火力发电厂生产过程及电力输配电系统课件.ppt

1、火力发电厂生产设备以及火力发电厂生产设备以及电力设备调试电力设备调试2008/12/17目录目录412352008/12/171 1、我国电力工业概况我国电力工业概况2008/12/171 1、我国电力工业概况我国电力工业概况v主要发电设备有火电、水电、风电、核电。v截至2007年底全国电力装机容量达到7.13亿千瓦。其中:火电装机容量达5.54亿千瓦。水电装机容量达到1.45亿千瓦。风电装机容量达到407万千瓦 核电装机容量达到885万千瓦。v中国南方地区2008年仍将继续面临严重的电力短缺局面。v中国主要依靠煤来发电。2008/12/171 1、我国电力工业概况、我国电力工业概况全国电厂分

2、布2008/12/171 1、我国电力工业概况、我国电力工业概况山东邹县电厂4335MW+2600MW+21000MW2008/12/171 1、我国电力工业概况、我国电力工业概况三峡水电站 装机容量 18200MW2008/12/171 1、我国电力工业概况、我国电力工业概况大亚湾核电厂 装机容量 2900MW2008/12/171 1、我国电力工业概况、我国电力工业概况我国电网分布2008/12/171 1、我国电力工业概况、我国电力工业概况2010年全国电力系统联网格局示意图 其中：为交流线；为直流线或背靠背联网，数字为送电、联络线规模，单位万千瓦 2008/12/171 1、我国电力工

3、业概况我国电力工业概况2008电力需求情况示意图2008/12/171 1、我国电力工业概况、我国电力工业概况四家辅业公司四家辅业公司华华电电集集团团公公司司国家电网国家电网南方电网南方电网葛葛洲洲坝坝集集团团公公司司五家发电公司五家发电公司两家电网公司两家电网公司龙龙源源集集团团公公司司中中电电投投大大唐唐集集团团公公司司华华能能集集团团公公司司水水利利电电力力建建设设顾顾问问公公司司水水电电工工程程顾顾问问集集团团公公司司电电力力工工程程顾顾问问集集团团公公司司华北华北东北东北西北西北华东华东华中华中广东广东海南海南云云贵贵桂桂2008/12/171 1、我国电力工业概况、我国电力工业概况

4、火电机组概况v常规主力机型为300600MW（340g/kWh，38%）v超临界机组为8001000MW(300g/kWh，41)*100万千瓦的电厂为例，提高1%的热效率，每年就可以多发电近1亿千瓦时。电网概况v电压序列是500/220/110/35/10/0.38kV，西北电网的电压序列分别为750/330/110/35/10/0.38kV和220/110/35/10/0.38kV。v输电系统的电压等级一般分为高压、超高压和特高压。在国际上，对于交流输电系统，通常把35220kV的输电电压等级称为高压（HV），把330750（765）kV的输电电压等级称为超高压（EHV），而把1000kV

5、及以上的输电电压等级通称为特高压（UHV）。架空线传输能力2008/12/172 2、火力发电生产过程、火力发电生产过程2008/12/172 2、火力发电生产过程、火力发电生产过程火力发电原理：燃料燃烧热能加热水蒸汽热势能冲击汽轮机机械动能转动发电机切割磁力线电能。2008/12/172 2、火力发电生产过程、火力发电生产过程电力传输过程示意2008/12/172 2、火力发电生产过程、火力发电生产过程发电厂主接线原理2008/12/172 2、火力发电生产过程、火力发电生产过程变电站主接线原理2008/12/172 2、火力发电生产过程、火力发电生产过程三大主机：锅 炉：燃料化学能蒸汽热能

6、 汽轮机：蒸汽热能机械能 发电机：机械能电能2008/12/172 2、火力发电生产过程、火力发电生产过程(锅炉锅炉)锅炉将其它热能转变成其它工质热能，生产规定参数和品质的工质的设备称为锅炉。提供良好的燃烧条件，以求能把燃料的化学能最大限度地释放出来并其转化为热能，把水加热成为热水或蒸汽的机械设备。锅炉包括锅和炉两大部分，锅是指在火上加热的盛水容器，炉是指燃烧燃料的场所。锅炉中产生的热水或蒸汽可直接为生产和生活提供所需要的热能，也可通过蒸汽动力装置转换为机械能，或再通过发电机将机械能转换为电能。提供热水的锅炉称为热水锅炉，主要用于生活，工业生产中也有少量应用。产生蒸汽的锅炉称为蒸汽锅炉，又叫蒸

