火电厂基础介绍.ppt

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1、简介,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。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。热力循环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。理想的循环效率（不考虑机械损耗、散热等因数）1-T1/T2提高热效率的途径为降低冷源温度，提高热源温度。,火电站主要生产过程简述,火电站主要生产过程简述储存在储煤场(或储煤罐)中的原煤由输煤设备从储煤场送到锅炉的原煤斗中,再由给煤机送到磨煤机中磨成煤粉。煤粉送至分离器进行分离,合格

2、的煤粉送到煤粉仓储存(仓储式锅炉)。煤粉仓的煤粉由给粉机送到锅炉本体的喷燃器,由喷燃器喷到炉膛内燃烧(直吹式锅炉将煤粉分离后直接送入炉膛)。燃烧的煤粉放出大量的热能将炉膛四周水冷壁管内的水加热成汽水混合物。混合物被锅炉汽包内的汽水分离器进行分离,分离出的水经下降管送到水冷壁管继续加热,分离出的蒸汽送到过热器,加热成符合规定温度和压力的过热蒸汽,经管道送到汽轮机作功。过热蒸汽在汽轮机内作功推动汽轮机旋转,汽轮机带动发电机发电,发电机发出的三相交流电通过发电机端部的引线经变压器什压后引出送到电网。在汽轮机内作完功的过热蒸汽被凝汽器冷却成凝结水,凝结水经凝结泵送到低压加热器加热,然后送到除氧器除氧,

3、再经给水泵送到高压加热器加热后,送到锅炉继续进行热力循环。再热式机组采用中间再热过程,即把在汽轮机高压缸做功之后的蒸汽,送到锅炉的再热器重新加热,使汽温提高到一定(或初蒸汽)温度后,送到汽轮机中压缸继续做功。,基本原理,电磁感应理论：任何变化的电场都要在其周围空间产生磁场，任何变化的磁场都要在其周围空间产生电场。热力学第一定律：热可以变为功，功也可以变为热，消耗一定热量时，必产生相当数量的功，消耗一定量的功时，必出现相应数量的热。热力学第二定律：高温物体的热能可以自动传递给低温物体，而低温物体的热能却不能自动地传递给高温物体。机械能可以自动转化为热能，而热能却不能自动转化为机械能。,火电厂建设

4、开发流程,项目建议书,可行性研究报告,电厂选址,用地预审,水资源论证,水土保持方案,初设计,电力规划设计总院审查,电网公司同意购电,省发改委立项,项目环评报告,临建准备工作,火电厂的分类,按燃料分类：燃煤发电厂(煤)燃油发电厂(石油提取了汽油、煤油、柴油后的渣油)燃气发电厂(天然气、煤气等)余热发电厂(工业余热、垃圾或工业废料)生物发电厂(桔杆、生物肥料)按原动机分类：凝汽式汽轮机发电厂燃汽轮机发电厂内燃机发电厂蒸汽-燃汽轮机发电厂按供出能源分类：凝汽式汽轮机发电厂(只供电)热电厂(同时供电和供热),火电厂的分类,按总装机容量分类：小容量发电厂(总装机容量 1000 MW)按供电范围分类：区域

5、性发电厂，在电网内运行，承担一定区域性供电的大中型发电厂；孤立发电厂，是不并入电网内，单独运行的发电厂；自备发电厂，由大型企业自己建造，主要供本单位用电的发电厂（一般也与电网相连）。,火电厂的分类,按蒸汽压力和温度分类：中低压发电厂(蒸汽压力3.92MPa,温度450度,单机功率 22.11MPa,温度550度,单机功率 600 MW)超超临界压力发电厂(蒸汽压力 335MPa、610630,单机功率 600 MW),工艺流程图,火电厂的三大系统 之一 燃烧系统包括输煤、磨煤、锅炉与燃烧、风烟系统、灰渣系统等环节。,火电工艺介绍,火电厂的三大系统 之二 汽水系统由锅炉,汽轮机,凝汽器,除氧器,

6、加热器等构成主要包括:给水系统冷却水系统补水系统,火电工艺介绍,火电厂的三大系统之三 电气系统,火电工艺介绍,励磁装置,发电机,主变压器,厂用变压器,低压配电装置,配电装置,输电线路,厂用电系统,升压变电所,火电站主要设备,锅炉汽机发电机电气系统热控系统输煤化水脱硫,锅炉,锅炉本体燃烧设备（包括：炉膛、燃烧器、空气预热器、烟道等）汽水系统（包括：汽包、水冷壁、下降管、联箱、过热器、再热器、省煤器等）锅炉附件炉墙及构架锅炉辅机制粉系统（煤粉炉）风机除灰渣设备,锅炉本体,锅炉设备是火力发电厂中的主要热力设备之一。它的任务是使燃料通过燃烧将化学能转变为热能，并且以此热能加热水，使其成为一定数量和质量

