火力发电厂-运行
代市火电厂近代火电厂由大量各种各样的机
械装置和电工设备所构成。为了生产电能和热能,这些装置和设备必须协调动作,达到安全经济生产的目的。这项工作就是火电厂的运行。为了保证炉、机、电等主要设备及各系统的辅助设备的安全经济运行,就要严格执行一系列运行规程和规章制度。
火电厂的运行主要包括3个方面,即起动和停机运行、经济运行、故障与对策。火电厂运行的基本要求是保证安全性、经济性和电能的质量。
就安全性而言,火电厂如不能安全运行,就会造成人身伤亡、设备损坏和事故,而且不能连续向用户供电,酿成重大经济损失。保证安全运行的基本要求是:①设备制造、安装、检修的质量要优良;②遵守调度指令要求,严格按照运行规程对设备的启动与停机以及负荷的调节进行操作;③监视和记录各项运行参数,以便尽早发现运行偏差和异常现象,并及时排除故障;④巡回监视运行中的设备及系统是否处于良好状态,以便及时发现故障原因,采取预防措施;⑤定期测试各项保护装置,以确保其动作准确、可靠。 就经济性而言,火电厂的运行费用主要是燃料费。因此,采用高效率的运行方式以减少燃料消耗费是非常重要的。具体措施有以下3点。
①滑参数起停。滑参数起动可以缩短起动时间,具有传热效果好、带负荷早、汽水损失少等优点。滑参数停机可以使机组快速冷却,缩短检修停机时间,提高设备利用率和经济性。
②加强燃料管理和设备的运行管理。定期检查设备状态、运行工况,进行各种热平衡和指标计算,以便及时采取措施减少热损失。
③根据各类设备的运行性能及其相互间的协调、制约关系,维持各机组在具有最佳综合经济效益的工况下运行;在电厂负荷变动时,按照各台机组间最佳负荷分配方式进行机组出力的增、减调度。
电厂在安全、经济运行的情况下,还要保证电能的质量指标,即在负荷变化的情况下,通过调整以保持电压和频率的额定值,满足用户的要求。 火力发电厂-效率
效率是衡量火电厂运行水平的一个重要指标。火电厂所需的能量是通过煤、石油或天然气等燃料的燃烧得来的。但是,燃料中所蕴藏的全部能量(即燃料的发热量)并不是100%的都能转换为电能。到80年代为止,世界上最好的火电厂也只能把燃料中40%左右的热能转换为电能。这种把热能转换为电能的百分比,称为火电厂效率。 火力发电厂-保护与控制
华能玉环电厂火电厂中锅炉、汽轮机、发电机
之间的关系极为密切。任何一个环节出现事故都会影响电厂的安全经济运行。因此,为了保证火电厂的安全经济运行,必须装备完善的保护控制装置和系统。基本的保护方式有以下3种。
①联锁保护:当某一设备或工况出现异常现象时,相关联的设备联动跳闸,切除有故障的设备或系统,备用的设备或系统立即投入运行。
②继电器组成的保护:以热工参量和电气参量的限值,以及设备元件的条件联系为动作判据,采用各种继电器组成保护回路,对某一设备或系统进行保护。
③固定的保护装置:有机械的、电动的保护装置,如锅炉的安全门、汽轮机的危急保安器、电机的过电压保护器等。
近代的单元机组均采用综合保护连锁系统,即将机、炉、电的分别保护与单元的整体保护系统相互协调,形成一个完善的保护系统。
火电厂的基本控制方式有以下3种。
①就地控制:锅炉、汽轮机、发电机及辅助设备就地单独进行控制。这种方式适用于小型电厂。 ②集中控制:将锅炉、汽轮机、发电机联系起来进行集中控制。例如大型电厂采用的机、炉、电单元的集中控制。
③综合自动控制:将电厂的整个生产过程作为一个有机整体进行控制,以实现全盘自动化。
上世纪80年代,大型电厂多采用单元机组。对于单元机组自动调节系统的主要控制方式有以下3种。 ①锅炉跟踪调节方式:由电力负荷指令操作调节汽轮机的阀门,以控制发电机的出力。而在锅炉方面则调节燃料输入,保证其产生的蒸汽在流量和参数方面满足汽轮机的需要。
②汽轮机跟踪调节方式:以电力负荷指令控制燃料的输入,改变锅炉出力;对于汽轮机,则通过调节汽压以决定负荷。
③机、炉协调控制方式:将机、炉、电作为一个统一整体进行控制,以机、炉共同调整机组的负荷来适应外界负荷变化的要求。
现代化电厂多采用程序控制,以提高自动化水平。程序控制是将生产过程中大量分散的操作,按辅机与热力系统的工艺流程划分为若干有规律的程序进行控制,并结合保护、联锁条件,使运行人员通过少数开关式按钮,即可由程控系统自动完成控制系统的操作。
随着计算机应用的日益扩大,特别是微机及微处理器的发展,现代火电厂的自动化已实现以小型机、微机和微处理器为基础的分层综合控制方式。 火力发电厂-分类
华能玉环电厂按燃料的类别可分为燃煤火电
