火电厂专业基础知识概述

火电厂专业基础知识
一、电厂专业术语：
1、发电机功率：是指发电机每小时连续发电量。

常用MW／h表示，1MW／h =0.1万kw／h，330MW/h =33万kw／h。

2、锅炉容量：是指锅炉每小时连续蒸发量。

常用吨表示，我厂锅炉蒸发量1020吨/小时。

锅炉(HG-1020／18.58-YM22)
3、厂用电率：发电厂直接用于发电生产过程的自用电量占发电量的百分比。

厂用电率=辅机消耗的电量／发电机发电量。

4、机组补水率：是指机组每小时补水量（除盐水）与锅炉蒸汽流量之比。

5、发电水耗：是指每发一度电所消耗的水量。

冷却塔补水量多少，单位Kg/kW。

6、供电标准煤耗：是指向网上供1度电所消耗的标准煤的数量。

供电标准煤耗=上网电量／所消耗的标准煤。

单位g/kwh。

7、发电厂总效率：发电厂发出电能与所消耗总能量之比。

300MW机组总效率在38%左右。

发电厂总效率=锅炉效率×汽机效率×发电机效率。

二、鄂尔多斯电力有限责任公司#1至#4机简介：
鄂尔多斯电力有限责任公司1至4号机组为4×330MW凝汽式燃煤汽轮发电机组，发电机出口额定电压20KV，#1、2机组分别经#1、2主变升压为220KV送至鄂绒总降变220KV母线，#3、4机组分别经#3、4主变升压为220kV送至棋盘井变电站220KV母线。

四台机组共装设2台启备变，#1启备变作为#1、2机组的启动备用电源，#2启备变作为#3、4机组的启动备用电源，启备变电源取自鄂绒总降变220KV母线， #1、2启备变共用一个断路器，分别通过一组分支隔离开关引至#1、2启备变。

鄂尔多斯电力有限责任公司1至4号发电机为北京重型电机厂引进法国阿尔斯通技术生产的QFSN330-2型汽轮发电机组，主要包括发电机、主变、高厂变、励磁变、脱硫变和短线路，发电机定子绕组共有54槽，静止机端并励，有刷励磁方式，定子采用双星形接线，发电机出口电压为20kV，定子引出线与主变压器、厂用变压器、脱硫变压器、励磁变压器及电压互感器采用封闭母线相连,封
闭母线采用微正压装置充入干燥空气有效的防止绝缘受潮和发电机出口短路，发电机中性点经干式变压器接地以减小接地电流。

发电机定子线圈和引出线采用定子冷却水冷却，发电机转子线圈、定子铁芯及其它部件采用氢气冷却，采用成套引进的密封油系统，发电机配置有4组氢气冷却器。

鄂尔多斯电力有限责任公司1至4号汽轮机为北京重型电机厂引进法国阿尔斯通技术生产的N330-17.75/540/540型亚临界一次中间再热、单轴、三缸双排汽、凝汽式汽轮机。

汽轮机采用高、中压汽缸分缸，通流部分对称布置，高、中压缸均采用双层缸；低压缸对称分流布置，在低压排汽口装有水雾化降温装置。

高、中、低压转子均为整锻转子,高压转子由一个单列调节级和10个压力级组成,中压转子由12个压力级组,低压转子由2×5个压力级组成。

鄂尔多斯电力有限责任公司1至4号锅炉(HG-1020／18.58-YM22)为亚临界参数，自然循环单炉膛，一次中间再热，平衡通风，四角喷燃，紧身封闭，固态排渣，全钢架悬吊结构汽包炉，燃用烟煤。

锅炉整体呈“π”型布置。

三、火电厂生产流程：
火力发电厂的原料就是原煤。

原煤一般用火车运或汽车送到发电厂的储煤场，在用输煤皮带输送到原煤仓。

原煤从原煤仓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预器中加热，预热后的热空气经过风道一部分送入磨煤机作干燥以及输送粉之外，另一部分直接引至燃烧器进入炉膛作为助燃之用，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”形烟道一依次流过炉膛，水冷壁管，过热器，省煤器，空气预热器，同时逐入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，经脱硫后经烟囱拍入大气。

