第一章_热力发电厂概述
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一、火力发电厂概述
收省煤器来水，进行汽水分离，向循环水路供水，向过热器输送饱和 蒸汽。
• 水冷壁：（敷设在锅炉炉膛四周内壁）吸收热量，产生正气，保
护炉墙。
• 过热器和再热器： • 过热器：将从汽包出来的饱和蒸汽加热成具有额定温度的过热
蒸汽。（它利用高温烟气的热量加热饱和蒸汽）
• 再热器：将从汽轮机高压缸中膨胀做功后的蒸汽再次引入布置 在锅炉中的再热器中受热升温，再送回汽轮机中压缸中去做功。 若采用二次再热，则再将中压缸排汽再热后送回低压缸去做功。
初步可行性研究报告
电网公司审查
省发改委立项
电力规划设计总院审查
上报国家发改委核准
可行性研究报告
项目环评报告
地方建设厅审批
地方环保局审查 上报环保总局批复
电厂选址 用地预审 水资源论证 水土保持方案
国家核准
地方国土厅同意并报国 土资源部审查 地方水利厅审查并上报 水利部水利委员会 地方水土保持局审核水利 厅批复上报水利部水保中 心
火力发电厂概论
• • • • • • • •
1 火电厂生产过程 2 火电厂的分类 3 火电厂建设流程 4 工程造价 5 火电厂主要生产过程简述 6火电厂主要设备 7 火电厂主要系统 8 火电机组运行
1火电厂生产过程
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.
660MW 超超临界机组－锅炉 （北巴）
• 技术来源： 美国B&W公司 • 炉型：单炉膛型，UP直流锅炉 • 燃烧方式： 30只低NOx燃烧器分三层布置在炉 膛前后墙上 • 水冷壁型式：上部炉膛为垂直管圈，下部炉膛 为螺旋管圈，通过过渡集箱相连 • 再热器调温方式：尾部平行烟气挡板调节 • 最低直流负荷：30％BMCR
• 水冷壁：（敷设在锅炉炉膛四周内壁）吸收热量，产生正气，保
护炉墙。
• 过热器和再热器： • 过热器：将从汽包出来的饱和蒸汽加热成具有额定温度的过热
蒸汽。（它利用高温烟气的热量加热饱和蒸汽）
• 再热器：将从汽轮机高压缸中膨胀做功后的蒸汽再次引入布置 在锅炉中的再热器中受热升温，再送回汽轮机中压缸中去做功。 若采用二次再热，则再将中压缸排汽再热后送回低压缸去做功。
初步可行性研究报告
电网公司审查
省发改委立项
电力规划设计总院审查
上报国家发改委核准
可行性研究报告
项目环评报告
地方建设厅审批
地方环保局审查 上报环保总局批复
电厂选址 用地预审 水资源论证 水土保持方案
国家核准
地方国土厅同意并报国 土资源部审查 地方水利厅审查并上报 水利部水利委员会 地方水土保持局审核水利 厅批复上报水利部水保中 心
火力发电厂概论
• • • • • • • •
1 火电厂生产过程 2 火电厂的分类 3 火电厂建设流程 4 工程造价 5 火电厂主要生产过程简述 6火电厂主要设备 7 火电厂主要系统 8 火电机组运行
1火电厂生产过程
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.
660MW 超超临界机组－锅炉 （北巴）
• 技术来源： 美国B&W公司 • 炉型：单炉膛型，UP直流锅炉 • 燃烧方式： 30只低NOx燃烧器分三层布置在炉 膛前后墙上 • 水冷壁型式：上部炉膛为垂直管圈，下部炉膛 为螺旋管圈，通过过渡集箱相连 • 再热器调温方式：尾部平行烟气挡板调节 • 最低直流负荷：30％BMCR
热力发电厂教材
本
章
第二节 热力发电厂的热经济评价
提
第三节 凝汽式发电厂的热经济指标
要
第四节 我国火力发电工业的资源节约、环境友好和可 持续发展
热力发电厂教材
2
第一节 火电厂的安全生产与环境保护
一、发电厂的安全可靠性 （一）火电厂可靠性管理的任务与作用
火电厂的生产安全第一 任一设备、元件或误操作都可能导致主网瓦解，严重影响国民经济、 人们生活或设备人身安全 火电厂可靠性是指在预定时间内和规定的技术条件下，保持系统、设 备、部件、元件发出额定电力的能力，并以量化的一系列可靠性指标 来体现。
方案，但经济性较差 9. 广泛采用气力除灰与干贮灰场 10. 特殊情况，可考虑风冷型干排渣技术
热力发电厂教材
15
控制热排水的污染 • 火电厂采用直流或混流供水时的冷却水，使用后一般温度升高8℃-
10℃，直接排入水体，使水体含蓄了大量热量，影响水质或水生物。 • 辽宁发电厂热排水排入大伙房水库，因寒流突然袭击，水温突降，使
措施。
热力发电厂教材
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二、发电厂的环境评价
（一） 环境保护的重要性 少占地、节能、降耗、减排 少占良田、可耕地、少拆迁
• 初步可行性研究-编写简要分析 • 可行性研究-编写环境影响报告书 • 初步设计-编写环境防治方案设计 • 施工图设计-编写环境保护防治设
施设计
热力发电厂教材
10
（二）大气污染防治 1、高烟囱排放 2、高效除尘器 3、控制SO2排放技术 目前火电厂减排SO2的主要途径有：煤炭洗选、洁净煤燃烧 技术、燃用低硫煤和烟气脱硫。
热力发电厂教材11来自4、控制NOx技术 (1) 采用低NOx燃烧技术 (2) 炉膛喷射脱硝技术
热力发电厂
添加项标题
推动经济发展：热力发电厂的建设和运营对当地经济的贡献很 大，包括建筑材料、设备采购、维护保养等方面的需求。
添加项标题
改善能源结构：热力发电厂作为一种清洁能源，可以减少对化 石燃料的依赖，降低环境污染。
添加项标题
提高能源安全：热力发电厂的建设可以保障能源供应的稳定性， 减少能源进口的风险。
热力发电厂的应急处理和预案
预案制定：根据热力发电厂 的特点和实际情况，制定相 应的应急预案
预案演练：定期进行预案演 练，提高应急处理能力
