火电厂主要设备简介

火电厂主要设备简介火力发电厂是利用化石燃料燃烧释放的热能发电的动力设施，包括燃料燃烧释热和热能电能转换以及电能输出的所有设备、装置、仪表器件，以及为此目的设置在特定场所的建筑物、构筑物和所有有关生产和生活的附属设施。

主要有蒸汽动力发电厂、燃气轮机发电厂、内燃机发电厂几种类型.火电厂主要设备：汽轮机本体汽轮机本体（steam turbine proper）是完成蒸汽热能转换为机械能的汽轮机组的基本部分，即汽轮机本身。

它与回热加热系统、调节保安系统、油系统、凝汽系统以及其他辅助设备共同组成汽轮机组。

汽轮机本体由固定部分（静子）和转动部分（转子）组成。

固定部分包括汽缸、隔板、喷嘴、汽封、紧固件和轴承等。

转动部分包括主轴、叶轮或轮鼓、叶片和联轴器等。

固定部分的喷嘴、隔板与转动部分的叶轮、叶片组成蒸汽热能转换为机械能的通流部分。

汽缸是约束高压蒸汽不得外泄的外壳。

汽轮机本体还设有汽封系统。

锅炉本体锅炉设备是火力发电厂中的主要热力设备之一。

它的任务是使燃料通过燃烧将化学能转变为热能，并且以此热能加热水，使其成为一定数量和质量（压力和温度）的蒸汽。

由炉膛、烟道、汽水系统（其中包括受热面、汽包、联箱和连接管道）以及炉墙和构架等部分组成的整体，称为“锅炉本体”。

“热力系统及辅助设备汽轮机部分的辅助设备有凝汽器、水泵、回热加热器、除氧器等。

把锅炉、汽轮机及其辅助设备按汽水循环过程用管道和附件连接起来所构成的系统，叫做发电厂的热力系统。

发电厂的热力系统按照不同的使用目的分为“原则性热力系统”、“全面性热力系统”、汽轮机组热力系统”等。

发电机本体在发电厂中，同步发电机是将机械能转变成电能的唯一电气设备。

因而将一次能源（水力、煤、油、风力、原子能等）转换为二次能源的发电机，现在几乎都是采用三相交流同步发电机。

在发电厂中的交流同步发电机，电枢是静止的，磁极由原动机拖动旋转。

其励磁方式为发电机的励磁线圈FLQ（即转子绕组）由同轴的并激直流励磁机经电刷及滑环来供电。

同步发电机由定子（固定部分）和转子（转动部分）两部分组成。

定子由定子铁心、定子线圈、机座、端盖、风道等组成。

定子铁心和线圈是磁和电通过的部分，其他部分起着固定、支持和冷却的作用。

转子由转子本体、护环、心环、转子线圈、滑环、同轴激磁机电枢组成。

汽轮机控制的发展过程汽轮机控制装置的发展经历了如下几个阶段：1、最早:机械式液压调节系统MHC--Mechanical Hydraulic Control2、60年代初:电液调节系统EHC--Electro-Hydraulic Control->EHC与MHC并存3、60年代中:模拟电液系统AEH--Analog Electro-Hydraulic Control->AEH纯电调(60年代末)4、80年代及以后:数字电液系统DEH--Digital Electronic Hydraulic Control或MEH--Microprocessor-based Electro-Hydraulic Control汽轮机控制的内容目前火力发电厂多采用单机容量为300~600MW的亚临界压力的单元机组。

