火力發電壹般是指利用石油、煤炭、天然氣等燃料燃燒產生的熱能加熱水,使水變成高溫高壓蒸汽,然後蒸汽帶動發電機發電的方式的總稱。以煤、石油或天然氣為燃料的發電廠統稱為火力發電廠。火力發電廠的主要設備系統包括:燃料供應系統、給水系統、蒸汽系統、冷卻系統、電氣系統和其他輔助工藝設備。火力發電系統主要由燃燒系統(以鍋爐為核心)、汽水系統(主要由各種泵、熱水器、冷凝器、管道、水冷壁等組成。)、電氣系統(主要是汽輪發電機、主變壓器等。)、控制系統等。前兩者產生高溫高壓蒸汽;電氣系統實現熱能、機械能向電能的轉化;控制系統確保各系統安全、合理、經濟地運行。火力發電的重要問題是通過改善鍋爐的參數(蒸汽壓力和溫度)來提高熱效率。在20世紀90年代,世界上最好的火力發電廠能夠將大約40%的熱能轉化為電能。大型供熱電廠的熱能利用率只能達到60% ~ 70%。此外,火力發電消耗大量煤炭和石油,造成環境汙染,也成為人們越來越關註的問題。火力發電廠是以煤為壹次能源,利用帶式輸送機技術將處理後的煤粉輸送到鍋爐的火力發電廠。煤粉燃燒加熱鍋爐,使鍋爐內的水變成蒸汽,經過壹次加熱後,蒸汽進入高壓缸。為了提高熱效率,蒸汽要進行第二次加熱,蒸汽將進入中壓缸。來自中壓缸的蒸汽用於驅動渦輪發電機發電。從中壓缸進入對稱的低壓缸。做功後的蒸汽壹部分從中段抽出,供給煉油、化肥等兄弟企業,其余流經冷凝器進行水冷,成為40度左右的飽和水作為回用水。溫度約為40度的飽和水通過凝結水泵和低壓加熱器到達除氧器。此時,溫度約為160度的飽和水由除氧器除氧,由給水泵送至高壓加熱器。高壓加熱器利用再熱蒸汽作為加熱燃料,最終流入鍋爐再利用。以上是壹個制作過程。火力發電廠基本生產流程火力發電廠主要生產系統包括汽水系統、燃燒系統和電氣系統,具體描述如下:(1)汽水系統:火力發電廠汽水系統由鍋爐、汽輪機、凝汽器、高低壓加熱器、凝結水泵和給水泵組成,包括汽水循環、化學水處理和冷卻系統。水在鍋爐中被加熱成為蒸汽,蒸汽被過熱器進壹步加熱成為過熱蒸汽,然後通過主蒸汽管道進入汽輪機。由於蒸汽的不斷膨脹,高速流動的蒸汽推動汽輪機的葉片旋轉,從而帶動發電機。為了進壹步提高其熱效率,壹般從汽輪機的壹些中間級抽取壹些做功的蒸汽來加熱給水。這種給水再生循環用於現代大型汽輪機。此外,超高壓機組還采用再熱循環,即把工作了壹段時間的蒸汽全部從汽輪機高壓缸出口抽出,在送入鍋爐的再熱蒸汽中加熱,然後引入燃氣輪機中壓缸繼續膨脹做功,中壓缸送出的蒸汽送入低壓缸繼續做功。在蒸汽不斷做功的過程中,蒸汽的壓力和溫度不斷降低,最後排入冷凝器,被冷卻水冷卻,凝結成水。冷凝水集中在冷凝器的下部,由凝結水泵抽至低壓進行加熱,然後通過除氧進行脫氣。給水泵將預熱除氧後的水送入高壓加熱器,加熱後的熱水被泵入鍋爐,再熱器將水加熱成過熱蒸汽送入汽輪機做功,如此反復做功。汽水系統中的蒸汽和冷凝水由於要疏通的管道多,要經過的閥門和設備多,不可避免地會跑、冒、滴、漏,或多或少會造成水的損失。所以必須不斷向系統補充化學處理的軟化水,壹般都是補充到除氧器。(二)燃燒系統燃燒系統由輸煤、磨煤、粗細分離、出粉、給粉、鍋爐、除塵、分流組成。由皮帶機從煤場運出,經過電磁鐵和磨煤機,然後進入煤倉之間的煤倉,再通過給煤機進入磨煤機進行粉磨。