火力發(fā)電一般是指利用石油、煤炭和天然氣等燃料燃燒時(shí)產(chǎn)生的熱能來(lái)加熱水,使水變成高溫、高壓水蒸氣,然后再由水蒸氣推動(dòng)發(fā)電機來(lái)發(fā)電的方式的總稱(chēng)。
以煤、石油或天然氣作為燃料的發(fā)電廠(chǎng)統稱(chēng)為火電廠(chǎng)。 火力發(fā)電站的主要設備系統包括:燃料供給系統、給水系統、蒸汽系統、冷卻系統、電氣系統及其他一些輔助處理設備。
火力發(fā)電系統主要由燃燒系統(以鍋爐為核心)、汽水系統(主要由各類(lèi)泵、給水加熱器、凝汽器、管道、水冷壁等組成)、電氣系統(以汽輪發(fā)電機、主變壓器等為主)、控制系統等組成。前二者產(chǎn)生高溫高壓蒸汽;電氣系統實(shí)現由熱能、機械能到電能的轉變;控制系統保證各系統安全、合理、經(jīng)濟運行。
火力發(fā)電的重要問(wèn)題是提高熱效率,辦法是提高鍋爐的參數(蒸汽的壓強和溫度)。90年代,世界最好的火電廠(chǎng)能把40%左右的熱能轉換為電能;大型供熱電廠(chǎng)的熱能利用率也只能達到60%~70%。
此外,火力發(fā)電大量燃煤、燃油,造成環(huán)境污染,也成為日益引人關(guān)注的問(wèn)題。 熱電廠(chǎng)為火力發(fā)電廠(chǎng),采用煤炭作為一次能源,利用皮帶傳送技術(shù),向鍋爐輸送經(jīng)處理過(guò)的煤粉,煤粉燃燒加熱鍋爐使鍋爐中的水變?yōu)樗羝?jīng)一次加熱之后,水蒸汽進(jìn)入高壓缸。
為了提高熱效率,應對水蒸汽進(jìn)行二次加熱,水蒸汽進(jìn)入中壓缸。通過(guò)利用中壓缸的蒸汽去推動(dòng)汽輪發(fā)電機發(fā)電。
從中壓缸引出進(jìn)入對稱(chēng)的低壓缸。已經(jīng)作過(guò)功的蒸汽一部分從中間段抽出供給煉油、化肥等兄弟企業(yè),其余部分流經(jīng)凝汽器水冷,成為40度左右的飽和水作為再利用水。
40度左右的飽和水經(jīng)過(guò)凝結水泵,經(jīng)過(guò)低壓加熱器到除氧器中,此時(shí)為160度左右的飽和水,經(jīng)過(guò)除氧器除氧,利用給水泵送入高壓加熱器中,其中高壓加熱器利用再加熱蒸汽作為加熱燃料,最后流入鍋爐進(jìn)行再次利用。以上就是一次生產(chǎn)流程。
火力發(fā)電廠(chǎng)的基本生產(chǎn)過(guò)程 火力發(fā)電廠(chǎng)的主要生產(chǎn)系統包括汽水系統、燃燒系統和電氣系統,現分述如下: (一)汽水系統: 火力發(fā)電廠(chǎng)的汽水系統是由鍋爐、汽輪機、凝汽器、高低壓加熱器、凝結水泵和給水泵等組成,他包括汽水循環(huán)、化學(xué)水處理和冷卻系統等。 水在鍋爐中被加熱成蒸汽,經(jīng)過(guò)熱器進(jìn)一步加熱后變成過(guò)熱的蒸汽,再通過(guò)主蒸汽管道進(jìn)入汽輪機。
由于蒸汽不斷膨脹,高速流動(dòng)的蒸汽推動(dòng)汽輪機的葉片轉動(dòng)從而帶動(dòng)發(fā)電機。 為了進(jìn)一步提高其熱效率,一般都從汽輪機的某些中間級后抽出作過(guò)功的部分蒸汽,用以加熱給水。
在現代大型汽輪機組中都采用這種給水回熱循環(huán)。此外,在超高壓機組中還采用再熱循環(huán),既把作過(guò)一段功的蒸汽從汽輪機的高壓缸的出口將作過(guò)功的蒸汽全部抽出,送到鍋爐的再熱汽中加熱后再引入氣輪機的中壓缸繼續膨脹作功,從中壓缸送出的蒸汽,再送入低壓缸繼續作功。
