《火力發(fā)電廠生產過程》教材

1、發(fā)電廠生產過程介紹.安徽省電力公司培訓中心 安徽電氣工程職業(yè)技術學院 何鵬前言電力工業(yè)在國民經濟中的作用n能源：是泛指人類利用自然界能量資源的總稱。n一次能源：是指以原始狀態(tài)存在于自然界中、不需要經過加工或轉換過程就可直接供熱、光或動力的能源。如石油、煤炭、天然氣、水力、原子能、風能、地熱能、海洋能等。n二次能源：一次能源經過加過、轉化生成的能源稱為二次能源。電能是優(yōu)質的二次能源。電力工業(yè)在國民經濟中的作用 電力彈性系數：指電力工業(yè)的年增長速度與國民經濟總產值年增長速度的比值。n當經濟發(fā)展過程中高電耗的重工業(yè)和基礎工業(yè)的比重增大時，電力總消費量增長率會不斷增大，電力彈性系數呈現大于1的趨向；n

2、當經濟發(fā)展過程中基本上保持原來結構和原有技術水平時，代能里彈性系數接近于1或等于1；n當產業(yè)結構和產品結構向節(jié)能型方向發(fā)展，使得單位產值電耗降低時，電力彈性系數就會小于1。電力系統的可靠性指標 n機組可用系數AF n非計劃停運系數UOFn等效可用系數EAFn非計劃停用次數。 %100%100統計期間小時備用小時運行小時統計期間小時可用小時%100統計期間小時非計劃停運小時%100統計期間小時降低出力等效停運小時可用小時第一部分 發(fā)電廠生產過程發(fā)電廠生產過程熱力發(fā)電廠的類型n化石燃料發(fā)電廠、原子能發(fā)電廠、新能源(地熱、太陽能等)發(fā)電廠等。n凝汽式發(fā)電廠、熱電廠。n內燃機發(fā)電廠、汽輪機發(fā)電廠、燃氣

3、輪機發(fā)電廠、燃氣蒸汽聯合裝置發(fā)電廠。n中低壓(3.43MPa及以下)電廠，高壓(8.83MPa)電廠，超高壓(12.75MPa)電廠，亞臨界壓力(16.18MPa)電廠和超臨界壓力(23.54MPa)電廠。n坑口(路口、港口)發(fā)電廠、負荷中心發(fā)電廠。n基本負荷發(fā)電廠、中間負荷(腰荷)發(fā)電廠、調峰發(fā)電廠。n非單元機組發(fā)電廠、單元機組發(fā)電廠。n區(qū)域性發(fā)電廠、企業(yè)自備發(fā)電廠、移動式(如列車)發(fā)電廠、未并入電網的孤立發(fā)電廠。發(fā)電廠生產過程現場介紹火電廠運行集控室能量轉變 化學能 熱能 電能 機械能鍋爐設備汽輪機設備發(fā)電機設備燃料介質的流程與轉變n水 汽 水n煤 煤粉 灰、渣n冷空氣 熱空氣 煙氣加熱加

4、熱凝結磨煤燃燒加熱燃燒發(fā)電廠生產過程n 原煤斗中的煤經過給煤機均勻地進入磨煤機中磨制，送風機把冷空氣送進空氣預熱器加熱成熱空氣后，n一部分作為二次風經燃燒器噴入爐膛，另一部分作為干燥劑送入磨煤機對煤進行干燥，同時攜帶著磨成的煤粉離開磨煤機進入粗粉分離器。發(fā)電廠生產過程n粗粉分離器把不合格的過粗煤粉分離出來，經回粉管又返回到磨煤機重新磨制合格的煤粉由干燥劑攜帶被排粉機送入一次風管，并通過燃燒器噴入爐膛燃燒汽輪機設備結構n汽輪機設備結構n n 轉動部分：主軸、葉輪、動葉片、聯軸器n 及裝在軸上的其他部件；n 靜止部分：包括汽缸、隔板、噴嘴、進排n 汽管、抽汽管道及裝在汽缸上n 的其他部件。n 汽輪

5、機外觀結構汽輪機轉子結構第二部分 發(fā)電廠的熱經濟性n一、發(fā)電廠熱經濟性的分析方法：n1、熱量法n2、做功能力法熱量法n熱量法是以熱力學第一定律為基礎，熱量法是以熱力學第一定律為基礎，以研究燃料燃燒熱量的被利用程度對以研究燃料燃燒熱量的被利用程度對電廠熱經濟性影響的評價方法。電廠熱經濟性影響的評價方法。n可通過熱效率指標來反映的?？赏ㄟ^熱效率指標來反映的。n直觀、易于理解、計算方便、應用廣直觀、易于理解、計算方便、應用廣泛。泛。做功能力法分析n供給的可用能=有效利用的可用能+用損%100供給的可用能有效利用的可用能exsTeweeeamboutiqin1max1TTqqweambcq二、朗肯循環(huán)