应急处理流程：包括报警、 启动应急预案、组织抢险等 步骤
人员培训：对应急处理人员 进行专业培训，确保他们具
备处理突发事件的能力
06
热力发电厂的经济和社 会效益
热力发电厂的经济效益
热力发电厂对地区经济和社会的贡献
提供稳定电力： 热力发电厂是地 区电力供应的重 要保障，能够确 保电力稳定供应， 避免因缺电而造 成的经济损失。
促进就业：热力 发电厂的建设和 运营过程中需要 大量的人力资源， 能够为社会提供 就业机会，缓解 当地的就业压力。
推动相关产业发 展：热力发电厂 的建设和运营过 程中需要大量的 设备、物资和原 材料，能够促进 相关产业的发展， 提升地区的产业 竞争力。
热力发电厂在节能减排中的作用和贡献
能源利用：热力发电厂利用化石燃料、核能等能源产生高温高压蒸汽，推动汽轮机转动， 进而发电。
环保措施：热力发电厂采用高效除尘、脱硫、脱硝等环保技术，降低污染物排放，同时 合理利用余热，提高能源利用效率。
节能减排效果：热力发电厂在生产过程中，通过技术升级和环保改造，有效降低能耗和污 染物排放，为节能减排做出了积极贡献。
发展历程：热力发电厂 从早期的蒸汽发电到现 代的燃气-蒸汽联合循 环发电，技术不断进步， 效率不断提高。
推动经济发展：热力发电厂的建设和运营对当地经济的贡献很 大，包括建筑材料、设备采购、维护保养等方面的需求。
添加项标题
改善能源结构：热力发电厂作为一种清洁能源，可以减少对化 石燃料的依赖，降低环境污染。
添加项标题
提高能源安全：热力发电厂的建设可以保障能源供应的稳定性， 减少能源进口的风险。
热力发电厂的应急处理和预案
预案制定：根据热力发电厂 的特点和实际情况，制定相 应的应急预案
预案演练：定期进行预案演 练，提高应急处理能力
应急处理流程：包括报警、 启动应急预案、组织抢险等 步骤
人员培训：对应急处理人员 进行专业培训，确保他们具
备处理突发事件的能力
06
热力发电厂的经济和社 会效益
热力发电厂的经济效益
热力发电厂对地区经济和社会的贡献
提供稳定电力： 热力发电厂是地 区电力供应的重 要保障，能够确 保电力稳定供应， 避免因缺电而造 成的经济损失。
促进就业：热力 发电厂的建设和 运营过程中需要 大量的人力资源， 能够为社会提供 就业机会，缓解 当地的就业压力。
推动相关产业发 展：热力发电厂 的建设和运营过 程中需要大量的 设备、物资和原 材料，能够促进 相关产业的发展， 提升地区的产业 竞争力。
热力发电厂在节能减排中的作用和贡献
能源利用：热力发电厂利用化石燃料、核能等能源产生高温高压蒸汽，推动汽轮机转动， 进而发电。
环保措施：热力发电厂采用高效除尘、脱硫、脱硝等环保技术，降低污染物排放，同时 合理利用余热，提高能源利用效率。
节能减排效果：热力发电厂在生产过程中，通过技术升级和环保改造，有效降低能耗和污 染物排放，为节能减排做出了积极贡献。
发展历程：热力发电厂 从早期的蒸汽发电到现 代的燃气-蒸汽联合循 环发电，技术不断进步， 效率不断提高。
热力发电厂简介(PPT 86张)
若通过边界系统与外界有质量交换，则称为开口系（又
称控制体积，用CV表示）；
与外界无热量交换的系统称为绝热系； 本课程研究最多的是由可压缩物质组成的，无化学反应
、与外界有能量交换的有限物质系统，称为简单可压缩
系统。
理想气体与实际气体
理想气体：它的分子是不占有容积的质点，分子之间也不
存在相互作用的内聚力。 – 常见气体，其性质大致接近于理想气体。那些离液态 不远的气体（如：水蒸汽）除外。 实际气体。
汽水系统
锅炉给水由给水箱 省煤器 汽包 给水泵 下降管 高压回热加热器 下联箱 水冷壁管
汽包
主蒸汽管 凝汽器 凝结水泵 加热器 给水箱
过热器
汽轮机 热井 低压回热 除氧器
冷却水系统
江河（或冷却水池）中的水 吸水滤网 循环水泵
冷却水进水管
江河（或冷却水池）
凝汽器
冷却水出水管
工程热力学基础
工程热力学是研究热现象的学科。工程热力学是热力学的一 个分支，主要研究热能与机械能之间相互转换时的量与质的关
电厂位置
承担负荷 机炉配合
坑口、港口、路口电厂，负荷中心电厂，位于煤源与负荷中心间电厂
带基本负荷、带中间负荷、带尖峰负荷电厂 非单元机组、单元机组电厂
服务范围
系统中发电厂，区域性电厂，自备电厂，列车电站，孤立电厂
现代汽轮机发电厂的组成及生产过程
• 现代热力发电厂的主要组成部分包括热
力和电气两大部分，锅炉、汽轮机和发 电机为发电厂的三大核心设备。
为分析问题方便起见，把热力学分析的对象从周围物体中隔离出来。
1）热力系统的分割完全是“人为”的，因此对于不同的问题， 甚至对于同一问题可取不同的系统。
例如研究向容器充气，可以取容器为系统，也可取充入容器的
称控制体积，用CV表示）；
与外界无热量交换的系统称为绝热系； 本课程研究最多的是由可压缩物质组成的，无化学反应
、与外界有能量交换的有限物质系统，称为简单可压缩
系统。
理想气体与实际气体
理想气体：它的分子是不占有容积的质点，分子之间也不
存在相互作用的内聚力。 – 常见气体，其性质大致接近于理想气体。那些离液态 不远的气体（如：水蒸汽）除外。 实际气体。
汽水系统
锅炉给水由给水箱 省煤器 汽包 给水泵 下降管 高压回热加热器 下联箱 水冷壁管
汽包
主蒸汽管 凝汽器 凝结水泵 加热器 给水箱
过热器
汽轮机 热井 低压回热 除氧器
冷却水系统
江河（或冷却水池）中的水 吸水滤网 循环水泵
冷却水进水管
江河（或冷却水池）
凝汽器
冷却水出水管
工程热力学基础
工程热力学是研究热现象的学科。工程热力学是热力学的一 个分支，主要研究热能与机械能之间相互转换时的量与质的关
电厂位置
承担负荷 机炉配合
坑口、港口、路口电厂，负荷中心电厂，位于煤源与负荷中心间电厂
带基本负荷、带中间负荷、带尖峰负荷电厂 非单元机组、单元机组电厂
服务范围