7、（压力和温度）的蒸汽。由炉膛、烟道、汽水系统（其中包括受热面、汽包、联箱和连接管道）以及炉墙和构架等部分组成的整体，称为“锅炉本体”。,锅炉的分类,按锅炉的蒸汽压力：可将锅炉分为低压锅炉（压力小于2.45MPa），中压锅炉（压力2.944.90MPa），高压锅炉（压力7.8410.8MPa），超高压锅炉（压力11.814.7MPa），亚临界锅炉（压力15.719.6MPa），超临界锅炉（压力22.1MPa），超超临界锅炉（压力3031MPa）。按锅炉蒸发受热面内工质的流动方式分类：自然循环锅炉(靠炉外冷水下降，炉内冷水壁管中热水自然上升的锅炉)强制循环锅炉(当压力在16.6617.64MPa时

8、，水、汽重度差变小，需在循环回路中加装循环泵的锅炉)控制循环锅炉直流锅炉(当压力18.62MPa时，应采用直流锅炉)复合循环锅炉。,锅炉的分类,按容量分类：小型锅炉(220 t/h)中型锅炉(220410t/h)大型锅炉（670t/h）按锅炉的整体布置分类：型结构锅炉箱型结构锅炉塔型结构锅炉。按燃烧方式分类：火床锅炉（炉排锅炉）火室锅炉（煤粉炉）旋风炉：沸腾燃烧锅炉：固体燃料颗粒在炉排上呈沸腾状态燃烧（流化床锅炉）,锅炉的分类,锅炉循环示意图,自然循环锅炉,强制循环锅炉,控制循环锅炉,直流锅炉,主要生产厂家,哈尔滨锅炉厂上海锅炉厂东方锅炉厂武汉锅炉厂杭州锅炉厂,锅炉机组基本工作过程,燃料经制粉

9、系统送入炉膛中燃烧，使燃料的化学能变为热能。高温烟气由炉膛经水平烟道进入尾部烟道，最后从锅炉中排出。锅炉排烟再经过烟气净化 系统处理，由引风机送入烟囱排入大气。烟气在锅炉内流动的过程中，热量传递方式为：在炉膛中以辐射方式将热量传给水冷壁；在炉膛烟气出口处，以半辐射、半对流方式将热量传给屏式过热器；在水平烟道和尾部烟道以对流方式传给过热器、再热器、省煤器和空气预热器。水在锅炉中，经过预热、蒸发、过热三个阶段变成过热蒸汽。汽轮机高压缸中蒸汽送回锅炉加热，再送回汽轮机低压缸中继续做功，这是第四个阶段-再过热阶段。,电站常用锅炉-循环流化床锅炉,循环流化床燃烧是一种新型的高效、低污染的清洁燃煤技术，其

10、主要特点是锅炉炉膛内含有大量的物料，在燃烧过程中大量的物料被烟气携带到炉膛上部，经过布置在炉膛出口的分离器，将物料与烟气分开，并经过非机械式回送阀将物料会送至床内，多次循环燃烧。由于物料浓度高，具有很大的热容量和良好的物料混合，一般每公斤烟气可携带若干公斤的物料，这些循环物料带来了高传热系数，使锅炉热负荷调节范围广，对燃料的适应性强。循环流化床锅炉采用比鼓泡床更高的流化速度，而不像鼓泡床一样有一个明显的界面，由于床内强烈的湍流和物料循环，增加了燃料在炉膛内的停留时间，因此比鼓泡床具有更高的燃烧效率，在低负荷下能稳定运行，而无需增加辅助燃料。循环流化床锅炉运行温度通常在850900之间，是一个理

11、想的脱硫温度区间，采用炉内脱硫技术，向床内加入石灰石作为脱硫剂，燃料及脱硫剂经多次循环，反复进行低温燃烧和脱硫反应，加之炉内湍流运动剧烈，Ca/S摩尔比约为2时，可以使脱硫效率达到90%左右，SO2的排放量大大降低。同时循环流化床采用分级送风燃烧，使燃烧始终在低过量空气下进行，从而大大降低了NOX的生成和排放。循环流化床锅炉还具有高燃烧效率、可以燃用劣质燃料、锅炉负荷调节性好、灰渣易于综合利用等优点，因此在世界范围内得到了迅速发展。随着环保要求日益严格，普遍认为，循环流化床是目前最实用和可行的高效低污染燃煤设备之一。,电站常用锅炉-煤粉炉,煤粉炉煤粉炉是指以煤粉为燃料的悬燃炉。它的炉膛是用水冷

