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1、火力發(fā)電廠生產(chǎn)基礎(chǔ)知識(shí)簡(jiǎn)介111概論1.1發(fā)電廠發(fā)電廠是生產(chǎn)電能的工廠,電能是一種高級(jí)能源,它有潔凈,可遠(yuǎn)距離輸送,便于利用等優(yōu)點(diǎn)。是國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中的基礎(chǔ)能源。電能又是二次能源,按其利用的一次能源不同可以分為水力發(fā)電廠、原子能發(fā)電廠(核電站)、地?zé)岚l(fā)電廠、風(fēng)力發(fā)電廠、太陽(yáng)能發(fā)電廠和火力發(fā)電廠?;鹆Πl(fā)電廠的一次能源是燃料的熱能。211.2火力發(fā)電廠類型1.2.1按燃料分類火力發(fā)電廠根據(jù)其燃用的燃料不同又可分為不同類型的電廠。燃用煤炭的電廠稱為燃煤發(fā)電廠;燃用石油(產(chǎn)品)的電廠稱為燃油發(fā)電廠;燃用天然氣、焦?fàn)t或高爐煤氣的電廠稱為燃?xì)獍l(fā)電廠;燃用城市垃圾的電廠稱為垃圾發(fā)電廠;
2、燃用農(nóng)作物稭桿的電廠稱為稭桿發(fā)電廠或生物質(zhì)發(fā)電廠。311.2.2按機(jī)組類型分類按發(fā)電機(jī)組類型分又可分為:機(jī)組為汽輪機(jī)的汽輪機(jī)發(fā)電廠;機(jī)組為柴油機(jī)的柴油機(jī)發(fā)電廠;機(jī)組為燃?xì)廨啓C(jī)的燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電廠;機(jī)組為燃?xì)廨啓C(jī)和汽輪機(jī)的聯(lián)合循環(huán)發(fā)電廠。燃煤發(fā)電廠的燃料為煤炭,可以燒發(fā)熱量低的煤或煤矸石,價(jià)格比油、氣低得多,且資源豐富,故目前我國(guó)發(fā)電廠采用的機(jī)組絕大多數(shù)為汽輪機(jī)。41燃?xì)庹羝?lián)合循環(huán)系統(tǒng)示意圖51熱力學(xué)第一定律及其表達(dá)式能量守恒定律:各種能量可以相互轉(zhuǎn)換,但它們的總量保持不變。這一規(guī)律稱為能量守恒與轉(zhuǎn)換定律。能量守恒與轉(zhuǎn)換定律在熱力學(xué)中即為熱力學(xué)第一定律:外界給熱力系的熱量等
3、于熱力系的內(nèi)能增加與熱力系對(duì)外做功的總和。第一類永動(dòng)機(jī)是不可能制成的。61熱力學(xué)第二定律熱力學(xué)第二定律有許多不同的說(shuō)法。其中一種說(shuō)法為:任何一個(gè)熱機(jī),必須有一個(gè)熱源和一個(gè)冷源。第二類永動(dòng)機(jī)是不可能制成的。也就是在熱力循環(huán)中,工質(zhì)從熱源所吸收的熱量不可能全部轉(zhuǎn)變?yōu)楣?,其中一部分不可避免地要傳給冷源而造成冷源損失。或者說(shuō):熱效率永遠(yuǎn)小于100%。711.3火力發(fā)電廠生產(chǎn)過(guò)程發(fā)電廠的生產(chǎn)過(guò)程(能量轉(zhuǎn)換過(guò)程)如下:燃料在鍋爐內(nèi)燃燒產(chǎn)生熱能,在熱力循環(huán)中熱能轉(zhuǎn)化為功是通過(guò)工質(zhì)作為載體來(lái)實(shí)現(xiàn)的。一般以水為工質(zhì),煤燃燒產(chǎn)生的熱能通過(guò)鍋爐將熱力循環(huán)的工質(zhì)——水加熱成蒸汽。蒸汽進(jìn)入汽輪機(jī)
