顶轴油系统由于不是所有机组都有,所以不做介绍。
液压油系统划归调节、保安系统,所以不做介绍。
其它系统:压缩空气系统、旁路系统、减温水系统、精处理系统、胶球系统等。
汽机主要设备汽轮机:汽轮机是一种将蒸汽的热势能转换成机械能的旋转原动机。
分冲动式和反动式汽轮机。
给水泵:将除氧水箱的凝结水通过给水泵提高压力,经过高压加热器加热后,输送到锅炉省煤器入口,作为锅炉主给水。
高低压加热器:利用汽轮机抽汽,对给水、凝结水进行加热,其目的是提高整个热力系统经济性。
除氧器:除去锅炉给水中的各种气体,主要是水中的游离氧。
凝汽器:使汽轮机排汽口形成最佳真空,使工质膨胀到最低压力,尽可能多地将蒸汽热能转换为机械能,将乏汽凝结成水。
凝结泵:将凝汽器的凝结水通过各级低压加热器补充到除氧器。
油系统设备:一是为汽轮机的调节和保护系统提供工作用油,二是向汽轮机和发电机的各轴承供应大量的润滑油和冷却油。
主要设备包括主油箱、主油泵、交直流油泵、冷油器、油净化装置等。
发电机本体在发电厂中,同步发电机是将机械能转变成电能的唯一电气设备。
因而将一次能源(水力、煤、油、风力、原子能等)转换为二次能源的发电机,现在几乎都是采用三相交流同步发电机。
在发电厂中的交流同步发电机,电枢是静止的,磁极由原动机拖动旋转。
其励磁方式为发电机的励磁线圈FLQ(即转子绕组)由同轴的并激直流励磁机经电刷及滑环来供电。
同步发电机由定子(固定部分)和转子(转动部分)两部分组成。
定子由定子铁心、定子线圈、机座、端盖、风道等组成。
定子铁心和线圈是磁和电通过的部分,其他部分起着固定、支持和冷却的作用。
转子由转子本体、护环、心环、转子线圈、滑环、同轴激磁机电枢组成。
主变压器:利用电磁感应原理,可以把一种电压的交流电能转换成同频率的另一种电压等级的交流电的一种设备。
6KV、380V配电装置:完成电能分配,控制设备的装置。
电机:将电能转换成机械能或将机械能转换成电能的电能转换器。
蓄电池:指放电后经充电能复原继续使用的化学电池。
在供电系统中,过去多用铅酸蓄电池,现多采用镉镍蓄电池。
控制盘:有独立的支架,支架上有金属或绝缘底板或横梁,各种电子器件和电器元件安装在底板或横梁上的一种屏式的电控设备。
火力发电厂其它系统介绍输煤系统:运输燃料进入厂房,进行初步加工和燃料筛选工作,同时完成外加物质的混合工作。
所包涵的主要设备有斗轮机、碎煤机、翻车机、输煤皮带等。
化学水系统:将天然水在进入汽水系统前先除去杂质。
其流程一般为:天然水――混凝沉淀――过滤――离子交换――补给水。
混凝沉淀是加入混凝剂,产生絮凝体。
过滤处理是使用石英砂等滤料除去细小悬浮物。
化学除盐是使用混床除去金属离子和酸根,常使用树脂除盐。
循环水系统:为机组提供冷却水源。
工业生产过程中产生的废热,一般要用冷却水来导走。
从江、河、湖、海等天然水体中吸取一定量的水作为冷却水,冷却工艺设备吸取废热使水温升高,再排入江、河、湖、海,这种冷却方式称为直流冷却。
当不具备直流冷却条件时,则需要用冷却塔来冷却。
冷却塔的作用是将挟带废热的冷却水在塔内与空气进行热交换,使废热传输给空气并散人大气。
单元机组集控运行机组按照启动前所处温度状态可分为冷态启动和热态启动。
按照冲转汽轮机的主蒸汽参数可分为额定参数启动和滑参数启动。
滑参数启动程序:启动前准备――锅炉上水――点火――升压升温――暖管――冲转――暖机――升速――并网、带负荷――升负荷。