6、和循環(huán)熱效率 朗肯循環(huán)的組成：蒸汽鍋爐、汽輪機、給水泵和朗肯循環(huán)的組成：蒸汽鍋爐、汽輪機、給水泵和冷凝器。冷凝器。 蒸汽動力裝置的工作循環(huán)可以理想化為由兩個可蒸汽動力裝置的工作循環(huán)可以理想化為由兩個可逆定壓過程和兩個可逆絕熱過程組成的理想循環(huán)。逆定壓過程和兩個可逆絕熱過程組成的理想循環(huán)。n 0-1定壓吸熱過程，定壓吸熱過程，n 1-2絕熱膨脹過程，絕熱膨脹過程，n 2-3定壓放熱過程，定壓放熱過程，n 3-4絕熱加壓過程。絕熱加壓過程。n純凝汽式發(fā)電廠：按朗肯循環(huán)工作，進入汽輪機的蒸汽膨脹做功后全部進入凝汽器的發(fā)電廠稱為純凝汽式發(fā)電廠。n循環(huán)熱效率：等于理想循環(huán)做功量與循環(huán)吸熱量之比。1av2

7、av121211ttTT1qq1qqqqw三、凝汽式發(fā)電廠各種熱損失和效率1、鍋爐效率：鍋爐設備的輸出的被有效利用的熱量（鍋爐熱負荷）與輸入熱量（燃料在鍋爐中完全燃燒時的放熱量）之比。 鍋爐設備中的熱損失主要有：排煙熱損失、散熱損失、化學未完全燃燒損失、機械未完全燃燒損失、排污熱損失、灰渣物理熱損失等。netbbBQQ2、管道效率：為汽輪機組耗熱量與鍋爐熱負荷之比。 工質在管道中流動時既有節(jié)流損失又有散熱損失，其中節(jié)流損失放在汽輪機相對內效率中考慮，而把散熱損失放在管道效率中考慮，因此管道效率反映的是管道保溫的完善程度?，F代發(fā)電廠的管道效率可達99左右。b0pQQ3、汽輪機內效率：汽輪機中蒸汽

8、的實際焓降與理想焓降之比。 汽輪機相對內效率反映汽輪機內部結構的完善程度，現代大型汽輪機相對內效率為87%90%。 cachhhh00tiriPPn汽輪機絕對內效率（又稱為實際循環(huán)熱效率）為汽輪機組的實際內功率與汽輪機組的熱耗量之比。n 若忽略水泵耗功，則汽輪機組的絕對內效率： 式中 3600電熱當量，1 KWh相當于3600 KJ的熱量。n 朗肯循環(huán)效率和汽輪機相對內效率分別反映的是理想冷源損失和附加冷源損失的大小，通常將這兩項損失之和稱為冷源損失。因此，汽輪機的絕對內效率反映了機組冷源損失的大小，其值為35%49%。ritcacfwcafwciihhhhhhhhhhhhQP00 00 00

9、036004、汽輪機的機械效率：為汽輪機軸功率與其內功率之比。 現代大型汽輪機的機械效率大于99%。 iaxmPP5、發(fā)電機效率：為發(fā)電機輸出的電功率與軸功率之比。 發(fā)電機損失包括機械方面的軸承摩擦損失、通風耗功和電氣方面的銅損（由于線圈具有電阻而發(fā)熱）、鐵損（由于激磁鐵芯產生渦流而發(fā)熱）。 現代大型發(fā)電機效率，氫冷時為98%99%，空冷時為97%98%，雙水內冷時為96%98.7%。 axegPP 發(fā)電廠的總效率：發(fā)電廠有效利用的能量（即輸出的電能）與其消耗的能量（即輸入燃料完全燃燒時的放熱量）之比。netecpBQP3600四、發(fā)電廠的熱平衡整個發(fā)電廠生產過程中能量轉換是由六個環(huán)節(jié)順序組成

10、的，因而全廠總效率應等于各環(huán)節(jié)效率的連乘積，即gmritpbcpn凝汽式發(fā)電廠的熱平衡方程gmcpbcpqqqqq3600q GQgbQpQmmg3600PeQcWi icppQbQoQbQcpQbQp冷源損失QcQmQg燃料的熱量Qcp3600Pe結論 n發(fā)電廠效率很低。其主要原因是冷源損失太大，而冷源損失的大小取決于熱力循環(huán)方式和蒸汽的初、終參數。因此，欲提高電廠的熱經濟性就要盡可能地減少冷源損失，其根本途徑是提高蒸汽初參數，降低終參數，采用給水回熱加熱、蒸汽中間再熱和熱電聯產等 五、純凝汽式發(fā)電廠主要經濟指標n汽耗量：汽輪發(fā)電機組每小時所消耗的蒸汽量。n汽耗率：每生產1kWh電能所消耗的