12、壁炉墙围成的大空间，磨碎的煤粉（颗粒直径约为0.050.1mm）和空气经喷燃器混合后，喷入炉膛燃烧。煤粉的燃烧分着火前的准备阶段、燃烧阶段和燃尽阶段。与此相对应，炉膛也可以分为三个区域：喷燃器出口附近为着火区，出口的上方为燃烧区，燃烧区之上部一直到炉膛出口为燃尽区。适用的煤种多，既可烧中、次煤或低热值低煤，也可烧粘结性较强的煤，是现代燃煤锅炉的主要形式，特别适合于发电厂的大型锅炉，容量较大（D35t/h）的工业锅炉也常常采用。煤粉炉需要配备磨煤设备和相应的除尘装置，燃烧工况的组织比较复杂，影响燃烧稳定性的因素较多。煤粉炉的飞灰量高达8090%，需配备高效除尘装置。,电站锅炉的构造,煤粉炉的的主

13、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（煤粉炉）点火装置炉水循环泵（控制循环炉）循环流化床特有构造旋风分离器,锅炉的构造-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。,锅炉的构造-受热面,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过热器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）过热器再

14、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空气预热器,锅炉的构造-受热面-空气预热器,空气预热器分为：管式空气预热器、回转式空气预热器。作用：安装在锅炉尾烟道中，利用省煤器后烟气的热量加热燃烧所需的空气，以利于燃料的着火和燃烧，并可降低排烟温度，提高锅炉热效率。一般将空气加热到300 400度。常将燃烧用的空气分成一次风、二次风。一次风：携带煤粉或液体、气体燃料经燃烧器进入炉膛，为提供着火所需的那部分风量。（占总风量的2030%）二次风：燃烧所需的其余风量（占总风量的7080%）是作为助燃的二次风。,锅炉的构造-受热面-空气预热器,管式空气预热器回转式空气预热器图片,锅炉的构造-汽包

15、（循环炉）,锅炉的构造-燃烧器（煤粉炉）,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。燃烧器分为：直流式煤粉燃烧器旋流式煤粉燃烧器。FSSS主要控制：总燃料跳闸（MFT）后切断部分或总燃料。点火前的炉膛自动吹扫 监视燃烧器火焰,锅炉的构造-燃烧器（煤粉炉）,E 煤粉层+一次风,D煤粉层+一次风,C煤粉层+一次风,B煤粉层+一次风,A煤粉层+一次风,AB二次风层,BC二次风层,CD二次风层,DE二次风层,FF过燃风层,锅炉的构造-点火器,点火器 1.电火花气体点火器 2.高频电压电火花点火器

16、 3.高能电火花点火器 4.电弧点火器,锅炉的构造-吹灰器,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）,锅炉的构造-炉水循环泵（控制循环）,锅炉的构造-旋风分离器（循环流化床锅炉）,锅炉的辅机,制粉系统（煤粉炉）风机除渣机械,锅炉的辅机-制粉系统（煤粉炉）,磨煤机低速磨煤机及其制粉系统：低速磨煤机（15 25 r/min）:多为球磨机单进单出筒式球磨机双进双出筒式球磨机中速磨煤机及其制粉系统：中速磨煤机（60 300 r/min）:平盘磨、碗式磨、MPS 磨/MPF 磨、E型磨高速磨煤机及其制粉系统：高速磨煤机（400 r/

17、min）:风扇式磨煤机竖井磨煤机,锅炉的辅机-制粉系统-双进双出筒式球磨机,锅炉的辅机-制粉系统-粗粉/细粉分离器,粗粉分离器：（磨煤机后）作用：把磨煤机来的煤粉进行粗细分离，不合格的送回磨煤机重磨。种类：离心式粗粉分离器回转式粗粉分离器细粉分离器：（旋风分离器）作用：把粗粉分离器来的煤粉气流进行风粉分离，不合格的送回磨煤机重磨。,锅炉的辅机-制粉系统-给煤机/给粉机,给煤机：（磨煤机前）作用：调节送入磨煤机的煤量种类：刮板式给煤机电磁振动式给煤机皮带给煤机（调速、称重）给粉机：作用：按照锅炉负荷需要,把煤粉仓中的煤粉均匀地送入一次风管。种类：叶轮式给粉机最为常用通过调节电机转速，调节给粉量的

18、大小,锅炉的辅机-制粉系统-给煤机,通过改变给煤机转速和闸板位置调节给煤量。缺点是：占地大，煤压实后易被异物卡住断煤。,锅炉的辅机-制粉系统-给煤机,可称重，通过改变皮带速度调节给煤量。大型锅炉机组中常用。,锅炉的辅机-制粉系统-给煤机,通过改变圆盘电机转速和内套管位置调节圆盘上的给煤量。缺点是：遇高水分的煤易堵煤和打滑。,锅炉的辅机-制粉系统-给粉机,一般采用直流电机，通过改变电机转速调节给粉量。缺点是：不均匀，易出现煤粉自流。,锅炉的辅机-制粉系统-给粉机,一般采用电磁调速异步电机，通过改变电机转速调节给粉量。均匀，煤粉不自流。,锅炉的辅机-风机,风机一次风机：干燥燃料，将燃料送入炉膛，一

