《火力發(fā)電》ppt課件

1、第二章 火力發(fā)電火電廠：利用煤、石油、天然氣為燃料消費(fèi)電能的工廠 能量轉(zhuǎn)換過程：電能熱能機(jī)械能燃料的化學(xué)能一、火電廠的分類 按燃料分 燃煤發(fā)電廠煤 燃油發(fā)電廠渣油 燃?xì)獍l(fā)電廠天然氣、煤氣 余熱發(fā)電廠 工業(yè)企業(yè)余熱 按供出能源分類 凝汽式發(fā)電廠：只向外供應(yīng)電能的電廠 ，效率低， 只需3040 % 熱電廠：同時(shí)向外供應(yīng)電能和熱能的電廠，效率較 高，達(dá)6070%一、火電廠的分類 按蒸汽壓力和溫度分 中低壓發(fā)電廠 3.92MPa450單機(jī)功率25MW 高壓發(fā)電廠 9.9MPa540 單機(jī)功率100MW 超高壓發(fā)電廠 13.83MPa540/540 主熱/再熱單機(jī)功率22.11MPa 550/550 單

2、機(jī)功率600、800MW及以上一、火電廠的分類 按發(fā)電裝機(jī)容量的多少分類 小容量發(fā)電廠：1000MW一、火電廠的分類 按原動機(jī)分類 凝汽式氣輪機(jī)發(fā)電廠 以過熱蒸汽為工質(zhì)，效率低，啟動慢 燃汽輪機(jī)發(fā)電廠 以空氣及燃?xì)鉃楣べ|(zhì)，效率高，啟動快，調(diào)峰性能好 內(nèi)燃機(jī)發(fā)電廠 蒸汽燃汽輪機(jī)發(fā)電廠 利用燃?xì)廨啓C(jī)煙氣余熱產(chǎn)生蒸汽 按供電范圍分類 區(qū)域性發(fā)電廠：在電網(wǎng)內(nèi)運(yùn)轉(zhuǎn)，承當(dāng)一定區(qū)域性供電的大中 型發(fā)電廠 孤立發(fā)電廠：不并入電網(wǎng)內(nèi)，單獨(dú)運(yùn)轉(zhuǎn)的發(fā)電廠 自備發(fā)電廠：由大型企業(yè)本人建造，主要供本單位用電的發(fā) 電廠普通也與電網(wǎng)相連 二、火電廠的電能消費(fèi)過程 火電廠種類雖然很多，但從能量轉(zhuǎn)換的觀念分析，其消費(fèi)過程是根本

3、一樣的整個消費(fèi)過程分為三個系統(tǒng)階段： 熄滅系統(tǒng)：燃料化學(xué)能在鍋爐里熄滅中轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?，加熱鍋爐中的水使之變成蒸汽 汽水系統(tǒng)：鍋爐產(chǎn)生的蒸汽進(jìn)入汽輪機(jī)，激動汽輪機(jī)的轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，將熱能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能 電氣系統(tǒng)：由汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)的機(jī)械能帶動發(fā)電機(jī)旋轉(zhuǎn)，將機(jī)械能變?yōu)殡娔?電能熱能機(jī)械能燃料的化學(xué)能四個循環(huán)(流程)： 煤、風(fēng)、汽、水冷卻二、火電廠的電能消費(fèi)過程 1、熄滅系統(tǒng) 組成：運(yùn)煤、磨煤、熄滅、風(fēng)煙、灰渣等系統(tǒng)組成 1、熄滅系統(tǒng)1運(yùn)煤系統(tǒng) 火電廠用煤量很大，主要靠鐵路運(yùn)輸，約占鐵路全部運(yùn)量的40，普通需預(yù)留10天用煤量 2磨煤系統(tǒng) 儲煤場輸煤皮帶鍋爐間的原煤倉煤斗由給煤機(jī)送入磨煤機(jī)磨成煤粉經(jīng)空氣預(yù)熱器的一

