1、火力发电厂概述火力发电厂概述金金 振振 齐齐 教授教授武汉大学武汉大学动力机械学院先进能源技术研究所动力机械学院先进能源技术研究所 流体机械与动力工程装备技术湖北省重点实验室流体机械与动力工程装备技术湖北省重点实验室Eamil Mobile 18986202320 13006171972第一章第一章 绪绪 论论能 源 所谓能源，是指能够直接或经过转换而获取某种能量的自然资源。自然资源：煤、石油、天然气、太阳能、风能、水能、地热能、核能等。为了便于运输和使用，经上述资源加工可得到一些更符合使用要求的能量来源，如煤气、电力、焦炭、蒸汽、沼气、氢能等。（能源）按获得的方法分类，即自然界现实存在的，可
2、供直接利用的能源，如煤、石油、天然气、风能、水能等；，即由一次能源直接或间接加工、转换而来的能源，如电、蒸汽、焦炭、煤气、氢等，它们使用方便，易于利用，是高品质的能源。能能 量量 能量宇宙间一切运动着的物体，都有能量的存在和转化，人类一切活动都与能量及其使用紧密相关。所谓能量，也就是“产生某种效果（变 化）的能力”。反过来说，产生某种效果（变化）必然要伴随能量的消耗和转换。能量的单位 在国际单位制中，能量的单位，功及热量的单位在国际单位制中，能量的单位，功及热量的单位通常都用焦（通常都用焦（J J）表示；）表示；功率的单位为瓦（功率的单位为瓦（WW）；）；还有千焦（还有千焦（kJ kJ）和千瓦
3、（）和千瓦（kWkW），或兆焦（），或兆焦（MJMJ）或兆瓦（或兆瓦（MWMW）；）；在能源研究中还会用到更大的单位，如在能源研究中还会用到更大的单位，如GWGW，TWTW等。等。能量的单位 在工程应用中，还会见到其它一些单位，如卡、在工程应用中，还会见到其它一些单位，如卡、大卡、标准煤当量、标准油当量、百万吨煤当大卡、标准煤当量、标准油当量、百万吨煤当量（量（Mtce）、百万吨油当量（）、百万吨油当量（Mtoe）等。）等。换算：换算：1卡卡=4.1868焦；焦；1公斤标准煤当量（公斤标准煤当量（kgce）=7000大卡；大卡；1公斤标准油当量（公斤标准油当量（kgoe）=10000大卡。大卡
4、。人类所认识的六种能量形式 机械能 热能 电能电能 辐射能 化学能 核能能量能量 一次能一次能 二次能二次能水水 能（机械能）能（机械能）风风 能（机械能）能（机械能）太太 阳阳 能（辐射能）能（辐射能）核核 能能化石燃料中化学能化石燃料中化学能电电 能能地地 热热 能能海海 洋能（机械能、热能）洋能（机械能、热能）热热 能能生物质燃料中化学能生物质燃料中化学能可再生能可再生能热能利用热能利用 大部分一次能以热能形式存在或很容易和方便的转换为热能大部分一次能以热能形式存在或很容易和方便的转换为热能 热能是人类广泛利用的能量形式热能是人类广泛利用的能量形式直接利用直接利用间接利用间接利用转换为机
5、械能转换为机械能转换为机械能，进一步转转换为机械能，进一步转换为电能换为电能电能的优点：电能的优点：转换方便转换方便 可实现远距离传输可实现远距离传输 干净干净 使用方便使用方便电能的生产电能的生产 本质就是能量的转换，即一次能本质就是能量的转换，即一次能 二次能二次能发电厂的主要类型发电厂的主要类型 火电厂：火电厂：燃料化学能燃料化学能热能热能锅炉锅炉机械能机械能汽轮机汽轮机电电 能能发电机发电机燃料化学能燃料化学能燃气轮机燃气轮机机械能机械能电电 能能发电机发电机内燃机内燃机火力发电厂形式火力发电厂形式按热机分类：按热机分类：汽轮机发电厂汽轮机发电厂（燃煤、油、气）（燃煤、油、气）凝汽式电
6、厂凝汽式电厂 热电厂热电厂燃气轮机发电厂燃气轮机发电厂（燃油、气）（燃油、气）内燃机电厂内燃机电厂（燃油）（燃油）联合循环发电厂联合循环发电厂（燃煤、油、气）（燃煤、油、气）核电厂：核电厂：核燃料核能核燃料核能热能热能反应堆反应堆机械能机械能汽轮机汽轮机电电 能能发电机发电机水电站：水电站：水流的动能水流的动能或势能或势能水轮机水轮机机械能机械能电电 能能发电机发电机此外还有地热发电厂、风力发电厂、太阳能电厂为代此外还有地热发电厂、风力发电厂、太阳能电厂为代表的各种新能源发电厂表的各种新能源发电厂 燃煤火电厂燃煤火电厂 火力发电是指利用煤、石油、天然气等自然界蕴藏量极其丰富的化火力发电是指利用
