动力工程概论3.ppt

动力工程主讲：付忠广主讲：付忠广 教授教授能源与动力工程学院能源与动力工程学院能源与动力工程学院能源与动力工程学院010-80798469010-80798469010-80798469010-807984693/13/20231第第 三三 章章热力发电厂热力发电厂3/13/20232本章内容本章内容第一节第一节 热力发电厂概述热力发电厂概述第二节第二节 发电厂的热力系统发电厂的热力系统第三节第三节 发电厂的燃料输运、除灰和供水系统发电厂的燃料输运、除灰和供水系统第四节第四节 热力发电厂的主厂房布置热力发电厂的主厂房布置3/13/20233第一节 热力发电厂概述u热力发电厂：热力发电厂：利用热能动力装置来生产电能的工厂，称为热利用热能动力装置来生产电能的工厂，称为热力发电厂或火力发电厂。力发电厂或火力发电厂。u主要特点：主要特点：鉴于热力发电厂的产品（电能或热能）是无法储鉴于热力发电厂的产品（电能或热能）是无法储存的，发电厂只能是随产随销，并需做到产销之间的严格协存的，发电厂只能是随产随销，并需做到产销之间的严格协调，否则就难以保证产品的质量。所以发电厂的生产必须具调，否则就难以保证产品的质量。所以发电厂的生产必须具有高度的安全性、可靠性和机动性。有高度的安全性、可靠性和机动性。3/13/20234大唐托克托电厂3/13/20235一热力发电厂技术发展动态一热力发电厂技术发展动态 世界电力的技术发展动态特点：世界电力的技术发展动态特点：火电机组向超高参数、大容量、高效率和建设大电厂方向发展火电机组向超高参数、大容量、高效率和建设大电厂方向发展洁净煤发电技术异军突起洁净煤发电技术异军突起电力工业管理体制和经营方式的变革普遍展开电力工业管理体制和经营方式的变革普遍展开地区性垄断经营型。如：日本、法国、意大利。地区性垄断经营型。如：日本、法国、意大利。发电市场开放型。如：美国。发电市场开放型。如：美国。输电线路公用化、发电市场自由化。美国以此作为进一步变革的方向。输电线路公用化、发电市场自由化。美国以此作为进一步变革的方向。发、输、配电分离经营型。如：英国。发、输、配电分离经营型。如：英国。电业股份化类型。如俄罗斯。电业股份化类型。如俄罗斯。在一片私有化、民营化、股份制的潮流中，法国电力公司（在一片私有化、民营化、股份制的潮流中，法国电力公司（EDFEDF）独树一）独树一帜，坚持国有化。这是因为法国以核电为主，帜，坚持国有化。这是因为法国以核电为主，19961996年核电装机占年核电装机占55.855.8，核电发电量占核电发电量占8282，而核电由于投资太大不宜民营。，而核电由于投资太大不宜民营。3/13/20236中国电力行业特点中国电力行业特点 1.1.具有很强的计划性（核定发电量、核定上网电价、各种具有很强的计划性（核定发电量、核定上网电价、各种税费政策）税费政策）2.2.电力生产以火力发电为主，水力发电次之，其他如燃气电力生产以火力发电为主，水力发电次之，其他如燃气电站、核电、新能源发电等所占比重较小电站、核电、新能源发电等所占比重较小3.3.电力需求增长存在地区性不平衡状况电力需求增长存在地区性不平衡状况4.4.电力企业规模越大，效益就越好；规模较小的企业相对电力企业规模越大，效益就越好；规模较小的企业相对缺乏竞争力缺乏竞争力5.5.“厂网分开、竞价上网厂网分开、竞价上网”成为今后的发展的方向成为今后的发展的方向6.6.“西电东送西电东送”战略的加紧实施对未来电力企业的经营影战略的加紧实施对未来电力企业的经营影响越来越大响越来越大 3/13/20237我国能源发展战略我国能源发展战略u根据电力规划，我国制定了根据电力规划，我国制定了2004200420202020年年“以煤炭为主体，以煤炭为主体，电力电力为中心，为中心，油气油气和和新新能源能源全面发展全面发展”的能源发展战略。的能源发展战略。3/13/20238二热力发电厂建设选址考虑因素二热力发电厂建设选址考虑因素发电厂的厂址选择工作一般分发电厂的厂址选择工作一般分规划选厂规划选厂和和工工程选厂程选厂两个阶段，并分别作为两个阶段，并分别作为初步可行性初步可行性研究研究和和可行性研究可行性研究的主要工作内容之一。的主要工作内容之一。规划选厂与工程选厂的工作内容基本相同，规划选厂与工程选厂的工作内容基本相同，其区别在于，前者范围较广，深度较浅，其区别在于，前者范围较广，深度较浅，后者工作范围基本限定，但内容的深度、后者工作范围基本限定，但内容的深度、广度更详尽。