19、般采用离心式风机。送风机：克服空气预热器、风道、燃烧器阻力，输送燃烧风，维持燃料充分燃烧。引风机：将烟气排除，维持炉膛压力，形成流动烟气，完成烟气及空气的热交换。排粉风机,锅炉的辅机-风机,风机轴流风机轴流风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罗茨风机,锅炉的辅机-风机-送风机,锅炉的辅机-风机-引风机,锅炉的辅机-除灰渣设备,锅炉的控制,锅炉给水自动控制系统：是使给水量适应锅炉的蒸发量，并维持锅筒水位在允许范围内的自动控制系统。锅筒水位过高和过低，对锅炉和汽机安全运行影响严重。给水调节对象的动态特性：锅筒水位是锅炉内储水量和水面下汽泡体积的反映。当

20、给水量阶跃增加时，水位响应有一定的延迟和惯性，然后不断上升；当蒸汽阶跃增加时，锅筒水位一开始快速上升，然后下降，在响应初始阶段的这种水位变化称为“虚假水位”现象。锅炉给水控制的三种方式：单冲量给水控制系统：只根据锅炉水位H变化控制给水阀门开度。双冲量给水控制系统：根据锅炉水位H变化，蒸汽流量信号D组成的控制系统。三冲量给水控制系统：根据锅炉水位H，蒸汽流量信号D，给水流量W三个信号调节给水流量的控制系统。,锅炉的控制-单冲量给水控制系统,主要问题：当蒸汽负荷增加时，由于锅炉水中汽泡量增加产生“虚假水位”，而使给水调节阀动作减少给水量，加剧蒸汽流量和给水流量的不平衡，而后使水位快速下降，产生较大

21、的水位偏差。适用于：根据水容量较大，蒸汽负荷较稳定的小容量锅炉。,锅炉的控制-双冲量给水控制系统,主要问题：当蒸汽负荷变化时，蒸汽流量信号D使给水调节阀动作增加给水量，抵消“虚假水位”影响。但不能及时反映和补偿给水扰动（如给水压力变化引起的给水流量增减）。适用于：蒸汽负荷经常变化的锅炉。,锅炉的控制-三冲量给水控制系统,锅炉的控制-三冲量给水控制系统,单级三冲量给水控制系统：锅筒水位H是主要控制信号，给水流量W是水位控制的辅助反馈信号，蒸汽流量D是水位控制的前馈信号。当蒸汽流量D变化时，调节器立即动作，适当改变给水流量W。当给水流量W变化时，调节器也立即动作，使给水流量W恢复到原来的数值。串级

22、三冲量给水控制系统：主调节器以锅筒水位H为主要控制信号，去控制副调节器，副调节器除接收主调节器控制信号外，还接收给水流量W和蒸汽流量D。主调节器通过副调节器对水位进行校正，使其保持在给定值。当蒸汽流量D扰动时，副调节器立即动作，改变给水流量W，使给水量与蒸汽量成适当比例。当给水流量W扰动时，副调节器立即动作，使给水流量保持不变。,锅炉的控制-吹灰控制,定义：锅炉均设有吹灰器（大型锅炉配50100台，全部吹扫一遍要56小时），定期吹扫锅炉各部分受热面上的积灰。吹扫介质：常使用低压蒸汽、水、压缩空气。工艺情况：吹灰器常配电机，用于推进和退出操作，并驱动吹灰器作旋转运动，加强吹灰效果。锅炉各部分积灰

23、不同，吹灰时间间隔也不同。距炉膛近的受热面，每48小时吹灰一次；距炉膛远的受热面，每824小时吹灰一次。控制过程：吹灰时，先启动吹灰汽源和疏水系统，要保持汽源的压力和温度。然后，依据不同吹灰器时间间隔依次成对启动吹灰器，使吹灰器伸入炉膛或烟道内吹灰，经过预定时间后退出炉外。当吹灰系统或汽源系统出现异常时，要中断吹灰，使所有吹灰器退出炉外。,锅炉的控制-定排控制,定义：按规定时间或根据锅水质量状况，周期性地排除锅炉下联箱内沉积的有杂质的锅水。控制过程：必须在汽包水位正常时，才允许定排。要求在定排过程中，如遇汽包水位低或排污门故障等异常情况时，立即停止排污，关闭全部排污门。主要控制对象是大量的阀门