7、汽发生器，常简称为锅炉，是蒸汽动力装置的重要组成部分，多用于火电站、船舶、机车和工矿企业。锅炉性能的主要指标：锅炉吨位、蒸汽压力、蒸汽温度、给水温度等。锅炉吨位（t/h）0.70.42电功率MW 2008/12/172 2、火力发电生产过程（锅炉）、火力发电生产过程（锅炉）锅炉（系统）2008/12/172 2、火力发电生产过程（锅炉）、火力发电生产过程（锅炉）锅炉系统（主设备）汽包锅炉内部2008/12/172 2、火力发电生产过程（锅炉）、火力发电生产过程（锅炉）锅炉系统（附属设备）给水泵磨煤机2008/12/172 2、火力发电生产过程（锅炉）、火力发电生产过程（锅炉）锅炉炉膛安全监控系

8、统 (Furnace Safeguard Supervisory System)。FSSS是燃烧器管理和燃料安全燃烧控制系统，该系统在锅炉启动运行时，为运行人员提供炉膛吹扫判断逻辑和符合安全规范的点火模式；在锅炉正常运行时，FSSS系统对炉膛火焰、炉膛压力、送风机、引风机、汽包水位、燃料供应等涉及锅炉安全运行的工况信息进行严密监测，运行人员可在FSSS工作站直观的掌握锅炉安全运行的工况信息，一旦这些工况信息发生异常，FSSS将及时地向运行人员发出警告，必要时发出MFT跳闸指令以切断燃料，为锅炉安全运行提供可靠的技术保障。目前已广泛应用于电站、冶金、石化等行业的大型锅炉。MFT(MAIN FUE

9、L TRIP)：锅炉主燃料跳闸,MFT动作结果：切除所有磨煤机、给粉机、一次风机、电除尘器，关减温水、关燃油跳闸阀等。MFT保护动作条件很多，如汽包水位过高或过低、两台一次风机全停且有磨在运行、两台引或送风机全停、两台空预器全停、炉膛压力过高或过低、所有燃料中断、火检无火、火检冷却风压低等。)2008/12/172 2、火力发电生产过程（锅炉）、火力发电生产过程（锅炉）2008/12/172 2、火力发电生产过程（锅炉）、火力发电生产过程（锅炉）锅炉点火吹管2008/12/172 2、火力发电生产过程（汽轮机）、火力发电生产过程（汽轮机）汽轮机 是使用电站锅炉产生的过热蒸汽去冲动汽轮机叶片，并

10、使之转动，从而带动汽轮机和汽轮发电机发电的一种动力机械。汽轮机种类 按结构分，有单级汽轮机和多级汽轮机；各级装在一个汽缸内的单缸汽轮机，和各级分装在几个汽缸内的多缸汽轮机；各级装在一根轴上的单轴汽轮机，和各级装在两根平行轴上的双轴汽轮机等。按热力特性分，有为凝汽式、供热式、背压式、抽汽式和饱和蒸汽汽轮机等类型。参数 现代大型汽轮机按照其输出功率的不同，采用的新蒸汽压力又可以分为各个压力等级，通常采用新蒸汽压力24.526兆帕，新蒸汽温度和再热温度为535578的超临界参数,或新汽压力为16.5兆帕、新汽温度和再热温度为535的亚临界参数。使用这些汽轮机的电站热效率约为40。目前汽轮机发展瓶颈主

11、要在材料上。2008/12/172 2、火力发电生产过程（汽轮机）、火力发电生产过程（汽轮机）汽轮机本体结构2008/12/172 2、火力发电生产过程（汽轮机）、火力发电生产过程（汽轮机）汽轮机扣盖2008/12/172 2、火力发电生产过程（汽轮机）、火力发电生产过程（汽轮机）汽轮机热力系统2008/12/172 2、火力发电生产过程（汽轮机）、火力发电生产过程（汽轮机）汽轮机调速系统2008/12/172 2、火力发电生产过程（汽轮机）、火力发电生产过程（汽轮机）汽轮机本体2008/12/172 2、火力发电生产过程（发电机）、火力发电生产过程（发电机）发电机2008/12/172 2、

12、火力发电生产过程（发电机）、火力发电生产过程（发电机）发电机穿转子2008/12/172 2、火力发电生产过程、火力发电生产过程发电机主接线图2008/12/172 2、火力发电生产过程（发电机）、火力发电生产过程（发电机）常规发电机励磁保护屏2008/12/172 2、火力发电生产过程（发电机）、火力发电生产过程（发电机）在稳态运行时:1.保持发电机在运行中电压的恒定;2.在并列运行时调节无功功率的分配;3.提高静稳极限和输电线路传输能力在暂态过程中(大干扰时):1.抑制切负荷时的电压升高;2.提高暂态稳定性。发电机励磁示意励磁控制器作用励磁控制器2008/12/172 2、火力发电生产过程