系统中发电厂，区域性电厂，自备电厂，列车电站，孤立电厂
现代汽轮机发电厂的组成及生产过程
• 现代热力发电厂的主要组成部分包括热
力和电气两大部分，锅炉、汽轮机和发 电机为发电厂的三大核心设备。
为分析问题方便起见，把热力学分析的对象从周围物体中隔离出来。
1）热力系统的分割完全是“人为”的，因此对于不同的问题， 甚至对于同一问题可取不同的系统。
例如研究向容器充气，可以取容器为系统，也可取充入容器的
热力发电厂第一章 评价电厂热经济性的方法--杨义波
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(五)发电机效率
(六)、纯凝汽式发电厂的总效率1.已知电厂的各项上述损失，则纯凝汽式发电厂的总效率ηndc为:2.若已知汽轮发电机组输出功率户Pd、燃料消耗量Bd、燃料低位发热量QDW，则纯凝汽式发电厂的总效率也可由下式进行计算：
返回
以发电厂每发出1kW·h的电能为基础，根据发电厂的能量分配情况，得出其热平衡式为：
三、发电厂的热平衡
热效率
效率分析法的实质是能量的数量平衡，所以也称为热力学第一定律效率。
热量法
1.1 热力发电厂热经济性的评价方法
1.1.2 做功能力分析法
1. 熵分析法—孤立系统熵增原理
熵分析法是通过计算熵增来确定做功能力损失的方法，通常取环境状态作为衡量系统做功能力大小的参考状态，即认为系统与环境相平衡时，系统不再有做功能力。
返回
(四)汽轮机机械效率 汽轮机输出给发电机轴端的功率与汽轮机的内功率之比的百分数，称之为机械效率，即： 汽轮机机械效率反映了汽轮机支持轴承、推力轴承与轴和推力盘之间的机械摩擦耗功，以及拖动主油泵、凋速系统耗功量的大小。机械效率一般为 96％一99％。
返回
发电机的输出电功率与轴端输入功率之比的百分数称为发电机效率ηd ，即 ：
锅炉效率反映了锅炉设备运行经济性的完善程度，其影响因素很多，如锅炉的参数、容量、结构特性及燃料种类等。大、中型锅炉的效率一般在85％一94％范围内。
返回
(二)管道效率 在工质流过蒸汽管道和给水管道时，会有一部分热损失。热损失的大小用汽轮机组的热耗量与锅炉设备热负荷的比值的百分数来表示。其表达式为： 对于给水管道的散热损失，可视为水在水泵中的焓升值与之相平衡。 管道效率反映了管道绝热保温的完善程度，若不计工质损失，则管道效率的数值一般为99％。若考虑工质损失，则其值为96％一97％。
(五)发电机效率
(六)、纯凝汽式发电厂的总效率1.已知电厂的各项上述损失，则纯凝汽式发电厂的总效率ηndc为:2.若已知汽轮发电机组输出功率户Pd、燃料消耗量Bd、燃料低位发热量QDW，则纯凝汽式发电厂的总效率也可由下式进行计算：
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以发电厂每发出1kW·h的电能为基础，根据发电厂的能量分配情况，得出其热平衡式为：
三、发电厂的热平衡
热效率
效率分析法的实质是能量的数量平衡，所以也称为热力学第一定律效率。
热量法
1.1 热力发电厂热经济性的评价方法
1.1.2 做功能力分析法
1. 熵分析法—孤立系统熵增原理
熵分析法是通过计算熵增来确定做功能力损失的方法，通常取环境状态作为衡量系统做功能力大小的参考状态，即认为系统与环境相平衡时，系统不再有做功能力。
返回
(四)汽轮机机械效率 汽轮机输出给发电机轴端的功率与汽轮机的内功率之比的百分数，称之为机械效率，即： 汽轮机机械效率反映了汽轮机支持轴承、推力轴承与轴和推力盘之间的机械摩擦耗功，以及拖动主油泵、凋速系统耗功量的大小。机械效率一般为 96％一99％。
返回
发电机的输出电功率与轴端输入功率之比的百分数称为发电机效率ηd ，即 ：
锅炉效率反映了锅炉设备运行经济性的完善程度，其影响因素很多，如锅炉的参数、容量、结构特性及燃料种类等。大、中型锅炉的效率一般在85％一94％范围内。
返回
(二)管道效率 在工质流过蒸汽管道和给水管道时，会有一部分热损失。热损失的大小用汽轮机组的热耗量与锅炉设备热负荷的比值的百分数来表示。其表达式为： 对于给水管道的散热损失，可视为水在水泵中的焓升值与之相平衡。 管道效率反映了管道绝热保温的完善程度，若不计工质损失，则管道效率的数值一般为99％。若考虑工质损失，则其值为96％一97％。
我国热力发电厂概述
������ 1987年中国电力装机容量突破1亿千瓦，1995年3 月突破2亿千瓦，2000年4月突破3亿千瓦，2004年初 达到4亿千瓦，2009年12月底突破8亿千瓦。
发电总量
������
热力发电厂
从1949至1978年的29年间，中国发电量由43 亿千瓦时增加到 2566亿千瓦时，年均增长速度达 15.1%; ������ 从1978至2005年的27年，中国发电量由2566 亿千瓦时增加到 25003 亿千瓦时，年均增长速度 达8.8%。
东北首座核电-红沿河核电站
辽宁红沿河核电站，是国家 “十一五”期间首个批准建设 的核电项目，是我国首次一次 同意 4 台百万千瓦级核电机组 标准化、规模化建设的核电项 目，是东北地区第一个核电站。
风力发电站
未来发展趋势
热力发电厂
能源研究所IPAC模型研究组对中国电力部门 未来发展的预测结果表明，到2020年中国的 电力装机容量将达到9.61亿千瓦，发电量达
2030年中国发电平均效率达到41%。
未来发展趋势
到2020年，核电装机容量达到40GW， 2030
年，核电的装机容量容量将达到75GW。
热力发电厂
※预计，未来中国的核电将进入加速发展期，
※风力发电装机在2010年达到1000万千瓦，
2020年达到2000万千瓦，2030年达到5000万
千瓦。其它可再生能源发电也比一般的预期
2009年，中国发电量36506亿千瓦时，年均增长速
度达7%。
热力发电厂
中国年发电量居世界的位次
