最新火电厂工作原理

主要设备简介
发电机
主要设备简介
发电机
主要设备简介
发电机
主要设备简介
发电机
主要设备简介
发电机
主要设备简介
发电机
主要设备简介
发电机
主要设备简介
发电机
主要设备简介
发电机
主要设备简介
发电机
主要设备简介
发电机励磁装置
辅助设备简介
电气设备
• 火电厂电气设备主要有主变压器、特高压 配电装置（750KV/500KV）、厂用电装置 （10KV/6KV）、低压配电装置、高低压电 动机等。
火电厂能量转换
锅 化学能 (燃料)
炉 蒸汽
发电机 电能 机械能
热能
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火电厂工艺流程示意图
火电厂简介
火电厂的分类
– 按蒸汽压力和温度分类：
• 中低压发电厂 (蒸汽压力3.92MPa, 温度450度, 单机功率 < 25 MW) • 高压发电厂 (蒸汽压力9.9MPa, 温度540度, 单机功率 < 100 MW) • 超高压发电厂 (蒸汽压力13.83MPa, 温度540度, 单机功率 < 20 MW) • 亚临界压力发电厂 (蒸汽压力16.77MPa, 温度540度, 单机功率 300 600 MW) • 超临界压力发电厂 (蒸汽压力 > 22.129MPa（临界压力）, 温度550度,
哈蒙式间冷机组原则性系统图
sh型离心式循环水泵示意图
轴流式 结构图
间冷塔
间冷塔内部
主要设备简介
发电机
• 汽轮发电机的作用是将汽轮机转动的机械 能，转变成电能，通过母线输送到电网。 • 发电机工作的机理是通过励磁机对发电机 转子产生磁场，通过转子的旋转，对静子 线圈产生切割磁力线作用，从而在静子线 圈上产生电流。 • 发电机主要由转子、轴承、励磁机、密封 油系统和发电机静子冷却水系统组成。
汽轮机：绝热膨胀、作功、乏汽排出。 凝汽器：定压放热，乏汽放出汽化潜热并凝 结为水。 给水泵：绝热压缩，将凝结水提高压力并泵 入锅炉，完成一个循环。
火电厂的三大系统之三
– 电气系统
• 包括：汽轮发电机控制系统、厂用电控制系统、直接送出线路或升压 变电站控制系统
发电机 励磁装置
主变压器 配 电 装 置 升压变电所
烟气流程图
一、二次风系统
• 锅炉烟风系统： • 一次风系统：为了煤粉制备并将其输送到炉膛， 风压较高； • 二次风系统：为了维持锅炉燃烧所需要的氧气， 风压较低； • 锅炉烟气系统：将锅炉燃烧产生的烟气经净化处 理，通过烟囱排放。
程
一次风机
A 空 预 器
送风机
省 煤 器
B 空 预 器
电 除 尘
汽轮机的做功过程
1、汽轮机的基本作功单元－“级”

能量转换的主要部件是一组喷管和一圈动叶，由它们 组合而成的工作单元，称为汽轮机的一个“级”。
动叶片 喷嘴 叶轮 轴
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汽轮机的做功过程
2、级内能量转换过程：蒸汽热能 →蒸汽动能 → 旋转机械能 。
具有一定压力、温度的蒸汽通 过汽轮机的级时，首先在静叶 栅通道中得到膨胀加速，将蒸 汽的热能转化为高速汽流的动 能，然后进入动叶通道，在其 中改变方向或者既改变方向同 时又膨胀加速，推动叶轮旋转， 将高速汽流的动能转变为旋转 机械能。
燃烧器进入炉膛，为提供着火所需的那部 分风量。（占总风量的20~30%）
• 二次风：燃烧所需的其余75~80%风量
是作为助燃的二次风。
主要设备简介
汽轮机
• 汽轮机是将蒸汽的热力势能转换成机械能，借以 拖动其他机械旋转的原动机。为保证汽轮机安全 经济地进行能量转换，需配置若干附属设备。汽 轮机及其附属设备由管道和阀门连成的整体称汽 轮机设备。 • 汽轮机运行时，工作蒸汽先在其喷管内进行膨胀， 压力降低而速度增大，形成一股高速流，此高速 气流喷射到汽轮机动叶片上，动叶片安装在许多 分离的圆盘上，而圆盘固定在汽轮机轴上，从而 推动转子转动，使蒸汽所携带的热能转变为机械 能。