7、煤、石油、天然气等自然界蕴藏量极其丰富的化石燃料发电。近年来，我国电力工业整体规模有大幅度提高。石燃料发电。近年来，我国电力工业整体规模有大幅度提高。2011 2011年底，燃煤火力发电装机容量达到年底，燃煤火力发电装机容量达到6 6亿亿KWKW以上，占全国总装机容以上，占全国总装机容量的量的7575左右。左右。根据最新规划，到根据最新规划，到20202020年，风电、光伏发电以及核电总年，风电、光伏发电以及核电总装机容量将分别从装机容量将分别从30003000万千瓦、万千瓦、180180万千瓦和万千瓦和40004000千瓦大幅调高至千瓦大幅调高至1 1亿千亿千瓦、瓦、20002000万千瓦和
8、万千瓦和70007000万千瓦。万千瓦。但燃煤但燃煤火电占全部发电能力的比重在火电占全部发电能力的比重在70%70%以上以上燃煤火电厂燃煤火电厂 类型类型：凝汽式电厂凝汽式电厂以及热电厂以及热电厂 我国火电厂蒸汽参数系列（以锅炉为准）我国火电厂蒸汽参数系列（以锅炉为准）参参 数数最大连续蒸发量最大连续蒸发量(t/h)发电功率发电功率(MW)压力压力(MPa)温度温度()2.54002033.945035,656,12130259.9540220,41050,10013.8540/540420,670125,20016.8540/540102530017.5540/5401025,2008300
9、,600*25.4570/5701900600*更高参数更高参数605/603 2060,3033,2952.5,680,1000我国火电技术的发展我国火电技术的发展1.经历了几个阶段：经历了几个阶段：l 1949年前。发展较慢，发电总装机容量为年前。发展较慢，发电总装机容量为1850MW；设备倚赖；设备倚赖进口；分布不均衡。进口；分布不均衡。l 第一个五年计划期间，前苏联援建的第一个五年计划期间，前苏联援建的6000KW和和1.2万万KW机组机组开始投运开始投运；机组采用中参数，压力为机组采用中参数，压力为3.43MPa，温度为，温度为450。继后又投运了一批容量为继后又投运了一批容量为2.
10、5万和万万和万KW的高压机组。汽轮机的高压机组。汽轮机进汽压力为进汽压力为8.83MPa，温度为，温度为500或或535。解放前只有一台。解放前只有一台低档的高压机组，而这一时期的高压机组已在全国普遍出现。低档的高压机组，而这一时期的高压机组已在全国普遍出现。l 1956年、年、1957年陆续投产了国产的年陆续投产了国产的6000KW和和1.2万万KW机组。机组。1958年至年至“文化大革命文化大革命”前，中国自制的发电设备获得很大前，中国自制的发电设备获得很大的发展。继中压的发展。继中压6000KW和和1.2万万KW机组之后，又制造了中机组之后，又制造了中压压2.5万万KW机组于机组于195
11、8年投运，以及年投运，以及5万、万、10万万KW高压机组高压机组分别在分别在1959年和年和1960年投运，并首创了双水内冷发电机。年投运，并首创了双水内冷发电机。l 中国自行研制的超高压中国自行研制的超高压12.5万和万和20万万KW机组以及亚临界压力机组以及亚临界压力30万万KW机组分别于机组分别于1969年、年、1972年以及年以及1974年投运。这些年投运。这些机组都具有中间再热，使中国的火电技术又上了一个台阶。机组都具有中间再热，使中国的火电技术又上了一个台阶。l 1978年改革开放以来，打破了过去闭门奋斗的状况，摆脱了年改革开放以来，打破了过去闭门奋斗的状况，摆脱了中国沿袭源于前苏
12、联的技术路线，引进了一批发达国家先进中国沿袭源于前苏联的技术路线，引进了一批发达国家先进的发电设备和设计制造技术，使我国火电机组的水平上了一的发电设备和设计制造技术，使我国火电机组的水平上了一个新台阶。作为火电的主力机组仍然是燃煤的常规机组，个新台阶。作为火电的主力机组仍然是燃煤的常规机组，1980年由机械部和电力部联合向美国引进了亚临界参数年由机械部和电力部联合向美国引进了亚临界参数30万万KW和和60万万KW机组的设计和制造技术。机组的设计和制造技术。目前已投运了大量的目前已投运了大量的 30万万KW和和60万万KW等级的亚临界参数火力发电机组等级的亚临界参数火力发电机组，包括国，包括国产