时间 1949 1957 1965 1978 1980 1985 1990 2009
位次
25
13
9
7
发电总量
������
热力发电厂
从1949至1978年的29年间，中国发电量由43 亿千瓦时增加到 2566亿千瓦时，年均增长速度达 15.1%; ������ 从1978至2005年的27年，中国发电量由2566 亿千瓦时增加到 25003 亿千瓦时，年均增长速度 达8.8%。
东北首座核电-红沿河核电站
辽宁红沿河核电站，是国家 “十一五”期间首个批准建设 的核电项目，是我国首次一次 同意 4 台百万千瓦级核电机组 标准化、规模化建设的核电项 目，是东北地区第一个核电站。
风力发电站
未来发展趋势
热力发电厂
能源研究所IPAC模型研究组对中国电力部门 未来发展的预测结果表明，到2020年中国的 电力装机容量将达到9.61亿千瓦，发电量达
2030年中国发电平均效率达到41%。
未来发展趋势
到2020年，核电装机容量达到40GW， 2030
年，核电的装机容量容量将达到75GW。
热力发电厂
※预计，未来中国的核电将进入加速发展期，
※风力发电装机在2010年达到1000万千瓦，
2020年达到2000万千瓦，2030年达到5000万
千瓦。其它可再生能源发电也比一般的预期
2009年，中国发电量36506亿千瓦时，年均增长速
度达7%。
热力发电厂
中国年发电量居世界的位次
时间 1949 1957 1965 1978 1980 1985 1990 2009
位次
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热力发电厂ppt课件
• 浙江玉环电厂：USC示范机组(2*900-1000 MW);江苏阚山电厂：600MW USC示范机组
• 四川白马及开远、黄角庄、秦黄岛等电厂
300MW流化床锅炉
• 山东烟台IGCC示范工程（2*300-400MW）
• 发电、煤化工多联产试点工程：如兖州 矿业集 团鲁南化肥厂（76MW发电、10万吨甲醛）
一、我国的能源资源和能源结构
• 能源资源丰富，但人均拥有量相对不足 • 以煤炭为主要能源 • 占一次能源消费量62％ • 预计到2050年仍占能源消费量50% • 电力能源一直以煤为主
精选ppt
2
煤炭在总能源中比例
煤炭比例/%
100
90
80
70
60
50
40
30
20
10
0 1965 1970 1975 1980 1985 1990 1995 2000
• 计划关停小火电30GW（煤耗高达 550g/kWh以上），如其中的一半用超（超超） 临界机组替代，每年可节煤2000万吨；
• 相应的节能、节水、精节选p资pt 源和环保效益显著。 19
燃烧室 3
2 压 气 机 1
4
燃气 轮机
G ~ 发电机
9
8 余热锅炉 e
气轮机
发电机 G ~
给水 7
加热器 水泵
• 近年来我国能源需求已呈明显增长的趋势
精选ppt
4
精选ppt
5
能源利用率低，平均能耗高，产值能耗约为发达国家的4～5倍， 产品单耗比发达国家高40%，能源综合利用率不到30% 。
污染严重， CO2的排放量已成为世界第2位
精选ppt
6
二、我国火力发电工业的成就 我国电力工业的发展
• 四川白马及开远、黄角庄、秦黄岛等电厂
300MW流化床锅炉
• 山东烟台IGCC示范工程（2*300-400MW）
• 发电、煤化工多联产试点工程：如兖州 矿业集 团鲁南化肥厂（76MW发电、10万吨甲醛）
一、我国的能源资源和能源结构
• 能源资源丰富，但人均拥有量相对不足 • 以煤炭为主要能源 • 占一次能源消费量62％ • 预计到2050年仍占能源消费量50% • 电力能源一直以煤为主
精选ppt
2
煤炭在总能源中比例
煤炭比例/%
100
90
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0 1965 1970 1975 1980 1985 1990 1995 2000
• 计划关停小火电30GW（煤耗高达 550g/kWh以上），如其中的一半用超（超超） 临界机组替代，每年可节煤2000万吨；
• 相应的节能、节水、精节选p资pt 源和环保效益显著。 19
燃烧室 3
2 压 气 机 1
4
燃气 轮机
G ~ 发电机
9
8 余热锅炉 e
气轮机
发电机 G ~
给水 7
加热器 水泵
• 近年来我国能源需求已呈明显增长的趋势
精选ppt
4
精选ppt
5
能源利用率低，平均能耗高，产值能耗约为发达国家的4～5倍， 产品单耗比发达国家高40%，能源综合利用率不到30% 。
污染严重， CO2的排放量已成为世界第2位
精选ppt
6
二、我国火力发电工业的成就 我国电力工业的发展
热力发电厂简介
热力发电厂简介
热力发电厂是一种利用燃烧化石燃料或核能来产生热能，再通过蒸汽轮机转化为电能的工厂。
这种发电方式是目前世界上最常见的发电方式之一，其在全球范围内占据了重要的地位。
热力发电厂通常通过燃烧煤、天然气或核能来产生高温高压的蒸汽，然后利用蒸汽轮机将高温高压的蒸汽转化为机械能，再通过发电机将机械能转化为电能。
这种发电方式具有燃烧效率高、成本低、可靠性强等特点，因此在能源生产中占据了主导地位。
热力发电厂还可以利用余热发电，将废热通过热交换装置和蒸汽轮机转化为电能，提高了能源利用率。
此外，部分热力发电厂还可以利用温泉、地热等可再生能源来产生热能，进一步减少了环境污染和资源消耗。
总的来说，热力发电厂是以燃烧燃料或核能为动力，通过热能-机械能-电能转化过程产生电能的重要设施。
随着能源问题的日益凸显，热力发电厂的发展将继续占据重要地位，成为未来能源生产的主力军之一。
第一章_热力发电厂概述