4、,通過(guò)噴嘴將具有一定壓力溫度蒸汽的熱能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能,再通過(guò)汽輪機(jī)的葉輪將作直線運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能——機(jī)械能。然后帶動(dòng)發(fā)電機(jī),通過(guò)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)切割導(dǎo)線,使其最終轉(zhuǎn)化為電能。811.4火力發(fā)電廠的熱力循環(huán)(汽水循環(huán))—朗肯循環(huán)熱轉(zhuǎn)換成功時(shí),根據(jù)熱力學(xué)第二定律,不但要有一個(gè)熱源,還要有一個(gè)冷源。即不只是從熱源吸收熱量還要向冷源排放熱量。朗肯循環(huán)過(guò)程:1)定壓加熱;2)絕熱(定熵)膨脹;3)定壓冷卻;4)絕熱(定熵)壓縮。水在蒸汽鍋爐被加熱成蒸汽,從蒸汽鍋爐出來(lái)的過(guò)熱蒸汽即所謂新汽進(jìn)入汽輪機(jī)做功。910→1定壓加熱過(guò)程;1→2絕熱膨脹過(guò)程;2→3定壓冷卻過(guò)程;3→0絕熱
5、壓縮過(guò)程。101火力發(fā)電廠的效率火力發(fā)電廠生產(chǎn)過(guò)程中,各個(gè)環(huán)節(jié)都有能量損失。如果以電廠鍋爐燃用煤的發(fā)熱量作為100%,則各種參數(shù)電廠的能量損失和發(fā)電效率如表下所示。火力發(fā)電廠各項(xiàng)損失及效率表項(xiàng)目中溫中壓電廠高溫高壓電廠超高壓電廠(中間再熱)超臨界壓力電廠(中間再熱)說(shuō)明鍋爐熱損失(%)111098汽輪機(jī)的機(jī)械損失(%)10.50.50.5發(fā)電機(jī)損失(%)10.50.50.5管道系統(tǒng)損失(%)110.50.5汽輪機(jī)排汽熱損失(%)61.557.552.550.5總損失(%)75.569.56360發(fā)電全廠熱效率(%)24.530.5374011.5火力發(fā)電廠的主要生產(chǎn)系統(tǒng)
6、火力發(fā)電廠的主要生產(chǎn)系統(tǒng)包括:1)汽水系統(tǒng);2)燃燒系統(tǒng);3)電氣系統(tǒng)。輔助生產(chǎn)系統(tǒng)1)供水系統(tǒng)2)運(yùn)煤系統(tǒng)3)除灰系統(tǒng)4)鍋爐給水處理系統(tǒng)5)廠所電系統(tǒng)6)勢(shì)力控制系統(tǒng)1211311)汽水系統(tǒng):汽水系統(tǒng)主要包括鍋爐、汽輪機(jī)、凝汽器、凝結(jié)水泵和給水泵等組成的汽水循環(huán)系統(tǒng)、鍋爐給水處理系統(tǒng)和冷卻水系統(tǒng)。141水在鍋爐中被加熱后蒸發(fā)成飽和蒸汽,經(jīng)過(guò)過(guò)熱器進(jìn)一步加熱成為過(guò)熱蒸汽,然后經(jīng)蒸汽管道送入汽輪機(jī)。在汽輪機(jī)中,蒸汽不斷膨脹,高速流動(dòng)的蒸汽沖動(dòng)汽輪機(jī)的轉(zhuǎn)子,帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電,蒸汽在膨脹的過(guò)程中壓力和溫度不斷降低,最后排入凝汽器。在凝汽器中,汽輪機(jī)的排汽被冷卻水冷卻,凝結(jié)成水
7、。凝汽器下部的凝結(jié)水由凝結(jié)水泵升壓后流經(jīng)低壓加熱器和除氧器,提高溫度并除去水中的氧(以防止腐蝕爐管等),再由給水泵進(jìn)一步升壓,然后經(jīng)高壓加熱器、省煤器回到鍋爐。152)燃燒系統(tǒng):燃燒系統(tǒng)包括鍋爐的燃燒部分及輸煤和除灰渣系統(tǒng)等。煤由皮帶輸送到鍋爐房煤斗,進(jìn)入磨煤機(jī)中磨成煤粉,然后與經(jīng)過(guò)預(yù)熱的空氣一起噴入爐膛內(nèi)燃燒,煙氣經(jīng)除塵器后由引風(fēng)機(jī)抽出,經(jīng)煙囪排入大氣。爐渣和除塵器下部的細(xì)灰通常由灰渣泵排至灰場(chǎng)或綜合利用。1613)電氣系統(tǒng):發(fā)電機(jī)發(fā)出的電,除電廠自用的廠用電外,由主變壓器升壓后,經(jīng)高壓配裝置和輸電線路向外供電。電廠自用部分通常由廠用變