火力发电厂生产过程简述75页PPT
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1 火力发电厂的基本生产过程
这里介绍的是汽轮机发电的基本生产过程。
火力发电厂的燃料主要有煤、石油(主要是重油、天然气)。我国的火电厂以燃煤为主,过去曾建过一批燃油电厂,目前的政策是尽量压缩烧油电厂,新建电厂全部烧煤。
火力发电厂由三大主要设备——锅炉、汽轮机、发电机及相应辅助设备组成,它们通过管道或线路相连构成生产主系统,即燃烧系统、汽水系统和电气系统。其生产过程简介如下。
1.燃烧系统
燃烧系统如图2-l 所示,包括锅炉的燃烧部分和输煤、除灰和烟气排放系统等。煤由皮带输送到锅炉车间的煤斗,进入磨煤机磨成煤粉,然后与经过预热器预热的空气一起喷入炉内燃烧,将煤的化学能转换成热能,烟气经除尘器清除灰分后,由引风机抽出,经高大的烟囱排入大气。炉渣和除尘器下部的细灰由灰渣泵排至灰场。
2.汽水系统
汽水系统流程如图2-2 所示,包括锅炉、汽轮机、凝汽器及给水泵等组成的汽水循环和水处理系统、冷却水系统等。
水在锅炉中加热后蒸发成蒸汽,经过热器进一步加热,成为具有规定压力和温度的过热蒸汽,然后经过管道送入汽轮机。
在汽轮机中,蒸汽不断膨胀,高速流动,冲击汽轮机的转子,以额定转速(3000r/min)旋转,将热能转换成机械能,带动与汽轮机同轴的发电机发电。
在膨胀过程中,蒸汽的压力和温度不断降低。蒸汽做功后从汽轮机下部排出。排出的蒸汽称为乏汽,它排入凝汽器。在凝汽器中,汽轮机的乏汽被冷却水冷却,凝结成水。
凝汽器下部所凝结的水由凝结水泵升压后进入低压加热器和除氧器,提高水温并除去水中的氧(以防止腐蚀炉管等),再由给水泵进一步升压,然后进入高压加热器,回到锅炉,完成水—蒸汽—水的循环。
给水泵以后的凝结水称为给水。
汽水系统中的蒸汽和凝结水在循环过程中总有一些损失,因此,必须不断向给水系统补充经过化学处理的水。补给水进入除氧器,同凝结水一块由给水泵打入锅炉。
三、火力发电厂的生产过程
火力发电厂的生产过程实质上是四个能量形态的转换过程,首先化学燃料的化学能经过燃烧转变为热能,这个过程在蒸汽锅炉或燃汽机的燃烧室内完成;再是热能转变为机械能,这个过程在蒸汽机或燃汽轮机完成;最后通过发电机将机械能转变成电能。
火力发电厂的原料就是原煤。原煤一般用火车运送到发电厂的储煤场,再用输煤皮带输送到煤斗。原煤从煤斗落下由给煤机送入磨煤机磨成煤粉,并同时送入热空气来干燥和输送煤粉。形成的煤粉空气混合物经分离器分离后,合格的煤粉经过排粉机送入输粉管,通过燃烧器喷入锅炉的炉膛中燃烧。
燃料燃烧所需要的热空气由送风机送入锅炉的空气预热器中加热,预热后的热空气,经过风道一部分送入磨煤机作干燥以及送粉之外,另一部分直接引至燃烧器进入炉膛。
燃烧生成的高温烟气,在引风机的作用下先沿着锅炉的倒“U”形烟道依次流过炉膛,水冷壁管,过热器,省煤器,空气预热器,同时逐步将烟气的热能传给工质以及空气,自身变成低温烟气,经除尘器净化后的烟气由引风机抽出,经烟囱排入大气。如电厂燃用高硫煤,则烟气经脱硫装置的净化后在排入大气。
煤燃烧后生成的灰渣,其中大的灰子会因自重从气流中分离出来,沉降到炉膛底部的冷灰斗中形成固态渣,最后由排渣装置排入灰渣沟,再由灰渣泵送到灰渣场。大量的细小的灰粒(飞灰)则随烟气带走,经除尘器分离后也送到灰渣沟。
锅炉给水先进入省煤器预热到接近饱和温度,后经蒸发器受热面加热为饱和蒸汽,再经过热器被加热为过热蒸汽,此蒸汽又称为主蒸汽。
经过以上流程,就完了燃料的输送和燃烧、蒸汽的生成燃物(灰、渣、烟气)的处理及排出。
由锅炉过热气出来的主蒸汽经过主蒸汽管道进入汽轮机膨胀作功,冲转汽轮机,从而带动发电机发电。从汽轮机排出的乏汽排入凝汽器,在此被凝结冷却成水,此凝结水称为主凝结水。主凝结水通过凝结水泵送入低压加热器,有汽轮机抽出部分蒸汽后再进入除氧器,在其中通过继续加热除去溶于水中的各种气体(主要是氧气)。经化学车间处理后的补给水(软水)与主凝结水汇于除氧器的水箱,成为锅炉的给水,再经过给水泵升压后送往高压加热器,偶汽轮机高压部分抽出一定的蒸汽加热,然后送入锅炉,从而使工质完成一个热力循环。