4、次風(fēng)烘干并帶至粗粉分別器細(xì)煤粉被一次風(fēng)帶入旋風(fēng)分別器煤粉與空氣分別后進(jìn)入煤粉倉 3熄滅系統(tǒng) 煤粉由可調(diào)給粉機(jī)送入一次風(fēng)管，由旋風(fēng)分別器送來的氣體由排粉風(fēng)機(jī)抬高壓頭后作為一次風(fēng)將進(jìn)入一次風(fēng)管的煤粉經(jīng)噴燃器噴入鍋爐爐膛熄滅 1、熄滅系統(tǒng)4風(fēng)煙系統(tǒng) 冷風(fēng)空氣預(yù)熱器熱空氣一部分經(jīng)磨煤機(jī)、排粉風(fēng)機(jī)進(jìn)入爐壁，另一部分經(jīng)噴燃器外側(cè)套筒直接進(jìn)入爐膛爐膛內(nèi)熄滅高溫?zé)煔庋責(zé)煹澜?jīng)過熱器、省煤器、空氣預(yù)熱器逐漸降溫經(jīng)除塵器出去灰塵后經(jīng)引風(fēng)機(jī)送入煙囪 5灰渣系統(tǒng) 鍋爐熄滅后生成的小灰粒經(jīng)除塵器搜集成細(xì)灰排入沖灰溝，大塊爐渣下落到鍋爐底部的渣斗內(nèi)，經(jīng)碎渣機(jī)破碎后也排入沖灰溝，經(jīng)灰渣泵經(jīng)沖灰管道排往灰場。 送風(fēng)機(jī)鍋爐設(shè)備

5、a鍋爐的容量和參數(shù) 鍋爐容量即鍋爐的蒸發(fā)量，指鍋爐每小時(shí)所產(chǎn)生的蒸汽量 鍋爐的額定參數(shù)是指額定蒸汽壓力和額定蒸汽溫度過熱器主氣閥出口處的過熱蒸汽壓力和溫度如：發(fā)電功率為300或600MW的電廠鍋爐的蒸汽參數(shù)及容量17.5MPa540/5401025或2021t/h鍋爐設(shè)備b、鍋爐的組成鍋爐設(shè)備c鍋爐的分類1按蒸汽參數(shù)分：中壓、高壓、超高壓、亞臨界壓力鍋爐和超臨界壓力鍋爐2按容量分類：小型、中型、大型3按熄滅方式分：懸浮熄滅、沸騰熄滅按排渣方式分：固態(tài)排渣、液態(tài)排渣按循環(huán)方式分：自然循環(huán)鍋爐、強(qiáng)迫循環(huán)鍋爐、控制循環(huán)鍋爐、直流鍋爐、復(fù)合循環(huán)鍋爐1、給水泵2、省煤器3、汽包4、下降管5、聯(lián)箱6、蒸發(fā)

6、受熱面7、過熱器8、循環(huán)泵9、節(jié)流圈鍋爐設(shè)備 鍋爐機(jī)組根本任務(wù)過程 鍋爐的根本任務(wù)過程：燃料經(jīng)制粉系統(tǒng)磨成粉，送入爐膛中熄滅，使燃料的化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)闊煔獾臒崮?，高溫?zé)煔庥蔂t膛經(jīng)程度煙道進(jìn)入尾部煙道，最后從鍋爐中排出。 煙氣在鍋爐內(nèi)流動過程中，將熱量以不同方式傳給受熱面，如在爐膛中以輻射方式傳給水冷壁，在煙道中以對流方式依次傳給過熱器、再熱器、省煤器和空氣預(yù)熱器。 水在鍋爐中要經(jīng)過預(yù)熱、蒸發(fā)、過熱和再熱四個變化階段，相應(yīng)的受熱面分別為省煤器、水冷壁、過熱器和再熱器。汽輪機(jī)設(shè)備 汽輪機(jī)設(shè)備 設(shè)備組成 汽輪機(jī)本體 靜止部分：氣缸、隔板、噴嘴、汽封、軸承等部件 轉(zhuǎn)動部分：軸、葉輪、動葉片等部件汽輪機(jī)的做

