熱力發(fā)電廠課件1

1、主要內(nèi)容和要求 主要內(nèi)容熱力發(fā)電廠的安全可靠性火力發(fā)電廠的環(huán)境評(píng)價(jià)凝汽式發(fā)電廠的熱經(jīng)濟(jì)性評(píng)價(jià)及指標(biāo)發(fā)電廠的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較與經(jīng)濟(jì)效益的指標(biāo)體系我國(guó)能源和電力工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展 要求 了解發(fā)電廠的安全、可靠性管理和壽命管理、以及環(huán)保評(píng)價(jià)熟悉熱力發(fā)電廠的熱經(jīng)濟(jì)性評(píng)價(jià)的兩種分析方法及指標(biāo)體系掌握熱量法定性計(jì)算熱經(jīng)濟(jì)性及指標(biāo)第一章 熱力發(fā)電廠的評(píng)價(jià)熱力發(fā)電廠的安全可靠性安全管理可靠性管理壽命管理火電廠的計(jì)算機(jī)監(jiān)視設(shè)備的故障診斷電力工業(yè)是電力的產(chǎn)、供、銷是連續(xù),電能不可能大量?jī)?chǔ)存。電力企業(yè)的效益首先體現(xiàn)在安全可靠供電的社會(huì)效益方面。高參數(shù)、大機(jī)組、大電網(wǎng)雖然有很多優(yōu)點(diǎn)，一旦發(fā)生事故，處理不及時(shí)會(huì)連鎖反應(yīng)釀成大

2、面積或整個(gè)電網(wǎng)長(zhǎng)時(shí)間停電，甚至全網(wǎng)瓦解 。電力企業(yè)必須堅(jiān)持“安全第一、預(yù)防為主”的方針 。電力安全生產(chǎn)是涉及全過(guò)程管理的問(wèn)題，應(yīng)抓好各環(huán)節(jié)，才能做到預(yù)防為主、安全第一。火電設(shè)備日趨先進(jìn)，高度機(jī)械化、自動(dòng)化，并能做到離線、在線計(jì)算機(jī)監(jiān)控等。 提高火電職工素質(zhì)將對(duì)保障安全、提高效益有極大作用。 安全管理可靠性管理 火電廠可靠性：是指在預(yù)定時(shí)間內(nèi)和規(guī)定的技術(shù)條件下，保持系統(tǒng)、設(shè)備、部件、元件發(fā)出額定電力的能力，并以量化的一系列可靠性指標(biāo)來(lái)體現(xiàn)。電廠的可靠性管理是現(xiàn)代化電廠生產(chǎn)管理的中心內(nèi)容，它包括電廠的出力管理、可靠性指標(biāo)管理、設(shè)施維修和更新管理、運(yùn)行準(zhǔn)則（含規(guī)程）管理和人員培訓(xùn)管理。 電廠可靠性管

3、理的目標(biāo)是低耗多發(fā)下的安全運(yùn)行 。 火電廠可靠性管理的任務(wù)與作用可靠性管理我國(guó)火電廠可靠性指標(biāo)有 23個(gè)，其中最主要四個(gè)指標(biāo)： 可用系數(shù) 非計(jì)劃停用系數(shù) 等效可用系數(shù) 強(qiáng)迫停用率火電設(shè)備壽命管理：以設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)及金屬材料的長(zhǎng)期連續(xù)地監(jiān)督為基礎(chǔ)，計(jì)算其壽命損耗，并適時(shí)進(jìn)行各種探傷檢查，全面掌握設(shè)備技術(shù)狀況，及時(shí)維修或更換。壽命分配：為保證火電設(shè)備的安全可靠運(yùn)行，須合理選擇壽命損耗系數(shù)，合理壽命分配。 長(zhǎng)期運(yùn)行后，金屬材料將發(fā)生蠕變或松弛，壽命減少； 現(xiàn)在大容量火電機(jī)組必須承擔(dān)調(diào)峰任務(wù)，機(jī)組啟停次數(shù)增多，加劇火電設(shè)備的金屬溫度變化幅度和壽命損耗。 設(shè)備延壽：高溫蒸汽管道，尤其彎管等應(yīng)力集中的部件。