广度更详尽。3/13/20239发电厂厂址应避开的地段和地区发电厂厂址应避开的地段和地区(1)(1)地震断裂地带以及地震断裂地带以及9 9度以上地震区；度以上地震区；(2)(2)有泥石流、滑坡及危岩滚石直接危害的地段；有泥石流、滑坡及危岩滚石直接危害的地段；(3)(3)岩溶发育程度高的地区和有土洞及地下采空区；岩溶发育程度高的地区和有土洞及地下采空区；(4)(4)水库坝下地段；水库坝下地段；(5)(5)对飞机起落、电信、电视、雷达导航及军事设施有影响对飞机起落、电信、电视、雷达导航及军事设施有影响的范围内；的范围内；(6)(6)国家规定的风景区，森林、自然保护区和水土保持禁垦国家规定的风景区，森林、自然保护区和水土保持禁垦区；区；(7)(7)历史文物古迹保护区；历史文物古迹保护区；(8)(8)有重要开采价值的矿藏区；有重要开采价值的矿藏区；(9)(9)有爆破危险的范围内。有爆破危险的范围内。3/13/202310厂址选择的运作程序厂址选择的运作程序(1)(1)规划选厂：计划发展部门规划选厂：计划发展部门电网规划管电网规划管理部门理部门报请国家审批立项。报请国家审批立项。(2)(2)工程选厂：项目法人工程选厂：项目法人国家电力建设规国家电力建设规划管理部门、银行评估划管理部门、银行评估报国家批准。报国家批准。(3)(3)厂址选择工作要与接入系统，铁路（或码厂址选择工作要与接入系统，铁路（或码头）可行性研究、工程勘测、环境影响评头）可行性研究、工程勘测、环境影响评价等工作协调同步进行。价等工作协调同步进行。3/13/202311三发电厂总体规划的基本原则三发电厂总体规划的基本原则 统筹规划原则统筹规划原则 节约用地的原则节约用地的原则 其他基本要求其他基本要求 3/13/202312第二节第二节 发电厂的热力系统发电厂的热力系统2.1 2.1 热力系统及主要设备选择原则热力系统及主要设备选择原则u热力系统定义热力系统定义：将热力设备按照热力循环的顺序将热力设备按照热力循环的顺序用管道和附件连接起来的一个有机整体。用管道和附件连接起来的一个有机整体。u组成：组成：由锅炉本体汽水系统、汽轮机本体热力由锅炉本体汽水系统、汽轮机本体热力系统、机炉间的连接管道系统和全厂公用汽水系统、机炉间的连接管道系统和全厂公用汽水系统系统四部分四部分组成。组成。3/13/202313u可分为可分为原则性热力系统原则性热力系统和和全面性热力全面性热力系统系统1.1.发电厂热力系统发电厂热力系统3/13/202314发电厂原则性热力系统发电厂原则性热力系统u表明能量转换与利用的基本过程，反映发电厂表明能量转换与利用的基本过程，反映发电厂动力循环中工质的基本流程、能量转换与利用动力循环中工质的基本流程、能量转换与利用过程的完善程度。过程的完善程度。u可以通过发电厂原则性热力系统计算出发电厂可以通过发电厂原则性热力系统计算出发电厂热经济指标。有时又将发电厂原则性热力系统热经济指标。有时又将发电厂原则性热力系统称为计算热力系统。称为计算热力系统。3/13/202315N600N60017.75/540/54017.75/540/540型机型机组发电厂原则性热力系统组发电厂原则性热力系统 3/13/202316发电厂全面性热力系统发电厂全面性热力系统u发电厂的全面性热力系统是在原则性热力系统发电厂的全面性热力系统是在原则性热力系统的基础上充分考虑到发电厂生产所必须的连续的基础上充分考虑到发电厂生产所必须的连续性、安全性、可靠性和灵活性后所组成的实际性、安全性、可靠性和灵活性后所组成的实际热力系统。热力系统。u发电厂中所有的热力设备、管道及附件都应该发电厂中所有的热力设备、管道及附件都应该在发电厂全面性热力系统图上反映出来。这是在发电厂全面性热力系统图上反映出来。这是与原则性热力系统在画法上的根本区别。与原则性热力系统在画法上的根本区别。3/13/202317u发电厂全面性热力系统一般由下列局部系统组成：发电厂全面性热力系统一般由下列局部系统组成：主蒸汽和再热蒸汽系统、旁路系统、回热加热主蒸汽和再热蒸汽系统、旁路系统、回热加热(回回热抽汽及疏水热抽汽及疏水)系统、给水系统、除氧系统、主凝系统、给水系统、除氧系统、主凝结水系统、补充水系统、锅炉排污系统、供热系结水系统、补充水系统、锅炉排污系统、供热系统、厂内循环水系统和锅炉启动系统等。统、厂内循环水系统和锅炉启动系统等。