13、和直接进口的。产和直接进口的。l 为了进一步提高火电厂的效率，降低为了进一步提高火电厂的效率，降低CO2的排放，目前火电的排放，目前火电常规机组的发展趋势仍向更高的参数发展，即常规机组的发展趋势仍向更高的参数发展，即采用超临界和采用超临界和超超临界机组（目前超超临界与超临界的划分界限尚无国际超超临界机组（目前超超临界与超临界的划分界限尚无国际统一的标准，一般认为蒸汽压力大于统一的标准，一般认为蒸汽压力大于25MPa蒸汽温度蒸汽温度 高于高于 580称为超超临界称为超超临界）。未来发展方向未来发展方向电力工业发展三个方面：电力工业发展三个方面：电网、电力用户、电源电网、电力用户、电源水电及核电水
14、电及核电新能源发电新能源发电先进的火力发电先进的火力发电燃气发电燃气发电先进的燃煤发电先进的燃煤发电l对新型火电厂的要求对新型火电厂的要求1.高效率高效率2.污染物和温室效应气体排放低污染物和温室效应气体排放低3.良好的经济性，即运行成本低良好的经济性，即运行成本低4.安全性好安全性好5.可靠性高可靠性高先进的燃煤发电先进的燃煤发电IG-CCPFBC-CC亚临界及超临界火电机组亚临界及超临界火电机组PC炉（采用先进的燃烧技术）炉（采用先进的燃烧技术）+尾部烟气处理装置尾部烟气处理装置CFB锅炉锅炉燃气发电燃气发电燃气蒸汽联合循环发电燃气蒸汽联合循环发电燃煤火电厂主要系统：燃煤火电厂主要系统：从
15、能量转换的角度看，火电厂生产过程即燃料的化学能从能量转换的角度看，火电厂生产过程即燃料的化学能蒸汽的热势能蒸汽的热势能机械能机械能电能。在锅炉中，燃料的化学能转变为蒸汽的热能；在汽轮机中，电能。在锅炉中，燃料的化学能转变为蒸汽的热能；在汽轮机中，蒸汽的热能转变为轮子旋转的机械能；在发电机中机械能转变为电能。蒸汽的热能转变为轮子旋转的机械能；在发电机中机械能转变为电能。炉、炉、机、电是火电厂中的主要设备，亦称三大主机。机、电是火电厂中的主要设备，亦称三大主机。与三大主机相辅工作的设与三大主机相辅工作的设备成为辅助设备或称辅机。备成为辅助设备或称辅机。主机与辅机及其相连的管道、线路等称为系统。主机
16、与辅机及其相连的管道、线路等称为系统。火电厂的主要系统有：火电厂的主要系统有：电气系统、电气系统、汽水系统、烟风系统汽水系统、烟风系统 、燃料的卸载、储存、输送系统、循环燃料的卸载、储存、输送系统、循环水系统、水的化学处理系统、灰渣的排放系统、自动控制系统、水系统、水的化学处理系统、灰渣的排放系统、自动控制系统、烟气净化烟气净化系统（环保系统）系统（环保系统）等等 Coal-fired power plant schematic燃煤火电厂生产过程燃煤火电厂生产过程燃煤燃煤火电厂主要技术经济指标：火电厂主要技术经济指标：l 电厂总效率电厂总效率l 煤耗率煤耗率l 厂用电率厂用电率l 年利用小时数
17、年利用小时数l 热耗率热耗率l 汽耗率汽耗率l 年度、月度耗油量年度、月度耗油量电厂总效率电厂总效率gtmoipglplnetarelplBQP3600,B耗煤量，耗煤量，Kg/hPel发电功率，发电功率，KWQar,net燃料低位发热量，燃料低位发热量，KJ/Kg标准煤耗率标准煤耗率hKWg123bpln /标准煤发热量标准煤发热量Qar,net为为29270 KJ/Kg 的煤的煤pl电厂效率电厂效率典型常规燃煤电厂（采用煤粉锅炉）典型常规燃煤电厂（采用煤粉锅炉）煤场主厂房锅炉升压变汽轮机、发电机及实现集中控制的主控制室一般都位于主厂房内 Worlds coal-fired electric
18、ity:Country 2007 Coal Power Prod.%of World Total China 2,656,000 GWh 32.3%U.S.A.2,118,000 GWh 25.7%India 549,000 GWh 6.7%Germany 311,000 GWh 3.8%Japan 311,000 GWh 3.8%South Africa 247,000 GWh 3.0%Australia 194,000 GWh 2.4%Korea 171,000 GWh 2.1%Russia 170,000 GWh 2.1%Poland 148,000 GWh 1.8%All Other