7、功單元級：由一列噴嘴和與之配合的一列動葉片構(gòu)成 調(diào)速系統(tǒng)及油系統(tǒng)：調(diào)速器、油泵、調(diào)速汽門等 輔助設(shè)備：凝汽器、抽汽器、除氧器、加熱器等 熱力系統(tǒng)汽水循環(huán)系統(tǒng)：主蒸汽系統(tǒng)、給水除氧系統(tǒng)、抽汽回?zé)嵯到y(tǒng)和凝汽系統(tǒng)汽輪機(jī)設(shè)備 b汽輪機(jī)的任務(wù)原理 由鍋爐來的蒸汽經(jīng)過汽輪機(jī)時(shí)，分別在噴嘴靜葉片和動葉片中進(jìn)展能量轉(zhuǎn)換，根據(jù)蒸汽在動、靜葉片中做功原理不同，可分為激動式和反動式兩種汽輪機(jī)設(shè)備 b汽輪機(jī)的任務(wù)原理 激動式汽輪機(jī)原理：蒸汽首先在靜止的噴嘴中膨脹加速，蒸汽壓力和溫度降低，部分熱能變?yōu)閯幽埽瑥膰娮靽姵龅母咚贇饬饕砸欢ǚ较蜻M(jìn)入裝在葉輪上的動葉片流道，改動速度，產(chǎn)生作用力推進(jìn)葉輪和軸轉(zhuǎn)動，使蒸汽動能轉(zhuǎn)變?yōu)檩S

8、的機(jī)械能。 反動式汽輪機(jī)任務(wù)原理：蒸汽不僅在噴嘴中膨脹加速，在動葉片也繼續(xù)膨脹加速，蒸汽由動葉片流道出口噴出時(shí)，會給動葉片一個反作用力，動葉片同時(shí)受激動力和發(fā)動力作用，帶動葉輪和軸旋轉(zhuǎn)。汽輪機(jī)設(shè)備 c熱力系統(tǒng)及其輔助設(shè)備 定義：汽輪機(jī)與鍋爐之間的汽水循環(huán)系統(tǒng)即為汽輪機(jī)的熱力系統(tǒng)，又稱為火電廠熱力系統(tǒng)。 組成：凝汽冷卻系統(tǒng)、回?zé)峒訜嵯到y(tǒng)、疏水系統(tǒng)、補(bǔ)充水系統(tǒng)等專門系統(tǒng)，中間再熱式汽輪機(jī)還裝有旁路系統(tǒng)二、火電廠的電能消費(fèi)過程 2、汽水系統(tǒng) 組成：給水、循環(huán)、補(bǔ)充給水系統(tǒng) 1給水系統(tǒng) 過熱蒸汽主蒸汽管道汽輪機(jī)激動汽輪機(jī)葉片轉(zhuǎn)動，帶動發(fā)電機(jī)旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生電能，本身溫度、壓力下降凝汽器被冷卻水/循環(huán)水冷卻凝結(jié)

9、水聚集在凝汽器中的熱水井中經(jīng)凝結(jié)水泵打至低壓加熱器中加熱由除氧器除氧并繼續(xù)加熱成為鍋爐給水經(jīng)給水泵升壓和高壓加熱器加熱后送入鍋爐汽包汽水系統(tǒng) 2補(bǔ)充給水系統(tǒng) 難免有汽、水走漏，須不斷向系統(tǒng)補(bǔ)充經(jīng)化學(xué)處置的軟化水，這些補(bǔ)充給水普通補(bǔ)入除氧器或凝汽器中 3循環(huán)水系統(tǒng) 將做過功排入凝汽器中的乏汽冷卻凝結(jié)成水，由循環(huán)水泵從涼水塔抽取大量冷卻水送入凝汽器，冷卻水吸收乏汽熱量后送回涼水塔冷卻，循環(huán)運(yùn)用 二、火電廠的電能消費(fèi)過程 3、電氣系統(tǒng) 1組成：發(fā)電機(jī)、勵磁安裝、廠用電系統(tǒng)和升壓變電站等 電能消費(fèi)系統(tǒng)電能消費(fèi)系統(tǒng) 電氣一次系統(tǒng)電氣一次系統(tǒng) 電氣二次系統(tǒng)電氣二次系統(tǒng)電氣系統(tǒng)電氣系統(tǒng)電氣系統(tǒng)2電能消費(fèi)系統(tǒng)