3/13/202318发电厂的全面性热力系统的作用发电厂的全面性热力系统的作用u对电厂对电厂设计设计而言，会影响到投资和各种钢材的耗量；而言，会影响到投资和各种钢材的耗量；u对对施工施工而言，会影响施工工作量和施工周期；而言，会影响施工工作量和施工周期；u对对运行运行而言，会影响到热力系统运行调度的灵活性、可靠而言，会影响到热力系统运行调度的灵活性、可靠性和经济性；性和经济性；u对对检修检修而言，会影响到各种切换的可能性及备用设备投入而言，会影响到各种切换的可能性及备用设备投入的可能性。的可能性。3/13/202319N60016.67/537/5371型机组的发电厂全面性热力系统 3/13/2023202 2发电厂型式和容量的确定u发电厂的设计，必须按国家规定的基本建设程序进行。u发电厂设计的程序为：初步可行性研究、可行性研究、初步设计、施工图设计。3/13/202321u我国新建或扩建的发电厂以煤为主要燃料。燃烧低热值煤（低质原煤、洗中煤、褐煤等）的凝汽式发电厂宜建在燃料产地附近；有条件时，应建矿口发电厂。u在天然气供应有保证的地区可考虑新建、扩建或改建燃气一蒸汽联合循环电厂，以提高发电厂的经济性，改善电网结构和满足环境保护的要求。3/13/2023223 3发电厂原则性热力系统的确定发电厂原则性热力系统的确定u合理地拟订、正确地分析论证原则性合理地拟订、正确地分析论证原则性热力系统，是火电厂可行性研究及初热力系统，是火电厂可行性研究及初步设计中热机部分的主要内容。步设计中热机部分的主要内容。3/13/202323拟定发电厂原则性热力系统的主要内容拟定发电厂原则性热力系统的主要内容 （1 1）确定发电厂的型式及规划容量；）确定发电厂的型式及规划容量；（2 2）选择汽轮机；）选择汽轮机；（3 3）绘制电厂原则性热力系统图；）绘制电厂原则性热力系统图；（4 4）发电厂原则性热力系统计算；）发电厂原则性热力系统计算；（5 5）选择锅炉；）选择锅炉；（6 6）选择热力辅助设备。）选择热力辅助设备。3/13/2023244 4主要设备选择原则主要设备选择原则 在选择机组容量时，应考虑各国对机组出力等术语定义的解释。通常国际上对大容量机在选择机组容量时，应考虑各国对机组出力等术语定义的解释。通常国际上对大容量机组出力等常用术语有如下定义：组出力等常用术语有如下定义：u汽轮机组的铭牌出力（汽轮机组的铭牌出力（turbine rated capacityturbine rated capacity）是指：汽轮机在额定进汽和再热参）是指：汽轮机在额定进汽和再热参数工况下，排汽压力为数工况下，排汽压力为11.8 11.8 kPakPa，补水率为，补水率为3 3时，汽轮发电机组的保证出力。时，汽轮发电机组的保证出力。u汽轮机组保证最大连续出力（汽轮机组保证最大连续出力（turbine maximum continuous ratingturbine maximum continuous rating，TMCRTMCR）是指：汽）是指：汽轮机在通过铭牌出力所保证的进汽量、额定主蒸汽和再热蒸汽工况下，在正常的排汽轮机在通过铭牌出力所保证的进汽量、额定主蒸汽和再热蒸汽工况下，在正常的排汽压力（压力（4.9 4.9 kPakPa）下，补水率为）下，补水率为0 0时，机组能保证达到的出力。时，机组能保证达到的出力。u汽轮机组在调节汽门全开时（汽轮机组在调节汽门全开时（valve wide openvalve wide open，VWOVWO）最大计算出力是指：汽轮机调）最大计算出力是指：汽轮机调节汽门全开时，通过计算最大进汽量且在额定的主蒸汽、再热蒸汽参数工况下，并在节汽门全开时，通过计算最大进汽量且在额定的主蒸汽、再热蒸汽参数工况下，并在正常排汽压力（正常排汽压力（4.9 4.9 kPakPa）和补水率）和补水率0 0条件下，机组计算所能达到的出力。条件下，机组计算所能达到的出力。u超压超压5 5（5 5over pressureover pressure，5 5OPOP）连续运行。）连续运行。3/13/202325u火电厂最终的汽轮发电机组台数不宜过多，一般以火电厂最终的汽轮发电机组台数不宜过多，一般以4 46 6台、机组容量等级以不超过两种为好。这样可台、机组容量等级以不超过两种为好。这样可使主厂房投资少，布置紧凑、整齐，备品配件通用使主厂房投资少，布置紧凑、整齐，备品配件通用率高，占用流动资金少，便于运行管理。