火电厂基础知识介绍

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：unknown 点击数：22次 更新时间：2010-11-28 07:07

火力发电厂分类

火电厂是利用煤、石油、天然气或其他化石燃料的华学能生产电能的工厂。

火电厂类型很多，按照主蒸汽的压力高低分类，可分为低压、中压、高压、超高压、亚临界压力、超临界压力、超超临界压力等几种电厂；

按照燃料的不同可区分为燃煤、燃油和燃气等几类电厂；按照原动机的不同可分为汽轮机电厂、燃气轮机电厂、燃气轮机-汽轮机电厂；

按照其功用的不同可分为凝汽式电厂和热电厂(凝汽式发电厂仅向外界用户供应电能，而热电厂除供电外，还向热用户供应热能---蒸汽和热水。热电厂的供热与一般工业锅炉(guolu)或中心锅炉(guolu)房的供热是有区别的，后两者只简单地生产热能和供应热能，而前者是在生产电能的基础上向外供热，即是一般所说的'热电联合生产')。

火电厂的种类虽然很多，但其生产原理基本相同，从能量转换观点分析，其基本过程是：燃料化学能热热能机械能电能。世界大多数国家的火力发电厂以燃煤为主。我国煤炭资源丰富，燃煤电厂占火电厂80%以上。一座百万千瓦级燃煤火力发电厂，每昼夜燃用原煤量高达一万多吨。这些原煤经由陆路或水路运输到火电厂后，经预处理送到锅炉主厂房(暂时不用的部分存入贮煤场)，在锅炉制粉车间用磨煤机磨制成粒度小于50μm的干燥细煤粉。合格的煤粉与助燃热空气一起由燃烧系统设备送入锅炉炉膛，在很大的炉膛空间内悬浮进行强烈氧化燃烧，放出燃料化学能，并在炉内将大部分热能传递给高压水介质，使其变成高温高压过热蒸汽。燃烧产生的废烟气经无害处理后排入大气；灰渣可建设银行网站再利用或排放到储灰场。锅炉产生的合格蒸汽，经管道有控制地送入汽轮机。汽轮机是实现蒸汽热能转换为机械能的高速旋转发动机。蒸汽在汽轮机内绝热膨胀降温、降压，将热能部分地转换成汽轮机转子的旋转机械能。最后，压力和温度很低的蒸汽(称为乏汽)由汽轮机末端排入凝汽器中凝结成水。凝汽器收集的凝结水经凝结水泵升压送入回热加热系统，逐级加热并除去氧等杂质后，由给水泵加压送入锅炉，如此周而复始地重复上述过程。高速旋转的汽轮机拖动发电机将机械能转换为电能，并由变电设备送入输电线路。

火力发电厂设备及其生产过程

火力发电厂是个大型的工业企业，它由一系列动力设备和电气设备构成一个有机的整体，

我国近年建设的火电厂的发电机组至少为300WM机组，今后将大批安装600MW，1000MW超临界和超超临界机组，这些设备通常体积庞大，结构复杂，并且采用了大量新型的高强度耐高温钢种，由其组成的系统也十分庞杂。

为了确保电厂各种设备运行的安全性和经济性，就需要在安装过程中，牢固树立'百年大计，质量第一'的观念，精心施工，一丝不苟，为业主留下放心工程。所以，从事火力发电厂建设的人员应该了解火力发电厂主要设备的构成、安装位置、基本工作原理，确保工程的施工质量。

1锅炉设备的组成及其工作过程锅炉设备是火力发电厂三大主机设备(锅炉设备、汽轮机设备、发电机设备)中最基本的能量转换装置。它的主要作用是将经过预处理后燃料(煤、油、气等)的化学能，通过燃烧释放出高温热能，并最终把给水加热成高压下的高温过热蒸汽供给汽轮机。