4、壽命分配和設(shè)備延壽壽命管理一般火電廠的計(jì)算機(jī)監(jiān)控功能為：運(yùn)行狀況的巡回檢測(cè)、數(shù)據(jù)處理和運(yùn)行日?qǐng)?bào)的打印制表；運(yùn)行異常情況的越限報(bào)警，發(fā)生故障能自動(dòng)記錄故障時(shí)的有關(guān)參數(shù)，即事故追憶的打印制表；運(yùn)行主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)的計(jì)算及其打印制表；發(fā)電設(shè)備的啟動(dòng)操作順序監(jiān)控；發(fā)供電生產(chǎn)過(guò)程的閉環(huán)控制；發(fā)電設(shè)備的自動(dòng)啟停；電廠故障自動(dòng)監(jiān)測(cè)與處理；電廠安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的最佳控制。 火電廠的計(jì)算機(jī)監(jiān)視 大型火電設(shè)備復(fù)雜，事故造成的損失、影響大，利用診斷技術(shù)對(duì)設(shè)備運(yùn)行工況和部件材質(zhì)性能的監(jiān)測(cè)至關(guān)重要。 設(shè)備的檢修 事故維修又稱強(qiáng)制維修； 定期維修； 預(yù)估檢修；設(shè)備的故障診斷設(shè)備的故障診斷火力發(fā)電廠的環(huán)保評(píng)價(jià)環(huán)境保護(hù)的重要性

5、及對(duì)火電環(huán)境保護(hù)評(píng)價(jià)的要求 火電廠的廢氣排放 節(jié)約水資源及廢水資源化 灰渣熱排水治理及綜合利用 噪聲防止 環(huán)境保護(hù)的重要性大型火電廠的建設(shè)，給環(huán)境帶來(lái)極大的影響。三廢。 環(huán)境惡化威脅人類生存和發(fā)展。1972年聯(lián)合國(guó)在斯德哥爾摩召開(kāi)了第一次人類環(huán)境會(huì)議，發(fā)表了人類環(huán)境宣言，它是促進(jìn)全世界重視環(huán)境問(wèn)題的里程碑。我國(guó)對(duì)環(huán)境問(wèn)題的認(rèn)識(shí)較發(fā)達(dá)國(guó)家遲，在人類環(huán)境宣言發(fā)表一周年后，即1973年8月才召開(kāi)了第一次全國(guó)環(huán)境保護(hù)會(huì)議，并相應(yīng)成立了我國(guó)第一個(gè)環(huán)境保護(hù)機(jī)構(gòu)。 我國(guó)電力工業(yè)環(huán)境保護(hù)工作開(kāi)始于1973年，并成立了管理部門和電力環(huán)境保護(hù)研究所，在高校設(shè)立了環(huán)境工程系和專業(yè)及一個(gè)碩士點(diǎn)。 環(huán)境保護(hù)的重要性及對(duì)

6、火電環(huán)境保護(hù)評(píng)價(jià)的要求 對(duì)火電環(huán)境保護(hù)評(píng)價(jià)的要求一般要求裝機(jī)容量50MW及以上的火電廠（供熱機(jī)組為25MW以上）要作環(huán)境影響評(píng)價(jià)，并編制環(huán)境影響報(bào)告書(shū)；50MW及以下的火電廠，只填寫(xiě)環(huán)境影響報(bào)告表。應(yīng)執(zhí)行環(huán)境影響報(bào)告書(shū)（表）的編審制度，和防治污染的設(shè)計(jì)與主體工程同時(shí)設(shè)計(jì)、施工、投產(chǎn)的“三同時(shí)” 制度?；痣娊ㄔO(shè)項(xiàng)目的環(huán)境保護(hù)設(shè)計(jì)應(yīng)貫徹統(tǒng)一規(guī)劃、分期建設(shè)、分期收益的原則?；痣娊ㄔO(shè)項(xiàng)目的環(huán)境保護(hù)設(shè)計(jì)，在滿足環(huán)境保護(hù)要求的同時(shí)，必須確保安全經(jīng)濟(jì)發(fā)電。環(huán)境保護(hù)的重要性及對(duì)火電環(huán)境保護(hù)評(píng)價(jià)的要求各設(shè)計(jì)階段的要求初步可行性研究階段應(yīng)編寫(xiě)環(huán)境簡(jiǎn)要說(shuō)明，根據(jù)擬建項(xiàng)目的性質(zhì)、規(guī)模、廠址。環(huán)境現(xiàn)狀等有關(guān)資料，對(duì)可能

