徐矿动力站(新编)

徐矿集团煤制气动力分厂第一节前言动力分厂新建5×50MW国产高压、抽凝式直接空冷汽轮机组，7×470t/h国产、9.81MPa、540℃、无中间再热褐煤锅炉，并预留一炉一机。

动力车间一次设计，分期建设，一期建设4炉3机。

锅炉烟气采用氨法脱硫装置，并预留脱硝场地。

锅炉选用哈尔滨锅炉厂有限责任公司生产的470t/h褐煤锅炉，为高压、图9-1 煤粉锅炉及其辅助系统示意图1-原煤斗；2-给煤机；3-磨煤机；4-汽包；5-高温过热器；6-屏式过热器；7-下降管；8-炉膛水冷壁；9-燃烧器；10-下联箱；11-低温过热器；12-再热器；13-再热蒸汽出口；14-再热蒸汽进口；15-省煤器；16-给水；17-空气预热器；18-排粉风机；19-排渣装置；20-送风机；21-除尘器；22-引风机；23-烟囱以上所提到的汽包、水冷壁、过热器、再热器、省煤器、空气预热器、燃烧器和排渣装置都是锅炉的部件。

这些部件加上其间的连接管道（烟道和风管）、构架（包括平台扶梯）和炉墙等组成的整体，称为锅炉本体。

要保证锅炉本体连续可靠地运行，还必须有连接的烟、风管道及各种辅助系统和附属设备，组成统一的锅炉机组才行。

所谓锅炉机组是指锅炉本体加上锅炉范围内的烟、风管道、煤粉管道、燃料管道及其附属设备、测量仪表及其他必要的附属机械。

锅炉机组的辅助系统和附属设备较多。

现代电站锅炉的辅助系统包括：输煤系统、制粉系统、给水系统、通风系统、除灰除渣系统、水处理系统、测量及控制系统等七个辅助系统。

各个辅助系统都配备有相应的附属设备和仪器仪表。

2、锅炉的分类（1）按锅炉的用途分类锅炉按其用途可分为：①电站锅炉：锅炉产生的蒸汽主要用于发电的锅炉。

②工业锅炉：锅炉产生的蒸汽主要用于工业企业生产工艺过程以及采暖和生活用的锅炉。

按照我国标准规定，工业锅炉的最大额定蒸汽压力为2.45MPa(g)，最大连续蒸发量最大为65t/h。

③热水锅炉：用以产生热水供采暖、制冷和生活用的锅炉。

（2）按锅炉容量分类按锅炉容量的大小，锅炉有大、中、小型之分，但它们之间没有固定、明确的分界。

随着我国电力工业的发展，电站锅炉容量不断增大，大中小型锅炉的分界容量便不断变化。

从当前情况来看，发电功率等于或大于300MW的锅炉才算是大型锅炉。

（3）按锅炉的蒸汽压力分类按照锅炉出口蒸汽压力，可将锅炉分为低压锅炉（出口蒸汽压力≯2.45MPa），中压锅炉（出口蒸汽压力在2.94～4.90MPa之间），高压锅炉（出口蒸汽压力在7.84～10.80MPa之间），超高压锅炉（出口蒸汽压力在11.80～14.70MPa之间），亚临界压力锅炉（出口蒸汽压力在15.70～19.60MPa之间），超临界压力锅炉（绝对压力超过临界压力22.129MPa），超超临界压力锅炉（绝对压力超过25.4MPa）。

图9-2 链条炉结构示意图1-煤斗；2-煤闸门；3-链条炉排；4-炉膛；5-前拱；6-后拱；7-除渣板；8-风室；9-灰斗；10-灰渣口②火室燃烧方式和室燃炉燃料以粉状、雾状或气态随同空气喷入炉膛中进行燃烧的方式称为火室燃烧方式，用火室燃烧方式来组织燃烧的锅炉称为室燃炉。

其气体动力学特点是：粉状、雾状或气态的燃料颗粒随同空气一烟气流作连续的运动，燃料颗粒悬浮在空气——烟气流中，连续流过炉子的连续空间，并在悬浮状态下着火、燃烧，直至燃尽。