率高，占用流动资金少，便于运行管理。u对兼有热力负荷的地区，应采用供热式机组。对兼有热力负荷的地区，应采用供热式机组。3/13/2023262.2 2.2 发电厂的回热加热系统发电厂的回热加热系统u1.1.作用：作用：利用从汽轮机某些中间级后抽出的蒸汽来利用从汽轮机某些中间级后抽出的蒸汽来加热凝汽器的凝结水和锅炉给水，其目的是提高加热凝汽器的凝结水和锅炉给水，其目的是提高锅炉的给水温度，从而提高机组的热经济性。锅炉的给水温度，从而提高机组的热经济性。u2.2.组成组成：高压加热器、除氧器、低压加热器、汽封高压加热器、除氧器、低压加热器、汽封加热器、汽封抽汽器、疏水调整门、疏水器、高加热器、汽封抽汽器、疏水调整门、疏水器、高加入口联成门和出口逆止门及有关设备和管道。加入口联成门和出口逆止门及有关设备和管道。3/13/202327u按介质压力：高压和低压加热器按介质压力：高压和低压加热器u按汽水介质传热方式分：混合式和表按汽水介质传热方式分：混合式和表面式面式u按布置方式分：立式和卧式按布置方式分：立式和卧式回热加热器的类型回热加热器的类型3/13/202328u低压加热器是汽轮机回热加热系统中处于凝结水泵至除氧器之间的加热器。有表面式和混合式两种。较常用的是表面式管壳式结构，被加热的水在管内流动，加热蒸汽在管外流动。其结构简单，部件采用普通材料。1低压加热器3/13/2023293/13/202330u高压加热器是位于给水泵至锅炉之间承受高的给水压力和温度的加热器。高压加热器是热力系统中的主要辅机，因其承受的压力高，如发生泄露而不能正常运行时，不仅影响全厂热效率，还要降低整套机组的输出功率。2 2、高压加热器3/13/2023313/13/202332除氧器作用：除去锅炉给水中的除氧器作用：除去锅炉给水中的氧气和其他不凝结气体，防止热氧气和其他不凝结气体，防止热力设备腐蚀和传热恶化，保证热力设备腐蚀和传热恶化，保证热力设备的安全经济运行。是给水力设备的安全经济运行。是给水回热系统中的一个回热系统中的一个混合式加热器混合式加热器，高压加热器的疏水、化学部水剂高压加热器的疏水、化学部水剂全厂各处水质合格的高压疏水、全厂各处水质合格的高压疏水、排汽等均可汇入除氧器加以利用，排汽等均可汇入除氧器加以利用，减少发电厂的汽水损失。减少发电厂的汽水损失。除氧塔纵向结构图除氧塔纵向结构图3 3、除氧器、除氧器3/13/2023333/13/202334除氧塔纵向结构图除氧塔纵向结构图卧式除氧头与给水箱组合图卧式除氧头与给水箱组合图3/13/202335热力系统及其辅助设备热力系统及其辅助设备28383/13/2023362.3 2.3 热电厂的供热系统热电厂的供热系统u热电厂既发电又供热，供热应保证外界热负荷热电厂既发电又供热，供热应保证外界热负荷的数量和质量。的数量和质量。u热电厂热负荷主要是工业热负荷采暖热负荷。热电厂热负荷主要是工业热负荷采暖热负荷。u工业热负荷：石油、化工、纺织、塑料、橡胶工业热负荷：石油、化工、纺织、塑料、橡胶等工业企业的某些工艺过程中的热负荷，一般等工业企业的某些工艺过程中的热负荷，一般热用户要求的温度较高，非季节性热负荷；热用户要求的温度较高，非季节性热负荷；u采暖热负荷是指在保持室内温度时，工厂、机采暖热负荷是指在保持室内温度时，工厂、机关或住宅，用以补偿房屋向外散热损失的热负关或住宅，用以补偿房屋向外散热损失的热负荷，热用户要求的温度不高，为季节性热负荷。荷，热用户要求的温度不高，为季节性热负荷。3/13/202337供热载热质的种类供热载热质的种类 u热电厂对外供热采用的载热质有热电厂对外供热采用的载热质有蒸汽蒸汽和和热水热水两种。两种。u集中供热条件下，用于输送和分集中供热条件下，用于输送和分配载热质的管道系统，称为配载热质的管道系统，称为热网热网。3/13/202338利用蒸汽对外供热利用蒸汽对外供热 3/13/202339利用热水对外供热利用热水对外供热 u热电厂对外供应的热电厂对外供应的热水热水，是通过，是通过热网加热器热网加热器利用汽轮机的可调整抽利用汽轮机的可调整抽汽或排汽来制取的。汽或排汽来制取的。3/13/202340减温减压器减温减压器u减温减压器是一种将较高参数蒸汽的温减温减压器是一种将较高参数蒸汽的温度和压力自动降至所需数值的装置。度和压力自动降至所需数值的装置。u在热电厂中，减温减压器用以补充汽轮在热电厂中，减温减压器用以补充汽轮机抽汽的不足和作为供热的备用汽源。