研磨後的煤粉通過空氣預熱器出來的熱風送入粗分離器,粗分離器通過排粉機將合格煤粉(不合格煤粉送回磨煤機)送入粉倉,煤粉由給粉機抽入燃燒器,送入鍋爐燃燒。通過靜電除塵將煙氣中的粉塵去除,然後將煙氣送入脫硫裝置,被漿液噴出的氣體通過抽風機送入煙囪排入天空。(3)發電系統發電系統由輔助勵磁機、勵磁盤、主勵磁機(備用勵磁機)、發電機、變壓器、高壓斷路器、升壓站和配電裝置組成。發電是指副勵磁機(永磁體)發出高頻電流,副勵磁機發出的電流流經勵磁合並,然後送到主勵磁機。主勵磁機發電後,通過調壓器和滅磁開關送至發電機轉子,當發電機轉子轉動其定子線圈時,感應出電流。強大的電流通過發電機出口分成兩路,壹路送至廠用電變壓器,另壹路送至SF6高壓斷路器,送至電網。火力發電廠的基本生產流程本文介紹了汽輪機發電的基本生產流程。火電廠的燃料主要是煤和石油(主要是重油和天然氣)。中國的火力發電廠以燃煤為主,過去也建了壹批燃油電廠。目前的政策是盡可能減少燃油電廠,所有新建電廠都將燃燒煤炭。火力發電廠由三個主要設備——鍋爐、汽輪機、發電機和相應的輔助設備組成,它們通過管道或線路連接起來,形成主要的生產系統,即燃燒系統、汽水系統和電氣系統。生產過程簡述如下。1.燃燒系統的燃燒系統如圖1-L所示,包括鍋爐的燃燒部分和輸煤、除灰、煙氣排放系統。煤由皮帶輸送到鍋爐車間的煤鬥,在磨煤機中磨成煤粉,然後與預熱器預熱的空氣壹起噴入爐內燃燒,將煤的化學能轉化為熱能。除塵器除灰後,煙氣由引風機抽出,通過高大的煙囪排入大氣。除塵器下部的爐渣和細灰由灰泵排至灰場。2.汽水系統流程如圖1-2所示,包括汽水循環、水處理系統和由鍋爐、汽輪機、凝汽器、給水泵組成的冷卻水系統。水在鍋爐中被加熱蒸發成蒸汽,再由過熱器進壹步加熱成為具有規定壓力和溫度的過熱蒸汽,然後通過管道送入汽輪機。在汽輪機中,蒸汽不斷膨脹,高速流動,沖擊汽輪機轉子,以額定轉速(3000 r/min)旋轉,將熱能轉化為機械能,帶動與汽輪機同軸的發電機發電。在膨脹過程中,蒸汽的壓力和溫度不斷降低。做功後蒸汽從汽輪機下部排出。排出的蒸汽稱為乏汽,排入凝汽器。在冷凝器中,汽輪機的排汽被冷卻水冷卻,凝結成水。凝結在凝汽器下部的水,經凝結水泵升壓後,進入低壓加熱器和除氧器,以提高水溫和除氧(防止爐管腐蝕等)。),然後由給水泵進壹步升壓,再進入高壓加熱器返回鍋爐,完成水-汽-水的循環。給水泵後的冷凝水稱為給水。汽水系統在循環過程中總會有壹些蒸汽和冷凝水的損失,所以必須不斷地向給水系統補充經過化學處理的水。補充水進入除氧器,並由給水泵與冷凝水壹起泵入鍋爐。3.電氣系統電氣系統如圖1-3所示,包括發電機、勵磁系統、廠用電系統和升壓站。發電機的端電壓和電流隨其容量而變化,電壓壹般在10 ~ 20kV之間,電流可達幾千安培至20kA。因此,發電機發出的電壹般由主變壓器升壓後,通過變電站高壓電氣設備和輸電線路送至電網。少量的電,經輔助變壓器降壓後,通過輔助配電裝置和電纜,供給廠內風機、水泵、照明等各種輔助設備。壹、火電廠分類1。燃煤電廠按燃料分類:燃煤電廠;燃油電廠:以石油(實際上是提取汽油、煤油和柴油後的油渣)為燃料的電廠;燃氣電廠:以天然氣、煤氣等可燃氣體為燃料的電廠;余熱電廠:利用工業企業的各種余熱發電的電廠;此外,還有使用垃圾和工業廢料作為燃料的發電廠。2.