随着电网自动化程度和单元制运行水平的不断提高，对汽轮机控制系统提出了更高的要求。

一个完善的汽轮机控制系统包括以下功能系统。

1、监视系统监视系统是保证汽轮机安全运行的必不可少的设备，它能够连续监测汽轮机运行中各参数的变化。

属于机械量的有：汽轮机转速、轴振动、轴承振动、转子轴位移、转子与汽缸的相对胀差、汽缸热膨胀、主轴晃度、油动机行程等。

属于热工量的有：主蒸汽压力、主蒸汽温度，凝汽器真空，高压缸速度级后压力，再热蒸汽压力和温度，汽缸温度，润滑油压，调节油压，轴承温度等。

汽轮机的参数监视通常由DAS系统实现，测量结果同时送往调节系统作限制条件，送往保护系统作保护条件，送往顺序控制系统作控制条件。

2、保护系统保护系统的作用是，当电网或汽轮机本身出现故障时，保护装置根据实际情况迅速动作，使汽轮机退出工作，或者采取一定措施进行保护，以防止事故扩大或造成设备损坏。

大容量汽轮机的保护内容有：超速保护、低油压保护、位移保护、胀差保护、低真空保护、振动保护等。

3、调节系统汽轮机的闭环自动调节系统包括转速调节系统、功率调节系统、压力调节系统+如机前压力调节和再热汽压力调节,，等等。

闭环调节是汽轮机EHC系统的主要功能，调节品质的优劣将直接影响机组的供电参数和质量，并且对单元机组的安全运行也有直接影响。

4、热应力在线监视系统汽轮机是在高温高压蒸汽作用下的旋转机械，汽轮机运行工况的改变必然引起转子和汽缸热应力的变化。

由于转子在高速旋转下已经承受了比较大的机械应力，因此热应力的变化对转子的影响更大，运行中监视转子热应力不超过允许应力显得尤为重要。

热应力无法直接测量，通常是用建立模型的方法通过测取汽轮机某些特定点的温度值来间接计算热应力的。

热应力计算结果除用于监视外，还可以对汽轮机升速率和变负荷率进行校正。

5、汽轮机自启停控制系统汽轮机自启停控制（Turbine Automatic Control，简称TAC）系统是牵涉面很大的一个系统，其功能随设计的不同而有很大差别。

原则上讲，汽轮机自启停控制系统应能完成从启动准备直至带满负荷或者从正常运行到停机的全部过程，即完成盘车、抽真空、升速并网、带负荷、带满负荷以及甩负荷和停机的全部过程。

可见实现汽轮机自启停的前提条件是各个必要的控制系统应配备齐全，并且可以正常投运。

这些系统为自动调节系统、监视系统、热应力计算系统以及旁路控制系统等。

6、液压伺服系统液压伺服系统包括汽轮机供油系统和液压执行机构两部分。

供油系统向液压执行机构提供压力油。

液压执行机构由电液转换器、油动机、位置传感器等部件组成，其功能是根据电调系统的指令去操作相应阀门的动作。

由上述汽轮机控制所涉及的内容可以看出，现代大型单元机组的汽轮机控制系统涉及面很广，系统复杂，技术要求高，既包括了模拟量的反馈调节，又包括开关量的逻辑控制，是集过程控制、顺序控制、自动保护、自动检测于一体的复杂控制系统。

作用、特点和分类一、汽轮机在火电厂中的地位自然界中能够产生能量的资源称为能源。

电力工业是能源转换的工业，它把一次能源（如煤炭、石油、天然气、水能风能、核聚变能等）转化为电能，使之成为通用性更强的二次能源。

生产电能的工厂称为发电厂（如火力发电厂、水电厂、核电站等）。

火力发电厂简称火电厂，它是利用化石燃料（煤、石油、天然气等）中蕴藏的化学能，在蒸汽锅炉内通过燃烧转变为蒸汽的热能，然后在汽轮机内将热能转变成机械能带动发电机发电的工厂。

在世界范围内，火电厂中，燃煤电厂所占比例最大，如英国和德国高达70%，美国和前苏联几乎占50%，我国超过70%。

汽轮机是以水蒸汽为工质，将热能转变为机械能的外燃高速旋转式原动机。

它具有单机功率大、效率高、运转平稳、单位功率制造成本低和使用寿命长等优点。

在现代火电厂和核电站中，汽轮机是用来驱动发电机生产电能的，故汽轮机与发电机的组合称为汽轮发电机组，全世界由汽轮发电机组发出的电量约占各种形式发电总量的80%左右。

