火力发电流程介绍

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1、第二章火力发电一、火力发电概述　　利用煤、石油、天然气等自然界蕴藏量极其丰富的化石燃料发电称为火力发电。按发电方式，它可分为汽轮机发电、燃气轮机发电、内燃机发电和燃气-蒸汽联合循环发电，还有火电机组既供电又供热的“热电联产”。　　汽轮机发电又称蒸汽发电，它利用燃料在锅炉中燃烧产生蒸汽，用蒸汽冲动汽轮机，再由汽轮机带动发电机发电。这种发电方式在火力发电中居主要地位，占世界火力发电总装机的95％以上。　　内燃机和燃气轮机发电均称燃气发电。内燃机发电主要指功率较大的柴油机发电。柴油机系统压缩点火式发动机，将吸入的空气用活塞压缩到高温与喷入的燃油着火燃烧产生

2、高温高压，推动机械旋转运动，带动发电机发电。它的优点是单位容量重量轻，占地面积小，投资省、建设速度快，缺点是使用燃料价格高，发电成本贵、容量小、维修工作量大、运行周期短，除特殊场合外，多用作尖锋供用电电源和应急电源。目前，最大的单机柴油发电机组功率已达4.5万kW，净发电效率达30％～40％。燃气轮机是旋转式机械，与柴油机相比更适宜于作为常用发电设备。它通过压气机将空气压缩后送入燃烧室，与喷入的燃料混合燃烧产生高温高压燃气，进入透平机膨胀作功，推动发电机发电。它的单机容量远比汽轮机小，最大功率已发展到13～21.6万kW，净发电效率可达35％以上，主

3、要用于带尖峰负荷。　　把燃气发电和蒸汽发电组合起来就是燃气-蒸汽联合循环发电，它有较高的电能转换效率，受到世界各国重视。二、火力发电厂的基本生产过程　　这里介绍的是汽轮机发电的基本生产过程。　　火力发电厂的燃料主要有煤、石油（主要是重油、天然气）。我国的火电厂以燃煤为主，过去曾建过一批燃油电厂，目前的政策是尽量压缩烧油电厂，新建电厂全部烧煤。　　火力发电厂由三大主要设备——锅炉、汽轮机、发电机及相应辅助设备组成，它们通过管道或线路相连构成生产主系统，即燃烧系统、汽水系统和电气系统。其生产过程简介如下。　　1．燃烧系统　　燃烧系统如图2－l所示，包括锅

4、炉的燃烧部分和输煤、除灰和烟气排放系统等。　　煤由皮带输送到锅炉车间的煤斗，进入磨煤机磨成煤粉，然后与经过预热器预热的空气一起喷入炉内燃烧，将煤的化学能转换成热能，烟气经除尘器清除灰分后，由引风机抽出，经高大的烟囱排入大气。炉渣和除尘器下部的细灰由灰渣泵排至灰场。　　2．汽水系统　　汽水系统流程如图2－2所示，包括锅炉、汽轮机、凝汽器及给水泵等组成的汽水循环和水处理系统、冷却水系统等。　　　水在锅炉中加热后蒸发成蒸汽，经过热器进一步加热，成为具有规定压力和温度的过热蒸汽，然后经过管道送入汽轮机。　　在汽轮机中，蒸汽不断膨胀，高速流动，冲击汽轮机的转子

5、，以额定转速（3000r／min）旋转，将热能转换成机械能，带动与汽轮机同轴的发电机发电。　　在膨胀过程中，蒸汽的压力和温度不断降低。蒸汽做功后从汽轮机下部排出。排出的蒸汽称为乏汽，它排入凝汽器。在凝汽器中，汽轮机的乏汽被冷却水冷却，凝结成水。　　凝汽器下部所凝结的水由凝结水泵升压后进入低压加热器和除氧器，提高水温并除去水中的氧（以防止腐蚀炉管等），再由给水泵进一步升压，然后进入高压加热器，回到锅炉，完成水—蒸汽—水的循环。给水泵以后的凝结水称为给水。　　汽水系统中的蒸汽和凝结水在循环过程中总有一些损失，因此，必须不断向给水系统补充经过化学处理的水。

6、补给水进入除氧器，同凝结水一块由给水泵打入锅炉。　　3．电气系统　　电气系统如图2－3所示，包括发电机、励磁系统、厂用电系统和升压变电站等。　　　发电机的机端电压和电流随其容量不同而变化，其电压一般在10～20kV之间，电流可达数千安至20kA。因此，发电机发出的电，一般由主变压器升高电压后，经变电站高压电气设备和输电线送往电网。极少部分电，通过厂用变压器降低电压后，经厂用电配电装置和电缆供厂内风机、水泵等各种辅机设备和照明等用电。　　4．火力发电厂的效率提高　　在火力发电厂中，汽轮机组容量越大，效率越高。汽轮机组单机容量的增大是随蒸汽参数提高而实现

7、的。蒸汽参数就是蒸汽的压力和温度，其单位分别是帕（Pa）和摄氏度（℃）。　　最早的汽轮机组是低温、低压机组。随着科学技术的进步，汽轮机组逐渐发展为中温中压、高温高压、超高压、亚临界压力、超临界压力机组，现在正发展超超临界压力机组。水的临界压力是227.98×105Pa（225大气压），该值以上的压力称为超临界压力，172.25×105Pa（170～210大气压）一般称为亚临界压力。水的压力越高，水的沸点（也称饱和温度）也越高。在临界压力下，水加热到沸点374℃（称临界温度）时，一下子全部变成饱和蒸汽。此时，饱和蒸汽和饱和水的比重相同，两种状态没有任何

8、区别。　　目前，我国火力发电厂采用的蒸汽参数和相应的机组容量的关系如表2－1所示。表2－1我国火力发电厂采用