7、造成的環(huán)境影響簡(jiǎn)要說(shuō)明，并得出廠址選擇的可行性或推薦結(jié)論。可行性研究階段必須按規(guī)定編寫(xiě)環(huán)境影響報(bào)告書(shū)，要突出燃煤火電廠的特點(diǎn)，從“三廢”對(duì)環(huán)境的影響出發(fā)，結(jié)合技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較和社會(huì)效益分析進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，對(duì)廠址及規(guī)劃容量做出推薦意見(jiàn)，提出防治污染的措施及環(huán)保投資估算。初步設(shè)計(jì)階段應(yīng)有環(huán)境保護(hù)專篇，提出防止污染工程措施和設(shè)計(jì)文件、環(huán)境保護(hù)投資概算、環(huán)境管理、監(jiān)測(cè)機(jī)構(gòu)及定員等。施工圖設(shè)計(jì)、施工及竣工驗(yàn)收階段，環(huán)保專業(yè)人員除分工完成所承擔(dān)的設(shè)計(jì)文件外，并對(duì)有關(guān)設(shè)計(jì)文件及圖紙進(jìn)行會(huì)簽?；痣姀S試生產(chǎn)結(jié)束前應(yīng)進(jìn)行環(huán)境保護(hù)設(shè)施的驗(yàn)收。環(huán)境保護(hù)的重要性及對(duì)火電環(huán)境保護(hù)評(píng)價(jià)的要求 環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn) 環(huán)境空氣質(zhì)量功能區(qū)

8、分為三類： 一類區(qū)為自然保護(hù)區(qū)、風(fēng)景名勝區(qū)和其他需要特殊保護(hù)地區(qū)； 二類區(qū)為城鎮(zhèn)規(guī)劃中確定居住區(qū)、商業(yè)交通居民混合區(qū)、文化 區(qū)、一般工業(yè)區(qū)和農(nóng)村地區(qū)， 三類區(qū)為特定工業(yè)區(qū)。 不同區(qū)執(zhí)行不同的標(biāo)準(zhǔn)?；痣姀S的廢氣排放 火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn) GB132231996（火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)） 大氣污染防治 高煙囪排放：拔風(fēng)作用 高效除塵器 NOxSOxCO2控制技術(shù)的開(kāi)發(fā)應(yīng)用火電廠的廢氣排放火電廠的廢氣排放煙囪的擴(kuò)散作用：將廢氣與熱量的污染帶到其它地方，減少對(duì)當(dāng)?shù)氐奈廴靖邿焽璧陌物L(fēng)作用： 煙囪里面的高溫度氣體的密度相對(duì)于周圍環(huán)境中的空氣的密度要小，因此產(chǎn)生壓力差，形成抽力，致使高溫度氣體一直上升

9、到煙囪的頂部冒出來(lái)。煙囪修建得愈高，形成的壓力差就會(huì)愈大，所產(chǎn)生的抽力相對(duì)也就越大，這樣可很快地將爐內(nèi)氣體產(chǎn)物排出，使新鮮空氣更快進(jìn)入爐。 火電廠的廢氣排放電除塵器火電廠的廢氣排放氮氧化物（ NOx ）的生成：熱力型、燃料型和快速型 熱力型：空氣中的氮?dú)庠诟邷叵轮苯友趸桑纳珊蜏囟让芮邢嚓P(guān)，僅當(dāng)火焰溫度大于1500時(shí)，才會(huì)大量生成； 燃料型：燃料中氮在燃燒過(guò)程中氧化而生成，與溫度的關(guān)系不大，是最主要的NOx生成途徑； 快速型：燃燒時(shí)空氣中的氮和燃料中的碳?xì)潆x子團(tuán)如CH等反應(yīng)生成，在煤燃燒過(guò)程中的生成量較小。三種類型NOx生成量與溫度關(guān)系圖NOx的控制途徑 低NOx燃燒技術(shù) 空氣分級(jí)燃