机抽汽的不足和作为供热的备用汽源。3/13/2023412.4 2.4 发电厂的管道、阀门发电厂的管道、阀门1 1发电厂的管道发电厂的管道u发电厂的主、辅热力设备是通过管道及其附件连发电厂的主、辅热力设备是通过管道及其附件连接成整体的。接成整体的。u发电厂的管道包括：管子、管件（异径管、弯管发电厂的管道包括：管子、管件（异径管、弯管及弯头、三通、法兰、封头和堵头、堵板和孔板及弯头、三通、法兰、封头和堵头、堵板和孔板等）、阀件及其远距离操纵机构、测量装置、管等）、阀件及其远距离操纵机构、测量装置、管道支吊架、管道热补偿装置、保温材料等。道支吊架、管道热补偿装置、保温材料等。3/13/202342u管道附件是指安装在管道及设备上管道附件是指安装在管道及设备上的连接、闭路和调节装置的总称，的连接、闭路和调节装置的总称，其中包括其中包括管件管件和和阀件阀件两大部分。两大部分。u阀门是管道上最重要的附件之一，阀门是管道上最重要的附件之一，阀门的种类较多，其选择、使用是阀门的种类较多，其选择、使用是否合理，将直接影响到运行的安全否合理，将直接影响到运行的安全性和经济性。性和经济性。2 2管道附件、阀门管道附件、阀门3/13/202343阀门类型阀门类型 (a)(a)起起关断关断作用：如闸阀、截止阀、旋作用：如闸阀、截止阀、旋塞和球阀等。塞和球阀等。(b)(b)起起调节调节作用：如调节阀、节流阀、作用：如调节阀、节流阀、减压阀和疏水阀等。减压阀和疏水阀等。(c)(c)起起保护保护作用：如安全阀、逆止阀和作用：如安全阀、逆止阀和快速关断阀等。快速关断阀等。3/13/202344关断阀门关断阀门 u运行时处于运行时处于全开状态全开状态，停止运，停止运行时，处于行时，处于全关状态全关状态。3/13/202345高压管道用关断阀高压管道用关断阀(a)(a)闸阀；闸阀；(b)(b)截止阀截止阀 3/13/202346调节阀门调节阀门 u调节阀用以调节阀用以调节调节介质流量。介质流量。u调节阀门调节阀门不宜不宜作关断阀使用。调节阀门作关断阀使用。调节阀门在运行中要经常开关，为防止泄漏不严在运行中要经常开关，为防止泄漏不严密，在调节阀门之前要串联关断阀密，在调节阀门之前要串联关断阀3/13/202347保护阀门保护阀门 u逆止阀逆止阀 u安全阀安全阀 u快速关断阀快速关断阀逆止阀逆止阀 3/13/202348五发电厂原则性热力系统举例五发电厂原则性热力系统举例3/13/202349亚临界参数机组发电厂亚临界参数机组发电厂原则性热力系统原则性热力系统 3/13/202350N300N30016.7/538/53816.7/538/538型机组的发电厂型机组的发电厂原则性热力系统原则性热力系统优化引进型优化引进型3/13/202351N600-16.47/537/537N600-16.47/537/537型机组的型机组的发电厂原则性热力系统发电厂原则性热力系统 3/13/202352N600N60017.75/540/54017.75/540/540型机组型机组发电厂原则性热力系统发电厂原则性热力系统 法国阿尔斯通大西洋公司法国阿尔斯通大西洋公司（ALSTHOM-ATLANTIQUE）制造的）制造的600MW汽轮发电机组汽轮发电机组3/13/202353超临界参数机组发电厂超临界参数机组发电厂原则性热力系统原则性热力系统 3/13/202354俄罗斯超临界俄罗斯超临界K K5005002402404 4型型机组发电厂原则性热力系统机组发电厂原则性热力系统 3/13/202355引进的引进的N600N60025.4/541/56625.4/541/566超临界压力超临界压力机组发电厂原则性热力系统机组发电厂原则性热力系统 3/13/202356美国超超临界压力美国超超临界压力325325兆瓦两次中间再热兆瓦两次中间再热凝汽机组的发电厂原则性热力系统凝汽机组的发电厂原则性热力系统 美国美国艾迪艾迪斯通斯通电厂电厂 3/13/202357供热机组热电厂供热机组热电厂原则性热力系统原则性热力系统 3/13/202358国产国产CC200CC20012.7512.75535535535535型双抽型双抽汽凝汽式机组热电厂原则性热力系统汽凝汽式机组热电厂原则性热力系统 3/13/202359超临界压力单采暖抽汽超临界压力单采暖抽汽T T250/300250/30023.5423.542 