19、Countries 1,353,000 GWh 16.4%World Total 8,228,000 GWh 100%近年及未来燃煤火电发展较快的国家：近年及未来燃煤火电发展较快的国家：l Chinal Indial Vietnaml Indonesial South Africa第二章第二章 热力系统（汽水系统）热力系统（汽水系统）过程过程1-2为预热过程为预热过程 过程过程2-3为蒸发过程为蒸发过程 过程过程3-4为过热过程为过热过程 TS1234定压下水蒸汽形成的过程C1、朗肯循环：、朗肯循环：（1）组成）组成 由一个由一个定压吸热过程定压吸热过程、一个一个绝热过程绝热过程、一个一个定温
20、放热定温放热以及以及压缩压缩 过程过程组成；组成；（2）效率）效率:)(2121a312a3211212hhhhhhhhhhTT1QQ1 TS朗肯循环C1223a简单蒸汽动力装置流程图锅炉汽轮机凝汽器给水泵发电机Q1Q2Ts65431ba22、蒸汽再热循环、蒸汽再热循环(reheat)1234再热ba3、蒸汽回热循环、蒸汽回热循环(regenerative)12361kga45kg(1-)kg抽汽抽汽去凝汽器去凝汽器冷凝水冷凝水表面式回热器表面式回热器抽汽抽汽冷凝水冷凝水给水给水混合式回热器混合式回热器抽汽式回热抽汽式回热4、蒸汽、蒸汽抽汽抽汽回热循环回热循环(1-)kg kg65as4321
21、1kgT12361kga45kg(1-)kga kg4(1-)kg51kg由于由于T-s图上各点质图上各点质量不同，面积不再量不同，面积不再直接代表热和功直接代表热和功5 5、背压式、背压式热电联产热电联产(供供)循环循环1234给水泵热用户汽轮机过热器锅炉背压式背压式缺点缺点：热电互相影响热电互相影响 供热参数单一供热参数单一6 6、抽汽调节式、抽汽调节式热电联产热电联产(供供)循环循环过热器汽轮机发电机锅炉冷却水冷凝器加热器水泵 1水泵 2调节阀 抽汽式热电联抽汽式热电联供循环供循环,可以自动可以自动调节热、电供应比调节热、电供应比例，以满足不同用例，以满足不同用户的需要。户的需要。7、联
22、合循环发电系统流程、联合循环发电系统流程8、压水堆核电站系统流程、压水堆核电站系统流程9、地热电站系统流程、地热电站系统流程10、高参数、大容量机组热力系统、高参数、大容量机组热力系统300MW亚临界机组亚临界机组 L P IP HP 启动分离器 省煤器 水冷壁 末级过热器 屏式过热器 低温过热器 冷凝器 启动分离器贮水罐 启动排污 高压 加热器 冷凝水泵 冷凝水净化器 低压 加热器 除氧器 锅炉给水泵 给水调节阀 启动分离器 贮水罐溢流调节阀 高压汽机旁路阀 低压汽机旁路阀 高温再热器 低温再热器 高压汽机 中压汽机 低压汽机 600MW超临界机组超临界机组 高压加热器 低压加热器除氧器省煤
23、器水冷壁初级过热器再热器给水控制阀给水控制阀锅炉给水泵锅炉给水泵除氧器除氧器低压加低压加热器热器冷凝水净化器冷凝水净化器冷凝水泵冷凝水泵高压高压加热器加热器省煤器省煤器水水冷冷壁壁汽水分离器储水罐汽水分离器储水罐汽水分离器汽水分离器水位控制阀水位控制阀启动排污启动排污低温过热器低温过热器屏式过热器屏式过热器高温过热器高温过热器高温再热器高温再热器高压缸高压缸中压缸中压缸低压缸低压缸冷凝器冷凝器高压旁路阀高压旁路阀疏水阀疏水阀 喷水喷水 喷水喷水 低压旁路阀低压旁路阀HPIP低温再热器低温再热器 喷水喷水 喷水喷水 LP 喷水喷水 系统配置合理、运行灵活方便系统配置合理、运行灵活方便 （不带（不
24、带BCPBCP）第三章第三章 主要热力设备概述主要热力设备概述一、锅炉概述一、锅炉概述电厂燃煤锅炉作用及结构电厂燃煤锅炉作用及结构1.作用：作用：利用煤燃烧产生热量，并利用此热量来加热水产生高温、高压水利用煤燃烧产生热量，并利用此热量来加热水产生高温、高压水蒸汽。（水蒸气通过主蒸汽管道送入汽轮机并推动其做功）蒸汽。（水蒸气通过主蒸汽管道送入汽轮机并推动其做功）2.锅炉本体结构及主要部件锅炉本体结构及主要部件l煤粉炉：煤粉炉：炉膛、对流烟道、燃烧器、受热面、管道、集箱、炉膛、对流烟道、燃烧器、受热面、管道、集箱、汽包、炉墙、平台扶梯构架等汽包、炉墙、平台扶梯构架等l循环流化床炉：循环流化床炉：炉