所以火室燃烧方式也叫悬浮燃烧方式。

煤粉炉、燃油锅炉和燃气锅炉都属于室燃炉。

特别是煤粉炉，它是现代大中型电站锅炉的主要型式，其结构示意可参看图9-1。

③旋风燃烧方式和旋风炉燃料和空气在高温的旋风筒内高速旋转，细小的燃料颗粒在旋风筒内悬浮燃烧，而较大的燃料颗粒被甩向筒壁液态渣膜上进行燃烧的方式称为旋风燃烧方式，用旋风燃烧方式来组织燃烧的锅炉称为旋风炉。

旋风炉有立式和卧式两种。

旋风炉采用液态排渣。

由于旋风炉的负荷调节范围较小，而且不能快速启动和停炉，炉温也较高，NO x的排放量较煤粉炉大，故很少使用。

④按锅炉蒸发受热面内工质的流动方式分类锅炉蒸发受热面（水冷壁）内工质的流动方式与其他受热面是有差异的。

例如省煤器内的工质是单相的水，水的流动是靠给水泵的压头强制流动的；过热器和再热器中的工质是单相的蒸汽，蒸汽的流动也是靠进口蒸汽的压力来强制流动的，所以这些受热面内的工质流动都是强制流动，一次通过，并不往返循环。

而蒸发受热面内的工质是两相的汽水混合物，它在蒸发受热面内的流动可以是循环的，也可以是一次通过的。

因此，按工质在蒸发受热面内的流动方式，可以将锅炉分成：A．自然循环锅炉二次风速一般应大于一次风速。

二次风速比较高，才能使空气与煤粉充分混合；二次风速又不能比一次风速大太多，否则会迅速吸引一次风，使混合提前，影响着火。

总之，二次风混入应及时而强烈，才能使混合充分，燃烧迅速完全。

燃用低挥发分煤时，应提高一次风温，适当降低一次风速，选用较小的一次风率，对煤粉的着火燃烧有利。

燃用高挥发分煤时，一次风温应低些，一次风速高些，一次风率大些。

有时有意使二次风混入一次风的时间早些，将着火点推后，以免结渣或烧坏燃烧器。

五、汽轮机的凝汽设备的作用及组成1、凝汽设备的作用凝汽设备的作用之一是在汽轮机的排汽侧建立并维持高度真空，为了提高蒸汽动力装置的效率，就需要降低汽轮机的排汽压力，从而增大其做功焓降，减少“冷源损失”。

凝汽设备的任务之二是回收凝结水，锅炉给水品质不良会使锅炉结垢和腐蚀，还会因主蒸汽夹带盐分而沉积在汽机的通流部分。

而要制成符合锅炉水质要求的洁净水，其设备投资和运行费用都很昂贵，蒸汽在凝汽器内凝结回收可大大减少锅炉补水量。

2、凝汽器内真空的形成机理在启动或停机过程中，凝汽器内的真空是由抽气器或真空泵将其内的空气抽出形成的。

而在正常运行中，凝汽器内真空是由于蒸汽在凝汽器内骤然凝结成水时，其比容急剧缩小而形成的。

如在0.1MPa压力下，饱和蒸汽的比容比水的比容大1725倍，而在0.004MPa压力下，饱和蒸汽的比容比水的比容大了30000倍。

如果在0.004MPa压力下的饱和蒸汽完全凝结成水，几乎就是真空状态。

因此，只要使饱和蒸汽得到充分冷却，完全变成凝结水，就能够形成并维持高度的真空状态。

但是由于汽轮机排汽中含有少量的不凝结气体，同时凝汽器本身及其连接系统也存在漏气现象，有部分气体不断漏入凝汽器内，所以需用抽气器将气体不断地从凝汽中抽出，以维持凝汽真空的作用，凝汽器内真空主要是蒸汽的凝结而形成的。

