1、song1火力發電廠生產基本常識火力發電廠生產基本常識songsong2主要內容主要內容一、一、火力發電廠生產概述火力發電廠生產概述二、鍋爐設備及組成二、鍋爐設備及組成三、汽輪機設備及組成三、汽輪機設備及組成四、火電廠熱力系統四、火電廠熱力系統五、發電廠的主要技術經濟指標五、發電廠的主要技術經濟指標六六、高效、高效火力火力發電新技術發電新技術song31.火電廠的分類（按蒸汽參數）與容量v中低壓: 3.4MPa，435, 6122550MW，v高壓： 9.8MPa， 540， 50100MW，v超高壓:13.7MPa，535/535， 125200MW，v亞臨界：16.2MPa，540/540

2、 ，300600MW，v超臨界：24MPa，538/566 600800MW，v超超臨界電廠： 28MPa以上v我國現正研制1000MW級的超臨界機組song42、火電廠生產過程示意圖、火電廠生產過程示意圖song53、火電廠的系統構成（1）汽水系統，由鍋爐、汽輪機、凝汽器、水泵、加熱器及其管路組成；（2）燃料、燃燒系統，包括：輸煤系統、制粉系統、 煙風系統和除灰除塵系統；（3）其它輔助熱力系統（4）電氣系統song64、電廠汽水系統電廠基本汽水系統流程（朗肯循環）：給水鍋爐過熱蒸汽汽輪機凝汽器給水泵給水送入鍋爐。鍋爐汽輪機給水泵發電機凝汽器song75、燃料、燃燒系統輸煤及燃運系統：運輸卸煤

3、裝置煤場碎煤機皮帶原煤倉；制粉系統：原煤倉給煤機磨煤機粗粉分離器細粉分離器煤粉倉給粉機燃燒器爐膛；song8風煙系統與灰渣系統風煙系統：（風）吸風口冷風道送風機暖風器空預器熱風道磨煤機 粗分器細分器排粉機燃燒器爐膛； （煙）爐膛屏過對流過熱器省煤器空預器除塵器引風機煙囪大氣。 （圖） 灰渣系統：（爐渣）爐膛冷灰斗除渣裝置沖灰溝灰渣泵輸灰管灰場。（飛灰）除塵器集灰斗除灰裝置運灰車灰加工廠。song9二、鍋爐設備及組成作用：1、鍋爐容量與蒸汽參數鍋爐容量：每小產生的蒸汽量（t/h）蒸汽參數：鍋爐出口過熱蒸汽壓力和溫度 容量（t/h） 蒸汽參數 汽機功率(MW) 爐型 420 13.8Pa(540/

4、540 ) 125 煤粉爐 670 13.8Pa(540/540 ) 200 煤粉爐 1025 16.8Pa(540/540 ) 300 煤粉爐（引） 2008 16.8Pa(540/540 ) 600 煤粉爐 song102、鍋爐熱效率與鍋爐型號鍋爐熱效率：蒸汽在爐內吸熱量占燃料發熱量的百 分比。電站鍋爐一般在90%以上。鍋爐型號：如HG670/13.7540/5407HG-哈爾濱鍋爐廠；DG-東鍋；SG-上鍋；WG-武鍋；BG-北鍋鍋爐分類（按水循環方式）：自然循環爐，強制循環爐，復合循環爐等。song113、鍋爐設備的組成鍋爐本體：燃燒器、爐膛、煙道、汽包、下降管、水冷壁、過熱器、再熱器

5、、省煤器及空氣預熱器等組成；輔助設備：送引風機、給煤機、磨煤機、排粉機、除塵和脫硫設備、煙囟等。（圖）song12三、汽輪機設備及組成1、汽輪機本體：靜止部分：汽缸、隔板、噴嘴、軸承和軸封等；轉動部分：葉片、葉輪和軸等；配汽機構：主蒸汽導管、自動主汽門、調節閥等汽輪機的工作過程：蒸汽噴嘴沖動葉片轉動2、調節保安油系統：調速器、油泵、油箱等3、凝汽及抽氣設備：凝汽器、凝結水泵、抽氣器、循環水泵和冷卻塔等4、回熱加熱系統：高、低壓加熱器和除氧器等song135、汽輪機分類與型號汽輪機分類（按熱力過程）：凝汽式N、背壓式B、調整抽汽式CC、中間再熱式汽輪機。汽輪機的型號：如N200-130/535/