2001年以来（十五），中国能源供求形势发生了重大变化， 能源需求出现了前所未有的高速增长态势。 • 能源消费的年均增长速度接近10%，是改革开放初期20年平均增长速 度的两倍； • 能源消费总量由2000年的14亿吨标准煤增长到2005年的22.33亿吨标 准煤，短短的5年时间能源消费的增量超过了过去20年的总和。其中 – 煤炭产量由9.8亿吨翻了一番多接近22亿吨，06年接近23.8亿吨 – 石油进口由2000年的0.7384亿吨增加到1.4275亿吨 – 电力装机容量3.19亿千瓦增加到5.08亿千瓦，06年达到6.2亿千瓦 – 2006年能源消费增长速度为9.3%，能源消费总量24.6亿吨标准煤 2001年国际、国内的许多机构预测中国2020年能源需求为24亿吨 标准煤，实际比预测结果提前到来了14年
热力发电厂的实质-能量转换
• 热力发电厂生产的实质是能量转换，即燃料中的化学能， 通过在锅炉中燃烧转变为蒸汽的热能，并通过汽轮机的变 速旋转变为机械能，最后通过发电机转换为所需的电能。
烟 尘 煤
锅炉 燃烧 蒸汽热能 高速旋转 汽机 机械能
交流 发电机
电能
冷 却 水
灰渣
火电厂能量转换框图
热力发电厂的实质-能量转换
污染物的排放大国
外交问题 贸易的绿色壁垒
（一）我国能源结构及特点——6、环境污染严重
单位：百万吨
* 百万吨CO2 当量
（一）我国能源结构及特点——节能减排政策
能源战略
• 节能优先,效率为本;（科学用能）
• 煤为基础,多元发展;（油、气、再生能源）
• 立足国内,开拓海外;（经济全球化）
• 统筹城乡,合理布局;（城市化40%--70%） • 依靠科技,创新体制;（高科技、体制创新） • 保护环境,保障安全. （改善生态，战略安全）
热力发电厂的实质-能量转换
• 热力发电厂生产的实质是能量转换，即燃料中的化学能， 通过在锅炉中燃烧转变为蒸汽的热能，并通过汽轮机的变 速旋转变为机械能，最后通过发电机转换为所需的电能。
烟 尘 煤
锅炉 燃烧 蒸汽热能 高速旋转 汽机 机械能
交流 发电机
电能
冷 却 水
灰渣
火电厂能量转换框图
热力发电厂的实质-能量转换
污染物的排放大国
外交问题 贸易的绿色壁垒
（一）我国能源结构及特点——6、环境污染严重
单位：百万吨
* 百万吨CO2 当量
（一）我国能源结构及特点——节能减排政策
能源战略
• 节能优先,效率为本;（科学用能）
• 煤为基础,多元发展;（油、气、再生能源）
• 立足国内,开拓海外;（经济全球化）
• 统筹城乡,合理布局;（城市化40%--70%） • 依靠科技,创新体制;（高科技、体制创新） • 保护环境,保障安全. （改善生态，战略安全）
发电厂(第一章热力学基本概念与基本定律)(高广德老师)
31
第三节 热力学第一定律
本质：能量转换及守恒定律在热过程中的应用
• 18世纪初，工业革命，热效率只有1% • 1842年，J.R. Mayer阐述热一律，但没有
引起重视 • 1840-1849年，Joule用多种实验的一致性
证明热一律，于1950年发表并得到公认 • 1909年，C. Caratheodory最后完善热一律
用于热功转换计算而引出的状态参数，不 可测量。
• 内能 u kJ/kg • 焓 h kJ/kg • 熵 s kJ/(kg.K)
24
三、热力过程
系统工质由一平衡状态开始，经历一系列中间变化，达到 另一个平衡状态所经历的途径，称作一个热力过程。
• 1.准静态热力过程：
其过程的一系列中间变化点，都无限接近于平衡态， 则称系统工质经历了一个准静态过程或准平衡过程。
• 奇南（J.K.Keenan）和赫昭普拉斯（G.H.Hatsopoulas）的定义：热力 学是关于各种物理系统和状态变化以及系统与系统之间的、 伴有状态变化的相互作用的科学。
• 卡伦(H.B.Callen)的定义：热力学是大量原子分布结果的宏观研 究，这种研究，从根本上说，是统计规律的平均值，而不是 详细的微观结构的研究，是一种系统的宏观描述。
第一节 绪言 第二节 热力学基本概念 第三节 热力学第一定律 第四节 热力学第二定律
6
第二节 热力学基本概念
一、热力学基本概念
经典热力学研究问题的基本方法：将所研究的 对象与其周围环境划分开来，集中研究对象内 部的结构特性和物理状态的变化，以及它与周 围环境的相互作用。 1．热源：在热能动力工程中，把能量不间断 地供给热能而自身温度不变的物体，统称为 “热源”。 （1）高温热源：锅炉。（2）低温热源：（冷 源）凝汽器
第三节 热力学第一定律
本质：能量转换及守恒定律在热过程中的应用
• 18世纪初，工业革命，热效率只有1% • 1842年，J.R. Mayer阐述热一律，但没有
引起重视 • 1840-1849年，Joule用多种实验的一致性
证明热一律，于1950年发表并得到公认 • 1909年，C. Caratheodory最后完善热一律
用于热功转换计算而引出的状态参数，不 可测量。
• 内能 u kJ/kg • 焓 h kJ/kg • 熵 s kJ/(kg.K)
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三、热力过程
系统工质由一平衡状态开始，经历一系列中间变化，达到 另一个平衡状态所经历的途径，称作一个热力过程。
• 1.准静态热力过程：
其过程的一系列中间变化点，都无限接近于平衡态， 则称系统工质经历了一个准静态过程或准平衡过程。
• 奇南（J.K.Keenan）和赫昭普拉斯（G.H.Hatsopoulas）的定义：热力 学是关于各种物理系统和状态变化以及系统与系统之间的、 伴有状态变化的相互作用的科学。
• 卡伦(H.B.Callen)的定义：热力学是大量原子分布结果的宏观研 究，这种研究，从根本上说，是统计规律的平均值，而不是 详细的微观结构的研究，是一种系统的宏观描述。
第一节 绪言 第二节 热力学基本概念 第三节 热力学第一定律 第四节 热力学第二定律
6