25、膛、旋风分离器、对流烟道、受热面、管炉膛、旋风分离器、对流烟道、受热面、管道、集箱、汽包、炉墙、平台扶梯构架道、集箱、汽包、炉墙、平台扶梯构架等等汽包煤粉锅炉结构简图汽包煤粉锅炉结构简图CFB锅炉系统图锅炉系统图锅炉生产过程锅炉生产过程 烟风侧（烟风侧（炉侧炉侧）燃料及空气送入炉膛，组织燃烧；烟气流经烟道，将热量传递燃料及空气送入炉膛，组织燃烧；烟气流经烟道，将热量传递 给受热面；烟气引出锅炉给受热面；烟气引出锅炉 汽水侧汽水侧 （锅侧锅侧）给水引入省煤器（或锅筒）；依次流经汽包、蒸发受热面（水给水引入省煤器（或锅筒）；依次流经汽包、蒸发受热面（水 冷壁、对流管束）、（过热器冷壁、对流管束）、
26、（过热器*）等，加热成蒸汽（热水）等，加热成蒸汽（热水）煤粉锅炉工作原理图煤粉锅炉工作原理图锅炉主要参数锅炉主要参数u蒸发量蒸发量（容量）（容量）每小时产生的蒸汽量，用符号每小时产生的蒸汽量，用符号D来代表，单位为来代表，单位为 t/hu蒸汽压力蒸汽压力 过热蒸汽压力，过热蒸汽压力，和和 代表，单位为代表，单位为MPa 再热蒸汽压力，再热蒸汽压力，和和 代表，单位为代表，单位为MPau蒸汽温度蒸汽温度 过热蒸汽温度，过热蒸汽温度，和和 代表，单位为代表，单位为 再热蒸汽温度，再热蒸汽温度，和和 代表，单位为代表，单位为grPgrPzrPgrtgrtzrtzrPzrt 我国火电厂锅炉蒸汽参数系列
27、我国火电厂锅炉蒸汽参数系列参参 数数最大连续蒸发量最大连续蒸发量(t/h)发电功率发电功率(MW)压力压力(MPa)温度温度()2.54002033.945035,656,12130259.9540220,41050,10013.8540/540420,670125,20016.8540/540102530017.5(18.3)540/5401025,2008300,600*25.4570/5701900600*更高参数更高参数605/603 2060,3033,2952.5,660,1000 u给水温度给水温度 用符号用符号 tgs 来代表，单位为来代表，单位为 u锅炉效率锅炉效率 输输入入
28、锅锅炉炉的的总总热热量量锅锅炉炉有有效效利利用用热热量量100QQ100r1gl 锅炉分类锅炉分类u按用途分类按用途分类 电站锅炉电站锅炉 工业锅炉工业锅炉 船用锅炉船用锅炉u按燃料分类按燃料分类 燃煤锅炉燃煤锅炉 燃气锅炉燃气锅炉 燃油锅炉燃油锅炉 特种燃料锅炉特种燃料锅炉 u按燃烧方式分类按燃烧方式分类 室燃锅炉室燃锅炉（悬浮燃烧）（悬浮燃烧）流化床锅炉流化床锅炉 层燃锅炉层燃锅炉 旋风锅炉旋风锅炉悬浮燃烧悬浮燃烧典型的室燃炉典型的室燃炉煤粉炉煤粉炉CFB锅炉燃烧装置及总体结构锅炉燃烧装置及总体结构CFB锅炉燃烧系统锅炉燃烧系统u按工质在蒸发受热面的流动方式分按工质在蒸发受热面的流动方式分
29、类类 自然循环锅炉自然循环锅炉 控制循环锅炉控制循环锅炉 直流锅炉直流锅炉屏式过热器高温过热器高温再热器低温再热器低温过热器省煤器一次风机空预器储水罐超临界直流煤粉锅炉结构简图超临界直流煤粉锅炉结构简图超临界直流煤粉锅炉结构简图超临界直流煤粉锅炉结构简图超临界直流煤粉锅炉结构简图超临界直流煤粉锅炉结构简图u 按结构形式分类按结构形式分类锅壳锅炉（火管锅炉）、锅壳锅炉（火管锅炉）、水管锅炉水管锅炉和水火管锅炉和水火管锅炉u 按排渣方式分类按排渣方式分类 固态排渣锅炉固态排渣锅炉、液态排渣锅炉、液态排渣锅炉 锅炉型号表示方法锅炉型号表示方法 电站锅炉型号由三部分组成，各部分之间用短横线相连。电站锅
30、炉型号由三部分组成，各部分之间用短横线相连。详见下面电站锅炉型号表示法及其说明：详见下面电站锅炉型号表示法及其说明：xxx/xxxx 设计序号设计序号 过热蒸汽压力过热蒸汽压力 蒸发量蒸发量 锅炉制造厂家锅炉制造厂家 第一部分：制造工厂代号，用两个汉语拼音表示。如上海锅第一部分：制造工厂代号，用两个汉语拼音表示。如上海锅炉厂为炉厂为SG，哈尔滨锅炉厂为，哈尔滨锅炉厂为HG，东方锅炉厂为，东方锅炉厂为DG等等。第二部分：锅炉基本参数，前面数字表示蒸发量（第二部分：锅炉基本参数，前面数字表示蒸发量（t/h），后面），后面数字表示出口蒸汽压力（工作压力，数字表示出口蒸汽压力（工作压力，MPa）。）。
