火力发电厂概论PPT文件格式下载.ppt
- 文档编号:8503311
- 上传时间:2023-05-11
- 格式:PPT
- 页数:93
- 大小:6.98MB
火力发电厂概论PPT文件格式下载.ppt
《火力发电厂概论PPT文件格式下载.ppt》由会员分享,可在线阅读,更多相关《火力发电厂概论PPT文件格式下载.ppt(93页珍藏版)》请在冰点文库上搜索。
,汽轮发电机转子机械能电能,炉内燃料燃烧产生高温烟气,锅内水汽化成为高温高压蒸汽,燃料的化学能烟气热能,蒸汽热能蒸汽动能转子旋转机械能,烟气的热能水蒸气的热能,汽轮机内蒸汽加速冲动转子高速旋转,发电机内磁场旋转使定子线圈切割磁力线生电,变配电装置将电升压后送入电力网,低压电能变为高压电能,4、火电厂的特点(与水电厂和其他类型的电厂相比):
(1)火电厂布局灵活,装机容量的大小可按需要决定。
(2)火电厂建造工期短,一般为水电厂的一半甚至更短。
一次性建造投资少,仅为水电厂的一半左右。
(3)火电厂的电能生产一般不受雨水、凤力、潮汛等气候条件的影响;
其发电量可控性强。
(4)火电厂耗煤量大,目前发电用煤约占全国煤碳总产量的25左右,加上运煤费用和大量用水,其生产成本比水力发电要高出34倍。
(5)火电厂动力设备繁多,发电机组控制操作复杂,厂用电量和运行人员都多于水电厂,运行费用高。
(6)大型汽轮机开、停机过程时间长,耗资大,不宜作为调峰电源用。
(7)火电厂对空气和环境的污染大。
三、火电厂基本生产过程,
(一)火电厂基本生产过程示意图
(1)与
(2)1、锅炉机组有以下主要子系统组成:
空气,煤粉制备系统,燃烧设备,风系统,汽水系统,烟气系统,除渣除灰系统,热能,煤粉,烟,热能,渣,灰,过热蒸汽去汽轮机,低压给水,卸储输煤系统,外来煤,锅炉机组监控和保护系统,除灰系统,高压给水系统,电厂煤粉炉燃烧系统流程示意图,3、电厂热力系统流程示意图,汽轮机设备,2、汽轮机机组有以下主要子系统组成:
高温高压蒸汽,旋转机械能,凝汽器,冷却水系统,凝结水系统,低压给水系统,抽汽系统,油系统,水,低压给水,汽,汽,油,乏汽,水,水,汽轮机机组监控和保护系统,水处理系统,发电机设备,氢冷或水冷系统,励磁系统,变配电系统,旋转机械能,直流电,交流电,热量,电力网,4、发电机机组的主要子系统,电气系统监控和保护系统,5、发电厂的电气系统示意图,热力过程自动化系统,6、发电厂生产过程控制主系统,热工保护,热工测量,计算机控制系统,机炉、单元机组热工保护及联动控制,温度、压力、流量、水位等,DCS分散DAS数据CCS协调SCS顺序FSSS燃烧器管理DEH数液,电气自动化系统(二次回路),保护回路,自动装置回路,电气设备和线路保护,自动重合闸电源自投自动减荷自调励磁等,控制开关信号回路测量仪表回路同期合闸回路等,其他二次回路,微机继电保护-微机发变组成套保护、数字变压器、线路保护等,7、火电厂的主要辅助系统
(1)供水系统1)直流式,1取水口;
2循环水泵;
3循环水泵房;
4进水母管;
5凝汽器;
6排水母管;
7排水口,
(1)供水系统2)循环式,循环式供水系统简图1补充水;
2冷却设备;
3进水管;
4循环水泵;
6排水管,双曲线型逆流式自然通风冷却塔,
(2)自流沟灰渣混除系统,(3)化学水处理系统,图5-521阳离子交换器;
2除二氧化碳吕;
3风机;
4中间水箱;
5中间水泵;
6阴离子交换器;
7一级除盐水箱;