10、(1)發(fā)電機(jī)系統(tǒng)轉(zhuǎn)子系統(tǒng)：傳送原動機(jī)的軸功率，在轉(zhuǎn)子繞組中注入直流電流后產(chǎn)生磁場。 定子系統(tǒng)：構(gòu)成三相繞組，當(dāng)轉(zhuǎn)子磁場旋轉(zhuǎn)時(shí)，在定子繞組中感應(yīng)出電動勢，發(fā)出電能。 冷卻系統(tǒng) ：延續(xù)不斷地排出發(fā)電機(jī)因各種損耗而產(chǎn)生的熱量，防止發(fā)電機(jī)溫度超越設(shè)計(jì)值而影響絕緣壽命和發(fā)電機(jī)出力，保證發(fā)電機(jī)平安運(yùn)轉(zhuǎn)。電氣系統(tǒng)2電能消費(fèi)系統(tǒng)b發(fā)電機(jī)勵磁系統(tǒng)作用-為轉(zhuǎn)子提供直流電，建立轉(zhuǎn)子磁場調(diào)理勵磁調(diào)理發(fā)電機(jī)的無功功率輸出和發(fā)電機(jī)端電壓交流勵磁機(jī)方式500Hz100Hz50Hz電氣系統(tǒng) 3電氣一次設(shè)備 通常把消費(fèi)、變換、保送、分配和運(yùn)用電能的設(shè)備，如發(fā)電機(jī)、變壓器和斷路器等稱為一次設(shè)備 4電氣二次設(shè)備 對一次設(shè)備和系統(tǒng)的

11、運(yùn)轉(zhuǎn)形狀進(jìn)展丈量、控制、監(jiān)視和維護(hù)的設(shè)備，稱為二次設(shè)備同步發(fā)電機(jī)設(shè)備一、同步發(fā)電機(jī)的原理性構(gòu)造1定子部分：主要包括定子鐵心和定子繞組1定子鐵心：采用導(dǎo)磁資料，普通為硅鋼片，內(nèi)圓均勻開槽2定子繞組：共有A,B,C三相繞組對稱地放置在定子鐵心槽內(nèi)，用于產(chǎn)生三相感應(yīng)電動勢，接上負(fù)載后，向負(fù)載輸出三相對稱交流電流。同步發(fā)電機(jī)設(shè)備2轉(zhuǎn)子部分：主要包括轉(zhuǎn)子鐵心和勵磁繞組1轉(zhuǎn)子鐵心：采用導(dǎo)磁資料，普通由整塊鋼制成或由鋼板疊壓而成2勵磁繞組：纏繞在轉(zhuǎn)子磁極鐵心上，通入直流電流，產(chǎn)生勵磁磁場。3氣隙：定子與轉(zhuǎn)子之間的空隙二、同步發(fā)電機(jī)的根本任務(wù)原理 1、感應(yīng)電動勢1感應(yīng)電動勢的產(chǎn)生：勵磁磁場隨轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，切割定子

12、繞組2感應(yīng)電動勢的頻率：60pnf P P對極，轉(zhuǎn)速為對極，轉(zhuǎn)速為n n3感應(yīng)電動勢的波形：正弦變化4感應(yīng)電動勢的對稱性：三相繞組在空間上相差120度，感應(yīng)電動勢相位互差120度二、同步發(fā)電機(jī)的根本任務(wù)原理 1、三相負(fù)載電流與電磁轉(zhuǎn)矩三相對稱電流產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場，該磁場與轉(zhuǎn)子勵磁磁場作用，產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩，其方向與轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)方向相反，為制動轉(zhuǎn)矩，原動機(jī)要抑制電磁轉(zhuǎn)矩做功，實(shí)現(xiàn)從機(jī)械能轉(zhuǎn)換為電能三、汽輪發(fā)電機(jī)與水輪機(jī)構(gòu)造簡介汽輪發(fā)電機(jī)：轉(zhuǎn)速高，普通3000r/min，無明顯突出磁極，勵磁繞組放在轉(zhuǎn)子槽內(nèi)水輪發(fā)電機(jī)：轉(zhuǎn)速較低，極數(shù)多，勵磁繞組套在轉(zhuǎn)子磁極上二、火電廠的電能消費(fèi)過程 4、火力發(fā)電廠的效率火力發(fā)電廠的效率提高