按原動機分類的冷凝式燃氣輪機發電廠蒸汽輪機發電廠內燃機發電廠蒸汽-燃氣輪機發電廠。凝汽式發電廠按能源供應分類:只對外供應電能的發電廠:同時對外供應電能和熱能的發電廠4。小容量電廠按裝機容量分類:總裝機容量在100MW以下的電廠;中等容量電廠:總裝機容量100-250 MW的電廠;大中容量電廠:總裝機容量250-600 MW的電廠;大容量電廠:總裝機容量600-1000 MW的電廠;超大容量電廠:總裝機容量超過1000MW的電廠。5.中低壓電站按蒸汽壓力和溫度分類:蒸汽壓力3.92MPa(40kgf/cm2)、溫度450℃的電站,單臺功率小於25MW;高壓電廠:蒸汽壓力9.9MPa(101kgf/cm2),溫度540℃,單臺功率小於100MW的電廠;;超高壓電廠:蒸汽壓力13.83 MPa(141 kgf/cm2),溫度540/540℃,單臺功率小於20MW的電廠;;亞臨界壓力電廠:蒸汽壓力壹般為16.77 MPa(171 kgf/cm2),
壹個溫度為540/540℃的發電廠,其單機功率為
300MW到1000 MW;超臨界壓力電廠:蒸汽壓力大於22.11 MPa(225.6 kgf/cm2),溫度為550/550℃,機組功率為
600MW及以上。6.區域電廠按供電範圍分類:在電網中運行並承擔壹定區域供電的大中型電廠;孤立電廠:未納入電網,獨立運行的電廠;自備電廠:大型企業建設的,主要用於本單位用電的電廠(壹般接入電網)。二、火力發電廠的生產流程雖然火力發電廠的類型很多,但從能量轉換的角度來看,它們的生產流程基本相同。它們都是將燃料燃燒的熱能通過鍋爐產生高溫高壓蒸汽,帶動汽輪機做功產生機械能,由發電機轉化為電能,最後通過變壓器將電能送入電力系統。三。火電廠的特點與水電廠和其他類型的電廠相比,火電廠具有以下特點:1,布局靈活,裝機容量大小可根據需要確定。2.建設周期短,壹般比水電廠短壹半甚至更短。壹次性建設投資較少,只有水電廠的壹半左右。3.耗煤量大。目前,用於發電的煤炭約占中國煤炭總產量的25%。加上運煤和大量水的成本,其生產成本比水力發電高3-4倍。4.電力設備多,發電機組控制和運行復雜,廠用電和運行人員比水電廠多,運行成本高。5.汽輪機啟停過程時間長,費用大,不適合調峰供電。6.對空氣和環境的嚴重汙染。火力發電用煤品種及工藝分析電力是國民經濟發展的重要能源,火力發電是我國和世界上許多國家生產電力的主要方式。鍋爐內燃煤釋放的熱量將水加熱成具有壹定壓力和溫度的蒸汽,然後蒸汽沿管道進入汽輪機膨脹做功,帶動發電機高速旋轉,從而發電。汽輪機內完成的蒸汽排入冷卻器凝結成水,再由凝結水泵送至除氧器。在除氧器中,水被汽輪機排汽管抽出的蒸汽加熱,所含氣體被除去,最後被給水泵送回鍋爐,反復參與上述循環。顯然,在這個火力發電廠中有三種類型的能量轉換過程:鍋爐中的煤的化學能被轉換成熱能;熱能在汽輪機中轉化為機械能;機械能在發電機裏轉化為電能。進行能量轉換的主要設備——鍋爐、汽輪機和發電機——被稱為火力發電廠的三大主機,而鍋爐是三大主機中最基本的能量轉換設備。
1.電站鍋爐。發電鍋爐被稱為電站鍋爐。目前,我國大型電廠普遍采用煤粉鍋爐和沸騰鍋爐。電站鍋爐與其他工廠使用的工業鍋爐相比,有以下明顯特點:①電站鍋爐容量大;②電站鍋爐蒸汽參數高;(3)電站鍋爐自動化程度高,運行基本實現了機械化和自動化,適應負荷變化的能力很強。目前工業鍋爐只是處於半機械化到全機械化的過程中;④電站鍋爐熱效率高,高達90%以上,工業鍋爐熱效率大多在60%-80%之間。