第二节 热力学基本概念
一、热力学基本概念
经典热力学研究问题的基本方法：将所研究的 对象与其周围环境划分开来，集中研究对象内 部的结构特性和物理状态的变化，以及它与周 围环境的相互作用。 1．热源：在热能动力工程中，把能量不间断 地供给热能而自身温度不变的物体，统称为 “热源”。 （1）高温热源：锅炉。（2）低温热源：（冷 源）凝汽器
热力发电厂动力设备培训课件
三、汽轮机型号
Δ XX - XX - XX 型式
额定功率
变型设计次序 蒸汽参数
例：N300-16.7/538/538
300MW凝汽式汽轮机,主蒸汽压力为16.7MPa，温度为538ºC,再热蒸 汽温度538ºC。
汽轮机型式代号见下表：
代号 N B C CC
型式 凝汽式 背压式 一次调整抽汽式 两次调整抽汽式
二、汽论机分类：
按作功原理分
冲动式汽轮机
反动式汽轮机
汽轮机
按功能分 凝汽式汽轮机 供热式汽轮机
按参数高低分
低压汽轮机 中压汽轮机 高压汽轮机 超高压汽轮机 亚临界压力汽轮机 超临界压力汽轮机
背压式汽轮机 调节抽汽式汽轮机
按热力特性分类（即汽轮机型式）
• 凝汽式、中间再热式
• 背压式 • 调整抽汽式
不同形式的叶型
（六）转子
冲动式汽轮机采用轮式转子； 反动式汽轮机采用鼓式转子，鼓式转子上的动叶 直接安装在转鼓上；
轮式转子可分为：整锻式、套装式、组合式和 焊接式。整锻转子通常有中心孔；除调节级外都 开有平衡孔。套装叶轮采用热套加纵向键固定， 大型汽轮机后装叶轮用互相交错布置的端面键连 接，最后套装的汽封用纵向键与轴相连接。
被下一级所利用。用余速利用系数μ1表示被利用的部分，则 为：
c0'2 2
1
c22 2
(1 0 ~ 1)
二、多级汽轮机
（一）采用多级汽轮机的原因 单级汽轮机功率提高受限制： P=D（hin-hout）
⊿h↑，保持最佳速比，u↑ D↑ A↑
dm ↑
离心力 增大， 叶片、 叶轮强 度不允 许
（二）多级汽轮机的优缺点
h0
1 2
《热力发电厂》热力发电厂全面性热力系统
(6) 前置泵与主给水泵的连接 两种：同轴串联连接；不同轴连接。
加联胺
M M M
M
TP
TP
FP
M
至再热器减温水
M
至高压加热器
FP
M
M
M
至高压加热器
M
M
M
M
M
M
M M
M
M
M
M
M
M
M
M
M
M
M
M
再热器减温
给水操作台
（7） 给水泵的驱动方式确定
➢ 比较的原则：
– 两种驱动方式下的主汽轮机初参 数、再热蒸汽参数及终参数相同；
锅炉再热器出口联箱到汽轮机中压联合汽阀的管 道和分支管道称为再热热段蒸汽系统。
3 单元制主蒸汽-再热蒸汽系统的种类
双管式
单管—双管式
双管—单管—双管式
M
M D
D M M
（a）
双管式主蒸汽系统
主蒸汽和热（段b再） 热汽为单 管-双管系统、冷段再热汽 为双管-单管D -双管系统
4.3 中间再热机组的旁路系统 1 旁路系统概念
4.3 中间再热机组的旁路系统
2 旁路系统的类型
高压旁路（Ⅰ级旁路） 将新蒸汽绕过汽轮机高压缸经过减温减压装置进
入再热冷段管道 低压旁路（Ⅱ级旁路）
将再热后的蒸汽绕过汽轮机中、低压缸经过减温 减压装置进入凝汽器 大旁路 （ Ⅲ级旁路）
将新蒸汽绕过整个汽轮机，直接排入凝汽器
4.3 中间再热机组的旁路系统
✓ 对中间再热机组，给水泵入口的总流量，还应加上供再热 蒸汽调温用的从泵的中间级抽出的流量，以及漏出和注入 给水泵轴封的流量差。前置给水泵出口的总流量，应为给 水泵入口的总流量及从前置泵与给水泵之间的抽出流量之 和。
火力发电厂概述
一火力发电厂概述1.火力发电厂的生产过程燃料进入炉膛后燃烧，产生的热量将锅炉里的水加热，锅炉内的水吸热而蒸发，经过热器进一步加热后变成过热蒸汽，再通过主蒸汽管道进入汽轮机。
由于蒸汽不断膨胀，高速流动的蒸汽冲动汽轮机的叶片转动从而带动发电机发电。
所以火力发电厂的生产过程主要就是一个能量转换过程，即燃料化学能---热能--机械能--电能。
最终将电发送出去。
高温高压蒸汽在汽轮机内膨胀做功后，压力和温度降低，由排汽口排入凝汽器并被冷却水冷却，凝结成水，凝结水集中在凝汽器下部由凝结水泵打至低压加热器和除氧器，经除氧后由给水泵将其升压，再经高压加热器加热后送入锅炉，如此循环发电。
2 火力发电厂的主要生产系统包括汽水系统、燃烧系统和电气系统，现分述如下：2.1汽水系统火力发电厂的汽水系统由锅炉、汽轮机、凝汽器和给水泵等组成，它包括汽水循环、化学水处理和冷却水系汽水系统流程如图1-1。
水在锅炉中被加热成蒸汽，经过热器进一步加热后变成过热蒸汽，再通过主蒸汽管道进入汽轮机。
由于蒸汽不断膨胀，高速流动的蒸汽冲动汽轮机的叶片转动从而带动发电机发电。
为了进一步提高其热效率，一般都从汽轮机的某些中间级后抽出做过功的部分蒸汽，用以加热给水。
在现代大型机组中都采用这种给水回热循环。
此外在超高压机组中还采用再热循环，即把做过一段功的蒸汽从汽轮机的某一中间级全部抽出，送到锅炉的再热器中加热后再引入汽轮机的以后几级中继续膨胀做功。
在膨胀过程中蒸汽压力和温度不断降低，最后排入凝汽器并被冷却水冷却，凝结成水。
凝结水集中在凝汽器下部由凝结水泵打至低压加热器和除氧器，经加温和脱氧后由给水泵将其打入高压加热器加热，最后打入锅炉。
汽水系统中的蒸汽和凝结水，由于经过许多管道、阀门和设备，难免产生泄漏等各种汽水损失，因此必须不断向系统补充经过化学处理的补给水，这些补给水一般都补入除氧器或凝汽器中。
2.2燃烧系统燃烧系统由锅炉的输煤部分、燃烧部分和除灰部分组成。
热力发电厂简介
热力发电厂简介1. 热力发电厂的定义和作用热力发电厂是一种利用燃煤、燃气或核能等热源产生蒸汽，再通过蒸汽驱动汽轮机发电的装置。
热力发电厂通过将燃料的能量转化为电能，成为现代社会供电不可或缺的基础设施之一。