8一级除盐水泵;
9混合离子交换器;
10二级除盐水箱;
11二级除盐水泵,第二部分:
火电厂的进出端系统和三大主要机组一、火电厂的燃料输入系统(卸、储、输煤系统),
(一)燃料概述燃料是指可以燃烧并能放出热量的物质。
火力发电厂使用的燃料主要是煤,其次是油和气体燃料。
1、煤的成分煤、油或气体燃料都是以复杂的碳氧化合物为主的混合物,其主要成分是:
(1)煤的元素分析成分:
碳(C)、氢(H2)、氧(O)、氮(N)、挥发性硫(S)等元素及灰分(A)和水分(M)。
(2)煤的工业分析成分:
用灰分(A)、固定碳(C)、挥发分(V)和水分(M)来表示其组成的成分。
各种成分中,碳、氢和硫是可以燃烧的。
碳在煤中的含量很大,为5090,发热量也较大,为32700kJkg。
氢在煤中含量一般为16,但是它的发热量最大,为12X104kJkg,而且氢比碳更易于着火和完全燃烧。
硫含量很少,一般为053,发热量仅有9040kJkg,其燃烧产物SOx不仅对锅炉金属受热面具有腐蚀作用,而且还会污染环境。
因此,硫是有害成分。
氧和氮都是不可燃成分。
氧虽能助燃,但是它在煤中的含量很少,其作用微不足道。
氮的含量一般只有0520,它的燃烧产物NOx能造成大气污染,也属有害成分。
第二部分:
火电厂的进出端系统和三大主要机组一、火电厂的燃料输入系统(卸、储、输煤系统),灰分是煤完全燃烧后剩余的固体残余物。
它不仅使煤的发热量降低,还容易造成锅炉受热面的积灰、结渣、腐蚀和磨损,直接影响锅炉的安全运行。
水分是煤中不可燃的部分。
其中,通过在空气中自然干燥而失去的水分称作外部水分或表面水分,将煤置于被蒸汽饱和的空气中达到平衡状态时的水分,称作内部水分或固有水分。
煤中水分较多时,不仅使发热量降低,还会使炉内燃烧温度降低,造成着火困难和不完全燃烧,使锅炉热效率下降,并加剧尾部受热面的低温腐蚀和堵灰。
挥发分是煤受热析出的气态物质。
它以各种碳氢化合物、氢、一氧化碳等可燃气体为主,还有少量的氧、二氧化碳、氮等不可燃气体。
挥发分越高,煤就越容易着火燃烧。
它是煤分类的重要指标之一。
火电厂的进出端系统和三大主要机组一、火电厂的燃料输入系统(卸、储、输煤系统),煤中水分和灰分的含量会随外界条件改变而变化,其他成分的百分量也将随之变化。
所以,在表示煤中各成分的百分含量时,必须同时注明百分数的基准。
常用的基准有以下几种:
1)收到基(旧称应用基)。
以收到状态的煤为基准计算煤中全部成分的组合称为收到基。
该基准中包括煤中的全部水分和灰分以及各种可燃成分。
它用下角标ar表示(2-1)2)空气干燥基,(旧称分析基)。
煤在实验室内自然干燥失去外部水分后的各种成分的组合称为空气干燥基,它用下角标ad表示(22),第二部分:
火电厂的进出端系统和三大主要机组一、火电厂的燃料输入系统(卸、储、输煤系统),2、煤的发热量单位质量的煤完全燃烧时释放出来的热量即为煤的发热量。
它有高位发热量Qgr和低位发热量Qnet之分。
高位发热量包括了燃烧产物中全部水蒸汽凝结成水所放出的汽化潜热。
实际上,在一般的锅炉排烟温度下,烟气中的水蒸气通常不会凝结,这部分热量被损失掉了。
不包括这部分必定损失掉的热量的发热量称为低位发热量。
各种煤的发热量各不相同。
为便于比较,规定以收到基低位发热量为29270kJkg的煤为标准煤。
火力发电厂的煤耗就是每发1kWh的电所消耗标准煤的千克(或克)数。