24、。,汽轮机,高压缸,中压缸,低压缸,发电机,励磁机,汽机主要系统,主蒸汽系统：吹动汽轮机旋转，带动发电机做功，是发电厂主要的做功介质通过的系统。再热蒸汽系统：辅助主蒸汽系统做功，提高机组热效率。回热抽汽系统：尽量减少进入凝汽器的无用能量，提高机组热效率。轴封系统：防止汽轮机内部高压蒸汽向外泄露，保证汽轮机效率，保持真空系统严密性。真空系统：维持汽轮机的低背压和凝汽器真空。凝结水系统：将凝结水输送到除氧器，完成加热、除氧、化学处理和剔除杂质。给水系统：提高给水压力，加热后为锅炉提供给水。主机油系统：包括润滑油系统、顶轴油系统、调节、保安系统。汽轮机调节、保安系统：协调各系统同步地按照要求进行工作

25、。润滑油系统：为汽轮机提供润滑、冷却用油。,汽机主要系统,发电机冷却系统和密封系统：冷却系统的功能是冷却发电机，带走发电机工作时的热量。密封系统的功能是密封冷却介质的外泄。工业水系统：提供冷却介质。冷却各种辅助设备。其它系统：压缩空气系统、旁路系统、减温水系统、精处理系统、胶球系统等。,汽轮机的分类,按工作原理分类：冲动式,反动式按热力过程特性分类：凝汽式汽轮机：蒸汽在汽轮机中膨胀作功后，进入高度真空状态下的凝汽器，凝结成水。背压式汽轮机：排汽压力高于大气压力，直接用于供热，无凝汽器。当排汽作为其他中、低压汽轮机的工作蒸汽时，称为前置式汽轮机。调整抽汽式汽轮机，从汽轮机中间某几级后抽出一定参数

26、、一定流量的蒸汽(在规定的压力下)对外供热，其排汽仍排入凝汽器。根据供热需要，有一次调整抽汽和二次调整抽汽之分。中间再热式汽轮机：蒸汽在汽轮机内膨胀作功过程中被引出，再次加热后返回汽轮机继续膨胀作功。,汽轮机的分类,按主蒸汽压力分类：低压汽轮机：主蒸汽压力 22.15 Mpa按机组轴数可分单轴和双轴汽轮机；按汽缸数目分单缸、双缸和多缸汽轮机；,汽轮机型号组成,型号N 凝汽式B 背压式C 一级抽汽、CC 二级抽气CB 抽气背压式H 船用、Y 移动式,汽轮机型号中蒸汽参数表示法,注：功率单位为MW；压力单位为Mpa；温度单位为。,汽轮机组的组成,汽轮机本体汽轮机调速保护及油系统汽轮机的热力系统汽轮

27、机辅助设备,汽轮机本体,汽轮机本体（steam turbine proper）是完成蒸汽热能转换为机械能的汽轮机组的基本部分，即汽轮机本身。它与汽轮机热力系统、调节保安系统、油系统以及其他辅助设备共同组成汽轮机组。汽轮机本体由固定部分（静子）和转动部分（转子）组成。固定部分包括汽缸、隔板、喷嘴、汽封、紧固件和轴承等。转动部分包括主轴、叶轮或轮鼓、叶片和联轴器等。固定部分的喷嘴、隔板与转动部分的叶轮、叶片组成蒸汽热能转换为机械能的通流部分。汽缸是约束高压蒸汽不得外泄的外壳。,汽轮机主要生产厂家,哈尔滨汽轮机厂四川东方汽轮机厂上海汽轮机有限公司,汽轮机本体-结构,汽缸高、中压缸结构低压缸转子滑销系

28、统轴承、联轴器汽封、轴封盘车装置等,汽轮机本体-结构-汽缸,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。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,汽轮机本体-结构-转子,汽机转子汽轮机的转动部

29、分总称转子，它是汽轮机最重要的部件之一，担负着工质能量转换及扭矩传递的重任。转子的工作条件相当复杂，它处在高温工质中，并以高速旋转，因此它承受着叶片，叶轮、主轴本身质量离心力所引起的巨大应力以及由于温度分布不均匀引起的热应力(不平衡质量的离心力还将引起转子振动)。另一方面，蒸汽作用在动叶栅上的力矩，通过转子的叶轮、主轴和联轴节传递给发电机或其他工作机。所以转子要具有很高的强度和均匀的质量，以保证它安全工作。运行中要特别注意转子的工作状况。任何设计、制造、安装、运行等方面的工作上的疏忽，均会造成重大事故。,汽轮机本体-滑销系统,汽轮机在启动、停机和运行时，汽缸的温度变化较大，将沿长、宽、高几个方