10、燒技術(shù) 燃料分級(jí)燃燒技術(shù) 煤粉濃淡燃燒技術(shù) 煙氣再循環(huán)技術(shù) 低NOx燃燒器 煙氣脫硝技術(shù) 選擇性非催化脫硝法（SNCR）：向爐膛中噴射氨、尿素等氨基還原劑，因?yàn)镹H3等只與煙氣中的NOx發(fā)生發(fā)應(yīng) 選擇性催化劑法（SCR）：采用催化劑促進(jìn)NH3與NOx的反應(yīng)，就稱為選擇性催化劑法。選擇性催化劑法的反應(yīng)溫度取決于催化劑，當(dāng)采用鈦或者鐵的氧化物做催化劑時(shí)，反應(yīng)溫度為300400左右；而采用活性焦炭做催化劑時(shí)，反應(yīng)溫度應(yīng)選為100150。SCR系統(tǒng)由催化劑反應(yīng)器、催化劑和氨儲(chǔ)存及噴射系統(tǒng)組成，一般能夠達(dá)到8090的脫硝率，因此能夠滿足較為嚴(yán)格的排放標(biāo)準(zhǔn)，在國(guó)外得到了較廣泛的應(yīng)用。 SO2的控制途徑 燃

11、燒前燃料脫： 常規(guī)洗選法：可以脫除3050的硫化亞鐵。 化學(xué)浸出法、微波法、細(xì)菌脫硫 氣化或者液化，轉(zhuǎn)化為清潔的二次燃料，以達(dá)到脫硫的目的。 燃燒中脫硫：燃燒過(guò)程中SO2遇到堿金屬氧化物如CaO、MgO等，生成CaSO4、MgSO4等而被脫除。 燃燒中脫硫技術(shù)主要有脫硫劑吹入法、流化床燃燒以及型煤技術(shù)等。 煙氣脫硫：煙氣脫硫又可分為濕法、干法和半干法。濕法是采用堿溶液對(duì)煙氣中的SO2進(jìn)行吸收，特點(diǎn)是反應(yīng)速度快、脫硫效率高以及鈣利用率高，缺點(diǎn)主要是初投資大、運(yùn)行費(fèi)用高。其中石灰石/石膏法是當(dāng)前最主要、應(yīng)用最廣的濕法煙氣脫硫技術(shù)。 火電廠的廢氣排放二氧化碳的排放與控制二氧化碳的排放：二氧化碳是一種

12、溫室氣體，主要由化石燃料燃燒放出。工業(yè)化二百年來(lái)，大氣中CO2的濃度從大約280ppm升高到了大約360ppm，約升高了30%。CO2的過(guò)量排放會(huì)加劇全球的溫室效應(yīng)，因此需要對(duì)CO2排放加以控制。二氧化碳的控制：提高能源效率；利用生物質(zhì)燃燒（由于生物質(zhì)生長(zhǎng)時(shí)吸收大氣中的CO2與其燃燒排放的CO2相同，可以認(rèn)為是零排放）；對(duì)生成的二氧化碳進(jìn)行埋藏和固化處理。 節(jié)約水資源 最大排放為沖灰水，減少?zèng)_灰排水的措施有：采用閉路循環(huán)，灰水回收使用。 高濃度（灰漿中灰渣重量含量40%以上）輸送灰漿。 灰渣分別除比灰渣混除節(jié)約用水40%。 貯灰場(chǎng)灰水循環(huán)使用，灰場(chǎng)澄清水再用于沖灰。 廢污水處理 生活污水宜引入