31、第三部分：锅炉设计顺序号，第三部分：锅炉设计顺序号，如：如：DG-1900/25.4-II1，表示东方锅炉厂制造，蒸发量为，表示东方锅炉厂制造，蒸发量为1900t/h，过热蒸汽压力为，过热蒸汽压力为25.4Mpa的锅炉，设计序数的锅炉，设计序数II1。二、煤粉炉燃烧设备二、煤粉炉燃烧设备炉膛炉膛基本要求为保证煤充分完全燃烧、冷却烟气等基本要求为保证煤充分完全燃烧、冷却烟气等 燃烧器燃烧器 基本要求基本要求 高效燃烧高效燃烧 污染物排放低污染物排放低 低负荷稳定燃烧低负荷稳定燃烧 在燃烧过程中不产生高温腐蚀和结渣在燃烧过程中不产生高温腐蚀和结渣燃烧器类型燃烧器类型 直流燃烧器直流燃烧器 旋流燃烧
32、器旋流燃烧器燃烧器布置燃烧器布置 直流燃烧器一般采用炉膛四角布置，形成四角切圆燃烧直流燃烧器一般采用炉膛四角布置，形成四角切圆燃烧 旋流燃烧器布置在炉膛前后墙，或侧墙旋流燃烧器布置在炉膛前后墙，或侧墙燃烧器结构燃烧器结构 见图见图前后墙对冲燃烧方式前后墙对冲燃烧方式FrontSideFlow四角切向燃烧方式四角切向燃烧方式烟气热流烟气热流HEAT FLUX水冷壁出口介水冷壁出口介质温度质温度烟气温度烟气温度.Flow三、锅炉总体布置及受热面三、锅炉总体布置及受热面1、总体布置、总体布置 煤粉炉煤粉炉循环流化床锅炉循环流化床锅炉(a)型型 (b)M型型 (c)过顶布置过顶布置 (d)半塔半塔型型
33、 (e)改进改进型型 (f)紧凑紧凑型型 2、锅炉受热面、锅炉受热面预热受热面预热受热面省煤器省煤器蒸发受热面蒸发受热面水冷壁水冷壁过热受热面过热受热面过热器过热器再热受热面再热受热面再热器再热器 空气预热器空气预热器屏式过热器高温过热器高温再热器低温再热器低温过热器省煤器一次风机空预器储水罐超临界直流煤粉锅炉结构简图超临界直流煤粉锅炉结构简图四、汽轮机概述四、汽轮机概述汽轮机作用及结构汽轮机作用及结构 汽轮机是以蒸汽为工质的旋转式机械，作用是将蒸汽携带的汽轮机是以蒸汽为工质的旋转式机械，作用是将蒸汽携带的热能转化为机轴上的机械能。主要用作发电原动机，也用来热能转化为机轴上的机械能。主要用作发
34、电原动机，也用来直接驱动各种泵、风机、压缩机和船舶螺旋桨等。直接驱动各种泵、风机、压缩机和船舶螺旋桨等。汽轮机本体结构及主要部件汽轮机本体结构及主要部件 转子（叶片、主轴、叶轮等）转子（叶片、主轴、叶轮等）静子（汽缸、隔板、静叶片等）静子（汽缸、隔板、静叶片等）汽轮机外观汽轮机外观 汽轮机剖面图汽轮机剖面图 汽轮机低压焊接转子汽轮机低压焊接转子 汽轮机动叶片汽轮机动叶片 汽轮机工作原理汽轮机工作原理以单级汽轮机为例，见图。以单级汽轮机为例，见图。汽轮机分类汽轮机分类1、按工作原理分、按工作原理分冲动式汽轮机冲动式汽轮机反动式汽轮机反动式汽轮机2、按热力特性分、按热力特性分凝汽式汽轮机凝汽式汽轮
35、机背压式汽轮机背压式汽轮机抽汽式汽轮机抽汽式汽轮机抽汽背压式汽轮机抽汽背压式汽轮机多压式汽轮机多压式汽轮机3、按主蒸汽压力分、按主蒸汽压力分汽轮机类别汽轮机类别主蒸汽压力（主蒸汽压力（MPa)低压汽轮机低压汽轮机0.121.5中压汽轮机中压汽轮机24高压汽轮机高压汽轮机610超高压汽轮机超高压汽轮机1214亚临界压力汽轮机亚临界压力汽轮机1618超临界压力汽轮机超临界压力汽轮机22.1超超临界压力汽轮机超超临界压力汽轮机32汽轮机型号的表示方法汽轮机型号的表示方法汽轮机型号的组成为：汽轮机型号的组成为：XX-XX XX 变型设计次序变型设计次序蒸汽参数蒸汽参数额定功率额定功率型式型式例：N30
36、0-16.7/538/538 300MW凝汽式汽轮机凝汽式汽轮机,主蒸汽压力为主蒸汽压力为16.7 MPa，温度为，温度为538 C，再热蒸汽温度，再热蒸汽温度538 C。汽轮机型式代号见下表汽轮机型式代号见下表：代号代号型式型式代号代号型式型式N凝汽式凝汽式CB抽汽背压式抽汽背压式B背压式背压式CY船用船用C一次调整抽汽式一次调整抽汽式Y移动式移动式CC两次调整抽汽式两次调整抽汽式HN核电汽轮机核电汽轮机第四章第四章 制粉系统及设备制粉系统及设备一、煤粉特性一、煤粉特性u煤粉细度煤粉细度 mxba100baaRx 筛孔尺寸，筛下量筛上量 常用的为常用的为R90和和R200 运行时要保持在运行