3、灰的性质灰的性质主要是指它的熔化性和烧结性,前者影响炉内运行工况,后者影响对流受热面的积灰和腐蚀。
灰的熔融性与灰的成分有关,当灰中酸性氧化物如SiO2、A12O3、TiO3等较多时,灰熔化温度会提高。
当灰中碱性氧化物Fe2O3、CaO、MgO、Na2O、K2O等较多时,灰熔化温度会降低。
另外,煤灰周围高温介质(气氛)的性质也会影响灰的性质。
还原性气氛会使灰熔化温度下降。
灰的烧结性是指灰在高温对流受热生成高温烧结性积灰的能力。
它与灰的熔化性没有直接关系,完全由灰的成分决定。
当灰中碱性氧化物增多时,灰的烧结性增强。
火电厂的进出端系统和三大主要机组一、火电厂的燃料输入系统(卸、储、输煤系统),4、煤的分类煤的种类很多,性质也各不相同。
为对煤碳资源合理地开发利用,必须对煤进行分类。
我国煤的分类方法是首先根据表征煤的煤化程度的干燥无灰基挥发分Vdaf将煤分为三大类:
褐煤、烟煤和无烟煤,然后根据粘结指数G和其他辅助指标如干燥无灰基氢Hdaf、胶质层厚度Y等进行更细的分类。
(1)无烟煤是煤化程度最深的煤种,含碳量最多,一般为C。
50,挥发分含量最少,一般为Vdaf10。
另外,Aar625,Mar1-5,发热量很高,一般为2500032500kJkg。
它具有明亮的黑色光泽,机械强度高,不易研磨,储存时不易自燃。
因挥发分少,不易点燃,燃烧时火焰短,结焦性差。
(2)烟煤的煤化程度次之。
其所含水分和灰分较少,挥发分较多,故发热量也较高。
某些烟煤因含氢较多,其发热量甚至超过无烟煤;
也有一些劣质烟煤因灰分较多而使发热量较低。
烟煤易着火燃烧。
Vdaf25的烟煤在贮存时易自燃。
粘结指数较高的烟煤燃烧时易结焦。
(3)褐煤的煤化程度最差。
其外表呈棕褐色,类似木质,水分、灰分均较高,挥发分Vdaf37,发热量较低,Qar,net=1000021000kJkg,机械强度低,易着火,易风化;
不易储和远运。
火力发电厂动力用煤常根据Vdaf、Ad、Mar、Sd和灰的软化温度ST等五项进一步对煤划分等级,以适应锅炉设计、运行管理的需要。
火电厂的进出端系统和三大主要机组一、火电厂的燃料输入系统(卸、储、输煤系统),5、其他燃料
(1)液体燃料液体燃料主要是指重油和渣油,它们都是石油(原油)炼制后的残油。
其成分和煤一样,也包含碳、氢、氧、氮、硫、水分和灰分。
碳和氢是主要成分,含量变化不大。
水分和灰分含量极少,多为生产和运输过程中混人的杂质。
由于氢多灰少,所以重油容易着火和燃烧,且基本不存在炉内结渣和受热面磨损问题。
有的重油含硫较多,对受热面的腐蚀比较严重。
燃煤锅炉在点火和低负荷运行时也要使用油类燃料。
(2)气体燃料气体燃料主要是指天然气、高炉煤气、焦煤气和地下气化煤气。
其成分含量通常以容积百分数来表示。
各种气体燃料的成分和含量差别很大。
可燃成分有H2、CO、H2S、CH4、CmHn等,不可燃成分有N2、CO2、H2O等。
天然气有气田煤气和油田伴生煤气两种。
两者的发热量一般为3500054400kJNm3。
高炉煤气是高炉中焦碳部分燃烧和铁矿石部分还原作用所产生的副产品。
发热量只有38004200kJNm3。
焦炉煤气是焦化厂的副产品,其主要成分为H2、CH4,另有少量CO和其他杂质。
这种煤气的发热量为17000kJNm3,它是一种优质气体燃料。
(3)其他固体燃料电厂使用的固体燃料除煤之外还有油页岩和垃圾等。
油页岩一般由灰分和挥发分组成,其中灰分约为6070,挥发分约为3040。