13、城市的污水處理系統(tǒng)統(tǒng)一處理。無(wú)條件者，應(yīng)因地制宜采取相應(yīng)措施進(jìn)行處理，如沉淀、曝氣、消毒、生化處理等。節(jié)約水資源及廢水資源化 灰渣綜合利用灰渣綜合利用原則是“貯用結(jié)合，因地制宜，多種途徑，積極利用，講究實(shí)際”。 我國(guó)開(kāi)發(fā)的灰渣利用技術(shù)已達(dá)200多項(xiàng)，進(jìn)人工程應(yīng)用的50多項(xiàng)。如粉煤灰生產(chǎn)建筑材料（水泥、磚、砌塊、加氣混凝土及耐熱耐火材料等），粉煤灰用于建筑工程（大體積混凝土、水下混凝土、泵送混凝土等）。 熱排水的綜合利用國(guó)外已有利用熱排水養(yǎng)殖各種貝類、對(duì)蝦及藻類。美國(guó)用以加熱埋入土中的灌溉管系，使作物早熟、增收。我國(guó)有的電廠用熱排水養(yǎng)殖魚(yú)學(xué)，具有生長(zhǎng)快、產(chǎn)量高的優(yōu)點(diǎn)，并能降低魚(yú)種越冬死亡率。有的

14、電廠用以農(nóng)業(yè)灌溉，也收效良好?；以鼰崤潘卫砑熬C合利用 灰渣熱排水治理及綜合利用山東石橫電廠三套粉煤灰分選系統(tǒng) 火電廠是噪聲源相對(duì)集中、噪聲幅量大、噪聲種類繁多，噪聲源控制，由國(guó)家規(guī)定的產(chǎn)品噪聲標(biāo)準(zhǔn)控制，沒(méi)有的可參考以下數(shù)據(jù)：引風(fēng)機(jī)（進(jìn)風(fēng)口前3m處）85 dB（A）；送風(fēng)機(jī)（進(jìn)風(fēng)口前3m處）90 dB（A）；鋼球磨煤機(jī) 95105 dB（A）；汽輪機(jī)（包括注油器，距聲源1m處)90 dB（A）；發(fā)電機(jī)及勵(lì)磁機(jī)（距聲源1m處)90 dB（A）；排料機(jī)（距機(jī)殼 105m處)85 dB（A）；汽動(dòng)給水泵 101 dB（A）。噪聲防止噪聲傳播途徑控制對(duì)易于封閉的噪聲源，如水泵、風(fēng)機(jī)、汽輪發(fā)電機(jī)組，采用

15、隔板、阻尼和隔聲措施，降噪量可達(dá)1030dB（A）。對(duì)不易封閉的設(shè)備及系統(tǒng)，如鍋爐，加熱器和水、煤、汽（氣）管道等，采用包覆隔振阻尼材料或設(shè)置隔聲結(jié)構(gòu)，降噪量可達(dá)2050dB（A）。不能進(jìn)行噪聲源控制和傳播途徑控制的場(chǎng)所，采取個(gè)人防護(hù)如戴護(hù)耳器（耳塞、的廣大盜寺），現(xiàn)在噪聲外境中設(shè)置隔聲間等辦法，降噪量可在1540dB(A) 之間。噪聲防止熱力發(fā)電廠熱經(jīng)濟(jì)性評(píng)價(jià)分析熱經(jīng)濟(jì)性的意義 評(píng)價(jià)熱經(jīng)濟(jì)性的目的 評(píng)價(jià)熱經(jīng)濟(jì)性的兩種基本分析方法 主要內(nèi)容：火電力生產(chǎn)流程及郎肯循環(huán)的應(yīng)用熱量法（效率法、熱平衡法）發(fā)電廠各種損失及效率 火用方法（可用能法、做功能力法）或熵方法（火用損、做功能力損失） 電力生產(chǎn)流

16、程火力發(fā)電廠生產(chǎn)過(guò)程： 火電力生產(chǎn)流程及郎肯循環(huán)的應(yīng)用 朗肯循環(huán)的應(yīng)用 定義：簡(jiǎn)單的凝汽式發(fā)電廠的理想循環(huán)叫做朗肯循環(huán)?，F(xiàn)代汽輪機(jī)發(fā)電廠所應(yīng)用的各種復(fù)雜的熱力循環(huán)都是在朗肯循環(huán)的基礎(chǔ)上逐步改善而形成的，朗肯循環(huán)是研究這些復(fù)雜循環(huán)的基礎(chǔ)。朗肯循環(huán)系統(tǒng)圖和溫熵（TS）圖: 火電力生產(chǎn)流程及郎肯循環(huán)的應(yīng)用火電力生產(chǎn)流程及郎肯循環(huán)的應(yīng)用3、卡諾循環(huán)在發(fā)電廠應(yīng)用中的局限性為什么在熱力發(fā)電廠內(nèi)不采用同溫限下效率最高的循環(huán)卡諾循環(huán)？ 汽機(jī)設(shè)備必須工作在濕蒸汽區(qū)； 實(shí)際應(yīng)用熱效率不高； 蒸汽壓縮過(guò)程困難。4、研究卡諾循環(huán)的實(shí)際意義？火電力生產(chǎn)流程及郎肯循環(huán)的應(yīng)用 卡諾循環(huán)的應(yīng)用 火電力生產(chǎn)流程及郎肯循環(huán)的應(yīng)用