13、（发电机）、火力发电生产过程（发电机）励磁机2008/12/172 2、火力发电生产过程（发电机）、火力发电生产过程（发电机）发电机保护v 完全纵差保护v 单元件零序橫差电流保护v 纵向基波零序电压保护v 发电机后备保护v 定子绕组单相接地保护v 转子绕组接地保护v 低励失磁保护v 负序过负荷/电流保护v 过负荷保护v 定子过电压保护v 逆功率保护v 频率异常保护2008/12/172 2、火力发电生产过程（发电机）、火力发电生产过程（发电机）发电机并网 发电机与电网并列运行时，由于电网的容量远远大于发电机的容量，所以发电机工作状态的变化不会影响电网电压和频率，因此在发电机与电网并列时，可认为

14、电网电压和频率是不变的。待并发电机以电网为基准，通过增减励磁电流来调整发电机的输出电压，改变燃气发动机的转速来调整频率，调节瞬时速率来满足相位差，在基本满足并列条件的瞬间，闭合发电机的主断路器使发电机投入系统，这就是发电机并列过程。自动准同期条件：相序相同，频率相同，电压相同，相位相同发电机解裂 发电机组并网后可靠稳定运行，机组设置了安全完善的保护装置，一旦机组出现下列故障，会自动掉闸，与电网解裂，自动停机。过负荷故障；超速故障；油压故障；水温、水位故障；功率方向故障；紧急停车 2008/12/172 2、火力发电生产过程（辅助系统）、火力发电生产过程（辅助系统）v 除灰渣程序控制系统v 输煤

15、程序控制系统v 锅炉补给水程序控制系统v 燃油泵房程序控制系统v 辅网程序控制系统v 全厂工业电视监控系统2008/12/172 2、火力发电生产过程（辅助系统）、火力发电生产过程（辅助系统）除灰系统布置图2008/12/172 2、火力发电生产过程（辅助系统）、火力发电生产过程（辅助系统）电除尘器2008/12/172 2、火力发电生产过程（辅助系统）、火力发电生产过程（辅助系统）灰渣沉淀排放2008/12/172 2、火力发电生产过程（辅助系统）、火力发电生产过程（辅助系统）输煤系统2008/12/172 2、火力发电生产过程（辅助系统）、火力发电生产过程（辅助系统）输煤皮带2008/12

16、/172 2、火力发电生产过程（辅助系统）、火力发电生产过程（辅助系统）锅炉补给水处理系统混合离子交换器又称混床，其作用是将反渗透产水中留存的离子进一步去除。原水经过反渗透系统预脱盐后，已将水中绝大部分的盐类离子去除，但是反渗透产水水质还不能达到用户需要的水质要求，还需要经过混床进行进一步除盐后才能达到要求。混床通过交换容器均匀混合的阳、阴离子同时进行交换类似于无数级阳、阴床串联的效果，从而获得极好的产水水质。2008/12/172 2、火力发电生产过程（主变）、火力发电生产过程（主变）主变压器2008/12/172 2、火力发电生产过程（主变）、火力发电生产过程（主变）2008/12/172

17、 2、火力发电生产过程、火力发电生产过程电厂自动化50年代 劳动密集型；人6070年代 仪表密集型；仪表8090年代 信息密集型；分散控制系统，自动化率为100，管理为0目前 DCS集散控制系统，电厂综合管理自动化系统2008/12/172 2、火力发电生产过程、火力发电生产过程妈湾电厂集控室莱芜电厂集控室襄樊电厂集控室电厂主控制室2008/12/172 2、火力发电生产过程、火力发电生产过程v 调峰电厂 主要承担调峰任务 因为电无法贮存,而白天晚上用电量各不相同.于是一部分电厂用于承担基荷,一部分承担腰荷,一部分承担调峰.比如抽水蓄能电站承担调峰.而核电站承担基荷.火电厂和水电厂要看调度的安