37、时要保持在经济细度经济细度u可磨系数可磨系数用用Hardgrove可磨系数表示，可磨系数表示，HGI HGI 86 易磨易磨 HGI 62 难磨难磨u其它特性其它特性 煤粉水分煤粉水分 易燃易爆性易燃易爆性二、制粉系统二、制粉系统u直吹式系统直吹式系统 正压式正压式 负压式负压式u中间储仓式系统中间储仓式系统 热风送粉热风送粉 乏气送粉乏气送粉 中间储仓式制粉系统中间储仓式制粉系统 Directed fired,cold fan,fuel-air system for pulverized coal三、主要设备三、主要设备u磨煤机磨煤机 低速磨煤机，低速磨煤机，转速为转速为1525 rpm。如
38、钢球磨。如钢球磨 中速磨煤机，中速磨煤机，转速为转速为50300 rpm。如。如E型磨、型磨、MPS磨、磨、RP磨等磨等 高速磨煤机，高速磨煤机，转速为转速为7501500 rpm。如风扇磨如风扇磨u其它其它 原煤仓原煤仓 煤粉仓煤粉仓 粗粉分离器粗粉分离器 细粉分离器细粉分离器 给煤机给煤机 给粉机给粉机 原煤仓原煤仓 煤粉仓煤粉仓 钢球磨钢球磨 钢球磨剖面图钢球磨剖面图 钢球磨工作原理钢球磨工作原理 双进双出钢球磨双进双出钢球磨 碗式磨煤机碗式磨煤机 碗式磨煤机碗式磨煤机 E型磨煤机型磨煤机 MPS型中速磨煤机型中速磨煤机 风扇磨简图风扇磨简图 粗粉分离器粗粉分离器 粗粉分离器粗粉分离器
39、细粉分离器细粉分离器 给煤机给煤机 叶轮式给粉机叶轮式给粉机四、磨煤机和燃烧器的匹配四、磨煤机和燃烧器的匹配第五章第五章 烟风系统及锅炉风机烟风系统及锅炉风机一、主要组成一、主要组成u送风机送风机u一次风机一次风机u引风机引风机u风道风道u烟道烟道二、系统图二、系统图省煤器电电除除尘尘A空空预预器器B空空预预器器引风机引风机静叶调节轴流式风机动叶调节轴流式风机动叶调节机构送风机动叶调整角度动叶调整角度指示器指示器轴承座轴承座机翼型扭曲动机翼型扭曲动叶片叶片扩压筒扩压筒一次风机一次风机引风机引风机静叶调节轴流式风机第六章第六章 烟气净化系统烟气净化系统Typical power-plant fl
40、ue-gas cleaning systems一、烟气脱硫一、烟气脱硫(Flue Gas Desulfurization）主要技术）主要技术湿法烟气脱硫湿法烟气脱硫(WFGD):Wet Flue Gas Desulfurization 1.石灰石（石灰）法石灰石（石灰）法:CaCO3,Ca(OH)2,CaO 2.氧化镁法氧化镁法:MgO,Mg(OH)2 3.氢氧化钠法氢氧化钠法:NaOH 4.氨法氨法:NH3 5.双碱法双碱法:Na2SO3+CaCO3干法烟气脱硫干法烟气脱硫(DFGD):Dry Flue Gas Desulfurization 1.喷雾干法烟气脱硫喷雾干法烟气脱硫:Ca(OH
41、)2 2.循环流化床烟气脱硫（循环流化床烟气脱硫（CFB-FGD）(Circulating Fluidized Bed Flue Gas Desulfurization):Ca(OH)2等离子体烟气脱硫等离子体烟气脱硫海水脱硫海水脱硫1 1 脱硫装置（脱硫装置（FGDFGD装置）装置）二、工作原理及系统二、工作原理及系统石灰石湿法烟气脱硫系统：石灰石湿法烟气脱硫系统：整个整个FGD工艺系统分为以下七个子系统：烟气系统、工艺系统分为以下七个子系统：烟气系统、SO2吸收系统、石灰石吸收系统、石灰石制浆系统、石膏脱水系统、浆液排空及回收系统、工艺工业水系统、仪用及制浆系统、石膏脱水系统、浆液排空及回
42、收系统、工艺工业水系统、仪用及杂用压缩空气系统。杂用压缩空气系统。CaCO3CaO十十CO2 CaO十十1/2 O2十十SO2CaSO41锅炉；2除尘器；3引风机；4、5旋流器；6、7真空皮带机；8石膏仓；9石灰石粉仓；10石灰石浆液；11循环泵；12吸收塔；13氧化风机；14烟囱。Process flow diagram for lime/limestone wet scrubbing2 SCR2 SCR装置装置一、烟气脱硝催化原理一、烟气脱硝催化原理SCR工艺的实质就是燃煤锅炉排放烟气中的氧化性工艺的实质就是燃煤锅炉排放烟气中的氧化性NOx污染物污染物与喷入烟道的还原性与喷入烟道的还原性N
