火力发电流程

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1、火力发电厂中文名称：火力发电厂英文名称：thermal power plant fossil-fired power plant;thermal power pla nt火力发电厂简称火电厂，是利用煤、石油、天然气作为燃料生产电 能的工厂，它的基本生产过程是：燃料在锅炉中燃烧加热水使成蒸汽， 将燃料的化学能转变成热能，蒸汽压力推动汽轮机旋转，热能转换成机 械能，然后汽轮机带动发电机旋转，将机械能转变成电能。生产过程 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

2、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。火力发电厂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

3、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。具有热势能的过热蒸汽经管道引入汽轮机后，便将热势能 转变成动能。高速流动的蒸汽推动汽轮机转子转动，形成机械能。汽轮机的转子与发电机的转子通过连轴器联在一起。当汽轮机转子 转动时便带动发电机转子转动。在发电机转子的

4、另一端带着一太小直流 发电机，叫励磁机。励磁机发出的直流电送至发电机的转子线圈中，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转变为电能。电能经变压器将电压升压后，由输电 线送至电用户。释放出热势能的蒸汽从汽轮机下部的排汽口排出，称为乏汽。乏汽 在凝汽器内被循环水泵送入凝汽器的冷却水冷却，从新凝结成水，此水 成为凝结水。凝结水由凝结水泵送入低压加热器并最终回到除氧器内， 完成一个循环。在循环过程中难免有汽水的泄露，即汽水损失，因此要适量地向循环系统 内补给一些水，以保证循环的正常进行。高、

5、底压加热器是为提高循环 的热效率所采用的装置，除氧器是为了除去水含的氧气以减少对设备及 管道的腐蚀。以上分析虽然较为繁杂，但从能量转换的角度看却很简单，即燃料 的化学能f蒸汽的热势能f机械能f电能。在锅炉总，燃料的化学能转 变为蒸汽的热能；在汽轮机中，蒸汽的热能转变为轮子旋转的机械能； 在发电机中机械能转变为电能。炉、机、电是火电厂中的主要设备，亦 称三大主机。与三大主机相辅工作的设备成为辅助设备或称辅机。主机 与辅机及其相连的管道、线路等称为系统。火电厂的主要系统有燃烧系 统、汽水系统、电气系统等。除了上述的主要系统外，火电厂还有其它一些辅助生产系统，如燃 煤的输送系统、水的化学处理系统、灰

6、浆的排放系统等。这些系统与主 系统协调工作，它们相互配合完成电能的生产任务。大型火电厂的保证 这些设备的正常运转，火电厂装有大量的仪表，用来监视这些设备的运 行状况，同时还设置有自动控制装置，以便及时地对主辅设备进行调节。 现代化的火电厂，已采用了先进的计算机分散控制系统。这些控制系统 可以对整个生产过程进行控制和自动调节，根据不同情况协调各设备的 工作状况，使整个电厂的自动化水平达到了新的高度。自动控制装置及 系统已成为火电厂中不可缺少的部分。电厂分类按燃料分燃煤发电厂，燃油发电厂，燃气发电厂，余热发电厂，以垃圾及工 业废料为燃料的发电厂；按原动机分凝气式汽轮机发电厂，燃气轮机发电厂，内燃机

7、发电厂，蒸汽一燃 汽轮机发电厂等；按输出能源分，凝汽式发电厂（只发电），热电厂（发 电兼供热）；按蒸汽压力和温度分中低压发电厂（392MPa, 450度），高压发电厂（99MPa, 540 度），超高压发电厂（1383MPa,540度），亚临界压力发电厂（1677MPa, 540度），超临界压力发电厂（2211MPa, 550度）； 按发电厂装机容量分小容量发电厂（100MW以下），中容量发电厂（100-250MW）, 大中容量发电厂（250-1000MW）,大容量发电厂（1000MW以上）； 电力发展火力发电是现在电力发展的主力军，在现在提出和谐社会，循环经 济的环境中，我们在提高火电技术的