11、蒸汽量。n熱耗量：發(fā)電機組每小時消耗的熱量。n熱耗率：每生產1kWh電能所消耗的熱量。hkW/kghh3600PDd/kghhP3600Dgmc0e00gmc0e0）（）（hhkW/kJ)h()hDQ0000000fwefwhdPQqkJh（一）汽輪發(fā)電機組的熱經濟指標（一）汽輪發(fā)電機組的熱經濟指標（二）全廠經濟指標n全廠熱效率：n廠用電率：n全廠煤耗量：n全廠煤耗率：netecpBQP3600100PPeapapkgQP3600BcpnetehkW /kgQ3600PBbcpneten標準煤耗率和供電煤耗率n標準煤耗率：n供電煤耗率：hkW /kg123.0292703600bcpcpshk

12、W /kg1b1PBPPBbapsapesapessn）（n現代凝汽式發(fā)電廠發(fā)電標準煤耗率為300360 g標準煤/（KWh），供電標準煤耗率為307410 g標準煤/（KW h），發(fā)電廠的廠用電率平均在6%8% 。六、 提高發(fā)電廠熱經濟性的途徑n1、提高蒸汽初參數、降低蒸汽終參數n2、給水回熱加熱n3、蒸汽中間再熱n4、熱電聯產1、提高蒸汽初參數、降低蒸汽終參數n（一）提高蒸汽初參數（溫度和壓力）1、提高蒸汽初參數對循環(huán)熱效率的影響2、提高蒸汽初參數對汽輪機相對內效率的影響3、提高蒸汽初參數的限制n（二）降低蒸汽終參數（排汽壓力）1、降低排汽壓力對循環(huán)熱效率的影響2、降低排汽壓力對汽輪機相對

13、內效率的影響3、降低排汽壓力的限制我國發(fā)電廠的蒸汽初參數我國發(fā)電廠的蒸汽初參數設備參數bpbt0p0teP鍋爐出口汽輪機進汽機組額定功率 級別MPaMPaMW中參數3.924503.434356，12，25高參數9.95408.8353550，100超高參數13.83540/540540/54013.2412.75535/535535/535125200亞臨界參數16.7718.27*540/540540/54016.1816.67535/535537/537300300，600超臨界參數25.3541/56924.2538/566600*系鍋爐帶最大連續(xù)負荷（MCR）超壓5%的壓力值。2、給

14、水回熱加熱（一）給水回熱加熱的意義和應用 從汽輪機的某些中間級抽出部分蒸汽加熱鍋爐給水以提高給水溫度，稱給水回熱加熱，簡稱給水回熱。具有給水回熱加熱的熱力循環(huán)稱為回熱循環(huán)。 1、提高循環(huán)熱效率：（1）提高給水溫度，提高循環(huán)平均吸熱溫度；（2）排汽量減少，減小了冷源損失。 2、提高相對內效率： 增大進汽量，增加高壓部分葉片高度，減少高壓部分漏汽損失；減少排汽量，減少了濕汽損失及余速損失。3、蒸汽中間再熱 蒸汽中間再熱：將蒸汽從汽輪機高壓缸排汽的一部分引出進人再熱器中加熱，當溫度提高后再引回汽輪機中繼續(xù)膨脹作功。七、熱經濟性綜合比較第三部分 發(fā)電廠原則性熱力系統n一、發(fā)電廠原則性熱力系統的概念發(fā)電

15、廠原則性熱力系統表示工質流過時狀態(tài)參數發(fā)生變化的各種必須熱力設備及設備之間的主要聯系。發(fā)電廠原則性熱力系統圖是以規(guī)定的符號表明工質在完成熱力循環(huán)時必須流經的各種熱力設備之間連接的線路圖，故同類型同參數的設備在圖上只表示一個，備用設備和管路、附屬機構都不畫出，除額定工況時所必須的附件（如定壓運行除氧器進汽管上的調節(jié)閥）外，一般附件均不表示。原則性熱力系統組成：主蒸汽及再熱蒸汽系統、再熱機組的旁路系統、主凝結水系統、除氧給水系統、回熱抽汽系統、疏水系統、補充水系統、小汽輪機的熱力系統、鍋爐排污利用系統等。對于供熱機組還包括對外供熱系統。 二、機、爐容量的配置n發(fā)電廠的機組容量應根據系統規(guī)劃容量、負荷增長速度和電網結