30、向膨胀或收缩。由于基础台板的温度升高低于汽缸，如果汽缸和基础台板为固定连接，则汽缸将不能自由膨胀，所以汽缸的自由膨胀问题就成了汽轮机的制造、安装、检修和运行中的一个重要问题。为了保证汽缸定向自由膨胀，并能保持汽缸与转子中心一致，避免因膨胀不均匀造成不应有的应力及伴同而生的振动，因而必须设置一套滑销系统。在汽缸与基础台板间和汽缸与轴承座之间应装上各种滑销，并使固定汽缸的螺栓留出适当的间隙，以保证汽缸自由膨胀，又能保持机组中心不变。,汽轮机本体-轴承、联轴器,汽轮机本体-汽封与轴封,汽轮机运转时，转子高速旋转，汽缸、隔板(或静叶环)等静体固定不动，因此转子和静体之间需留有适当的间隙，从而不相互碰磨

31、。然而间隙的存在就要导致漏汽(漏气)，这样不仅会降低机组效率，还会影响机组安全运行。为了减少蒸汽泄漏和防止空气漏入，需要有密封装置，通常称为汽封。汽封按其安装位置的不同，可分为通流部分汽封、隔板(或静叶环)汽封、轴端汽封。,汽轮机本体-盘车装置,盘车装置作用：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。,汽轮机的调速系统和保护装置,汽轮机调速系统液压调速系统功率-频率电液调速系统(模拟电调系统)数字电液调速系统（DEH）调速系统作用：发电厂发电的电压和频率均有要求，电压可通过变压解决，供电频率则

32、由发电机转速调节决定。,汽轮机的调速系统和保护装置,汽轮机保护装置通过控制高压油系统迅速关闭自动主汽门，切断汽轮机进汽使之停机。超速保护装置（在汽机转速超过额定转速10-20%时，使自动主汽门和调速汽门迅速关闭，使发电机与电网解列）汽轮机的油系统向汽轮发电机组提供轴承润滑用油；向调速保护装置提供压力油等。,DEH,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

33、和跳闸后控制转速和升降速率，并网后控制功率。,汽机保护内容,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,汽机保护内容,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,汽机油系统,润滑油系统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,汽轮机

34、的热力系统,主蒸汽系统旁路系统再热蒸汽系统给水回热系统凝气系统辅助蒸汽系统,主蒸汽系统,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。,旁路系统,本机组配置了一套德国西门子公司制造的汽轮机旁路系统，该旁路为30%MCR高低压串联旁路系统。旁路热力系统原理示意图

35、如图3-2所示，每台机组配置1套高压旁路装置及2套低压旁路装置。,再热蒸汽系统,通过再热器后，提高热利用效率。,凝气系统,凝汽设备一般由凝汽器、循环水泵、抽气器(或真空泵)和凝结水泵等主要部件以及它们之间的连接管道和附件组成。,凝气系统-凝汽器,凝汽器组成：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。,蒸汽进口,冷却水出口,冷却水入口,热井,凝结水出口,凝气系统-抽气设备,射气式抽气器射水式抽气器水环式真空泵,凝气系统-凝结水泵,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

36、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。,循环水系统,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,开式循环冷却水,循环水系统-循环水泵,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）,循环水系统-冷凝塔,用于降低冷却水温度用循环使用的冷却水作为中间介质，将汽机排汽冷凝所释放的热量，经由流动的空气传到大气中。,给水系统,由汽轮机某些中间级后抽出一部分蒸汽对锅炉给水进行加热称为给水回热加热，相应的蒸汽循环称为给水回热循

37、环，这种给水加热方式可以提高循环热效率，这可以从两个方面来理解。从蒸汽热量利用方面看，采用汽轮机抽汽在加热器中对给水加热，减少了凝汽器中的热损失，提高了循环热效率。从给水加热过程方面看，利用汽轮机抽汽对给水加热时，换热温差比锅炉烟气加热时小得多，因而减少了给水加热过程的不可逆性，提高了循环的效率。,给水系统-给水泵,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。,给水系统-给水泵起停控制,控制对象包括：给水泵电机，辅助油泵，泵出口阀门，在循环阀门。控制方式：

38、泵启动时：要空载启动，即需先关闭出口阀门再启动。泵启动后：要保持一定流量的给水，以冷却泵体，在泵的出口阀门前设再循环阀门。在停泵时：先将水泵降低转速到最低，以便下次再启动水泵时电机可处于低负载下。在泵电机主轴上连接有主油泵：在泵电机运行时，为联轴器和轴承供油，在泵起停过程中必须启动辅助油泵。,给水系统-高压加热器、低压加热器,蒸汽进口,给水出口,U型管束,给水进口,疏水进口,低压加热器,蒸汽进口,给水出口,U型管,给水进口,疏水进口,高压加热器,疏水出口,疏水出口,给水系统-除氧器,当水与空气或某种气体混合物接触时，就会有一部分气体溶解到水中去。因此天然水中溶解有大量的空气，其中溶解的氧气可达