18、排了.火电厂多承担基荷、腰荷,水电厂承担腰荷、调峰 v 调频电厂 简单的说就是改变系统的发电出力。当系统频率过高时降低发电出力，反之增加出力。电力调度部门会预先估计用电负荷，给每个电厂分配发电任务，然后根据日负荷曲线进行及时调整。对于冲击性负荷等主要依靠发电机原动机调速器自动调整完成，它会自动跟踪系统频率，根据系统负荷变化及时自动调整发电机出力。由于水电厂由于开机速度快、调整负荷迅速，因此在系统内的一般都由大中型水电厂担任调频任务。2008/12/172 2、火力发电生产过程、火力发电生产过程我国电力生产目前存在的问题1.常规机组煤耗大，370g/kWh（日本320g/kWh)2.输电线损大，

19、为7.183.二氧化碳排放量大，229g/kWh2008/12/173 3、发电厂电力设备高压试验、发电厂电力设备高压试验2008/12/173 3、发电厂电力设备高压试验、发电厂电力设备高压试验 高压电气试验具体就是试验设备绝缘性能的好坏以及设备的运行状态等。电气设备绝缘预防性试验是保证设备安全运行的重要措施，通过试验，掌握设备绝缘状况，及时发现绝缘内部隐藏的缺陷，并通过检修加以消除，严重者必须予以更换，以免设备在运行中发生绝缘击穿，造成停电或设备损坏等不可挽回的损失。绝缘预防性试验可分为两大类：一类是非破坏性试验或称绝缘特性试验，是在较低的电压下或用其他不会损坏绝缘的办法来测量的各种特性参

20、数，主要包括测量绝缘电阻、泄漏电流、介质损耗角正切值等，从而判断绝缘内部有无缺陷。实验证明，这类方法是行之有效的，但目前还不能只靠它来可靠的判断绝缘的耐电强度。另一类是破坏性试验或称耐压试验，试验所加电压高于设备的工作电压，对绝缘考验非常严格，特别是揭露那些危险性较大的集中性缺陷，并能保证绝缘有一定的耐电强度，主要包括直流耐压、交流耐压等。耐压试验的缺点是会给绝缘造成一定的损伤。高压试验2008/12/173 3、发电厂电力设备高压试验、发电厂电力设备高压试验 DL/T 5961996电力设备预防性试验规程 GB 50150-91电气设备交接试验标准 中国国家标准对于交流电力系统规定的绝缘耐压

21、试验有：短时（1 分钟）工频耐压试验；长时间工频耐压试验；直流耐压试验；操作冲击波耐压试验；雷电冲击波耐压试验。并且规定3220kv的电工设备在工频运行电压、暂时过电压和操作过电压下的绝缘性能，一般用短时工频耐压试验予以检验，可不进行操作冲击试验。对330500kv的电工设备，需用操作冲击试验检验操作过电压下的绝缘性能。长时间工频耐压试验是针对电工设备内绝缘劣化和外绝缘污秽的情况而进行的一种试验检验。2008/12/173 3、发电厂电力设备高压试验、发电厂电力设备高压试验发电厂主要电力设备高压试验项目v电机主要试验项目：1.绕阻的绝缘电阻和直流电阻 2.定子绕阻的的泄漏电流、直流耐压和交流耐

22、压 3.转子绕阻的交流耐压 4.极性与连接 5.定子铁芯检查试验（3KV或500KW以上电机）6.空载电流及空载损耗 v变压器：1.直流电阻测量，2.工频耐压试验、3.感应耐压试验、4.绝缘电阻测量、5.变比测量、6.变压器油试验、7.介损试验.v电力电缆只进行直流耐压试验。试验电压：对于3、6、10KV的电缆取56倍额定电压。对于20、35KV的电缆取45倍额定电压。对于35KV以上的电缆取3倍额定电压。2008/12/173 3、发电厂电力设备高压试验、发电厂电力设备高压试验绝缘电阻测试兆欧表 额定电压在500V以下的设备，选用5001000V兆欧表，设备电压在5001000V的选2500

23、V兆欧表，高电压设备选5000V兆欧表。2008/12/173 3、发电厂电力设备高压试验、发电厂电力设备高压试验交流耐压原理2008/12/173 3、发电厂电力设备高压试验、发电厂电力设备高压试验直流耐压原理2008/12/174 4、发电厂电力设备调试方法、发电厂电力设备调试方法2008/12/174 4、发电厂电力设备调试方法、发电厂电力设备调试方法分步启动线路校验元件调试螺丝刀，尖嘴钳，校灯，万用表 拆下各种仪表、继 电 器、自动装置。按定值校验 填写试验报告单 按图纸查对每个控制柜内部接线 校对柜间电缆 安全警示 逐级带电 先调试空系统 再带负荷基本调试方法2008/12/175