6、535 N300-16.7/538/5386、汽輪發電機與勵磁機轉子：有良好導磁性能的合金鋼制成，繞組外接直流勵磁電源，產生磁場；氫（水）內冷定子：由鐵芯、繞組和外殼等組成，鐵芯由環形硅鋼片疊壓而成；水內冷勵磁機：向發電機轉子繞組提供直流勵磁電源；song14四、發電廠熱力系統1、鍋爐汽水系統：主給水管給水操作臺省煤器汽包下降管下聯箱水冷壁汽包過熱器鍋爐主汽門（或集汽聯箱）出口。 2、主蒸汽系統及再熱蒸汽系統 ：（主蒸汽）鍋爐主汽門（或集汽聯箱）主蒸汽管汽機自動主汽門之前 ；（再熱蒸汽）汽機高壓缸出口再熱器冷段管再熱器再熱器熱段管汽機中壓缸進口 。song153、主凝結水系統 凝汽器凝結水泵軸

7、封冷卻器低加除氧器。4、 除氧器系統：除氧器及其相連的所有管路和附件（安全門，水位計等）。5、主給水系統：除氧水箱下水管低壓給水管給水泵高壓給水管高加主給水管。6、 回熱抽汽系統和加熱器疏水系統：汽機抽汽管路各回熱加熱器（高加、低加、除氧器） 疏水管路疏水回收設備.示意圖。（300MW圖） song167、抽空氣系統 （低壓加熱器、凝結水泵）凝汽器抽真空設備和系統 。8、 循環冷卻水系統循環水進水管凝汽器循環水出水管（汽機車間范圍內）9、 排污利用系統 鍋爐汽包連續排污管連續排污擴容器（汽）除氧器 下聯箱定排污管 （水）定期排污擴容器 song1710、 輔助蒸汽系統及補充水系統 （1）輔助蒸

8、汽聯箱及其相連接的管路和設備（2）化學車間除鹽水箱補水箱補水泵凝汽器（或除氧器或疏水箱）11、鍋爐燃燒系統分析 燃運系統： 制粉系統 ： 風煙系統 ： 灰渣系統 ： song18五、發電廠的主要經濟指標1、汽輪發電機組的汽耗率d0：機組每發1KW.h的電所消耗的蒸汽量；200MW機組在3kg/kw.h左右。2、汽輪發電機組的熱耗率q：機組每發1KW.h的電所消耗的蒸汽量； 200MW機組在8400kJ/kw.h左右。3、發電廠總效率PL：電廠發出的電能與所消耗的燃料總能量； 200MW機組在34%左右song194、發電煤耗率：發電廠每發1KW.h的電所需的煤耗量；v 標準煤耗率：發電廠每發1

9、KW.h的電所需的標準煤耗量；我國在300-420g標煤/(kw.h)；5、廠用電率：廠用電占總發電量的百分率，大約在5%-10 %之內；6、供電標準煤耗率：扣除廠用電的標準煤耗率7、提高電廠熱效率的措施：song20六、高效發電新技術繼續提高超臨界火電機組效率 潔凈煤技術 燃氣蒸汽聯合循環發電技術 燃煤磁流體發電技術 空冷發電技術 火電廠計算機控制技術song216.1 發展超臨界參數的大容量火電機組發展超臨界參數的大容量火電機組 v 國外第一臺超臨界機組投運至今，已有近40年的歷史，目前超臨界機組最大單機容量為1300MW，在美國、日本及俄國，超臨界機組占火電容量的50%以上。歐洲的超臨界

10、機組在技術上也有其獨特性和先進性。目前，國際上已經投運了單機在800MW以上火電機組的國家主要有美國、日本、原蘇聯和德國等。 v我國超臨界機組現已投運或正在安裝的有6 000 MW（有300MW、500MW及600MW機組共10臺），都是進口設備，最大單機容量為800 MW。正在設計的超臨界機組電廠有5 400 MW，最大單機容量為900 MW，也主要是進口設備，目前國內還不具備整套設計和制造超臨界機組的能力。河南華能沁北電廠2600MW工程作為國產超臨界機組示范電站，主機招標鍋爐由東方鍋爐廠中標，汽輪發電機組由哈爾濱動力集團中標；該工程于2002年8月動工，目前正在進行施工設計。song22

11、超臨界機組發展簡史u世界第一臺，1956年德國，88MW，34MPa, 610/570/570。u目前單機容量最大（美國）1300MW，26.5MPa, 538/538，共有六臺，第一臺1969投產。u目前參數最高的是（美國） 325MW，34.6MPa, 649/566/566， 1960投產song23國內部分投產及在建超臨界機組情況表國內部分投產及在建超臨界機組情況表 song24超臨界、超超臨界機組的特點 v機組熱效率高(與同容量亞臨界火電機組比較，超臨界機組可提高效率2-2.5%，超超臨界機組可提高效率約5%)，可靠性好，環保指標先進；v可復合變壓運行，調峰性能好；（1）在低負傷時效