引风机
送风机
密封风机 一次风机
静叶调节轴流式风机
动叶调节轴流式风机
火电工艺介绍 - 空气预热器
• 空气预热器分为：管式空气预热器、 回转式空气预热器。
• 作用：（安装在锅炉尾烟道中）利用 省煤器后烟气的热量加热燃烧所需的 空气，以利于燃料的着火和燃烧，并 可降低排烟温度，提高锅炉热效率。
• 一般将空气加热到300 ~ 400度。 • 常将燃烧用的空气分成一次风、二次 风。 • 一次风：携带煤粉或液体、气体燃料经
1、 汽轮机本体 汽缸 隔板 轴承 转子 2、汽轮机辅助设备 凝汽器 凝结水泵和抽汽器 除氧器 加热器 凝结水精处理装置 3、调速系统 由于外界负荷的变化频繁，汽轮机必须 有一套自动调节装置，以便根据外界负荷
变化来控制调速汽门的开度，及时改变汽
轮机的进汽量，使其功率随时与外界负荷 相适应，保证转速在很小范围内变化，这 套自动调节装置称调速系统。
启动/备用变压器
电气设备
辅助设备简介
电气设备 高压输电装置
辅助设备简介
高压配电装置
电气设备
辅助设备简介
电气设备 高压隔离开关
电气开关室
电气设备
10KV电机
电气设备
10KV电机
热工过程自动化
（一）生产过程自动化：自动检测、自动调节、自动保 护和自动操作
1、自动检测（数据采集）：对反映生产过程运行状态的物理量、化学量 以及表征设备工作状态的参数自动地检查、测量和监视。 2、自动调节：为了保证设备安全经济运行，必须要求某些表征设备 正常工作的物理量始终维持在某一规定数值或预定范围内、按预定的规律来 变化，但生产过程中经常受到各种外界或内部因素的干扰，使被调量发生偏 离规定值的倾向时，就需要进行相应的调节，使之保持或恢复到规定的范围 内，保证生产过程的稳定。自动调节就是依靠自动调节设备来实现这种调节 作用的，所以自动调节设备必须具备检测、定值、运算、执行等功能。 3、自动保护：设备发生异常，导致工艺参数超过允许范围，甚至发 生事故时，为确保生产的安全，保证产品的质量，需要对某些关键性参数设 置信号、联锁装置，事故发生前，信号系统能发出声、光信号，提醒操作人 员采取措施。如果工况已接近危险状态时，联锁系统采取紧急措施，以防止 事故发生或进一步扩大，或保证设备不受损坏，是一种安全装置。 4、自动操作（包括远方控制、程序控制或顺序控制）:根据预先规定 的程序或条件自动地对生产设备进行某种周期性操作，把操作人员从重复性 劳动中解放出来。
过热器 锅炉
水处理 设备
(除盐) 补给水
凝汽器 凝 结 水 凝结水泵
冷 却 水 循环水泵
除氧器 低压加热器
蒸汽动力循环----朗肯循环
过热器 过热蒸汽 过热蒸 汽
膨胀做 功
饱和蒸汽 排汽
给 水 凝结水
凝结换热
郎肯循环
锅炉：水在锅炉中定压吸热、汽化为饱和蒸 汽。并在过热器中继续吸热成为过热蒸汽。
低压部分
汽轮机本体
中压部分
发电机 高压部分
阀门
低压缸排汽装置
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ຫໍສະໝຸດ Baidu
主要设备简介
汽轮机扣缸
超超临界高压内缸无螺栓结构
•红套环内缸：密封性好，温度场分布 合理、温差小、热应力低、快速启停。 •外缸水平中分面螺栓：整体运输、现 场检修、无需返厂
高压外缸剖面示意图
联轴器 转子
内缸
外缸
汽轮机高压转子示意图
17.0 25.5 25.5 28.0 35.0
540/540 567/567 600/600 600/623 700/700/700
38 41 44 48 52
324 300 278 256 215
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火电厂三大主机和三大系统
一、火电厂基本概念 (2) 火电厂核心设备三大主机 ① 锅 炉： 将燃料的化学能转变为蒸汽 的热能. ② 汽轮机： 将锅炉生产蒸汽热能转化为 转子旋转机械能.现代火力发电厂