2热电厂原则性热力系统热电厂原则性热力系统前苏联前苏联 3/13/202360火电厂单机容量最大机组的火电厂单机容量最大机组的发电厂原则性热力系统发电厂原则性热力系统 3/13/202361世界上最大单轴世界上最大单轴12001200兆瓦凝汽式兆瓦凝汽式机组发电厂原则性热力系统机组发电厂原则性热力系统 装在俄罗斯科装在俄罗斯科斯特罗马电厂斯特罗马电厂3/13/202362数台该型机组分数台该型机组分别装在美国坎伯别装在美国坎伯兰、加绞和阿莫兰、加绞和阿莫斯等电厂斯等电厂世界上最大双轴凝汽式机组世界上最大双轴凝汽式机组(1300(1300兆瓦兆瓦)发电厂原则性热力系统发电厂原则性热力系统 3/13/202363空冷型火电厂机组的空冷型火电厂机组的原则性热力系统原则性热力系统 3/13/202364NK200NK20012.7/535/53512.7/535/535型空冷机组型空冷机组原则性热力系统原则性热力系统 3/13/202365核电站原则性热力系统核电站原则性热力系统 3/13/202366从法国进口的从法国进口的900 MW900 MW核电厂的核电厂的二回路原则性热力系统二回路原则性热力系统 3/13/202367俄罗斯俄罗斯K-1000-60/1500K-1000-60/1500核电厂核电厂二回路原则性热力系统二回路原则性热力系统 3/13/202368六发电厂全面性热力系统六发电厂全面性热力系统u理解发电厂全面性热力系统时，应注意以下几点理解发电厂全面性热力系统时，应注意以下几点(1)(1)熟悉图例熟悉图例 (国家标准国家标准GB/T 4270GB/T 427019991999技术文件用热技术文件用热工图形符号与文字代号工图形符号与文字代号)(2)(2)以设备为中心，以局部系统为线索逐步拓展以设备为中心，以局部系统为线索逐步拓展(3)(3)区别不同的管线、阀门及其作用区别不同的管线、阀门及其作用3/13/202369热力系统热力系统管线、阀管线、阀门的图形门的图形符号符号 3/13/202370发电厂全面性热力系统发电厂全面性热力系统3/13/2023713/13/2023723/13/202373第三节第三节 发电厂的燃料输送、除灰和供水系统发电厂的燃料输送、除灰和供水系统u火电厂的正常运行极大地依赖于燃料输送、除灰火电厂的正常运行极大地依赖于燃料输送、除灰和供水系统。和供水系统。u我国的能源结构决定了火电厂的燃料以煤为主，我国的能源结构决定了火电厂的燃料以煤为主，所以本节的燃料输送系统重点介绍输煤系统。所以本节的燃料输送系统重点介绍输煤系统。3/13/2023743.1 3.1 燃料输送燃料输送u输煤系统输煤系统指从包括厂外来煤、进厂卸煤、煤场贮煤、指从包括厂外来煤、进厂卸煤、煤场贮煤、破碎筛分、清除杂物、计量、取样直到把合格的煤块破碎筛分、清除杂物、计量、取样直到把合格的煤块送人锅炉原煤仓的整个生产工艺过程。送人锅炉原煤仓的整个生产工艺过程。u燃烧多煤种的电厂还要在输煤过程中进行混煤作业。燃烧多煤种的电厂还要在输煤过程中进行混煤作业。u厂外来煤常见的方式有：铁路火车运输、公路汽车运厂外来煤常见的方式有：铁路火车运输、公路汽车运输、水路船舶运输、长距离皮带输送机运输、架空索输、水路船舶运输、长距离皮带输送机运输、架空索道运输及管道运输等。（各方式的优点见教材）道运输及管道运输等。（各方式的优点见教材）3/13/202375码头和码头和1煤场煤场3/13/202376输煤系统示意图输煤系统示意图3/13/202377燃料输送系统燃料输送系统 输煤系统输煤系统85317493/13/2023783/13/2023793/13/2023803/13/2023813/13/202382#1煤场煤场3/13/202383煤种分类堆放煤种分类堆放3/13/202384煤场段位标志煤场段位标志3/13/2023853.2 3.2 除灰系统除灰系统（一）（一）除灰系统的任务和要求除灰系统的任务和要求u定期或及时连续的将锅炉内燃烧后的灰渣与落灰从灰定期或及时连续的将锅炉内燃烧后的灰渣与落灰从灰斗中排到储灰场，防止积灰过多或灰渣熔化结渣等危斗中排到储灰场，防止积灰过多或灰渣熔化结渣等危害，保证锅炉正常运行，这就是除灰系统的任务。害，保证锅炉正常运行，这就是除灰系统的任务。（二）主要的除灰方式（二）主要的除灰方式u目前，电厂输送灰渣的方法，根据所采用的设备不同，目前，电厂输送灰渣的方法，根据所采用的设备不同，主要有主要有机械输送机械输送、水力输送水力输送和和气力输送气力输送三种。