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，最后由捞渣机排入渣仓，由汽车外运。

大量细小的灰粒（飞灰）则随烟气带走，经电除尘器分离后，送到干灰系统外运。

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。

主蒸汽又经过主蒸汽管道进入汽轮机高压缸膨胀做功，高压缸做完功蒸汽再次引入锅炉再热器再次加热，加热后的再热蒸汽加热汽轮机中压缸做功，从而带动发电机发电。

从汽轮机排出的乏汽排入凝汽器，被凝结冷却成水，通过凝结水泵送出经化学处理后，再经低压加热
器，除氧器，高压加热器进行加热、除氧，最后由给水泵送到锅炉，从而使工质完成一个热力循环。

电厂主要设备可分为以下几个重要部分；
一、锅炉
火电厂中锅炉设备的主要任务就是通过燃烧，把燃料的化学能转化成热能，锅炉的产品就是高温高压蒸汽，在锅炉机组中的能力转换主要包括三个过程：燃料的燃烧过程，传热过程和水的汽化过程。

燃料和空气中的氧气在燃烧室中混合，氧化燃烧，生成高温烟气，这个过程就是燃烧过程。

高温烟气通过锅炉的各个受热面传热，将热能传给锅炉的工质——水。

水吸热后汽化变成饱和蒸汽，饱和蒸汽进一步吸热变成高温过热蒸汽，这就是传热和水的汽化过程。

二、汽轮机
汽轮机是把工质的热能转变成机械能的设备，由锅炉的过热器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。

汽轮机还分成高压缸、中压缸、低压缸，高压缸做过功的蒸汽引致锅炉再热器再经过加热加压后送至中压缸，这个过程又称中间再热，中压缸做过功的蒸汽排至低压缸继续做功，低压缸的排汽又称作乏汽排入凝汽器凝结成水，此凝结水称为主凝结水，主凝结水通过凝结水泵排出，再经过加热和除氧，由给水泵打出经过高压加热器加热送入锅炉，从而使工质完成一个热力循环。

汽轮机又分成许多做功单元—级，从中间级抽出部分蒸汽分别引致各级加热器，除氧器加热给水除氧，提高给水温度，从而提高循环效率。

三、发电机
发电机是将机械能转化为电能的设备，主要由定子、转子、机座、端盖、轴承等部件组成。

定子和转子的主要部件是铁芯和绕组。

发电机转子和汽轮机转子刚性连接，转子绕组在运行时被输入励磁电流，用以建立磁场，这个原理和电磁铁是一样的，励磁电流通常由专用的励磁发电机或励磁变压器提供，这样在汽轮机带动发电机转子高速旋转时，便在定子铁芯中建立3000转/分（频率50赫兹）的旋转磁场，处在定子铁芯槽内的定子绕组做切割磁力线运动，产生电流，从而将机械能转化为电能，在相同的电能功率条件下，电压越高，电流越小，这样在远距离输送时损耗也越小，因此，发电机发出的电能大部分经过主变压器升压（220KV、500KV）后送至电网，少部分通过厂用变压器转化为厂内生产所必须的电能。