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转子
联轴器
内缸
外缸
汽轮机低压缸示意图
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汽轮机中压转子示意图
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汽轮机低压转子意图 （前两级有围带，后三级有拉筋）
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1 绪论
汽轮机低压转子（含动叶栅）
48 48
汽轮机转子吊起来的低压转子
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动叶 动叶通道
汽轮机动叶栅
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叶顶
叶型
动叶 动叶通道
叶根
汽轮机动叶
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围带
动叶 拉筋 动叶通道
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3、级内能量转换过程：蒸汽热能 →蒸汽动能→旋转机械能。 汽轮机由各级串联而成，其总输出功率为各级输出功率之和。 多次逐 热能 机械能 级转化
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汽轮机本体基本组成
转动部分(转子)——动叶珊、叶轮（或转鼓）、主轴、联 轴器 固定部分(定子)——汽缸、蒸汽室、喷嘴室、静叶栅、隔 板、隔板套、汽封、轴承、机座、滑销。
五彩湾北二电厂高效超超临界660MW空冷汽轮机
参数：27MPa/600℃/610℃
结构：三缸两排汽、高中压
分缸 回热：8级+ZF
配汽：节流配汽 通流：14 、10、2×4
低型损叶型、通流优化
末叶：1030mm
中低压分缸压力：0.5MPa
表面式加热器的结构（卧式三段式加热器说明）
加热器剖视图
G
输 电 线 路
厂用变压器
低压配电装置
厂用电系统
主要设备简介
锅炉
二、锅炉
1、作用：通过燃料的燃烧使化学能转变为热能，并将热 能加热锅炉给水，使其成为具有一定压力和温度的过热 蒸汽。 2、锅炉本体： • 炉膛 • 烟、风道
• 汽水系统（包括受炉膛热面、联箱、过热器管及再热器
管） • 炉墙和构架等
锅炉系统示意图
蒸汽过热段：设置蒸汽过热段的主要目的：因抽汽具有很高过 热度（一般高出相应压力下饱和温度100—150℃），如果不来 采取措施将使传热端差增加，冷源损失增大，降低了回热循环 的经济性；因给水出口段温度较高为降低端差，蒸汽过热段都 设在加热器水侧的出口处。
汽动给水泵
圆筒型多级离心泵示意图
冷却水系统示意图
电气出线及升压站
电气出线及升压站
• 输出流程示意
• 发电机 • 6.3~22kV • • • • 主变升压 35、110、 130（国外） 220、330、 500、750、 1000kV, 升压站 敞开式 GIS HGIS 输电线路
电气出线及升压站
辅助设备简介
电气设备
三相一体主变压器
辅助设备简介
径向位置，保证转子中心与汽缸中心一致，以保持转子与静止部分间 正确的径向间隙； 常用的有圆筒形轴承、椭圆形轴承、三油楔轴承和可倾瓦轴承等。
推力轴承作用
承担转子的轴向不平衡质量产生的推力，并确定转子的轴向位置，以 保持转子与静止部分间正确的轴向间隙。
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汽轮机系统主要设备简介
• 汽轮机主要设备，一般包括汽轮机本体、 附属设备及调速系统。
中应用最广泛的原动机 ！
② ①
③ 发电机： 将旋转机械能转化为电能.