以油页岩为燃料的火力发电厂已在我国开始出现。
垃圾是工业生产和人们生活过程中形成的废弃可燃物质,它的成分和发热量很不稳定。
以垃圾为燃料的火力发电厂尚处于初步发展阶段,规模较小,但是它是很有前途的。
(二)火电厂的燃料输入系统(卸、储、输煤系统)框图:
火电厂的进出端系统和三大主要机组,转运、与初加工(磁铁分离器、煤筛、碎煤机、煤磅、取样装置等,储煤场水路10-20天铁路5-15天,配煤,锅炉原煤仓,水上来煤抓煤机铁路来煤卸煤机械(链斗、螺旋等卸煤机或翻车机或用底开式车厢),二、锅炉机组
(一)电厂锅炉概述1、分类,第二部分:
火电厂的进出端系统和三大主要机组,一、锅炉机组
(一)电厂锅炉概述1、分类,(a)自然循环锅炉;
(b)强制循环锅炉;
(c)控制循环锅炉;
(d)直流锅炉,复合循环锅炉(a)全负荷复合;
(b)部分负荷复合,2、经济技术指标
(1)钢材消耗率:
单位蒸发量所用的钢材重量;
一般为2.55t.h/t
(2)可靠性指标:
1)连续运行时数指两次检修之间的运行时数;
2)事故率=(事故停用小时数/运行总时数与事故停用小时数之和)100%3)可用率=(运行与备用总时数之和/统计时间总时数)100%4)锅炉热效率gl=锅炉有效利用热Q1/锅炉输入热量Qr(正平衡法)或gl=100-(q2+q3+q4+q5+q6)式中:
q2排烟损失;
q3可燃气体不完全然受损失;
q4固体不完全然受损失;
q5散热损失;
q6其他如灰渣等热损失,一、锅炉机组
(一)电厂锅炉概述,
(二)锅炉制粉系统,1热风管;
2磨煤机;
3冷风入口;
4给煤机;
5原煤仓;
6闸板;
7锁气器;
8燃烧器;
9锅炉;
10送风机;
11空气预热器;
12压力冷风管;
13再循环器;
14二次风管;
15防爆门;
16下行干燥管;
17热一次风机;
18三次风;
19回粉管;
20排粉机;
21粗粉分离器;
22一次风箱;
23给粉机;
24混合器;
25排湿管;
26煤粉分离器;
27转换挡板;
28螺旋输粉机;
29煤粉仓,单进单出钢球磨煤机中间储仓式制粉系统图注,(三)锅炉本体结构,1、燃烧设备:
(1)炉膛;
(2)燃烧器;
(3)空气预热器。
2、汽水系统中的主要设备:
(1)省煤器;
(2)汽包;
(3)水冷壁;
(4)过热器和再热器。
(四)锅炉风烟系统中的主要设备:
1、通风设备:
(1)送风机;
(2)引风机2、环保设备:
(1)文丘里-捕滴器式除尘器;
(2)电除尘器;
(3)脱硫装置。
(五)锅炉给水设备:
给水泵。
(六)除渣设备:
碎渣机,HG2008182YM型控制循环锅炉图注,1汽包;
2下降管;
3分隔屏过热器;
4后屏过热器;
5屏式过热器;
6末级再热器;
7末级过热器;
8悬吊管;
9包覆管;
10过热蒸汽出口;
11墙式辐射过热器;
12低温过热器;
13省煤器;
14燃烧器;
15循环泵;
16水冷壁;
17空气预热器;
18磨煤机;
19除渣装置;
20一次风机;
21二次风机;
22再热蒸汽出口;
23给水进口;
24再热蒸汽进口,图3-5旋流燃烧器1一流风蜗壳;
2二次风螺壳;
3一次风管;
4二次风管;
5中心管,插喷油嘴用,1、锅炉燃烧设备:
(2)燃烧器(旋流、直流、旋风式煤粉浓缩型、直流缝隙式、PAX型-可浓缩煤粉型),图1双流道风罩转动的回转式空气预热器1烟罩;
2二次风风罩;
3一次风风罩;
4二次风蓄热板;