在蒸汽不斷作功的過(guò)程中,蒸汽壓力和溫度不斷降低,最后排入凝汽器并被冷卻水冷卻,凝結成水。凝結水集中在凝汽器下部由凝結水泵打至低壓加熱再經(jīng)過(guò)除氧氣除氧,給水泵將預加熱除氧后的水送至高壓加熱器,經(jīng)過(guò)加熱后的熱水打入鍋爐,再過(guò)熱器中把水已經(jīng)加熱到過(guò)熱的蒸汽,送至汽輪機作功,這樣周而復始不斷的作功。
在汽水系統中的蒸汽和凝結水,由于疏通管道很多并且還要經(jīng)過(guò)許多的閥門(mén)設備,這樣就難免產(chǎn)生跑、冒、滴、漏等現象,這些現象都會(huì )或多或少地造成水的損失,因此我們必須不斷的向系統中補充經(jīng)過(guò)化學(xué)處理過(guò)的軟化水,這些補給水一般都補入除氧器中。 (二)燃燒系統 燃燒系統是由輸煤、磨煤、粗細分離、排粉、給粉、鍋爐、除塵、脫流等組成。
是由皮帶輸送機從煤場(chǎng),通過(guò)電磁鐵、碎煤機然后送到煤倉間的煤斗內,再經(jīng)過(guò)給煤機進(jìn)入磨煤機進(jìn)行磨粉,磨好的煤粉通過(guò)空氣預熱器來(lái)的熱風(fēng),將煤粉打至粗細分離器,粗細分離器將合格的煤粉(不合格的煤粉送回磨煤機),經(jīng)過(guò)排粉機送至粉倉,給粉機將煤粉打入噴燃器送到鍋爐進(jìn)行燃燒。而煙氣經(jīng)過(guò)電除塵脫出粉塵再將煙氣送至脫硫裝置,通過(guò)石漿噴淋脫出流的氣體經(jīng)過(guò)吸風(fēng)機送到煙筒排人天空。
(三)發(fā)電系統 發(fā)電系統是由副勵磁機、勵磁盤(pán)、主勵磁機(備用勵磁機)、發(fā)電機、變壓器、高壓斷路器、升壓站、配電裝置等組成。發(fā)電是由副勵磁機(永磁機)發(fā)出高頻電流,副勵磁機發(fā)出的電流經(jīng)過(guò)勵磁盤(pán)整流,再送到主勵磁機,主勵磁機發(fā)出電后經(jīng)過(guò)調壓器以及滅磁開(kāi)關(guān)經(jīng)過(guò)碳刷送到發(fā)電機轉子,當發(fā)電機轉子通過(guò)旋轉其定子線(xiàn)圈便感應出電流,強大的電流通過(guò)發(fā)電機出線(xiàn)分兩路,一路送至廠(chǎng)用電變壓器,另一路則送到SF6高壓斷路器,由SF6高壓斷路器送至電網(wǎng)。
火力發(fā)電廠(chǎng)的基本生產(chǎn)過(guò)程 這里介紹的是汽輪機發(fā)電的基本生產(chǎn)過(guò)程。 火力發(fā)電廠(chǎng)的燃料主要有煤、石油(主要是重油、天然氣)。
我國的火電廠(chǎng)以燃煤為主,過(guò)去曾建過(guò)一批燃油電廠(chǎng),目前的政策是盡量壓縮燒油電廠(chǎng),新建電廠(chǎng)全部燒煤。 火力發(fā)電廠(chǎng)由三大主要設備——鍋爐、汽輪機、發(fā)電機及相應輔助設備組成,它們通過(guò)管道或線(xiàn)路相連構成生產(chǎn)主系統,即燃燒系統、汽水系統和電氣系統。
其生產(chǎn)過(guò)程簡(jiǎn)介如下。 1.燃燒系統 燃燒系統如圖1-l所示,包括鍋爐的燃燒部分和輸煤、。
火電廠(chǎng)的工作原理,采用煤炭作為一次能源,利用皮帶傳送技術(shù),向鍋爐輸送經(jīng)處理過(guò)的煤粉,煤粉燃燒加熱鍋爐使鍋爐中的水變?yōu)樗羝?jīng)一次加熱之后,水蒸汽進(jìn)入高壓缸。
為了提高熱效率,應對水蒸汽進(jìn)行二次加熱,水蒸汽進(jìn)入中壓缸。通過(guò)利用中壓缸的蒸汽去推動(dòng)汽輪發(fā)電機發(fā)電。
從中壓缸引出進(jìn)入對稱(chēng)的低壓缸。已經(jīng)作過(guò)功的蒸汽一部分從中間段抽出供給煉油、化肥等兄弟企業(yè),其余部分流經(jīng)凝汽器水冷,成為40度左右的飽和水作為再利用水。