8、方向上要着重考虑电力对环境的影 响，对不可再生能源的影响，虽然现在在中国已有部分核电机组，但火 电仍占领电力的大部分市场，近年电力发展滞后经济发展，全国上了许 多火电厂，但火电技术必须不断提高发展，才能适应和谐社会的要求。十五期间中国火电建设项目发展迅猛。2001年至2005年8月， 经国家环保总局审批的火电项目达472个，装机容量达344382MW, 其中2004年审批项目135个，装机容量107590MW,比上年增长207%； 2005年1至8月份，审批项目213个，装机容量168546MW,同比增 长420%。如果这些火电项目全部投产，届时中国火电装机容量将达582亿千瓦，比2000年增

9、长 145%。2006年12月，全国火电发电量继续保持快速增长，但增速有所回 落。当月全国共完成火电发电量2266亿千瓦时，同比增长15.5%，增 速同比回落1个百分点，环比回落3.3个百分点；随着冬季取暖用电的 增长，火电发电量环比增长较快，12月份与上月相比火电发电量增加 223亿千瓦时，环比增长109%。2006年1-12月，全国火电发电量为 230,087,958.32万千瓦小时，同比增长15.8%，增速高于2005年同期 3.3个百分点。2007年1-10月，全国火电发电量为217,564,78355万千瓦小时， 比上年同期增长了 16.04% o 8月份的火电发电量最高，为23,9

10、04,609.94 万千瓦小时，同比增长了 10.19%o我们必须不断的向系统中补充经过 化学处理过的软化水，这些补给水一般都补入除氧器中。基本原理汽水系统火力发电厂的汽水系统是由锅炉、汽轮机、凝汽器、高低压加热器、 凝结水泵和给水泵等组成，他包括汽水循环、化学水处理和冷却系统等。 水在锅炉中被加热成蒸汽，经过热器进一步加热后变成过热的蒸汽，再 通过主蒸汽管道进入汽轮机。由于蒸汽不断膨胀，高速流动的蒸汽推动 汽轮机的叶片转动从而带动发电机。为了进一步提高其热效率，一般都 从汽轮机的某些中间级后抽出作过功的部分蒸汽，用以加热给水。在现 代大型汽轮机组中都采用这种给水回热循环。此外，在超高压机组中

11、还 采用再热循环，既把作过一段功的蒸汽从汽轮机的高压缸的出口将作过 功的蒸汽全部抽出，送到锅炉的再热汽中加热后再引入气轮机的中压缸 继续膨胀作功，从中压缸送出的蒸汽，再送入低压缸继续作功。在蒸汽 不断作功的过程中，蒸汽压力和温度不断降低，最后排入凝汽器并被冷 却水冷却，凝结成水。凝结水集中在凝汽器下部由凝结水泵打至低压加 热再经过除氧气除氧，给水泵将预加热除氧后的水送至高压加热器，经 过加热后的热水打入锅炉，再过热器中把水已经加热到过热的蒸汽，送 至汽轮机作功，这样周而复始不断的作功。在汽水系统中的蒸汽和凝结 水，由于疏通管道很多并且还要经过许多的阀门设备，这样就难免产生 跑、冒、滴、漏等现象

12、，这些现象都会或多或少地造成水的损失，因此 我们必须不断的向系统中补充经过化学处理过的软化水，这些补给水一 般都补入除氧器中。燃烧系统燃烧系统是由输煤、磨煤、粗细分离、排粉、给粉、锅炉、除尘、 脱流等组成。是由皮带输送机从煤场，通过电磁铁、碎煤机然后送到煤 仓间的煤斗内，再经过给煤机进入磨煤机进行磨粉，磨好的煤粉通过空 气预热器来的热风，将煤粉打至粗细分离器，粗细分离器将合格的煤粉 （不合格的煤粉送回磨煤机），经过排粉机送至粉仓，给粉机将煤粉打 入喷燃器送到锅炉进行燃烧。而烟气经过电除尘脱出粉尘再将烟气送至 脱硫装置，通过石浆喷淋脱出流的气体经过吸风机送到烟筒排人天空。发电系统发电系统是由副励