12、率高；（2）具有良好的啟動性能；（3）具有良好的負荷適應性。v蒸汽壓力高，蒸汽比容小，汽輪機葉片短，加之級問壓差大，影響內效率，因而超臨界及超超臨界參數更適于大容量機組。 song256.2 建設有大容量火電機組群的大電廠建設有大容量火電機組群的大電廠 v世界上2000 MW以上大型火電廠有82座，其中4000MW以上的5座，3001MW4000MW的24座25013000MW的24座，20002500刪的有29座。世界最大的燃褐煤和燃煙煤的火電廠分別是波蘭的貝爾哈托夫電廠和南非的肯達爾電廠，最大的燃氣和燃油電廠分別是俄羅斯的蘇爾古特第二火電廠和日本鹿島火電廠，其裝機容量分別為4320 MW4

13、 116 MW，4800MW和4400 MW v我國目前最大的火力發電廠浙江北侖發電廠終于全面建成；該廠總裝機容量達300萬千瓦 。 （共6臺600MW機組）song266.3 燃氣，蒸汽聯合循環燃氣，蒸汽聯合循環（Combined Cvcle，簡稱，簡稱CC或或GTCC） v聯合循環就是把在中低溫區工作的蒸汽輪機的朗肯（Rankine）循環和在高溫區工作的燃氣輪機的布雷登（Brayton）循環的疊置，組成一個總能系統循環，由于它有很高的燃氣初溫（12001500）和蒸汽作功后很低的終溫（3040），實現了熱能的梯級利用，使總的循環效率很高 。song27燃油或燃氣的聯合循環的主要優點 a)熱

14、效率高，目前為50%55%，2000年以后渴望達到60%61%；b)低污染，環保性能好；c)運行靈活，可日啟停、調峰性能好 ；d)單位容量投資較低，簡單燃氣輪機每千瓦投資為l00300美元kW，汽輪發電機組為6001000美元kW，而聯合循環發電機組為280530美元kW；e)標準的模塊化設計，建設周期短，可分階段建設，一年內即可發出6070額定負荷；占地少，僅為PCFGD發電廠占地的13； f)節水，為同容量常規電站用水量的13；我國大陸以煤為主要發電一次能源，目前聯合循環機組容量僅占全國發電容量的15 。song286.4 多聯產發電技術多聯產發電技術 6.4.1 熱電聯產熱電聯產 指的是

15、火電機組在發電的同時，用抽汽或背壓機組的排汽進行供熱，由于實現了熱能的梯級利用，其總的能源利用率為8090。如果聯合循環機組用于熱電聯產，即高作功能力的燃氣（1000以上）在燃氣輪機中做功，其排氣在余熱鍋爐中產生中等作功能力的蒸汽（500以上），驅動汽輪機繼續做功，其低作功能力的抽汽或排汽用于工業或生活用汽用熱，形成聯合循環熱電聯產（圖），其總的能源利用率可達8090（理論極限為93）。熱電聯產比熱電分產可節約能源30左右。我國有50萬臺工業鍋爐，年耗煤4億噸，平均容量228噸時，如果其供熱量的一半由熱電聯產供給，則年可節煤12億噸。 song296.4.2 熱電冷三聯產熱電冷三聯產 熱電冷三

16、聯產指鍋爐產生的蒸汽在背壓汽輪機或抽汽汽輪機發電，其排汽或抽汽，除滿足各種熱負荷外，還可做吸收式制冷機的工作蒸汽，生產68冷水用于空調或工藝冷卻 .v熱電冷三聯產的優點：（1）蒸汽不在降壓或經減溫減壓后供熱，而是先發電，然后用抽汽或排汽滿足供熱、制冷的需要，可提高能源利用率；（2）增大背壓機負荷率，增加機組發電，減少冷凝損失，降低煤耗；（3）保證生產工藝，改善生活質量，減少從業人員，提高勞動生產率；代替數量大、型式多的分散空調，改善環境景觀，避免“熱島”現象。 song306.4.3 熱、電、煤氣三聯產熱、電、煤氣三聯產v煤中揮發份和部分固定碳受熱后氣化，產生城市煤氣供萬人城鎮民用，焦碳送CF

