火电厂设备及运行维护

• 燃料储存与运输
• • • • • • 水运－抓斗 铁路－翻车机 煤场－斗轮机 皮带机 灰渣的排出 加药：提高炉水的PH值，减少水中的溶化氧。
汽轮机
汽轮机：将热能转换为机械能
高压缸
中压缸
低压缸
发电机
励磁机
• 高、中压缸结构
• 1.高中压缸均为合金钢铸造，沿水平中分面分开，形成上缸 和下缸。上下缸用螺栓紧固。其中内缸在水平中分面处支承 在外缸上。用定位销导向，保持内外缸中心一致。 • 2.汽缸通流部分反向布置，减少轴向推力。 • 3.外缸由4个猫爪支承在前后轴承座上，可以自由滑动。 • 4.外缸用定位销与前后轴承座保持中心一致。
• 目前常用的电站燃煤锅炉有这几种
• 1.自然循环汽包炉
• 2.控制循环汽包炉 • 3.直流炉 • 4.循环流化床锅炉
锅炉按循环方式分四类
•
锅炉钢架
• 锅炉受热面
• 1.水冷壁：自然循环和控制循环锅炉水冷 壁为垂直布置内 螺纹钢管，直流炉采用螺旋盘绕水冷壁
锅炉受热面
• 过热器和再热器（石洞口）
• 辅助蒸汽
• • • • • • • • • • 来源： 1）邻炉蒸汽 2）汽轮机抽汽（再热冷段、四级抽汽） 3）辅助锅炉 用途： 1）燃油加热和雾化 2）暖风器用汽 3）制粉系统灭火 4）煤炭解冻 5）冷却受热面
• 6）汽机轴封蒸汽
• • • • • • 7）调节油和润滑油箱加热蒸汽 8）起动时除氧器加热蒸汽 9）水处理用汽 10）仪表管和需防冻管道伴热 11）暖通用汽 12）生活用汽
(二)在我国火力发电厂是电力生产的主力军。主要用燃煤锅炉、 汽轮发电机组发电。
火电厂的生产程序：燃料——燃料加工（磨煤机）——炉膛内 燃烧——水加热产生蒸汽——蒸汽冲转汽轮机——汽轮机带动 发电机发电——电流经变压器升压——经开关站与电网相连输 出电流
三．火电厂生产特点
1.发电、输送、使用同时完成，使用多少生产多少。
• 吹灰器用于清除受热面的、结灰，以保证锅炉安全经济运行。介 质有蒸汽、水（利用排污水） 、空气（结渣严重煤种锅炉使用）
吹灰器：定期吹扫锅炉各部分受热面上的积灰
• 空气预热器
• 利用锅炉尾部烟气热量 来加热燃烧 所需的空气的一种热交换装置 • 管式、回转式（容克式） • 多数采用三分仓回转式空气预热器 （烟气、一次风、二次风） • 试验漏风率<8％ • 一年后漏风率<10％
• 液力联轴器
• 1.主油泵在车头上，由注油器供油
• 2.油箱上装有交流润滑油泵和事故润滑油泵
• 3.滤网和冷油器 • 4.给发电机氢密封供油
• DEH调节系统
• 系统由数字式控制器、阀门管理器、液压控制组件、进汽 阀门、EH油系统组成，与数据采集系统（DAS）、机械测 量系统（TSI）、防超速保护（OPC）、跳闸保护（ETS）、 自动同期装置（AS）相连接。 • DEH是分散控制系统（DCS）的一个子系统，通过DCS可实 现机炉协调控制 • 并网前和跳闸后控制转速和升降速率，并网后控制功率。
送风机 经烟囱排向大气
除尘器
引风机
煤粉
排粉风机
烟气 炉渣
冲灰水
细 灰
灰渣泵
至灰场
• • • • •
1.主蒸汽系统；再热蒸汽系统 2.汽机旁路系统 一级旁路、二级旁路 3.凝结水系统；给水系统 4.减温水系统 5.回热加热系统
• 辅助汽水系统
• • • • 1.补给水系统 2.疏水系统 逐级自流疏水和疏水泵疏水 3.冷却水系统 循环水、工业水（开式、 闭式） 4.辅助蒸汽系统
2.各车间同时运行，缺一环节就要停产。 3.电能不易储存，需要设备容量备用。 4.许多机组联成电网运行。 5.燃料用量巨大,能耗提高一点即可节约许多 燃料。
四．热力循环 1.热机连续做功要依靠工质的循环。火电厂用水－汽循环 （称为朗肯循环）。循环必定有一个冷源、一个热源。 2.理想的循环效率（不考虑机械损耗、散热等因数）η＝1T1/T2 提高热效率的途径为降低冷源温度，提高热源温度。
• 给水泵的前置泵