39、10mg/L。水中溶解气体的量的多少，与气体的种类，气体在水面的分压力以及水的温度有关。由凝结水和补充水组成的锅炉给水中也溶有一定数量的气体。因为凝汽器、部分低压加热器及其管道附件处于真空状态下工作，空气可以从不严密处漏入主凝结水中，补充水在化学处理过程中也会溶解一些气体。给水溶解的气体中，危害最大的气体是氧气，它对热力设备造成的氧腐蚀，通常发生在给水管和省煤器内。当给水含氧量超过0.03mg/L时，给水管和省煤器在短期内会出现穿孔的点状腐蚀，严重地影响发电厂安全运行。给水中溶解的二氧化碳也会引起腐蚀，此外，在热交换设备中存在气体还会妨碍传热，降低传热效果。因为气体是不凝结的，它可在传热面上形

40、成空气层，增大传热热阻。因此给水中溶有任何气体都是有害的。为了保证发电厂安全经济运行，必须将锅炉给水中的含氧量控制在允许范围内，按火力发电厂水、汽监督规程规定；工作压力为6.1MPa以上的锅炉，给水含氧量应小于7g/L。为此，除氧器的任务是及时除掉锅炉给水中溶解的氧气和其它气体。,给水系统-除氧器,给水除氧的方法有化学除氧和物理除氧（热力除氧）两种。热力除氧工作原理：道尔顿定律指出：混合气体的全压力等于组成它的各气体分压力之和。对于给水而言，水面上混合气体的全压力p则等于水中溶解气体的分压力pj与水蒸汽分压力ps之和。在除氧器中，水被定压加热时，其蒸发水量增加，从而使水面水蒸汽的分压力增高，相

41、应地，水面上其他气体分压力降低。当水加热至除氧器压力下的沸点时，水蒸汽的分压力就会接近水面上混合气体的全压力，此时水面上其他气体的分压力将趋近于零，于是溶解于水中的气体将在不平衡压差的作用下从水中逸出，并从除氧器排气管中排走。,辅助蒸汽系统,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,辅助蒸汽系统,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,汽轮机辅助设备,发电机组

42、,发电机励磁系统,发电机,基本组成：定子、转子、油冷却系统测温元件：监视发电机定子绕组、铁芯、轴承、冷却器等重要部件的温度。定子：定子绕组转子：转子绕组、阻尼绕组冷却方式：空气冷却：多采用轴向分段多流式通风系统氢气冷却（外冷）：冷却效果好，风组和摩擦损耗小于空气。氢内冷：冷却介质氢直接接触绕组导体，大大提高冷却效果。水内冷：发电机的定子和转子均采用水内冷的发电机称为：“双水内冷”；或定子绕组水内冷，转子绕组氢内冷，通风系统采用氢气冷却的“水-氢-氢”冷却方式。容量可达1200MW。,发电机主体,主励磁机,副励磁机,气体冷却器,励磁系统,组成：由励磁功率单元、励磁调节器（AVR）组成。励磁功率单

43、元包括交流电源和整流装置，它向励磁绕组提供直流励磁电流，励磁调节器（AVR）根据发电机发出的电压和电流，自动调节励磁电流，满足系统运行需要。功能：根据发电机所带负荷变化，自动调整励磁电流，维持发电机端电压在给定额定电压值。当发电机并列运行时，使各发电机组所带无功功率稳定合理分配。在电力系统发生短路故障，发电机端电压严重下降时，能对发电机强行励磁，提高电力系统暂态稳定性。当发电机突然甩负载时，通过强行减磁，防止发电机电压过分升高。当发电机内部短路跳闸时，能快速灭磁，减小故障损坏程度。,励磁系统,励磁方式：直流励磁机励磁系统：（100MW以下机组）交流励磁机静止整流器励磁系统交流励磁机旋转硅整流器

44、励磁系统自并励励磁（静止励磁）系统,汽轮发电机控制系统,汽轮发电机控制系统：运行参数显示：功率、频率、电压、电流、功率因数等 励磁调节：用于控制发电机电压，并保持电压基本稳定，并调无功。运行操作：并网和解列，并设有自动准同步装置。安全保护：接地保护、异常运行保护、后备保护、辅助保护等。,火电工艺介绍-发电机和电气控制系统(EMCS),包括：汽轮发电机控制系统、厂用电控制系统、升压变电站控制系统。,汽轮发电机控制系统：运行参数显示：功率、频率、电压、电流、功率因数等 励磁调节：用于控制发电机电压，并保持电压基本稳定，并调无功。运行操作：并网和解列，并设有自动准同步装置。安全保护：接地保护、异常运