四、火电厂三大主要设备及组成：
1、锅炉部分：
锅炉包括锅和炉两部分及辅机系统，炉包括：炉膛、空预器、燃烧器；锅包括：水冷壁、汽包、过热器、再热器、省煤器。

锅炉系统包括：制粉系统、风烟系统、给水系统、过热蒸汽系统、再热蒸汽系统、除渣系统、除灰系统。

2、汽机部分：
汽机部分包括静止部分和转动部分，静止部分包括：汽缸、隔板、喷嘴、轴承和轴封；转动部分包括叶轮、轴、叶片。

汽机系统包括：凝结水系统、低加系统、高加系统、轴封系统、循环水系统、润滑油系统、真空系统、密封油系统、EH油系统、旁路系统。

3、发电机部分：
发电机通常由定子、转子、端盖.电刷.机座及轴承等部件构成。

定子由机座.定子铁芯、线包绕组、以及固定这些部分的其他结构件组成。

转子由转子铁芯、转子磁极（有磁扼.磁极绕组)、滑环、(又称铜环.集电环)、风扇及转轴等部件组成。

五、辅网部分：
1、输煤系统：
汽车卸煤沟→#1皮带→#1转运站→#2皮带→#2转运站→#3皮带→#3转运站→#4皮带→梳式筛→碎煤机→#4转运站→除木器→#5皮带→除铁器→#6皮带→#7皮带→煤仓。

2、水化系统：
万吨水池生水→生水加热器→3套盘式过滤器→6套超滤→超滤水箱→超滤水泵→3套反渗透→淡水箱→淡水泵→一级混床→二级混床→除盐水箱→除盐水泵→百吨水箱→凝汽器。

3、脱硫系统：
引风机出口→增压风机→GGH→吸收塔→GGH→烟囱→大气。

4、除灰系统：
炉底大渣→刮板捞渣机→碎渣机→渣沟→前池→除渣水泵→灰渣分配箱→高效浓缩机→渣→汽车→灰场。

高效浓缩机→水→清水箱→除灰水泵→渣沟。

空预器出口烟气→电除尘灰→气力输灰→灰库→汽车→灰场。

六
、变电站部分
：
装
订
线
七、机组整体启动：
厂用倒送→公用母线送电→工作段送电→工业水泵启动→空压机启动→化水系统制水→输煤系统上煤→冷却塔补水→第一台循环水泵启动→高压工业水泵启动→汽机润滑油投入→发电机密封油投入→发电机氢气置换→汽机盘车启动→100吨水箱补水→凝汽器补水→凝泵启动上水→定冷水投入→除氧器投加热→第一台电泵
启动锅炉上水→空预器启动→锅炉风烟系统启动→捞渣机启动→锅炉点火及第一台磨煤机启动→汽机抽真空→汽机冲转→高低加投入→汽机3000转→发电机并网→负荷30MW 时汽机切缸→第二台磨煤机启动→负荷66MW 时汽机疏水关闭→厂用切换→除氧器汽源切换→第二台电泵启动→第二台循泵启动→第三台磨煤机启动→
汽机轴封切换→机组负荷200MW 时油枪撤出→除尘投入→脱硫投入→第四台磨煤机启动→机组负荷加满→启动结束。

八、煤质变化对机组运行的影响
一、煤发热量变化对机组负荷、厂用电率及灰分的影响：
在总煤量保持在165吨/小时，煤的发热量发生变化时机组负
荷相应也会发生变化，根据反平衡推算出煤的热值发生变化与机组负荷变化、厂用电率变化及煤中灰分相对应关系见下表
结论：
1、如果煤的发热量由4500大卡/千克下降到4000大卡/千克，
一台机组电量每小时损失3.7万度电，一天损失88.8万度
电，一个月损失266.4万度电，一年损失3.24亿度电。

四
台机全年损失12.96亿度电。

2、如果煤的发热量由4500大卡/千克下降到3800大卡/千克，
一台机组电量每小时损失5.14万度电，一天损失123.36万
度电，一个月损失3700万度电，一年损失4.51亿度电。

四
台机全年损失18亿度电。

3、如果煤的发热量由4500大卡/千克下降到4000大卡/千克，
厂用电率由8.1%升高到8.44%，每台机一小时多耗厂用电
1122度电，一天多耗厂用电2.693万度电，一个月多耗厂用
电80.79万度电，一年多耗厂用电982.945万度电。

四台机
全年多耗厂用电3931.78万度电。

4、如果煤的发热量由4500大卡/千克下降到3800大卡/千克，
厂用电率由8.1%升高到8.57%，每台机一小时多耗厂用电
1551度电，一天多耗厂用电3.722万度电，一个月多耗厂用
电111.67万度电，一年多耗厂用电1358.53万度电。