• 吸入口压头>管路阻力＋气蚀余量，水泵运行时才可避免气蚀。 气蚀余量与转速的平方成正比，所以用一台低转速的前置泵来 增加高转速的给水泵的吸入口压头，可以解决除氧器位置不够 高的问题。
给水泵:将除氧水箱的凝结水通过给水泵提高压力，经过高压加热器加热后，输送到锅炉 省煤器入口，作为锅炉主给水。
• 汽机保护系统
• • • • • • • • • 1.手动停机 2.机组超速保护 3.主汽温度异常下降 4.冷凝器低真空保护 5.机组轴向位移超限保护 6.汽机振动超限保护 7.转子偏心度超限保护 8.胀差超限保护 9.油箱油位过低保护
• • • • • • • •
10.排汽温度超限保护 11.支持轴承或推力轴承金属温度超限保护 12.轴承油压低保护 13.汽机抗燃油压低保护 14.发电机故障保护 15.DEH断电保护 16.MFT（总燃料跳闸） 17.汽机、发电机制造厂要求的其它保护
。
凝汽器：作用是冷却汽轮机乏汽并使其凝结成水，从而在汽轮机排汽口建立并保持高度 真空。
蒸汽进口
冷却水出口
冷却水入口
热井
凝结水出口
• 真空系统使用水环式真空泵，叶轮旋转在泵壳内形成水环，由 于叶轮和泵壳的中心不一致，两个叶片和水环之间的空间随着 旋转由小变大（A－B）由大变小（C－A）形成吸气与排气的过 程。
开式循环冷却水
• 循环冷却水系统及工业水系统
• 1.用途：冷凝器用水转动机械和发电机电动机冷却水消防、冲灰、 设备冲洗、清洁等 • 2.方式：开式循环冷却水闭式循环冷却水
• • •
冷凝器 组成：壳体内装有管板和4万多根管子，上部穿装低加。底部热井（凝结水集水箱） 前后水室通循环水。 与低压缸连接处设置膨胀节
火电厂的系统介绍
• 热力系统
• 流程：冷凝器——凝结水泵——凝结水除 盐——轴封加热 器——低加——除氧器——给水泵——高加——省煤器——汽 包——下降管——水冷壁——汽包——过热器——高压缸——再 热器——中压缸——低压缸——冷凝器
冷空气 自输煤系统 输煤皮带 煤 斗 煤 空气预热器 磨 煤 机 热空气 热 空 气 锅炉
一.煤粉炉的主要构造
钢架——锅炉其它部分的重量悬挂在钢架的板梁上，锅炉可 向下自由膨胀。锅炉安装的第一项工作就是吊钢架。 受热面——包括水冷壁、过热器、再热器、省煤器、空预器 汽包（循环炉）、汽水分离器（直流炉） 燃烧器——对冲、四角布置 点火装置——等离子、微油等
炉水循环泵（控制循环炉）
锅炉
• 机组的参数
压力 高压 超高压 亚临界 9.8MPa 13.7MPa 16-18mpa
电站锅炉
温度 540ºc 540ºc 545ºc 常用锅炉型式 自然循环汽包炉 自然循环汽包炉 自然循环汽包炉 控制循环或直流炉
超临界 η≈40% 超超临界 η→47%
Leabharlann Baidu
>22mpa
>28mpa
566ºc
直流炉
>580ºc 直流炉 →600ºc
• 主蒸汽系统
• 1.单双单布置，消除左右两侧之蒸汽温差 • 2.不设流量测量装置，减少压力损失 • 3.不设电动隔离阀，设置水压试验堵阀 • 4.过热器出口设弹簧安全阀，电磁泄压阀－过热器超压保 护。
• 再热系统
• 高压缸排汽（冷段）－再热器－再热热段－中压缸
• 汽机旁路系统
• 两级串联旁路系统：高压旁路（主蒸汽－冷段），低压 旁路（热段－冷凝器） • 1.事故情况下起保护作用。 • 2.加快启动时间，改善启动条件。 • 3保护再热器不使干烧。
• 过热器的作用是将饱和蒸汽加热到具有 一定过热度的合格蒸汽。 • 分为：包覆、炉顶、前屏、后屏及末级（高温）过热器
• 2.再热器－为机组再热提供受热面
• 初级再热器 • 末级再热器 • 省煤器
燃烧器：将携带煤粉的一次风和助燃的二 次风送入炉膛，并组织一定的气流结构， 使煤粉能迅速稳定的着火，同时使煤粉和 空气合理混合，达到煤粉在炉内迅速完全 燃烧。
火力发电厂 设备及运行维护
中电投新疆能源化工 二0一四年十二月
一、火电厂系统与设备 二、火电厂的运行管理 三、火电厂的设备维护
一、火力发电厂系统与设备
煤场
输煤系统
汽轮 机
发电机 变压器
制粉系统