发电厂生产过程
发电厂的生产过程主要有三部分组成:将煤燃烧的化学能转化为热能,将蒸汽的热能转化为汽轮机旋转的机械能,将旋转的机械能转化为电能。
我厂使用的锅炉型式是超临界参数、一次中间再热、单炉膛平衡通风、固态排渣、紧身封闭布置、全钢构架的∏型直流炉,其型号为SG-1163/25.4-M。
原煤储存在煤厂中,储存量可以保证锅炉在B-MCR工况下10~15天的燃烧量。煤通过斗轮给料机、带式输送机等设备分别输送到5个煤斗中。然后由5台电子称重皮带式给煤机分别送入5台中速磨煤机中磨成煤粉,煤粉经由粗粉分离器和旋风分离器分离后,合格的煤粉由一次风机提供的一次风进行干燥并输送至炉膛内的直流燃烧器,以四角切圆方式进行燃烧。燃烧所需要的氧量由送风机产生的二次风提供。煤粉燃烧产生的热量把炉膛布置的水冷壁中的水加热成饱和蒸汽,饱和蒸汽通过过热器再进行加热成为过热蒸汽。
我厂使用的是超临界、一次中间再热、三缸两排汽、双抽、直接空冷凝汽式汽轮机。其型号是CC-350/288-24.2/1.3/0.4/566/566。而从锅炉来的合格的过热蒸汽进入汽轮机的高压缸做功,使汽轮机转子转动。做完功的蒸汽进入锅炉再热器加热后再依次进入中压缸和低压缸继续做功,将蒸汽的热能转化为汽轮机的动能。最后在汽轮机内做完功的乏汽经空冷岛冷却成水,水分别经过7#低压加热器,6#低压加热器,5#低压加热器进入除氧器。除氧器中的水由给水泵打出经3#高压加热器,2#高压加热器,1#高压加热器再次进入炉膛布置的水冷壁内受热。
本厂采用两台350MW超临界空冷抽凝式供热汽轮发电机组,冷却方式为:双水内冷却方式;励磁方式为:自并励静止励磁系统。额定功率为350MW。汽轮机转动的转子与发电机的转子通过连轴器连在一起,当汽轮机转子转动时便带动发电机转子转动。然后,将来自发电机机端的交流电经变压器降压,再整流变成直流电给发电机转子励磁,使转子成为电磁铁,周围产生磁场,当发电机转子旋转时,磁场也是旋转的,发电机定子内的导线就会切割磁力线感应产生电流这样发电机便把汽轮机的机械能变为电能。发电机发出的三相交流电通过引线经变压器升压后并入电网。
透平压缩机是速度型压缩机, 螺杆压缩机是容积式压缩机。 透平机排气量大,排气压力低;螺杆机排气量相对较小, 排气压力高( 4-25BAR)。严格讲二者没有可比性。原理上讲螺杆式压缩机效率高。
透平式压缩机是一种高速旋转机械, 可以满足工业上对气体压缩
的各种需求, 应用范围很广, 而且在许多领域中是其他类型压缩机所无法替代的。作为一种工业装备,它广泛应用于石油、化工、天然气
管线、冶炼、制冷和矿山通风等诸多重要部门;作为燃气涡轮发动机
的基本组成元件,在航空、水、陆交通运输和发电等领域随处可见;
作为增压器, 已成为当代内燃机不可缺少的组成部件。 在诸如大型化肥、大型乙烯等工艺装置中,它所需投资可观,耗能比重大,其性能
的高低直接影响装置经济效益, 安全运行与整个装置的可靠性紧密相关,因而成为备受关注的心脏设备。
随着科学技术的飞速进步,随着热力学、气体动力学、机械动力
学、计算机和现代控制等学科的新成就和一些新技术的运用, 透平式压缩机研究成果日新月异。 随着现代制造技术的采用, 透平式工业压缩机的热力性能和可靠性提高很快, 尽管尚有一些问题亟待解决, 还有许多课题需要进一步研究, 至今确已达到比较完善的程度。 为了掌握并不断完善这种机械, 需要大量懂得有关现代科学技术, 掌握透平式压缩机结构、原理、设计与研究方法的工程技术人员从事设计、开
发、操作运行和管理。
离心式压缩机又称透平压缩机, 其作用原理与离心鼓风机完全相同。离心压缩机所以能达到更高的出口压力,除级数较多(通常 10
级以上)和较大的叶轮直径外,主要还在于其采用高转数(一般都在5000rpm以上)。为获得更高的出口压力,叶轮的转速必须更高。由于压缩比高,气体体积缩小很多,温度升高显著,故压缩机都分成几段,每段包括若干级,叶轮直径逐段缩小,叶轮宽度逐级略有缩小, 还在段与段之间设中问冷却器。 火力发电厂的基本生产过程
这里介绍的是汽轮机发电的基本生产过程。