13、磁机、励磁盘、主励磁机（备用励磁机）、发电 机、变压器、高压断路器、升压站、配电装置等组成。发电是由副励磁 机（永磁机）发出高频电流，副励磁机发出的电流经过励磁盘整流，再 送到主励磁机，主励磁机发出电后经过调压器以及灭磁开关经过碳刷送 到发电机转子，当发电机转子通过旋转其定子线圈便感应出电流，强大 的电流通过发电机出线分两路，一路送至厂用电变压器，另一路则送到 SF6高压断路器，由SF6高压断路器送至电网。 我国目前最大的火电 厂：浙江北仑港电厂，装机容量300万KW （即3000MW）, 5台60 万 KW（600MW）机组。燃料构成火电厂的燃料构成决定于国家资源情况和能源政策。20世纪80

14、年 代以后，中国火电厂的燃料主要是煤。1987年，火电厂发电量的87% 是煤电，其余13%是烧油或其他燃料发出的。有烟煤资源或依赖进口 煤的国家，其火电厂主要燃用烟煤，因其热值高、易燃。其他煤种占较 大比重的国家，有用褐煤（德国、澳大利亚）、无烟煤（前苏联、西班 牙、朝鲜等）的；中国燃用煤一半以上是烟煤，贫煤次之，无烟煤在 10%以下。一些国家还根据石油国际市场的情况，采用燃油和天然气发 电机组。除蒸汽机组外，还有的用燃气轮机和内燃机发电机组。70年 代以来，燃气-蒸汽联合循环机组发电的火电厂得到重视。组成与流程现代化火电厂是一个庞大而又复杂的生产电能与热能的工厂。它由 下列5个系统组成：燃料

15、系统。燃烧系统。汽水系统。电气系 统。控制系统。在上述系统中，最主要的设备是锅炉、汽轮机和发电 机，它们安装在发电厂的主厂房内。主变压器和配电装置一般装放在独 立的建筑物内或户外，其他辅助设备如给水系统、供水设备、水处理设 备、除尘设备、燃料储运设备等，有的安装在主厂房内，有的则安装在 辅助建筑中或在露天场地。火电厂基本生产过程是，燃料在锅炉中燃烧， 将其热量释放出来，传给锅炉中的水，从而产生高温高压蒸汽；蒸汽通 过汽轮机又将热能转化为旋转动力，以驱动发电机输出电能。到80年 代为止，世界上最好的火电厂的效率达到40%，即把燃料中40%的热 能转化为电能。在上述系统的所有设备中，最主要的设备是

16、锅炉、汽轮机和发电机， 它们安装在发电厂的主厂房内。主变压器和配电设备一般是安装在独立 的建筑物内和户外;其他辅助设备如给水系统、供水设备、水处理设备、 除尘设备、燃料储运设备等，有的安装在主厂房内，有的则是安装在辅运行近代火电厂由大量各种各样的机械装置和电工设备所构成。为了生 产电能和热能，这些装置和设备必须协调动作，达到安全经济生产的目 的。这项工作就是火电厂的运行。为了保证炉、机、电等主要设备及各 系统的辅助设备的安全经济运行，就要严格执行一系列运行规程和规章 制度。火电厂的运行主要包括3个方面，即起动和停机运行、经济运行、 故障与对策。火电厂运行的基本要求是保证安全性、经济性和电能的质

17、 量。就安全性而言，火电厂如不能安全运行，就会造成人身伤亡、设备 损坏和事故，而且不能连续向用户供电，酿成重大经济损失。保证安全 运行的基本要求是：设备制造、安装、检修的质量要优良；遵守调 度指令要求，严格按照运行规程对设备的启动与停机以及负荷的调节进 行操作；监视和记录各项运行参数，以便尽早发现运行偏差和异常现 象，并及时排除故障；巡回监视运行中的设备及系统是否处于良好状 态，以便及时发现故障原因，采取预防措施；定期测试各项保护装置，以确保 其动作准确、可靠。就经济性而言，火电厂的运行费用主要是燃料费。因此，采用高效 率的运行方式以减少燃料消耗费是非常重要的。具体措施有以下3点。 滑参数起停