四台
机全年多耗厂用电5434.12万度电。

5、如果煤的发热量由4500大卡/千克下降到4000大卡/千克，
煤中的灰分由35.65%升高到39.76%，每台机每小时多产生
5.76吨灰和1.017吨的渣，每天多产生138.24吨灰和24.41
吨渣，每年多产生5.05万吨灰和8909.65吨渣。

6、如果煤的发热量由4500大卡/千克下降到3800大卡/千克，
煤中的灰分由35.65%升高到41.76%，每台机每小时多产生
8.57吨灰和1.51吨的渣，每天多产生205.68吨灰和36.24
吨渣，每年多产生7.5万吨灰和1.32万吨渣。

二、煤质变差对制粉系统的影响
1、造成制粉电耗增加，致使机组的综合厂用电率大幅度提高，
给节能降耗带来很大的困难。

2、磨煤机研磨部件磨损严重，设备的寿命大大缩短，设备的可靠性降低，检修频繁，不仅加大了检修工作量，而且严重时影响机组带负荷。

3、增加了检修人员和拉渣人员的工作量。

三、煤质变差对除灰渣系统的影响
1、锅炉燃烧劣质煤时，产生大量的灰渣，造成渣沟频繁堵塞。

为确保渣沟的畅通不得不启动两台冲灰水泵和两台灰渣泵运行，导致机组的综合厂用电率大幅度提高。

同时，刮板捞渣机磨损严重，频繁出现故障，故障严重时还需机组降负荷消缺，直接影响电量。

2、锅炉燃烧劣质煤，电除除尘负担加重、输灰困难、输灰管路磨损严重，造成灰库容量明显不足，卸灰和拉灰工作量明显增加。

3、增加了卸灰人员和检修人员的工作量。

四、对锅炉汽温的影响
1、锅炉煤质变差时，一方面锅炉吸送风机出力增加，机组的综合厂用电率大幅度提高。

另一方面炉膛火焰中心上移，造成汽温调整困难，锅炉吹灰次数增加，机组的经济性降低。

2、锅炉煤质变差时，机组总煤量增加，严重时机组负荷带不够，不能满足外界用户的需要。

3、锅炉煤质变差时，锅炉送风量增加造成烟气量增加，低过金属壁温超温，为抑制低过壁温，机组主再热汽温不能维持在额定值运行，严重影响到机组的经济性。

五、对锅炉受热面的影响
1、锅炉燃烧劣质煤时，加速对水冷壁、过热器、再热器、省煤器受热面的磨损，设备的使用寿命大大缩短，严重时锅炉受热面频繁泄漏，机组不得不停运检修，检修工作量大大增加。

2、锅炉燃烧劣质煤时造成烟气通道磨损严重，空预器支撑部件磨损严重，随着时间的增加而加剧，严重时空预器支撑部件磨穿坍塌，后果不堪设想。

3、锅炉燃烧劣质煤时对引风机部件的磨损也显而易见，鄂电4台炉同样都存在因磨损严重而影响机组带负荷的不安全现象。

六、其它影响
煤中灰份是动力用煤中无用成分，灰份每增加1%，发热量将降低约0.3MJ/kg，而煤中灰份硬度较大，是煤中有机物质的两倍，因此，对输煤设备及磨煤机造成冲刷和磨损，使设备提前进入剧烈磨损阶段，增加检修费用和发电成本。

同样，煤中水份和硫份也是动力用煤中的无用成分，水份的上升会导致磨煤机出口温度降低，制粉困难，对输煤设备容易造成因下煤不畅而堵煤，对设备造成潜在的事故隐患。

煤中硫的含量会对输煤设备及磨煤机造成严重腐蚀，增加检修费用，同样，对环境污染较大，增加人员职业病发病率。

总之煤质变差及煤中水分大对机组负荷和电厂设备的影响是百害而无一利。

附件：1、锅炉引风机导向叶轮磨损照片
2、燃烧器磨损照片
3、＃2炉A空预器内部磨损照片（2张）
4、水冷壁磨损泄漏照片。