六、汽轮机辅助系统1、抽汽和回热加热系统热电厂为减少汽、水损失和热量损失，提高热经济性，普通采用给水回热交换设备完成回热循环。

回热加热器的作用就是利用汽轮机内做过功的部分蒸汽，抽至加热器内，加热锅炉给水，提高给水的温度，减少汽轮机排汽量，降低冷源损失，进而提高整个热力系统的循环热效率。

加热器分为表面式加热器和混合式加热器。

高压加热器和低压加热器属于表面式加热器，除氧器是混合式加热器。

2、轴封系统汽轮机转子工作时是以3000r/min的转速转动，它必然与定子之间有一个间隙，对于高压缸在0.5~0.9mm之间。

轴封系统是是用来保证汽轮机内部蒸汽不从高压端漏出引起热损失以及空气不从低压端漏入汽轮机降低真空。

3、真空系统包括射汽（水）抽气器、汽轮机本体、凝汽器以及其它配套设备。

4、循环水系统保证供给凝汽器合格的循环水以冷却作功后的蒸汽。

5、疏水系统包括本体、热力设备和加热器、热力管道中的疏水。

6、主机润滑油系统给汽轮机轴承提供润滑油。

7、旁路系统用来在机组发生故障时，把汽轮机旁路的系统。

除了以上系统外汽轮发电机组还包括：闭式冷却水系统、开式冷却水系统、凝结水系统、顶轴油系统、EH油系统、发电机密封油系统、发电机风冷系统、辅助蒸汽系统等，这里就不详细介绍了。

第四节发电机工作原理发电机工作原理是：汽轮机的转子与发电机转子是用联轴器连接起来的，汽轮机转子以一定速度转动时，发电机转子也跟着转动，由于电磁感应的作用，发电机静子线圈中产生电流，通过变电配电设备向用户供电。

一、基础知识1、工作原理交流旋转电机主要分为同步电机和异步电机。

同步电机主要用作发电机，而异步电机主要用作电动机。

所谓同步电机即指电机的转速为同步转速（恒定值），而异步电机即指电机的转速不同于同步转速（非恒定值）。

图9-5同步发电机的工作原理发电机主要有定子和转子两部分组成，定、转子之间有气隙，原理如上图所示。

定子上有AX、BY、CZ三相绕组，它们在空间上彼此相差120°电角度，每相绕组的匝数相等。

转子磁极（主极）上装有励磁绕组，由直流励磁，其磁通方向从转子N极出来，经过气隙、定子铁芯、气隙，再进入转子S极而构成回路，如图9-5中的虚线所示。

用原动机拖动发电机沿逆时针方向旋转，则磁力线将切割定子绕组的导体，使合成磁场轴线位置从空载时的直轴处逆转向后移了一个锐角，而幅值也有所增加。

图9-14 发电机结构原理图发电机冷却方式：发电机的发热部件，主要是定子绕组、定子铁芯（磁滞与涡流损耗）和转子绕组。

必须采用高效的冷却措施，使这些部件所发出的热量散发除去，以使发电机各部分温度不超过允许值。

发电机采用水冷却方式，即发电机定子绕组及引线是水内冷，发电机的转子绕组是氢内冷，转子本体及定子铁芯是氢冷。

为此，发电机还设有定子水冷系统，发电机氢冷系统和为防止氢气从轴封漏出的密封油系统。

1、发电机定子发电机定子主要由机座、定子铁芯、定子绕组、端盖等部分组成。

中心环、阻尼环变化时，由于氢气与空气混合时，若氢气含量降到4～75%，便有爆炸的危险，所以在运行时，一般要求发电机运行时的氢气纯度保持在95%以上，低于此值应进行排污。

另外，由于氢气纯度与通风摩擦损耗之间有密切的关联，氢气纯度每降低1%，通风摩擦损耗约增加11%，因此要保证使运行时的氢气纯度不低于97～98%，当氢气纯度降低到90%时，发出纯度低报警信号。

发电机内装有4台氢气冷却器，当一台冷却器退出运行时，发电机单位的最大连续运行的容量为额定容量的80%。

（2）定子线圈冷却水当冷却水量在额定值的±10%范围内变化时，对定子绕组的温度影响不大，故不必提高冷却水的流量。

但当冷却水量下降较多时，会导致绕组出口水温度增高，且会造成绕组温升不均匀。

但水温也不可过低，以防止定子绕组和铁芯的温差过大，使两者之间的位移增大，或使汇水母管上出现结露现象。

冷却水温允许在额定值±5℃的范围内变化，可保证发电机的出力不变。

另外，冷却水的电导值不可过高，过高会导致水管内壁发生闪络；且较低的电导值，也可在发电机冷却水停止循环的时候维持更长的时间。

5、发电机总体技术性能（1）发电机在额定频率、额定电压、额定功率因数、额定氢压和额定冷却介质条件下，机端连续输出额定功率为600MW（采用静态励磁，已扣除所消耗的功率）。