5一次风蓄热板;
6密封环;
7支座;
8轴;
9轴承,1、锅炉燃烧设备:
(3)空气预热器,1、锅炉燃烧设备:
(3)空气预热器,图2下风罩与静子结合面1径向密封面;
2二次风外环向密封面;
3一次风环向密封面;
4中心环向密封面,SG1025.7t/h强制循环锅炉的汽包及内部装置1蒸汽引出管座;
2汽水混合物引入管座;
3波形板干燥器;
4疏水管;
5弧形衬套;
6涡轮分离器;
7下降管进口联箱;
8焊接十字架;
9下降管短管;
10给水管;
11给水管支架;
12连续排污管,1、锅炉燃烧设备:
(1)汽包,1、锅炉燃烧设备:
(2)水冷壁,图锅炉的自然循环示意图1汽包;
3下联箱;
4上升管,1025th控制循环锅炉的过热蒸汽系统流程图1汽包;
2顶棚过热器进口集箱;
3顶棚过热器管;
4顶棚过热器出口集箱;
5尾部烟道两侧包覆管进口集箱;
6尾部烟道两侧包覆管;
7尾部烟道两侧包覆管出口集箱;
8低温对流过热器进口集箱;
9低温对流过热器管;
10低温对流过热器出口集箱;
11喷水减温器;
12饱和蒸汽旁通管;
13尾部烟道前墙包覆管进口集箱;
14水平烟道两侧包覆管进口集箱;
15水平烟道两侧包覆管;
16水平烟道两侧包覆管出口集箱;
17尾部烟道前墙包覆管;
18尾部烟道前墙包覆管出口集箱;
19尾部烟道后墙包覆管;
20分隔屏过热器进口集箱;
21分隔屏,22分隔屏出口集箱;
23后屏过热器进口集箱;
24后屏过热器管;
25后屏过热器出口集箱;
26末级高温过热器进口集箱;
27末级高温过热器管;
28末级高温过热器出口集箱;
29过热蒸汽引出管,1、锅炉燃烧设备:
(3)过热器,三、汽轮机机组,
(一)汽轮机机组概述1、汽轮机的分类,
(一)汽轮机机组概述,2、汽轮机运行的经济性指标
(1)循环热效率在理想条件下,1kg蒸汽在汽轮机内转换为机械功的热量与锅炉送出蒸汽热量之比。
目前已达40%以上。
(2)汽轮机相对内效率蒸汽在汽轮机内的有效比焓降与等熵比焓降之比。
(3)汽耗率汽轮发电机组每生产1Kw.h所需要的蒸汽量。
一般为3.03.2kg/(kw.h)。
(4)热耗率汽轮发电机组每生产1Kw.h所消耗的热量。
一般约为8000kJ/(kw.h)。
(一)汽轮机机组概述3、汽轮机运行的安全指标,
(1)可用率机组运行累计小时数及备用停机小时数之和与统计期间日历小时数的百分比。
(2)等效可用率(运行累计小时数+备用小时数-等效小时数)100%/(统计期间小时数)。
等效小时数为机组运行中降低出力小时数折算成机组全停的小时数。
(3)强迫停机率强迫停机小时数与统计期间小时数的百分比。
(4)等效强迫停机率=100%,汽轮机结构示意图1大轴;
2隔板;
3调节汽门;
4汽封;
5推力轴;
6轴承;
7叶轮;
8汽缸;
9叶片;
10联轴节,
(二)汽轮机本体结构,(三)汽轮机的热力系统及其辅助设备,1、汽轮机主要辅助系统示意图凝汽冷却、回热加热、旁路和疏水系统,(三)汽轮机的热力系统及其辅助设备,1、汽轮机的热力系统图注1锅炉;
2汽轮机;
3发电机;
4凝汽器;
5冷却塔;
6循环水泵;
7凝结水泵;
8抽气冷凝器;
9抽气器;
10低压加热器;
11除氧器;
12给水箱;
13给水泵;
14高压加热器;
15给水母管;
16第一级抽汽;
17第二级抽汽;
18第三级抽汽;
19分离器;