除灰方三种。除灰方式的选择是要根据灰渣综合利用的要求、水量的多少式的选择是要根据灰渣综合利用的要求、水量的多少及灰场的距离等因素来综合考虑。及灰场的距离等因素来综合考虑。3/13/2023863/13/202387袋式除尘器袋式除尘器3/13/2023883/13/202389输灰管道输灰管道储灰坝储灰坝储灰场储灰场3/13/202390灰渣的综合利用灰渣的综合利用 u国家对灰渣综合利用的要求也越来越高。新建、扩建和改国家对灰渣综合利用的要求也越来越高。新建、扩建和改建电厂工程，其项目建议书应包括粉煤灰综合利用的内容，建电厂工程，其项目建议书应包括粉煤灰综合利用的内容，否则有关部门和主管部门不予审批立项。否则有关部门和主管部门不予审批立项。u实行实行“因地制宜，多种途径，各方协作，鼓励用灰因地制宜，多种途径，各方协作，鼓励用灰”和和“谁排放、谁治理，谁利用、谁受益谁排放、谁治理，谁利用、谁受益”的原则。的原则。u粉煤灰综合利用是指：粉煤灰（包括炉底渣）用于粉煤灰综合利用是指：粉煤灰（包括炉底渣）用于建材生建材生产产、建筑工程建筑工程（包括筑坝、筑港、桥梁、地下工程和水下（包括筑坝、筑港、桥梁、地下工程和水下工程等）、工程等）、筑路筑路、肥料生产肥料生产、改良土壤改良土壤、回填回填（包括建筑（包括建筑回填，填低洼地和荒地，充填矿井、煤矿塌陷区、海涂等）回填，填低洼地和荒地，充填矿井、煤矿塌陷区、海涂等）和其它产品制作等，以及从粉煤灰中提取有用物质。和其它产品制作等，以及从粉煤灰中提取有用物质。3/13/2023913.3 3.3 供水系统供水系统u发电厂在电力生产过程中需要大量的水，主要有如下用水发电厂在电力生产过程中需要大量的水，主要有如下用水项目：项目：凝汽器中凝结汽轮机排汽用的冷却水，每凝结凝汽器中凝结汽轮机排汽用的冷却水，每凝结1 1吨排汽约吨排汽约需需50508080吨冷却水，因此这项用水量很大，占全厂总用水吨冷却水，因此这项用水量很大，占全厂总用水量的量的9595。发电机的冷却水。发电机因损耗产生的热量通过空气或发电机的冷却水。发电机因损耗产生的热量通过空气或氢气来冷却，而空气或氢气在气体冷却器中又需冷却水来氢气来冷却，而空气或氢气在气体冷却器中又需冷却水来冷却。冷却。3/13/2023923/13/202393 冷油器中用来冷却汽轮发电机组轴承润滑油的冷却冷油器中用来冷却汽轮发电机组轴承润滑油的冷却水。水。辅助机械轴承的冷却水。辅助机械主要是各种水泵、辅助机械轴承的冷却水。辅助机械主要是各种水泵、风机、磨煤机等转动设备。风机、磨煤机等转动设备。因汽水损失所需的补充水。因汽水损失所需的补充水。水力除灰用水。水力除灰用水。其它生产及生活用水。其它生产及生活用水。u供水系统分类供水系统分类 发电厂的供水系统是由水源、取水设备、供水设发电厂的供水系统是由水源、取水设备、供水设备及管路组成。根据地形和水源水量的不同，可分备及管路组成。根据地形和水源水量的不同，可分为直流供水、循环供水和混合式供水三种为直流供水、循环供水和混合式供水三种。3/13/202394凝汽器设备凝汽器设备8:073/13/2023953/13/202396海勒式间接空冷系统的发电厂示意图海勒式间接空冷系统的发电厂示意图 u混合式凝汽器间接空冷系统由匈牙利人海勒（混合式凝汽器间接空冷系统由匈牙利人海勒（HailerHailer）提出。）提出。在喷射式凝汽器中，循环冷却水与锅炉给水是连通的，系统中要求设凝结水精处理装置；对高参数大容量机组的给水水质控制和处理尤为困难，3/13/202397哈蒙式间接空冷系统的发电厂示意图哈蒙式间接空冷系统的发电厂示意图 u哈蒙式（哈蒙式（HarmonHarmon）空冷系统是在海勒式间接空冷）空冷系统是在海勒式间接空冷系统运行实践的基础上发展起来的。系统运行实践的基础上发展起来的。优点：节约厂用电，设备少，冷却水质要求比海勒式低，冷却水量可根据季节调节。优点：节约厂用电，设备少，冷却水质要求比海勒式低，冷却水量可根据季节调节。缺点：空冷塔占地大，基建投资多；系统中需要进行两次表面式换热，使全厂效率有所降低。缺点：空冷塔占地大，基建投资多；系统中需要进行两次表面式换热，使全厂效率有所降低。3/13/202398直接空气冷却系统（直接空气冷却系统（GEAGEA系统）系统）优点：设备少，系统简单，基建投资少，占地少，空气量调节灵活。