40度左右的飽和水經(jīng)過(guò)凝結水泵,經(jīng)過(guò)低壓加熱器到除氧器中,此時(shí)為160度左右的飽和水,經(jīng)過(guò)除氧器除氧,利用給水泵送入高壓加熱器中,其中高壓加熱器利用再加熱蒸汽作為加熱燃料,最后流入鍋爐進(jìn)行再次利用。以上就是一次生產(chǎn)流程。
發(fā)電廠(chǎng),與其他制造業(yè)的設施一樣,將原材料轉化為產(chǎn)品,而且通常都會(huì )產(chǎn)生一些廢品。對于電力制造者來(lái)說(shuō),主要的產(chǎn)品就是電。所謂的廢品,就是被排放到空氣中的煙灰和揮發(fā)性物質(zhì)、水和土壤中,這取決于所使用的燃料。
電力是一種非常規的產(chǎn)品,它是看不見(jiàn)而且危險的產(chǎn)品。對于電力工業(yè)來(lái)說(shuō),一個(gè)困難就在于電力一般無(wú)法儲存。它必須按需生產(chǎn)。
在發(fā)電廠(chǎng)中,燃料被轉換為熱能,然后成為機械能,最終變?yōu)殡娔堋H剂先紵a(chǎn)生熱水并產(chǎn)生蒸汽,進(jìn)而推動(dòng)馬達或渦輪機——這些機械帶動(dòng)發(fā)電機。圖
利用煤、石油、天然氣等自然界蘊藏量極其豐富的化石燃料發(fā)電稱(chēng)為火力發(fā)電。按發(fā)電方式,它可分為汽輪機發(fā)電、燃氣輪機發(fā)電、內燃機發(fā)電和燃氣一蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電,還有火電機組既供電又供熱的“熱電聯(lián)產(chǎn)(熱電廠(chǎng))”。
汽輪機發(fā)電又稱(chēng)蒸汽發(fā)電,它利用燃料在鍋爐中燃燒產(chǎn)生蒸汽,用蒸汽沖動(dòng)汽輪機,再由汽輪機帶動(dòng)發(fā)電機發(fā)電。這種發(fā)電方式在火力發(fā)電中居主要地位,占世界火力發(fā)電總裝機的95%以上。
內燃機和燃氣輪機發(fā)電均稱(chēng)燃氣發(fā)電。
內燃機發(fā)電主要指功率較大的柴油機發(fā)電。柴油機系統壓縮點(diǎn)火式發(fā)動(dòng)機,將吸入的空氣用活塞壓縮到高溫與噴入的燃油著(zhù)火燃燒產(chǎn)生高溫高壓,推動(dòng)機械旋轉運動(dòng),帶動(dòng)發(fā)電機發(fā)電,它的優(yōu)點(diǎn)是單位容量重量輕,占地面積小,投資省,建設速度快,缺點(diǎn)是使用燃料價(jià)格高,發(fā)電成本貴、容量小、維修工作量大、運行周期短,除特殊場(chǎng)合外,多用作尖峰供用電電源和應急電源。目前,最大的單機柴油發(fā)電機組功率已達4.5萬(wàn)kW,凈發(fā)電效率達30%~40%。
燃氣輪機是旋轉式機械,與柴油機相比更適宜于作為常用發(fā)電設備。它通過(guò)壓氣機將空氣壓縮后送入燃燒室,與噴入的燃料混合燃燒產(chǎn)生高溫高壓燃氣,進(jìn)入透平機膨脹做功,推動(dòng)發(fā)電機發(fā)電。它的單機容量遠比汽輪機小,最大功率13~21.6萬(wàn)KW,凈發(fā)電效率可達35%以上,主要用于尖峰負荷。
把燃氣發(fā)和蒸汽發(fā)電組合起來(lái)就是燃氣、蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電,有較高的電能轉換效率。
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