45、行保护、后备保护、辅助保护等。,厂用电控制系统：设有备用电源和紧急直流电源：确保厂用电不中断。,电气系统,电气主接线 发电机出线封闭母线主变开关站输电线路（送往电网）,电气设备,变压器断路器,变压器,变压器主要结构1.铁芯2.绕组3.变压器油4.油箱及附件：油箱、压力释放装置、气体继电器（油气超标触点闭合，使断路器跳闸）分接开关（无载调压和有载调压）5.绝缘套管,高压断路器,高压断路器根据灭弧方式可分为：1.油断路器2.压缩空气断路器3.六氟化硫断路器 SF6为优良灭弧介质4.真空断路器 提高击穿电压、触头不易氧化,隔离开关,厂用电系统,发电厂有大量以电能为动力的机械设备以及运行操作、试验、检

46、修、照明等用电设备都属于厂用负荷，统称厂用电。厂用电是电力系统中最重要的用户，失去厂用电就是失去发电能力厂用电的电压等级10KV（2000KW以上电机）3KV（200 2000KW电机）6KV(200KW及以上电机）400V（200KW以下电机）工作电源使用，备用电源热备用,保安电源系统,柴油发电机组交流不停电电源UPS 供计算机控制、数据采集系统、重要机、炉、电保护、测量仪表及重要电磁阀等。直流电系统 是厂用电中最重要的一部分，它保证在任何事故情况下都能可靠的供电。继电保护、自动装置、信号设备、通讯系统、开关电器操作、直流动力、事故照明。,电气控制、测量与信号,监测系统（数据采集系统DAS）

47、能每秒钟将1000多个仪表量、1000多个开关量自动巡检一次，自动报警自动打印，显现系统图控制系统包括分散微机控制（DCS）电液控制（DEH）协调控制（CCS）程控系统（SCS）。,发电机同期,发电机并网采用准同期方式频率相等；三相电压幅值相等；并列点相位相等,热工自动化,热工自动化是指采用检测与控制系统对火电厂的热力生产过程进行生产作业，以代替人工直接操作的措施，也称“仪控”热工自动化系统包括：检测、报警、控制、连锁保护功能的自动化装置的集成1.单元机组协调控制系统（CCS）2.锅炉炉膛安全监控系统（FSSS）3.顺序控制系统（SCS）4.数据采集系统（DAS）5.汽机电液控制系统（DEH）

48、和小汽机电液控制系统（MEH）6.旁路控制系统（BPS）7.汽机自启停系统（ATC）8.汽机监视仪表（TSI）和汽机紧急跳闸系统（ETS）9.全厂闭路工业电视系统10.辅助生产系统网络化集中监控系统,分散控制系统的优点,分散控制系统的优点1.综合应用计算机技术、控制技术、通讯技术、CRT技术，系统高度自动化，能保证机组安全，减少操作人员。2.局部故障不会影响整个系统3.系统易于扩展，控制策略的改变只需改变软件组态。4.系统可靠性和可用性高5.优越的人机接口6.可与管理系统接口,火电厂公用辅助控制系统,输煤系统输煤系统含煤废水处理系统含油污水处理系统燃油泵房控制系统,火电厂公用辅助控制系统,化水

49、系统化学补给水系统凝结水精处理系统循环水处理系统汽水取样及加药系统化学废水与净水处理系统生活污水和灰水回收处理系统反渗透（预脱盐）,火电厂公用辅助控制系统,除灰除尘系统除灰/除渣系统电除尘系统,火电厂公用辅助控制系统,脱硫系统制粉系统（石灰石粉厂）制浆系统吸收系统脱水系统脱硝系统制氨系统脱销系统,其他,单元机组集控运行,机组按照启动前所处温度状态可分为冷态启动和热态启动。按照冲转汽轮机的主蒸汽参数可分为额定参数启动和滑参数启动。滑参数启动程序：启动前准备锅炉上水点火升压升温暖管冲转暖机升速并网、带负荷升负荷。锅炉运行及监视因素：维持适应的蒸发量。均衡给水，维持汽包水位。保证汽水品质。控制蒸汽压

50、力及温度。燃烧调整。减少热损失，提高锅炉热效率。汽机运行及监视因素：主蒸汽压力及温度。再热蒸汽压力及温度。凝汽器真空。轴向位移。机组振动。轴瓦温监测。汽轮机寿命管理。单元机组的负荷调节：锅炉跟随的负荷调节方式，汽机跟随的负荷调节方式，机炉协调控制的负荷调节方式。,电厂经济技术指标,每千瓦投资造价：每千瓦所需要的资金投入量。用总投资额除以装机容量的总和。水电大约为700010000元，火电30-60万千瓦国产机组54006300元，风电场每千瓦造价约80009000元。,检修规程,搞好发电厂的设备检修，是保证发电设备安全、经济运行，提高发电设备可用系数，充分发挥设备潜力的重要措施，是设备全过程管