20起动抽气器,(三)汽轮机的热力系统及其辅助设备2、表面式凝汽器结构示意图,(三)汽轮机的热力系统及其辅助设备2、表面式凝汽器结构示意图注,2、表面式凝汽器结构图注1外壳;
2水室端盖;
3回流水室端盖;
4管板;
5冷却水管;
6蒸汽人口;
7热井;
8空气抽出口;
9空气冷却区;
10空气冷却区挡板;
11冷却水进水管;
12冷却水出口管;
13水室隔板;
14凝汽器汽侧空间;
15、16、17水室;
18喉部,(四)汽轮机调速系统和保护装置1、带放大机构的调速系统原理示意图,1调速器;
2滑块;
3滑阀;
4油动机活塞;
5调速汽门;
6汽轮机;
7发电机;
8传动齿轮,(四)汽轮机调速系统和保护装置2、汽轮机数字电液调节系统图,四、发电机机组
(一)同步发电机概述,1、同步发电机的原理示意图(一对磁极)16定子绕组;
N、S转子磁极,
(一)同步发电机概述2、同步发电机的分类,3-2国产300MW汽轮发电机主要参数,4、汽轮发电机的发展概况:
(1)大容量机组有如下优越性:
1)可降低发电机的造价和材料的消耗量。
如一台600MW机组的单位材料消耗是一台100MW机组的60左右。
2)可降低电厂的基建安装费。
若以200MW机组单位安装费为100,则500MW机组的单位安装费只需85左右o3)可降低运行费用。
由于大容量机组实行微机监控,自动控制功能大大提高,运行人员和装置减少,从而降低了运行和维护费用。
(2)发电机组容量的增大与冷却介质关系:
1)定子、转子均采用氢表冷时,汽轮发电机的极限容量是100MWo2)定子氢表冷、转子氢内冷时,汽轮发电机的容量可达250MWo3)定子、转子绕组均采用氢内冷时。
发电机的容量可达约1000MW。
4)转子采用氢内冷,定子铁芯采用氢表冷,定子绕组采用水内冷,即简称水氢氢冷却方式,其单机极限容量可达1200MW。
(3)发电机“超导化”的研究与应用:
即转子绕组采用超导材料,使励磁绕组产生高的气隙磁密,可将单机极限容量提高3倍,即达3600MW。
1979年美国西屋公司开始研制300MW大型超导汽轮发电机,1983年制成样机,由于各方面的原因一直未正式并网发电。
前苏联后来居上,列宁格勒(现圣彼得堡)的“电力”工厂开发的300MVA大型超导汽轮发电机已并网发电成功,正研制1200MVA的超导汽轮发电机。
(二)汽轮发电机的构造,1、定子:
定子铁芯;
定子绕组;
机座与端盖。
2、转子:
转子本体(铁芯部分)、转子绕组、风扇。
(三)发电机的冷却系统1、冷却方式:
空气冷却;
氢外冷;
氢内冷;
水内冷。
2、QFSN-300-2型汽轮发电机的冷却系统水-氢-氢方式:
即定子绕组是水内冷式、转子绕组是氢内冷式、定子铁芯是氢外冷式。
(四)汽轮发电机的励磁系统1、直流励磁机励磁系统;
2、交流励磁机静止整流器励磁系统;
3、交流励磁机旋转硅整流器励磁系统;
4、自并励里磁(静止励磁)系统,五、火电厂的电能输出系统(火电厂的变配电装置),
(一)电气主接线
(二)电力变压器(三)高压开关设备1、断路器;
2、隔离开关。
(四)高压配电装置,
(一)中型火电厂电气主接线,
(二)电力变压器,图7-1变压器基本原理示意图,(三)高压开关设备1、OFTPB-250-40LPAR型钢罐落地式SF6断路器的一相结构图,(三)高压开关设备2、GW4-220D型双柱式
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 火力发电厂 概论