2. 热力发电厂的组成和工作原理一个典型的热力发电厂由以下几个主要组成部分构成：2.1 燃料供应系统燃料供应系统主要负责将燃料输入热力发电厂进行燃烧。
常见的燃料包括煤炭、天然气和石油等。
在燃料供应系统中，燃料经过处理和净化后被送入燃烧炉。
2.2 燃烧系统燃烧系统是热力发电厂的核心部分，它通过将燃料燃烧产生的高温高压气体转化为蒸汽，进一步驱动汽轮机发电。
燃烧系统包括燃烧炉、锅炉和燃烧控制系统等。
2.3 蒸汽轮机系统蒸汽轮机系统接收由燃烧系统产生的高温高压蒸汽，将其转化为机械能。
蒸汽通过高速旋转的汽轮机驱动发电机运转，发电机则将机械能转化为电能。
2.4 发电系统发电系统由发电机、变压器和电力配电系统等组成。
发电机将机械能转化为电能，变压器将发电机产生的低电压电能转化为适用于输送和供应的高电压电能。
电力配电系统负责将发电厂产生的电能联网输送到各个用户。
3. 热力发电厂的优势和应用范围3.1 优势热力发电厂相比其他发电方式具有以下优势：•燃料资源丰富：燃煤、燃气等燃料资源广泛存在，且相对稳定，可以提供可靠的能源供应。
•热效率高：热力发电厂的热效率通常较高，可以充分利用燃料的热能，减少能源浪费。
•规模化运作：热力发电厂通常建设在较大的规模上，可以实现集中供电，提高供电效率。
3.2 应用范围热力发电厂广泛应用于以下领域：•城市供电：热力发电厂为城市提供稳定的电力供应，满足居民和工商业的用电需求。
•工业生产：热力发电厂可以为工矿企业提供稳定的电力供应，支撑工业生产运作。
•农村电气化：热力发电厂可以为农村地区提供电力，促进农村经济的发展和改善农民生活条件。
4. 热力发电厂的发展趋势随着环保意识的提升和可再生能源的发展，热力发电厂的未来将面临以下几个发展趋势：•燃料多样化：热力发电厂将逐渐采用更多的可再生能源，如风能、太阳能和生物质能等，以减少对传统燃料的依赖。
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* 百万吨CO2 当量
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（一）我国能源结构及特点——节能减排政策
能源战略
• 节能优先,效率为本;（科学用能）
• 煤为基础,多元发展;（油、气、再生能源）
• 立足国内,开拓海外;（经济全球化）
• 统筹城乡,合理布局;（城市化40%--70%） • 依靠科技,创新体制;（高科技、体制创新） • 保护环境,保障安全. （改善生态，战略安全）
69.7
23.7
24
（一）我国能源结构及特点——5、能源安全问题突出
美国未来学家迈克尔•克莱尔在《资源战 争：全球冲突的新场景》一书中预言：“未 来的战争，绝不是由于意识形态的分歧而爆 发，而是为争夺最宝贵的并日益减少的自然 资源而爆发。” 担任过哈里伯顿石油公司总裁的美国副总 统切尼，早在1990年就说过：谁控制了海湾 石油，谁就卡住了世界各国的经济咽喉。
中国主要水电站分布图
12
（一）我国能源结构及特点——1、资源相对匮乏
地大物博
地大物薄
13
（一）我国能源结构及特点——1、资源相对匮乏
人口众多，人均少
序号 1 2 3 4 5 6 名称 矿产 耕地、草地 水 森林 能源 石油 我国人均资源占有量与世界对比 1/2 1/3 1/4 1/5 1/7 1/10
15
（一）我国能源结构及特点——2、需求增长过快
万吨标准煤
能源消费总量
250000 200000 150000 100000 50000 0 2001 2002 2003 2004
143199 151797 174990 203227
222468
245669
2005
2006
年份
16
（一）我国能源结构及特点——2、需求增长过快
• 二次能源：一次能源经加工转换成可利用的能。如：电 能、热能 • 常规能源：化石燃料和水能 • 再生能源：如太阳能、水能、风能、地热能、海洋能
（潮夕能、波浪能、温差能）生物质能等
• 新能源：核能、燃料电池等 • 绿色电力：利用太阳能、地热能、风能、生物质能发电
9
（一）我国能源结构及特点
• 我国一次能源丰富，但分布严重不均，水能
19
（一）我国能源结构及特点——3、消费结构不合理
水电和核 天然气 电 2% 5% 水电和核 电 7%
原油 17%
原油 23%
天然气 3%
原煤 76%
原煤 67%
1990
2003
2005年，我国一次能源消费量为22.24亿吨标煤。其中，原煤 21.4亿吨，煤炭占68.7%;原油3.0亿吨,占21 .2%，天然气450亿 立方米，占2.8%；水 核电45331kwh占7.3%，
0 78 80 85 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 00 01 02
同世界能源消费结构相比，我国属低质型能源消费结构。这种以煤为 主的能源消费结构，是客观上造成我国与国外相比，能源经济利用效 率低、污染严重、产品能源成本高、市场竞争能力差的根本原因。
21
（一）我国能源结构及特点——3、消费结构不合理
八、热力发电厂的全面性热力系统
4课时
7
第一章 热力发电厂概述
一
热力发电厂的生产与资源、环境 我国发电工业概况 我国电力中长期预测及火力发电技术发展动向
本 章 提 要
二 三
四
热力发电厂的类型及对热力发电厂的要求
8
一、热力发电厂的生产与资源、环境
（一）我国能源结构及特点
• 一次能源：无需加工或转换即可利用。如：煤
23
（一）我国能源结构及特点——4、利用效率低下
高耗能产品单耗同国外的差距