汽轮机还可用来驱动泵、风机、压气机和螺旋浆等。

所以汽轮机是现代化国家重要的动力机械设备。

汽轮机设备是火电厂的三大主要设备之一，汽轮机设备及系统包括汽轮机本体、调节保安油系统、辅助设备及热力系统等。

汽轮机本体是由汽轮机的转动部分（转子）和固定部分（静体或静子）组成；调节保安油系统主要包括调节汽阀、调速器、调速传动机构、主油泵、油箱、安全保护装置等；辅助设备主要包括凝汽器、抽气器（或水环真空泵）、高低压加热器、除氧器、给水泵、凝结水泵、凝升泵、循环水泵等；热力系统主要指主蒸汽系统、再热蒸汽系统、凝汽系统、给水回热系统、给水除氧系统等。

由于电能无法大量存储，发电设备的功率随外界负荷的变化而相应地变化，即发电、供电、用电同时完成，所以电能的生产不同于其它生产，这是发电厂生产的一个重要特点。

因此汽轮机必须要有自动调节系统，使之满足用户的需要，并保证供电质量（电压和频率），同时还要确保电能生产具有高度的可靠性和安全性。

如果电能质量降低，就会影响用户产品的产量和质量。

若发生事故，供电中断，将会造成国民经济各部门生产停顿、减产，甚至损坏用户设备，发生人身事故。

二、汽轮机发展的主要特点：自1883年瑞典工程师拉瓦尔和1884年英国工程师帕森斯分别创制了第一台实用的冲动式和多级反动式汽轮机以来，汽轮机已有一百余年的历史。

近几十年汽轮机发展尤为迅速，其发展的主要特点是：（1）增大单机功率。

世界工业发达国家的汽轮机生产在60年代已达到500MW--600MW机组等级水平。

1972年瑞士BBC公司制造的130MW双轴全速汽轮机（24Mpa/538°C/538°C538℃、，2＝3600r／min)在美国投入运行；1976年联邦德国KWU公司制造的单轴半速(72＝1500r／m6n)1300MW饱和蒸汽参数汽轮机投入运行；1982年世界最大1200MW单轴全速汽轮机(24MPa／540℃／540℃)在前苏联投入运行。

前苏联UKTH正在全力推进2000MW的高参数全速汽轮机的开发工作。

增大单机功率不仅能迅速发展电力生产，而且具有下列优点：(2)单位功率投资成本低。

如前苏联800MW机组的单位功率成本比500MW机组的低17％，而1200MW机组的单位功率成本又比800MW机组的低15％。

20％。

(3)单机功率越大，机组的热经济性越好。

如法国的600MW机组的热耗率比125MW机组的热耗串降低了276．3kJ／(kW．h)，即每年可节约标准煤4万t。

(4)加快电站建设速度，降低电站建设投资和运行费用。

(5)提高蒸汽参数。

增大单机功率后适宜采用较高的蒸汽参数。

当今世界上300MW及以上容量的机组均采用亚临界(16-18MPa)或超临界压力(23-26MPa)的机组，甚至采用超超临界压力的机组(P0＝32MPa、t0＝600℃)；预计到2000年最高的进汽参数将达入＝35MPa、t0＝650℃。

蒸汽初温度多采用535-565℃，即尽量控制在珠光体钢所允许的565℃以下，力求不用或少用奥氏体钢。

(6)普遍采用一次中间再热。

采用中间再热后可降低低压缸末级排汽湿度，减轻末级叶片水蚀程度，为提高蒸汽初压创造了条件，从而可提高机组内效率、热效率和运行可取性。

(7)采用燃气一蒸汽联合循环，以提高电厂效率。

(8)提高机组的运行水乎。

机组容量大、系统结构复杂，相应地发生事故的因素也增多，其安全可靠性降低。

为了提高机组运行、维护和检修水平，以增强机组运行的可靠性，现代机组增设和大大改善了保护、报警和状态监测系统，有的还配置了智能化故障诊断系统。