24、5、常见电力元件设备介绍常见电力元件设备介绍2008/12/17v 保险v 开关v 各种继电器v 互感器v 交流接触器v 组合开关v 高低压断路器2008/12/175 5、常见电力元件设备介绍常见电力元件设备介绍高压跌落熔断器快速熔断器二次熔断器保险2008/12/175 5、常见电力元件设备介绍常见电力元件设备介绍隔离开关2008/12/175 5、常见电力元件设备介绍常见电力元件设备介绍常规继电器2008/12/175 5、常见电力元件设备介绍常见电力元件设备介绍瓦斯继电器2008/12/175 5、常见电力元件设备介绍常见电力元件设备介绍功率接触器2008/12/175 5、常见电力元

25、件设备介绍常见电力元件设备介绍母线PT35kv户内PT户外SF6CT母线CT互感器2008/12/175 5、常见电力元件设备介绍常见电力元件设备介绍组合开关2008/12/175 5、常见电力元件设备介绍常见电力元件设备介绍低压断路器2008/12/175 5、常见电力元件设备介绍常见电力元件设备介绍35KV SF6110KV SF61-10KV真空开关柜推车高压断路器550kV罐式高压SF6断路器2008/12/175 5、常见电力元件设备介绍常见电力元件设备介绍避雷器 能释放雷电或兼能释放电力系统操作过电压能量，保护电工设备免受瞬时过电压危害，又能截断续流，不致引起系统接地短路的电器装置

26、。避雷器通常接于带电导线与地之间，与被保护设备并联。当过电压值达到规定的动作电压时，避雷器立即动作，流过电荷，限制过电压幅值，保护设备绝缘；电压值正常后，避雷器又迅速恢复原状，以保证系统正常供电。2008/12/175 5、常见电力元件设备介绍常见电力元件设备介绍绝缘子针式绝缘子玻璃盘式绝缘子瓷盘式绝缘子绝缘子串2008/12/175 5、常见电力元件设备介绍常见电力元件设备介绍变压器2008/12/17超临界机组 火电厂超超临界机组和超临界机组指的是锅炉内工质的压力。锅炉内的工质都是水，水的临界压力是:22.115MPA 347.15 ；在这个压力和温度时，水和蒸汽的密度是相同的，就叫水的临

27、界点，炉内工质压力低于这个压力就叫亚临界锅炉，大于这个压力就是超临界锅炉，炉内蒸汽温度不低于593或蒸汽压力不低于31 MPa被称为超超临界。超临界、超超临界火电机组具有显著的节能和改善环境的效果，超超临界机组与超临界机组相比，热效率要提高1.2%。未来火电建设将主要是发展高效率高参数的超临界（SC）和超超临界（USC）火电机组，它们在发达国家已得到广泛的研究和应用。2008/12/17发电机纵差保护的工作原理 在发电机中性点侧与靠近发电机出口断路器QF处，装设性能、型号相同的两组电流互感器TA1、TA2，来比较定子绕组首尾端的电流值和相位，两组电流互感器，按环流法连接，差流回路接入电流继电器

28、-.在正常时，中性点与出口侧的电流数值和相位都相同，差流回路没有电流，继电器-不会动作。在保护范围外发生短路故障，与正常运行时相似，差流回路也没有电流，保护也不会动。在保护范围内发生故障，流经电流继电器-的电流，为TA1、TA2电流互感器二次电流之差，继电器-启动，保护装置将动作。这就是发电机纵差保护的基本工作原理。2008/12/17单原件横差保护 发电机单元件横差保护的输入电流，为发电机两个中性点连线上的TA二次电流。以定子绕组每相两分支的发电机为例，其交流输入回路示意图如图9-7所示。可保护发电机内部大部分相间、匝间故障 2008/12/17保护反映的是发电机纵向零序电压的基波分量，并用其三次谐波增量作为制动量。发电机正常运行或相间短路时，无零序电压。定子绕组单相接地时，故障相对地电压等于零，中性点对地电压为相电压，三相定子绕组对中性点电压仍然对称，不出现机端对绕组中性点的零序电压。当定子绕组发生匝间短路时，便出现机端三相对中性点电压不对称。例如图所示的A相绕组发生匝间短路，设被短路的绕组匝数与每相总绕组匝数之比为，则故障相电动势为EAN(1-)EA，而末发生匝间短路的其它两相电动势不变。因此，出现了机端对中性点的零序序电压为纵向零序电压取自机端专用TV的开口三角输出端。TV应全绝缘,其一次中性点不允许接地，而是通过高压电缆与发电机中性点联接起来。纵向基波零序电压保护