17、BC鍋爐中燃燒產生蒸汽，用于熱電聯產 。 此外，在電廠中安裝蓄熱器回收排熱或機組起停過程中排汽，可對熱負荷移峰填谷；可增加尖峰發電力出力，提高能源利用率和機組穩定運行水平。 還有一種雙背壓凝汽式汽輪發電機，是通過凝結水串聯通過凝汽器的兩個部分，形成兩個不同的背壓。由于改善了蒸汽熱負荷的不均勻性，使其平均背壓低于傳統的單背壓汽輪機的背壓，可提高循環熱效率。 song316.5 燃氣輪機高效熱力循環燃氣輪機高效熱力循環 6.5.1 程式雙流體熱力循環（回注蒸汽的燃程式雙流體熱力循環（回注蒸汽的燃氣氣 輪機熱力循環）輪機熱力循環） 指余熱鍋爐產生的過熱蒸汽，與壓氣機來的高溫高壓空氣一起進入燃燒室，燃

18、料燃燒產生的燃氣和被加熱到燃氣初溫的蒸汽，一起進入燃氣輪機中作功，形成燃氣、蒸汽在同一臺燃機中膨脹作功的雙流體熱力循環。 該循環燃機功率增大，循環效率提高；對燃氣葉片冷卻效果好，沒有蒸汽輪機系統，使系統簡化；可降低NOx排放。 song326.5.2 濕空氣透平（濕空氣透平（HAT）循環（蒸發）循環（蒸發-回熱回熱 式雙流體循環）式雙流體循環） v指軟化水經燃機排氣加熱后噴人壓氣機出口蒸發器中被高溫高壓空氣蒸發，空氣與水蒸汽混合物在回熱器中被燃氣排氣加熱后，供給燃燒室，產生的燃氣、蒸汽混合物進入燃氣輪機作功。 v由于燃機排氣余熱的充分利用，可大大提高循環效率；由于燃機工質流量增加，使機組功率也

19、大大增加；由于沒有了蒸汽輪機，使系統大為簡化，造價僅為余熱鍋爐型聯合循環的50。如果把整體煤氣化產生的煤氣經凈化后供燃燒室燃燒，就形成IGHAT循環，也大大簡化系統，節約投資。 song336-6 煤炭潔凈燃燒發電技術 v我國預測煤炭資源總量為5.059萬億噸，1500米深度內的煤炭總資源量為4萬億噸，經濟可采儲量為1145億噸。在我國，己探明的一次能源儲量（折成標準煤）中，煤炭占92。 v潔凈煤技術（CCT-Clean Coal Techno1ogy），指的是在利用煤炭發揮一次能源最大作用的同時，污染環境的氣、固、液態排放量最少；也可定義為減少污染、提高效率的煤炭開采加工、運輸、轉化、燃燒、

20、污染控制、綜合利用等技術的總稱。它是以三E為目標（經濟Economics，環境Enviroment，效率Efficieney），是先進、清潔的“綠色煤電”。 song346.1 煤炭清潔、高效利用方法分類煤炭清潔、高效利用方法分類 A.燃燒前處理（源處理）指在開采到用戶使用前這一階段煤的處理方法 ；B.燃燒中清潔利用（過程處理）主要指流化床燃燒技術（FBC：Fluidized-bed Combustion）；整體煤氣化蒸汽燃氣聯合循環（IGCC ： Integrated GasificationCombined Cycle）；整體煤氣化燃料電池（IGFC：Integrated Gasifica

21、tion Fuel Cell）、磁流體發電技術；爐內脫硫：爐內噴鈣脫硫，噴鈣加尾部增濕活化脫硫；爐內脫硝：低NOx燃燒器、低溫燃燒、整體分級燃燒、回氣再循環、再燃燒技術等 ；C.燃燒后清潔處理（煙氣凈化） ；包括除塵、脫硫、脫硝、廢水處理及零排放，廢水資源化和干除渣、灰渣分除及綜合利用。 song356.2 流化床燃燒技術流化床燃燒技術FBC 6.2.1 定義及分類定義及分類 u把8mm以下的煤粒和脫硫劑石灰石，加入燃燒室床層上，在通過布置在爐底的布風板送出的高速氣流作用下，形成流態化翻滾的懸浮層，進行流化燃燒，同時完成脫硫，這種燃燒技術叫流化床燃燒技術。u按燃燒室運行壓力的不同，分為常壓流化

22、床AFBC（Atmospheric Fluidized-bed Combustion）和增壓流化床PFBC（Pressurized FBC）；按流化速度和床料流化狀態不同，二者又可分為鼓泡床BFBC（Bubbling FBC）和循環流化床CFBC （ Cireulaiing FBC）。 song366.2.2 流化床燃燒方式的特點流化床燃燒方式的特點 v清潔燃燒，低污染排放，環保性能好 ;v燃料適應性強，特別適合于中、低硫煤 ;v燃燒效率高 ;v負荷適應性好 ;v灰渣綜合利用好 ;vPFBC還有結構緊湊、鍋爐尺寸小的特點 .song376.2.3 FBC技術的應用及發展情況技術的應用及發展情況