2.發電站用煤的分類。火電廠燃燒的煤通常稱為動力煤,其分類方法主要以煤的幹無灰揮發分為依據。
3.煤粉的制備。煤粉爐燃燒所用的煤粉是經過磨煤機磨制的不規則細煤粒,平均粒徑為0.05~0.01mm,20~50μm(微米)以下的顆粒占絕大多數。煤粉由於顆粒小,表面積大,可以吸收大量空氣,具有前所未有的性質——流動性。煤粉粒徑越小,水分含量越小,其流動性越好。但如果煤粉粒徑過小或過幹,則會出現煤粉自流現象,使給煤機工作特性不穩定,鍋爐運行調整困難。此外,煤粉與O2接觸時被氧化,在壹定條件下可能導致煤粉自燃。在制粉系統中,煤粉由氣體輸送。當煤氣和煤粉的混合物遇到火花時,火源會膨脹,產生更大的壓力,從而引起煤粉爆炸。
鍋爐燃燒用煤粉的細度應由以下條件決定:希望在燃燒時將煤粉磨細,這樣可以適當減少送風量,減少q2和q4的損失;從制粉系統方面,希望對煤粉進行粗磨,以降低煤磨的電耗和金屬消耗。因此,在選擇煤粉細度時,應使上述損失之和最小。總損失連續較小的煤粉細度稱為“經濟細度”。可以看出,對於揮發份和可燃性較高的煤,或者煤粉顆粒均勻的制粉設備,以及壹些強化燃燒的鍋爐,煤粉細度可以適當大壹些,以節省磨煤能耗。由於各種煤的硬度、硬度不同,其耐磨性也不同,所以各種煤的經濟細度也不同。
4.煤粉燃燒。煤粉制備系統制得的煤粉通過煤粉燃燒器進入爐膛。燃燒器是煤粉鍋爐的主要燃燒設備。燃燒器有三個作用:壹是保證煤粉氣流噴入爐內後迅速著火;其次,壹、二次風可以強烈混合,保證煤粉充分燃燒;第三,讓火焰充滿爐膛,減少死區。煤粉氣流通過燃燒器進入爐膛後,煤的燃燒過程開始。燃燒過程的三個階段與其他爐型基本相同。不同的是,這種爐型燃燒前的準備階段和燃燒階段都很短,而燃盡階段相對較長。
5.發電用煤的質量要求。電廠煤粉鍋爐對煤的應用範圍很廣,可設計燃用高揮發分褐煤或低揮發分無煙煤。但對於壹臺已安裝的鍋爐來說,不可能燃燒各種揮發煤,因為受到燃燒器類型和爐膛結構的限制。發電用煤的質量指標有:①揮發分。它是鑒定煤的著火特性的首要指標。揮發物含量越高,越容易著火。根據鍋爐設計要求,給煤中揮發分的值不應變化太大,否則會影響鍋爐的正常運行。比如原設計由燃用低揮發分煤改為燃用高揮發分煤,可能會因為火焰中心靠近燃燒器出口而導致燃燒器停運;如果原設計是燃用高揮發分煤而不是低揮發分煤,會因為點火較晚導致燃燒不完全,甚至發生熄火事故。因此,在供應煤時,盡量按原設計供應揮發分煤或類似的煤。②灰分。灰分會降低火焰傳播速度,延遲點火時間,使燃燒不穩定,降低爐膛溫度。3水分。水分是燃燒過程中的有害物質之壹。它在燃燒過程中吸收大量熱量,對燃燒的影響比灰大得多。4熱值。熱值是鍋爐設計的重要依據。由於電廠煤粉對煤種的適應性很強,只要煤的發熱量大體符合鍋爐設計要求。⑤灰分熔點。由於煤粉爐的火焰中心溫度大多在1500℃以上,在這個高溫下,煤灰大多處於軟化或流體狀態。⑥煤的硫含量。硫是煤中的有害雜質,雖然對燃燒本身沒有影響,但其含量過高,對設備腐蝕和環境汙染非常嚴重。所以電廠用煤的含硫量不能太高,壹般要求是最高含硫量不超過2.5%。& lt/p & gt;