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火力发电工作流程

火力发电厂的工作流程、主要工作原理、热力系统划分
火力发电厂是指使用化石燃料(即煤炭、石油和天燃气)通过燃烧放出热能加热工质,再通过热力原动机驱动发电机发电的方式。

火力发电的原动机主要是蒸汽动力机械,即锅炉和汽轮机,其次为外燃燃气动力的燃气轮机,只有很小部份使用内燃机。

简单的说就是把热能转变为机械能再由机械能转变为电能的过程,并为保证正常的运行、提高效率、节约能源和保证安全、改革环保而采取一系烈的辅助系和措施。

一、热力循环:从一个热力状态出发,经过一系列的变化,最后又回到原来的热力状态所完成的封闭的热力过程。

热力循环过程:
除氧器→给水泵→高加→省煤器→汽包→水冷壁→低温过热器→屏式过热器→高温过热器→主蒸汽管道→主汽门→高压缸→再热蒸汽冷段→低温再热器→屏式再热器→再热蒸汽热段→中压缸→低压缸→凝汽器→凝结水泵→低加→除氧器。

除氧器:回热系统中能除去给水内溶解气休的混合式加热器。

气体在水中的的溶解度与此气体在气水界面的分压成正比,加热时气水界面上的分压成正比,加热时气水界面上的不蒸气的分压境加,气体的分压降低,容于水中的气体不断析出。

当加热到饱和温度时气水界面上的水蒸气分压接近于液面上的全压,所有的气体的分压接近于零,这时水中的各种气体将全部解析出来。

锅炉:利用燃料燃烧释放的热能或其他热能加热给水或其它工质以生产规定参数和品质的蒸汽、热水或其它工质的机械设备。

用于发电的锅炉称为电站锅炉。

在电站锅炉中,通常将化石燃料(煤、石油、天然气等)燃烧释放的热能,通过受热面的金属壁面传给其中的工质----水,把水加热成为具有一定压力的和温度的蒸汽。

所产生的蒸汽则用来驱动汽轮机,把热能转化为机械能,汽轮机再驱动发电机,再将机械能变为电用供给用户。

锅炉、汽轮机、发电机合称火力发电厂三大主机。

锅炉的工作原理:
包括主机及辅机两部份。

本体主要由汽包、水冷壁、过热器以及再热器、省煤器、空气预热器、燃烧器、排渣装置、阀门附件、锅炉构架、与锅炉炉墙等组成。

辅机主要是指燃烧系统设备以及排烟除尘设备等。

下面以本工程为循环流化床(自然循环)燃煤锅炉为例说明锅炉的工作原理:
煤由输煤装置从贮煤场送到锅炉房煤仓中,再经给煤机、播煤机送入炉膛燃烧。

燃烧产生的高温烟气,在炉膛主要以辐射方式传热给水冷壁,出炉膛后过屏式过热器(屏式再热器)旋风分离器、高温过热器、低温过热器(低温再热器)省煤器、空气预热器。

主要以对流方式传热方式分别加热蒸汽、水和冷空器,再经过除尘器由引风机排入大气。

燃烧后生成的灰渣由排渣装置排走。

汽轮机组:由汽轮机本体同凝汽器、回热系统、调节保安系统、监视仪表、油系统和汽水系统等组成。

汽轮机:由水蒸汽驱动作旋转的原动机。

汽轮机是火力发电厂的主要设备之一,它接受锅炉送来的蒸汽,将蒸气的热能转换为机械能,驱动发电机发电。

汽轮机由汽缸和转子两大部份组成。

转子位于汽缸内一般分为上下缸两半。

其前端为高压缸进汽或排汽端,后端为连接凝汽器排汽口。

汽缸内部有若干隔板,隔板上镶有静叶(导叶),或静叶直接装在汽缸内持环上。

转子与汽缸同心。

转子中心部份为主轴。

主轴上有叶轮,叶轮外缘装有动片。

每圈动叶片都置于每圈静叶之后组成汽轮机级。

转子由轴承支承。

工作原理:汽轮机遵循兰金循环原理进行工作。

来自锅炉的蒸汽经主门和调节门过入汽轮机和各级。

蒸汽在每一级的静叶间(即喷嘴)膨胀加速,将其中的一部份焓转变为蒸汽的动能,即蒸汽降低压力和温度,形成高速汽流,向动叶冲击,推动转子旋转。

蒸汽经动叶片流道折转下一级的静叶,使蒸汽中的焓再一次下降,转变为动能,流向下一级动叶,推动转子旋转作功。

蒸汽如此逐级进行,直到末级动叶出来排入凝汽器。

凝汽系统:通常凝汽器与循环水泵、凝结水泵、抽气设备以及连接管道组成凝汽系统。

凝汽器:接受汽轮机排汽并使之冷凝的热交换器。

凝汽器利用水或空气作为冷却工质,直接或间接同蒸汽接触,将蒸汽凝结成水,在汽轮机排汽口建立和保持一定真空,使进入汽轮机
的蒸汽膨胀到尽可能低的冷端压力,境加汽轮机中的理想热降,提高循环热效率。

按汽轮机排汽凝结方式不同分为混合式和表面式凝汽器两类。

一般电厂使用表面式凝汽器。

汽机保安系统:汽轮机运行中必要时实行紧急停机的系统。

汽轮机运行时,除调节系统跟踪负荷变化及时控制调节门开度外,还有一套由保安装置组成的保安系统,时刻监视机组的运行状态,如发现危及机组安全的情况,例如严重超速,油压过低、推力过大、真空急剧恶化、进水或进冷蒸汽、剧烈振动以及大轴弯等,立即自动(或手动)关闭主汽门和调节汽门紧急停机。

主要由汽有关参数的感受无件(TSI)操作机构和油管组成,最终是关闭自动主汽门和中压联合汽门切断汽轮机进汽。

汽轮机调节系统:控制汽轮机转速(或包括抽汽压力)和输出功功率的组合装置。

汽轮机数字式电液控制系统:以计算机或微机作为主要控制装置、以模拟式电气系统作为手操后备、采用液压热行机构的汽轮机控制系统,简称DEH。

DEH系统的功能有:转速和负荷的自动控制以及汽轮机的自启动;主汽门压力控制;自动减负荷;超速保保和阀门测试等。

由控制器、手操模拟系统接受数字控制器的控制输出,经电液转换后送液压伺服系统去定位高压主汽门和调节阀门。

汽轮机油系统:供给汽轮发电机组工作用的一组设备。

一般用汽轮机油、(透明油)作为机组轴承润滑、调节、保安、顶轴等处的工质。

一般汽轮机油系统由油箱、油泵、冷油器、滤油机、排烟机、阀门和管道组成。

汽轮机运行监视系统(TSI):为了保护汽轮机的安全而设置的监视和保护装置,以及由它们组成的信号显示、报警和保护系统。

四、汽机及其附属设备部分。

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