18、。滑参数起动可以缩短起动时间，具有传热效果好、 带负荷早、汽水损失少等优点。滑参数停机可以使机组快速冷却，缩短 检修停机时间，提高设备利用率和经济性。 加强燃料管理和设备的运行管理。定期检查设备状态、运行工况， 进行各种热平衡和指标计算，以便及时采取措施减少热损失。 根据各类设备的运行性能及其相互间的协调、制约关系，维持各 机组在具有最佳综合经济效益的工况下运行；在电厂负荷变动时,按照 各台机组间最佳负荷分配方式进行机组出力的增、减调度。电厂在安全、经济运行的情况下，还要保证电能的质量指标，即在 负荷变化的情况下，通过调整以保持电压和频率的额定值，满足用户的 要求。保护与控制火电厂中锅炉、汽轮

19、机、发电机之间的关系极为密切。任何一个环 节出现事故都会影响电厂的安全经济运行。因此，为了保证火电厂的安 全经济运行，必须装备完善的保护控制装置和系统。基本的保护方式有 以下3种。 联锁保护：当某一设备或工况出现异常现象时，相关联的设备联 动跳闸，切除有故障的设备或系统，备用的设备或系统立即投入运行。 继电器组成的保护：以热工参量和电气参量的限值，以及设备元 件的条件联系为动作判据，采用各种继电器组成保护回路，对某一设备 或系统进行保护。 固定的保护装置:有机械的、电动的保护装置，如锅炉的安全门、 汽轮机的危急保安器、电机的过电压保护器等。近代的单元机组均采用综合保护连锁系统，即将机、炉、电的

20、分别 保护与单元的整体保护系统相互协调，形成一个完善的保护系统。火电厂的基本控制方式有以下3种。 就地控制：锅炉、汽轮机、发电机及辅助设备就地单独进行控制。 这种方式适用于小型电厂。 集中控制：将锅炉、汽轮机、发电机联系起来进行集中控制。例 如大型电厂采用的机、炉、电单元的集中控制。 综合自动控制：将电厂的整个生产过程作为一个有机整体进行控 制，以实现全盘自动化。上世纪80年代，大型电厂多采用单元机组。对于单元机组自动调 节系统的主要控制方式有以下3种。 锅炉跟踪调节方式：由电力负荷指令操作调节汽轮机的阀门，以 控制发电机的出力。而在锅炉方面则调节燃料输入，保证其产生的蒸汽 在流量和参数方面满

21、足汽轮机的需要。 汽轮机跟踪调节方式：以电力负荷指令控制燃料的输入，改变锅 炉出力；对于汽轮机，则通过调节汽压以决定负荷。 机、炉协调控制方式：将机、炉、电作为一个统一整体进行控制， 以机、炉共同调整机组的负荷来适应外界负荷变化的要求。现代化电厂多采用程序控制，以提高自动化水平。程序控制是将生 产过程中大量分散的操作，按辅机与热力系统的工艺流程划分为若干有 规律的程序进行控制，并结合保护、联锁条件，使运行人员通过少数开 关式按钮，即可由程控系统自动完成控制系统的操作。随着计算机应用的日益扩大，特别是微机及微处理器的发展，现代 火电厂的自动化已实现以小型机、微机和微处理器为基础的分层综合控 制方式。火力发电与热电区别火力是指烧煤发电，热电是指烧煤或油或天然气，来供工业用或取 暖用气，现在为了提高效率节省能源，一般是发电与供热联合方式。既 是在气轮机某一级抽出一部分气来供热，其余的仍冲转气轮机 带动发电机发电，两者可调整，可供热多发电少，也可供热少发电多。 目前中国受能源政策影响，正在大力发展核电（广东大亚弯），水电（长 江三峡），这些也可供热，有的国为了节约能源，有风力与地热发电， 而中国很少。也就是说火力发电厂主要是用来发电的。热电厂，主要是提供热能 的，也可是火力发电厂的副产品。