优点：设备少，系统简单，基建投资少，占地少，空气量调节灵活。缺点：粗大的排汽管道密封困难，维持排汽管内的真空困难，启动时抽真空需要的时间长。冬季运行时，缺点：粗大的排汽管道密封困难，维持排汽管内的真空困难，启动时抽真空需要的时间长。冬季运行时，管内容易结冰，需要作复杂的设计处理。此外，机力通风增加了厂用电，形成了噪声源。管内容易结冰，需要作复杂的设计处理。此外，机力通风增加了厂用电，形成了噪声源。3/13/202399空冷机组运行国际形势空冷机组运行国际形势 1.1.美国沃依达克美国沃依达克330MW330MW燃煤直接空冷电燃煤直接空冷电厂节水最大化：全厂取水量由同容厂节水最大化：全厂取水量由同容量湿冷机组耗水量湿冷机组耗水908.5m908.5m3 3h h下降到下降到68m68m3 3h h，实现全厂废水零排放。，实现全厂废水零排放。2.2.南非国马廷巴南非国马廷巴6665MW6665MW燃煤直接空燃煤直接空冷电厂节水最大化：全厂年均节水冷电厂节水最大化：全厂年均节水率达到率达到9090，实现全厂废水零排放，实现全厂废水零排放 3/13/2023100装设空冷系统的适宜条件装设空冷系统的适宜条件 u空冷系统传热性能较差，汽轮机排汽压力要比湿空冷系统传热性能较差，汽轮机排汽压力要比湿冷机组高，热经济性低。冷机组高，热经济性低。u空冷系统的缺点可归纳为：金属消耗量多、投资空冷系统的缺点可归纳为：金属消耗量多、投资大、真空低和煤耗高、盛夏时可能较大幅度地限大、真空低和煤耗高、盛夏时可能较大幅度地限制出力等。制出力等。u装设空冷系统的适宜条件可概括为：建厂地区缺装设空冷系统的适宜条件可概括为：建厂地区缺水，燃用当地劣质低价煤，海拔高度、环境温度、水，燃用当地劣质低价煤，海拔高度、环境温度、风向、风速和大气逆温层适当等。风向、风速和大气逆温层适当等。3/13/2023101第四节第四节 热力发电厂的主厂房布置热力发电厂的主厂房布置u在发电厂内布置主要设备和辅助设备的厂房，在发电厂内布置主要设备和辅助设备的厂房，称为发电厂的主厂房。称为发电厂的主厂房。u一般包括：锅炉房、汽机房、除氧间、煤仓一般包括：锅炉房、汽机房、除氧间、煤仓间、厂用配电装置室、引风机室等部分。间、厂用配电装置室、引风机室等部分。3/13/2023102一主厂房布置的基本要求一主厂房布置的基本要求 1.1.布置经济合理布置经济合理2.2.运行安全可靠运行安全可靠 3.3.检修维护保养方便检修维护保养方便 4.4.降低建筑费用降低建筑费用 5.5.良好的劳动条件良好的劳动条件 6.6.良好的卫生条件良好的卫生条件 7.7.保证电厂有扩建的可能保证电厂有扩建的可能 3/13/20231033/13/20231043/13/20231053/13/2023106二主厂房布置的型式及特点二主厂房布置的型式及特点 1 1外煤仓布置外煤仓布置 u优点：煤仓间与除氧间分置于锅炉房两侧，生产过程符合优点：煤仓间与除氧间分置于锅炉房两侧，生产过程符合工艺流程顺序，汽水管道较短，煤粉管道和蒸汽管道互不工艺流程顺序，汽水管道较短，煤粉管道和蒸汽管道互不干扰；煤仓间采光和通风条件较好；煤仓间在锅炉房外侧，干扰；煤仓间采光和通风条件较好；煤仓间在锅炉房外侧，煤粉系统一旦发生事故容易处置。煤粉系统一旦发生事故容易处置。u缺点：烟风管道长，锅炉房跨度又固定，如要扩建不同容缺点：烟风管道长，锅炉房跨度又固定，如要扩建不同容量与型式的锅炉会受到限制；辅助机械布置也不够集中。量与型式的锅炉会受到限制；辅助机械布置也不够集中。u如：太原第一热电厂、河南姚孟电厂如：太原第一热电厂、河南姚孟电厂300 MW300 MW机组。机组。3/13/20231073/13/20231082 2内煤仓布置内煤仓布置u优点：制粉系统设备的布置比较紧凑，安装方便；优点：制粉系统设备的布置比较紧凑，安装方便；锅炉尾部烟道较短；烟道与煤粉制备在布置上互锅炉尾部烟道较短；烟道与煤粉制备在布置上互不干扰；烟道灰沟引出方便；锅炉房采光较好；不干扰；烟道灰沟引出方便；锅炉房采光较好；便于扩建不同容量和型式的机组。便于扩建不同容量和型式的机组。u缺点：机炉连接的汽水管道长，主蒸汽管和煤粉缺点：机炉连接的汽水管道长，主蒸汽管和煤粉管有干扰；煤仓间采光较差管有干扰；煤仓间采光较差u国外所设计的电厂一般采用内煤仓布置型式，如：国外所设计的电厂一般采用内煤仓布置型式，如：如上海石洞口一