锅炉设备是由锅炉本体部分和辅助设备部分共同组成的。锅炉本体部分包括锅炉的燃烧室(炉膛)、燃烧设备和省煤器、水冷壁、过热器、再热器、空气预热器五种受热面，并与炉膛、炉体构架合理配置后组装而成。锅炉辅助设备是指为满足锅炉正常工作所配置的外围辅助生产设备，如燃料制备系统及设备、送风机和引风机、除尘器、烟囱、灰渣处理系统及设备等。它们共同构成了火力发电厂庞大、复杂的热能转换系统。预处理后送来的原煤存入原煤斗，给煤机不间断地将原煤由原煤斗饲入磨煤机，原煤在磨煤机内与干燥剂(空气预热器引来的热空气)混合干燥并磨制成粉，风粉气流在排粉机抽吸作用下送入与喷燃器连接的管道。这部分设备及其连接管路，称作锅炉制粉系统。送入喷燃器的这股携带煤粉的气流，称锅炉的\一次风\；由空气预热器来的热空气称锅炉的\二次风\；它们一起经喷燃器喷入炉膛内并强烈燃烧放热。这部分设备及连接管路，称作锅炉的燃烧系统。送风机由进风道从锅炉房上部吸入冷风，送入空气预热器并与热烟气对流换热将空气加热到300℃以上的温度，作为助燃剂供给炉膛或作为干燥剂供给磨煤机。它们分别是锅炉一次风和二次风的风源。这部分设备及连接管道，称作锅炉的送风系统。制粉系统、送风系统和燃烧系统协调运行，保证煤能在炉膛内完全、有效地燃烧放热。锅炉的给水经回热加热系统加热，和经给水泵加压后，以高压过冷水状态送入锅炉尾部烟道内的省煤器并与高温烟气对流换热，被加热到接近饱和状态后，经管道送入置于锅炉顶部的汽包。这部分设备及连接管路，称作锅炉的给水系统。汽包中的饱和水，经下降管、下联箱进入布置在炉膛四周内壁面上的水冷壁管，在炉膛内吸收高温火焰的辐射热。水冷壁管内的水部分汽化，成为汽水混合物再次引入汽包，并在汽包内进

行汽水分离。这样，由汽包下降管下联箱水冷壁管汽包，形成密闭循环系统，系统循环的动力是由下降管中的水与水冷壁管中的汽水混合物之间的重度差提供的。这部分设备及连接管路，称作自然水循环系统。汽包分离出的饱和蒸汽，通常先被引入锅炉的顶栅和包覆过热器，依次流动进入置于炉膛上部的辐射屏式过热器和锅炉水平烟道内的对流过热器，分多次逐级加热成高压下的高温过热蒸汽。这部分设备及连接管路，称为锅炉的过热蒸汽系统。过热蒸汽经由主蒸汽管路系统送往汽轮机。超高压以上锅炉机组都装置有蒸汽再热器，再热器通常布置在锅炉水平烟道出口或尾部竖井烟道入口处，它把汽轮机高压缸排汽再次加热到等于或略高于过热蒸汽温度值后，再送入汽轮机中、低压缸。这部分设备及连接管路，称作锅炉的再热蒸汽系统。上述锅炉供水系统、自然水循环系统、过热蒸汽系统和再热蒸汽系统，统称为锅炉汽水系统。它的任务是：尽可能多地把燃料燃烧放出的热量转化为水蒸汽携带的热焓。煤粉在炉膛内以极快的速度悬浮燃尽后，约有10%左右的灰分，以大块固态渣形态经炉膛下部的冷灰斗(由前后墙水冷壁管向炉内折曲而成)落入炉膛底部灰渣斗；90%左右的灰分，随烟气一起绕过炉膛出口处的折焰角(由后墙水冷壁向炉内折曲而成)，进入锅炉水平烟道和尾部竖井烟道；含灰烟气流沿途与各受热面对流换热，最后以110-130℃温度排出锅炉本体。烟气在炉体外经除尘器除去其灰分，经引风机送入烟囱，排向大气，向高空扩散。这部分设备和连接通道，称作锅炉的烟气系统。灰渣斗内的灰渣和除尘器清除下来的细灰经由灰渣泵加压，用管道输送到远离电厂的贮灰场(或开发再利用)。这部分设备和连接管道，称作电厂的灰渣排放系统。烟气再循环风机及其连接通道是为调节蒸汽温度而设置的，至此，电厂锅炉设备各系统合理连接、协调配合完成其整个换热过程。l锅炉本体炉膛炉膛是锅炉的燃烧室。炉膛的主要任务是使一定数量的燃料在其中完全燃烧，将燃料的化学能释放并转变为高温烟气的热能，以有效地加热炉膛各种受热面中的工质。炉膛由四侧水冷壁包围而成，水冷壁外，砌有耐火材料构成炉墙，炉内高温火焰以热辐射方式加热水冷壁管内的水，使水汽化并上升到上联箱，然后进入汽包内；而炉墙外的下降管将汽包内的水下落到下联箱分配到四侧水冷壁，形成了水的自然循环回路(汽包--降水管--下联箱--水冷壁--上联箱--汽包)，这样的锅炉称为自然循环汽包锅炉。汽包在自然循环汽包锅炉中，汽包设在锅炉的最高位置。汽包的主要作用是封闭循环回路、储存汽水、分离汽水和净化蒸汽。汽包把各部分受热面(省煤器、水冷壁、过热器)连接在一起。一般说，汽包的下半部连接下降水管，中部则连接上升的汽水管，在汽包的上半部接出饱和蒸汽管与过热器入口联箱连接，以便连续供给过热器净化后的饱和蒸汽。汽包是锅炉本体的最大和重要的部件，吊装汽包是锅炉安装的重点。过热器过热器位于燃烧