23、 v 1921年弗里茨溫克勤（Fritz Wink1er）建立了世界第一臺小型流化床燃燒試驗臺，60年代中期，第一臺FBC鍋爐在美國投入運行 ;vBFBC的“世界之最”為芬蘭Rauba1anii熱電站的295 MW機組，日本竹原電廠2號機（350 MW）燃油爐正改為BFBC,屆時將成為世界最大BFBC； vCFBC的最大機組為法國stein公司為法國Gardanne電站改造煤粉爐而制造的一臺900 th（配250 MW機組）CFBC,2000年實現600MW的CFBC；v我國自60年代初開始研究與應用FBC技術，目前國內FBC鍋爐制造廠家有22家 ;v410 th CFBC裝于四川內江高壩電廠

24、，已于1996年投人生產；國家電力公司在內江正建設一座300 MW CFBC鍋爐示范電站 。 song38（2）增壓流化床 PFBCa)進一步提高高溫煙氣除塵裝置的除塵效率，減少燃機葉片磨損，如研制高效陶瓷過濾器；b) 第二代PFB以2G-PFBC）的開發 c)燃氣輪機，自動控制裝置及PFBC關鍵設備的國產化；d)提高脫硫劑利用率，實現低CaS比下達到高脫硫效率的目的；脫硫、脫硝、床溫及CaS間的最佳配合；e)開發增壓循環流化床PCFB的研究，它運行費用低，適于高硫煤，可降低CaS；f)PFBC大型化及CFBC-CC聯合循環的研究；g)濕式給料機和干渣排出裝置的開發，保證最佳粒度匹配，減少滲水

25、量；保證在爐內壓力下灰渣的連續穩定排除。 song396.3 煤整體氣化燃氣蒸汽聯合循環發電技術煤整體氣化燃氣蒸汽聯合循環發電技術IGCC 6.3.1 發電原理發電原理 煤經過氣化和凈化后，固體燃料已轉化成清潔氣體燃料，以此驅動燃氣輪機發電，再用排出的高溫燃氣進入鍋爐，產生蒸汽帶動汽輪機發電，形成燃氣與蒸汽聯合循環發電（圖）。 6.3.2 IGCC的特點的特點（1）熱效率高，其效率比煤粉爐高10以上，可達4050;（2）污染排放少，環保性能優良；脫硫率9899，NOx及CO2排 放減少； （3）燃料適應性強，同一電站設備可燃用多種燃料，對高硫煤有獨特的適應性 ;（4）容量可大型化，單位造價不斷

26、降低 ;（5）調峰性能好，起停機時間短 ; song406.3.3 IGCC發展概況發展概況 v1984年1月美國建成世界最早的商業驗證電站一Cool Water電站，該電廠發電出力為120MW，耗資262億美元；v現在世界上已建、在建和擬建的IGCC電站近約30座，其中美國擁有15座，居世界之冠。最大的為美國的440MW機組，計劃或可研中容量為德國900MW和前蘇聯1000MW機組。一些發展中國家，如印度、中國也計劃建立IGCC示范電站 ；v我國從1994年開始對IGCC示范工程進行預可行性研究，國家電力公司擬在山東煙臺電廠建設一座容量為300400MW的IGCC示范電站 . song416

27、-7 空冷發電技術空冷發電技術 v一般汽輪機的排汽進入凝汽器，由循環冷卻水對排汽進行冷卻，使其凝結成水。這種冷卻方式需要大量循環水，一個1000MW大型火電廠每天用水量約500萬噸，耗水量約10萬噸，相當于一座中等城市的日用水量。在缺水和少水地區，這一水冷方式難以實現。 v它有直接空冷與間接空冷兩種：所謂直接空冷是汽輪機排汽進入空冷散熱器，用空氣直接冷卻排汽；間接冷卻是用空氣來冷卻循環凝結水，再用冷卻后的循環凝結水與排汽直接接觸冷凝排汽。v我國已能自行制造200MW間接空冷機組，并于1993年在內蒙古豐鎮電廠投運4臺。 song426-8 核能發電核能發電 世界核電發展現狀世界核電發展現狀6.1.1蓬勃發展的世界核電：蓬勃發展的世界核電：自從1954年蘇聯第一座5 MW試驗性核電廠投入運行以來，核電在許多國家和地區已承擔基本負荷，目前世界上30多個國家己運行核電機組441座，總裝機容量3.6W億KW，核電已占世界總發電量的2