③
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火电厂的三大系统之一
– 燃烧系统
• 包括输煤、制粉、锅炉与燃烧、风烟系统、灰渣系统等环节。 自输煤系统 输煤皮带 一次风机 煤 斗 煤 空气预热器 磨 煤 机 热空气 锅炉 热 空 气 脱硫设备
冷空气
经烟囱排向大气
送风机
除尘器
引风机
煤粉
冲灰水 炉渣
烟气
细 灰
灰库
至灰场
火电厂的三大系统 之二
– 热力系统
• 由锅炉, 汽轮机, 凝汽器, 给水泵、除氧器, 高、低压加热器等构成 • 主要包括:
– – – – 蒸汽系统 给水系统 冷却水系统 补水系统 过热蒸汽 排气 生水 省煤器 锅 炉 给 水 高压加热器 给水泵
汽轮机
发电机
汽轮机动叶片（带拉筋和围带）
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动叶 动叶通道
汽轮机末级叶片（外面为进汽侧）
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主要设备简介
汽轮机隔板
主要设备简介
隔板和下气缸
主要设备简介
喷嘴及喷嘴室
内缸 汽轮机隔板
汽轮机汽缸
外缸
汽轮机隔板
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汽轮机喷嘴叶栅
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支持轴承
推力轴承
支持轴承作用
承担转子的重量及转子不平衡质量产生的离心力，并确定转子的
火电厂工艺流程
2016年4月
火电厂简介
• 火电厂的种类虽然很多，但其生产过程不外是利 用燃料燃烧所发出的热量把水加热，使水受热后 变为蒸汽并继续加热成过热蒸汽，过热蒸汽推动 汽轮机转子旋转将热能转换为机械能，汽轮机带 动发电机转子形成旋转磁场，发出电能从而完成 一次能源向二次能源的转换。电能是最优良的二 次能源，可以进行光、热和动力任意转换。 • 其能量转换过程即：燃料的化学能（一次能源） 热能机械能电能（二次能源）。
塔式炉
流化床锅炉
炉
四角切燃烧圆示意图
四角切圆燃烧
去中压缸
再热器事故减温 再热蒸汽温度613℃， 压力6.02MPa 过热器一级减温
主汽温度605℃，压 热器二级减温 力28.5MPa
④
⑤
⑦
③
⑥ ①
来自高压缸 ② ①省煤器 ②炉膛 ③低过 ④屏过 ⑤末过 ⑥低再 ⑦高再 ⑧分离器 ⑨贮水罐
单机功率 > 350 MW)
• 超超临界压力发电厂 (蒸汽压力 >25MPa、600℃／600℃, 单机功率 > 600 MW)
我国超临界机组的参数形成的标准系列。
超（超）临界参数机组(锅炉出口参数)
机组类型 蒸汽压力 MPa 蒸汽温度℃ 电厂效率% 供电煤耗 g/kWh
亚临界机组 超临界机组 高温超临界 超超临界机组 高温超超临界
启动分离器→顶棚过热器→包墙过热器→ 低温过热器→ 一级减温→ 屏 式过热器 → 二级减温→ 高温过热器
烟气流程
• 从燃烧器喷出的火焰上升到炉膛上部作为烟气上 升至分隔屏过热器、后屏过热器、末级过热器、 末级再热器和尾部转向室，再进入用分隔墙分成 的前、后两个尾部烟道竖井，在前竖井中烟气流 经低温再热器和前级省煤器，另一部分烟气则流 经低温过热器和后级省煤器，在前、后两个分竖 井出口布置了烟气分配挡板以调节流经前、后分 竖井的烟气量，从而达到调节再热器汽温的目的 。烟气流经分配挡板后通过连接烟道和回转式空 气预热器排往电气除尘器和引风机。