17、 熱量法（效率法）的意義和應(yīng)用熱量法（效率法）是通過(guò)計(jì)算某一熱力循環(huán)中裝置或設(shè)備有效利用的能量占所消耗能量的百分?jǐn)?shù)，并以此數(shù)值的高低作為評(píng)價(jià)動(dòng)力設(shè)備在能量利用方面的完善程度的指標(biāo)。其實(shí)質(zhì)是能量的數(shù)量平衡。熱效率(熱量利用率)：熱量法（效率法、熱平衡法）發(fā)電廠各種損失及效率熱量法（效率法、熱平衡法）發(fā)電廠各種損失及效率 發(fā)電廠各種效率的分析及計(jì)算： （一）鍋爐的熱損失與鍋爐效率 在鍋爐內(nèi)主要的熱損失有：排煙熱損失、化學(xué)不完全燃燒熱損失、機(jī)械不完全燃燒熱損失、散熱損失以及灰渣帶走的物理熱等。 鍋爐效率等于鍋爐的熱負(fù)荷與鍋爐消耗燃料熱量之比， 即：大、中型鍋爐的效率一般在8594。 熱量法（效率法、

18、熱平衡法）發(fā)電廠各種損失及效率（二）主蒸汽管道熱損失與管道效率 工質(zhì)通過(guò)汽水管道時(shí)，要散失一部分熱量，其損失為管道的散熱和工質(zhì)的漏泄等；管道的完善程度用管道效率 表示，它等于汽輪機(jī)設(shè)備的熱耗量與鍋爐熱負(fù)荷之比：管道的效率一般為99，若考慮工質(zhì)損失，則其值為9697。 熱量法（效率法、熱平衡法）發(fā)電廠各種損失及效率（三）汽輪機(jī)設(shè)備中的冷源損失冷源損失：Qc=Q0-Wi固有冷源損失 ：理想汽輪機(jī)排汽在凝汽器內(nèi)的放熱量，即理想汽輪機(jī)也不可避免的冷源損失，大小決定于熱力循環(huán)的型式和參數(shù)。附加冷源損失：蒸汽在汽輪機(jī)中膨脹作功時(shí)還要產(chǎn)生損失，如進(jìn)汽調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的節(jié)流損失、噴嘴損失、動(dòng)葉損失、葉高損失、漏汽損失、濕汽損失、葉輪摩擦損失及余速損失等。熱量法（效率法、熱平衡法）發(fā)電廠各種損失及效率汽輪機(jī)的相對(duì)內(nèi)效率： 說(shuō)明汽輪機(jī)內(nèi)部構(gòu)造的完善程度，等于蒸汽在汽輪機(jī)中的實(shí)際作功與理想作功之比。汽輪機(jī)的絕對(duì)內(nèi)效率 ：等于汽輪機(jī)的實(shí)際作功（也稱內(nèi)功）與汽輪機(jī)設(shè)備的熱耗量之比。熱量法（效率法、熱平衡法）發(fā)電廠各種損失及效率（四）汽輪機(jī)的機(jī)械損失及機(jī)械效率 機(jī)械損失：汽輪機(jī)各軸承的摩擦阻力、汽輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)和油系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)部件要消耗一部分內(nèi)功，這便是汽輪機(jī)機(jī)械部分的能量損失。機(jī)械效率：等于汽輪機(jī)輸出的有效功率與內(nèi)功率之比； 機(jī)械效率一般為9699。 熱量法（效率法、熱平衡法）發(fā)電廠各種損失及