厂、燃油火电厂和燃气火电厂等。按功能又可分为发电厂和热电厂。发电厂只生产并供给用户以电能;而热电厂除生产并供给用户电能外,还供应热能。按服务规模可分为区域性火电厂、地方性火电厂以及流动性列车电站。区域性电厂装机容量较大,一般建造在燃料基地,如大型煤矿附近。又称坑口电厂。其电能通过长距离的输电线路供给用户。地方性电厂多建在负荷中心,需经长距离运进燃料,它生产的电能供给比较集中的用户。火电厂还按蒸汽压力分为低压电厂(蒸汽初压力约为0.12~1.5兆帕(MPa)、中压电厂(2~4MPa)、高压电厂(6~10MPa)、超高压电厂(12~14MPa) 、亚临压力电厂(16~18MPa )和超临界压力电厂(22.6MPa)。 火力发电厂-历史
1875年法国巴黎北火车站建成世界上第一座火电厂并开始发电,采用很小的直流电机专供附近照明用电。美国、俄国、英国也相继建成小火电厂。1886年,美国建成第一座交流发电厂。1882年,中国在上海建成一座装有1台12KW直流发电机的火电厂,供电灯照明用。 火力发电厂-火力发电与热电区别
火力是指烧煤发电,热电是指烧煤或油或天然气,来供工业用或取暖用气,现在为了提高效率节省能源,一般是发电与供热联合方式。既是在气轮机某一级抽出一部分气来供热,其余的仍冲转气轮机带动发电机发电,两者可调整,可供热多发电少,也可供热少发电多。目前中国受能源政策影响,正在大力发展核电(广东大亚弯),水电(长江三峡),这些也可供热,有的国为了节约能源,有风力与地热发电,而中国很少。
也就是说火力发电厂主要是用来发电的。热电厂,主要是提供热能的, 也可是火力发电厂的副产品
发电流程
就发电工程的观点而言,一切均求于经济有效,在大容量的电力厂,因为输出的数值很大,因此着重在效率的增进,而不重视设置成本.也就是着重在用最少的燃料输入去完成最大的输出电力.在这个原则要求下,必须增设许许多多的附属设备,而使这个蒸汽动力厂成为一个相当复杂而庞大的组合.以汽轮机 (steam turbine)为原动机,驱动一发电机发电而输送至电力用户.
煤之流程 : 首先从燃煤开始,自储煤场送至原料煤斗后,由给煤器 (feeder)控制几煤量.进入之在粉煤机(pulverizer)内被磨成煤粉,与一部份热空气混合,经燃烧器 (burner)进入炉中,燃烧后的烟道气流经锅炉-省煤器(economizer)-空气预热器(air preheater)等热交换器 (heat exchanger)将热量传给其中的水或空气,最后从烟囱(chimney)逸去.其不可燃之固体,较大者以灰份之形态落入灰坑(ashpit)中,以备清除,以微细者则在集尘器(dust collector)中被收集清除.
空气及燃气流程 : 再就空气观之,首先由送风机(forced draftfan)将气压略以提高,送经空气预热器,接受一部份烟道气之热量使温度升高由管道将其一部份直接送经燃烧器入炉,另一部份则进入粉煤机 后与煤粉一同入炉.炉中燃烧后的烟道气,首先通过炉管(Boilertube)与过热器(super heater)将炉水汽化与过热的使命,随后通过省煤器将剩余热量的一部份交付于于进入锅炉前之水 (Feederwater).再通过空气预热器加热于未进炉前的冷空气.经过如此行程后,因磨擦阻力的关系,已使压力低于大气压力,因此须由吸风机(induced-draft fan)吸出,提高其压力,以便驱于大气中.
水及蒸汽流程 : 此厂使用冷凝器(Condenstate water)由凝水pump送回锅炉重新使用,所要补充者仅少许抵消漏泄损耗之补充水.补充水经由几水软化器予以软化,以免锅炉内壁产生锅垢.凝水pump将冷凝水
送过三个加热器,并附以其它水pump,依次由低压而中压而高压 ,又经省煤器提高其温度,使进入锅炉的水,事先获得相当的热能,故在炉管中巡回受热时,达到汽化程度所需的传热的面积可以稍减.至于已汽化之蒸汽,使之进入过热器的管道中,可以进一步的吸收热能,变成过热蒸汽(Superheated steam),进入汽轮机作功,而后流入冷凝器中,周而复始.但冷凝器所用的冷却水,由另一水pump从河面或海面取水,吸收蒸汽之汽化潜热使之凝结后,本身回至河内或海内,不跟蒸汽作直接接触 .给水的三个加热器,系分别由汽轮机引出若干仅作部份膨胀而尚未降至排气温度与排汽压力之蒸汽,而利用其所含有之热能加热于锅炉给水.
在一蒸汽动力发电厂中,能量转变形式与布骤,如下所述 : 1.燃料与空气混合送至燃烧炉,开始燃料,放出燃料中的化学能. 2.燃烧该混合物于燃炉中发生热能.
3.此热能在燃气中以高温出现 ,一部份辐射于炉管的表面,其于部份由对流作用通过锅炉各受热面,热能被炉管吸收之后,即传导至循环其中的炉水,使水受热变成高压高温之蒸汽 .
4.高温高压之蒸汽经由喷嘴送出转变为动能,产生高速度而发生巨大的动力喷汽.
5.用此高速喷汽吹动汽轮机叶片遂产生回转力于轮翼,此其将动能转为机械能而转动机轴 .
6.主轴转动发电机而产电能. 故一蒸汽动力发电厂乃是将化学能转变