室上部的烟气对流区域内，通常由顶棚过热器、屏式过热器、低温对流过热器、高温对流过热器组成。过热器的作用是将汽包引出的饱和蒸汽在过热器的蛇形管排中与烟气换热，将蒸汽从饱和温度加热到设计参数的过热温度，经过热器出口联箱与主蒸汽管联通，将过热蒸汽送往汽轮机做功。省煤器省煤器是利用锅炉尾部低温烟气的热量来加热锅炉给水的热交换器。尾部低温烟气与省煤器蛇形管排内的水交换热量，一方面可降低排烟温度，提高锅炉效率，降低燃料消耗。另一方面可提高锅炉给水温度，减少进汽包水温与汽包壁温之间的温差，保证汽包金属安全工作。锅炉省煤器通常分两极布置，上级称高温段，下级称低温段。低温省煤器与给水泵连接，高温省煤器出口引入汽包。空气预热器空气预热器是利用锅炉尾部烟气的热量来加热燃烧用空气的一种对流换热器，一般安装在省煤器后(即低温空气预热器安在低温省煤器后，高温空气预热器安装在高温省煤器后)，送风机送入空气进入低温空气预热器，高温空气预热器的出口送入热风道，热风道中又分一、二次风，分别送入制粉系统，干燥煤粉和炉膛助燃。炉墙和钢架为了使火焰和烟气与外界隔绝，炉膛及烟道都用耐火和绝热材料砌成炉墙封闭起来。炉墙应既能保持炉内热量不散失，又能防止外界冷空气漏进烟道(负压燃烧锅炉)，否则会降低锅炉运行的经济性，而且会影响环境和威胁运行人员的安全。锅炉钢架是用来支承汽包、联箱、受热面炉墙、平台、扶梯和其他构件的结构，它是由主柱、横梁和辅梁等组成的框架。横梁直接承受锅炉各部件的重量，并将这些荷重传递给立柱，立柱再把这些荷载传给基础。锅炉钢架一般分为支承和悬吊式两种，现代锅炉中多用悬吊式结构。

l锅炉辅助设备送、引风机为了维持炉内燃烧，必须连续供给空气，并将生成的烟气从锅炉排出。供应空气的风机成为送风机，排出烟气的风机称为引风机。风机的形式有离心式和轴流式两种。送风机送入的风量，要与燃烧的煤量相适应，而引风机也要根据燃烧情况与送风机保持平衡，以保证炉膛压力一定。给水泵给水泵是从除氧器水箱以很高的压力向锅炉输送高温给水的设备。锅炉断水会导致受热面过热、烧塌等不堪设想的后果，所以对给水泵的可靠性要求很高。由于现代发电锅炉的蒸发量大、参数高，故给水泵消耗的功率很大，其耗电占整个用电的一半以上。由此可见，给水泵对整个机组的安全经济运行影响很大。给水泵一般由小汽轮驱动，并由带有液力联轴器的电动机驱动的给水泵作为备用。除尘器除尘器安排于烟道出口和引风机之间，用于捕捉烟气中的飞灰，以减少烟尘对大气的污染。火电厂通常采用的除尘器有静电除尘器，除灰效率可达99%。

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