火电供电热耗， gce/kWh 钢可比能耗， kgce/t 水泥综合能耗， (大中型) kgce/t 乙烯能耗， 2013 1100 83 1580 857 84.4 1210 870 39.1 1212 714 （日本） （日本） kgce/t 载货汽车油耗， 8.7 3.4 156 7.6 3.4 124 升/100t·km 合成氨综合能耗 1343 1000 34.3 1200 970 （美国） （美国） （天然气、大型） kgce/t 1980 1990 国 内 国 际 差距 国内 国际先进 平均 先进 (%) 平均 448 338 32.5 427 332 （日本） 1201 705 70.4 997 629 （日本） 204 136 50.2 201 122.6 （日本） 1997 2000 差 距 国 内 国际 差距 国 内 国际先进 (%) 平均 先进 (%) 平均 28.6 408 324 25.8 392 316 （日本） 58.5 976 656 48.8 781 646 （日本） 64 181 125 45.5 181 125.7 （日本） 差距 (%) 24.1 20.9 44
罗伯特A•海夫纳三世的观点
22
（一）我国能源结构及特点——4、利用效率低下
效率低
物不尽其用
浪费严重
•主要高耗能产品的能耗虽然大幅度下降,但仍然 比国际水平高出25—60% •包括能源生产、加工转换和终端利用的系统能 源效率比国外低了十几个百分点
•主要工业品的单耗在过去的二十年中虽然大幅 度下降，但同国外相比仍高出25~60%，技术节能 的潜力高达几亿吨标准煤
20
（一）我国能源结构及特点——3、消费结构不合理 世界
10000
世界一次能源消费品种构成（Mtoe）
一次电力 天然气 石油 煤炭
我国
中国一次能源消费品种构成（Mtce）
1500 一次电力 1200 天然气 石油 煤炭 900
8000
6000
4000
600
2000
300
0 71 73 80 85 90 95 96 97 98 00
1
电力工业在国民经济中的作用和地位 • 能源是发展国民经济的关键，也是战略重点之一, 发电的能源在一次能源消费中的比重不断提高， 目前我国已达到30%以上，工业发达国家已达到 50%以上。 • 电力工业是国民经济的先行工业，其发展速度必 须高于国民经济的发展建设。国民经济每增长1%， 就要求电力工业增长1.3%-1.5%左右。 • 电力工业的比重和发展速度已成为衡量一个国家 现代化水平的重要标志，实现电气化是我国的一 项基本国策。
能源消费的大国
污染物的排放大国
外交问题 贸易的绿色壁垒
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（一）我国能源结构及特点——6、环境污染严重
二氧化碳 甲烷*
中国 世界总量
氧化亚氮* 538 3570
沙尘 800 3000
黑碳 1.19 6.63
二氧化硫 19.95 105
3051 23172
959 6340
中国 位次
单位：百万吨
（一）我国能源结构及特点——节能减排政策 中共中央公布的“十一五”规划建议提出“能源产业 要坚持节约优先、立足国内、煤为基础、多元发展，构筑 稳定、经济、清洁的能源供应体系”；“在优化结构、提
高效益和降低消耗的基础上，实现2010年人均国内生产总
值比2000年翻一番；资源利用效率显著提高，单位国内生 产总值能源消耗比“十五”期末降低20%左右”。节约能 源已经成为工作的硬指标。
2001年以来（十五），中国能源供求形势发生了重大变化， 能源需求出现了前所未有的高速增长态势。 • 能源消费的年均增长速度接近10%，是改革开放初期20年平均增长速 度的两倍； • 能源消费总量由2000年的14亿吨标准煤增长到2005年的22.33亿吨标 准煤，短短的5年时间能源消费的增量超过了过去20年的总和。其中 – 煤炭产量由9.8亿吨翻了一番多接近22亿吨，06年接近23.8亿吨 – 石油进口由2000年的0.7384亿吨增加到1.4275亿吨 – 电力装机容量3.19亿千瓦增加到5.08亿千瓦，06年达到6.2亿千瓦 – 2006年能源消费增长速度为9.3%，能源消费总量24.6亿吨标准煤 2001年国际、国内的许多机构预测中国2020年能源需求为24亿吨 标准煤，实际比预测结果提前到来了14年
4
热力发电厂生产过程示意图
5
本课程的研究内容与作用 • 以热力发电厂整体为对象，以大型汽轮机发电厂的热 力设备及其热力系统为重点，研究不同类型热力发电 厂的热功转换理论基础 • 分析热力发电厂的经济效益，并侧重于热经济性研究
热经济性的定性分析以熵方法为主，定量计算以常规方 法为主
• 培养安全与效益（经济效益、社会效益、环保效益） 相统一的观点
2
热力发电厂的实质-能量转换
• 热力发电厂生产的实质是能量转换，即燃料中的化学能， 通过在锅炉中燃烧转变为蒸汽的热能，并通过汽轮机的变 速旋转变为机械能，最后通过发电机转换为所需的电能。
烟 尘 煤
锅炉 燃烧 蒸汽热能 高速旋转 汽机 机械能
交流 发电机
电能
冷 却 水
灰渣
火电厂能量转换框图
3
热力发电厂的实质-能量转换
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（一）我国能源结构及特点——节能减排政策
我国政府将能源政策确定为：
“资源节约和开发并举，把节约放在首位 ”
2004年6月30日国务院通过了《能源中长期发展规
划纲要（ 2004 ～ 2020 年）》（草案），在草案中 提出了关于节约资源、开发资源，把节约、节能 放在能源工作首位的中长期发展规划
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• 提高分析、研究、解决热力发电厂生产实际问题能力
6
本课程的主要内容
一、热力发电厂概述 时 二、锅炉设备 时 三、热力发电厂的热经济性 时 四、热力发电厂的蒸汽参数及循环 五、给水回热加热系统 时 六、给水除氧和辅助热力系统 时 七、热力发电厂的原则性热力系统 2课 8课 4课 2课时 6课