锅 炉
水
(一)目前大规模的电能生产还依赖热能做功、切割磁场产生电 流的方法。即热机带动发电机发电。包括核电、燃煤锅炉、燃 气轮机、内燃机等。
高、低压加热器：利用汽轮机抽汽，对给水、凝结水进行加热，其目的是提高整个热力 系统经济性。可分为立式、卧式
疏水进口 蒸汽进口 给水出口 疏水进口 蒸汽进口 疏水出口
给水出口
U型管束
疏水出口
U型管
高压加热器
给水进口
除氧器：去除凝结水和补充水中的氧气及其它气体。同时 在给水回热系统中，除氧器还起到混合加热器的作用。可 分为立式、卧式
• 轴系
• 包括高中压转子、低压转子、发电机转子由于转子有扰度， 轴系安装时必须有扬度，才能保证联轴器的平行。
• 盘车装置
• 1.启动前和停机后盘车防止转子弯曲
• 2.进行直轴
• 3.盘车过程中可检查汽机动静间有否摩擦；润滑油系统工 作是否正常等。 • 4.冲转前盘车利于机组启动顺利。
• 润滑油系统
• 4.高压转子前的短轴－主油泵、测速齿轮、危急保安器
• 汽封及轴封
• 1.分级膨胀，压力递减。
• 2.通流部分汽封：围带汽封、隔板汽封 • 3.轴封
• 4.轴封蒸汽
• 轴承
• 1.支持轴承：瓦块（表明镶一层巴氏合金）、球面瓦枕 （自位功能）、油封 • 2.油膜的形成
• 3.推力轴承 • 运行时，轴承任何时候都充满润滑油，断油就要烧瓦。
汽轮机 过热蒸汽
发电机
过热器 生水 锅炉 省煤器 锅 炉 给 水 高压加热器 给水泵 水处理 设备 (软化) 补给水 凝汽器
排气
冷 却 水 凝 结 水 循环水泵
除氧器 低压加热器 凝结水泵
• 煤粉制备系统
• 卸煤设备——煤场——输煤皮带——煤 仓——给煤机— —磨煤机——燃烧器——炉膛
• 锅炉烟风道系统
• 磨煤机（HP）
• 磨辊和磨碗碾压原煤成粉 • 一次风将煤粉吹起经分离 从出粉口带出 • 石子从风环处排出 • RP、MPS、双进双出球磨机
磨煤机：将燃煤磨粉
• 原煤－检测器－落煤管－进料口－输送皮带－秤重传感组件－出 料口－磨煤机
• 轴流风机采用动叶可调，调节效率高、低负荷效率高，制造难度 大。大机组多用轴流风机
• 送风机——空预器——磨煤机——炉膛——后炉膛——空 预器——除尘器——引风机——脱硫——烟囱
• 除灰渣系统
• 吹灰：提高传热效果；防止结渣；防止局部堵塞；防止受 热面外部腐蚀等 • 水力除灰
• 气力除灰 • 机械除灰 • 捞渣机
• 真空系统
• 压缩空气系统
• 气力除灰 • 杂用 • 仪用
• 脱硫脱硝系统
除氧器
除氧水 凝结水
喷雾除氧空间
深度除氧空间
除氧水
• 凝结水泵
• 1.凝结水泵的作用是把冷凝器热井的水加压经低加打到除氧器
• 2.凝泵在真空条件下输送饱和状态的凝结水需增加吸入口的压头， 同时还要有水封防止空气漏入冷凝器。
• 循环水泵
• 1.用来输送冷凝器所需的冷却水和其它工业水。 • 2.海水循泵用耐腐蚀材料加阴极保护（牺牲阳极或外加电流）
• 回热抽汽系统
• 用在汽机内作过工的蒸汽（抽汽）加热给水，提高工质吸热过 程的平均温度，以提高机组的热效率。
冷凝器－凝结水泵－轴封加热器－低加－除氧器
• 主给水及除氧系统
• 1.流程：除氧水箱－前置泵－流量测量装置－给水泵－3＃加热 器－2＃加热器－1＃加热器－流量测量装置－给水操作台－省煤 器进口集箱 • 2.除氧作用：混合式加热器，加热给水到沸腾，使水中溶解的氧 气跑出来排走。 • 3.再循环管
• 低压缸结构
• 1.哈汽低压缸有1个外缸2个内缸，内外缸都为焊接结构
• 2. 1﹟内缸装有1、2级隔板的隔板套、3、4、5级隔板。2 ＃内缸装有6、7级隔板。 • 3.低压缸上下半各由三部分组成，通过垂直法兰用螺栓固 定。
• 汽机转子
• 1.一个高中压转子两个低压转子，整锻金加工，镶有叶片， 转子之间用联轴器刚性连接。 • 2.隔板的静叶片组成的静叶栅将蒸汽的热力势能转换成动 能；转子的动叶片接受静叶栅出来的高速汽流，把蒸汽的 动能转换成机械能，使转子转动。 • 3.围带和拉金