43、H3，在催化剂的作用下发生氧化还原反，在催化剂的作用下发生氧化还原反应，生成无害的应，生成无害的N2和和H2O。系统的核心技术是工艺过程的催化。系统的核心技术是工艺过程的催化剂，催化剂选用的合理性与性能直接关系到烟气脱硝的效率。剂，催化剂选用的合理性与性能直接关系到烟气脱硝的效率。在氮氧化物在氮氧化物(NOx)选择还原过程中，通过加氨选择还原过程中，通过加氨(NH3)可以把可以把NOx转化为氮气转化为氮气(N2)和水和水(H2O)。SCRSCR工艺的化学反应过程参见图工艺的化学反应过程参见图：NOXNOXNH3NOXNH3NOXNH3H2OH2OH2ON2N2NH3催化剂净烟气原烟气二、工艺布
44、置二、工艺布置SCR系统按布置方式可分为高尘区系统按布置方式可分为高尘区HD-SCR、低尘区、低尘区LD-SCR和尾部和尾部TE-SCR三种。常见的布置方式是高尘区三种。常见的布置方式是高尘区SCR和尾部和尾部SCR，特别是高尘区特别是高尘区SCR最为普最为普遍遍。一般认为，高尘区一般认为，高尘区SCR工艺是火电厂脱硝的最佳选择，也是目前应用最工艺是火电厂脱硝的最佳选择，也是目前应用最广泛和最成熟的工艺。广泛和最成熟的工艺。锅炉锅炉空预器空预器除尘器除尘器脱硫塔脱硫塔烟囱烟囱HD-SCR锅炉锅炉空预器空预器除尘器除尘器LD-SCR脱硫塔脱硫塔烟囱烟囱锅炉锅炉空预器空预器除尘器除尘器脱硫塔脱硫塔
45、TE-SCR烟囱烟囱三、工艺流程三、工艺流程选择性催化还原系统安装于锅炉省煤器之后的烟道上，选择性催化还原系统安装于锅炉省煤器之后的烟道上，NH3通过固定于注氨格栅上的喷嘴喷入烟气通过固定于注氨格栅上的喷嘴喷入烟气中，与烟气混合均匀后一起进入填充有催化剂的脱硝反应器。反应器通常垂直放置中，与烟气混合均匀后一起进入填充有催化剂的脱硝反应器。反应器通常垂直放置(也有个别水平也有个别水平放置的放置的)，NOx与与NH3在催化剂的作用下发生还原反应。反应器中的催化剂分上下多层，经过最后在催化剂的作用下发生还原反应。反应器中的催化剂分上下多层，经过最后一层催化剂后，使烟气中的一层催化剂后，使烟气中的NO
46、x控制在排放限值以内。控制在排放限值以内。省煤气旁路是用来调节温度的，即通过调节经过省煤器的烟气与通过旁路的烟气比例来控制反应器省煤气旁路是用来调节温度的，即通过调节经过省煤器的烟气与通过旁路的烟气比例来控制反应器中的烟气温度，氨喷射器安装位置在反应器的上游足够远处，以保证喷入的氨与烟气充分混合。中的烟气温度，氨喷射器安装位置在反应器的上游足够远处，以保证喷入的氨与烟气充分混合。General arrangement of an SCR system for a pulverized-coal-fired steam generator第七章第七章 凝汽系统及循环水系统凝汽系统及循环水系统一、
47、作用一、作用1、建立和维持真空，使汽轮机排汽压力降低，以提高循环热效、建立和维持真空，使汽轮机排汽压力降低，以提高循环热效 率；率；2、将乏汽凝结成水，以便重复利用、将乏汽凝结成水，以便重复利用二、凝汽系统形式二、凝汽系统形式 见图见图二、主要设备二、主要设备1、凝汽器、凝汽器l表面式表面式l混合式混合式2、抽气器、抽气器3、循环水泵、循环水泵4、凝结水泵、凝结水泵第八章第八章 发电厂电气系统发电厂电气系统 发电机-机械能转换为电能 电动机-电能转化为机械能M 变压器-电压升高或降低，满足输配电需要。断路器：切断电流隔离开关：隔离电压熔断器：保护电器，过流熔断母线：接受和分配电能的装置架空线电
48、缆连接导体封闭母线电抗器-限制短路电流，维持母线残压 避雷器-防御过电压电压互感器（PT）电流互感器（CT）电压表 电流表 功率表 A AV VWW电能表 kWh继电保护及自动装置：迅速反应不正常情况并进行监控和调节。直流电源设备：供给保护和事故照明的直流用电，包括：直流发电机组，蓄电池。其它：用于控制电路的主令电器，用于位置指示的红绿指示灯，用于灯光告警的光子牌，用于声音告警的电铃、蜂鸣器或音响，用于连接的端子、绝缘导线和电缆、用于功能投退的连接片（压板）等三、电气主接线 各种电气设备根据工作的要求和它们的作用，依一定次序用导线连接成的电路，称为电气接线，其中一次设备连接成的电路成为电气主接
49、线，二次设备连成的电路称为二次电路。其中主接线常按规定的图形符号画成单线图的形式。MMM简单电气接线演示简单电气接线演示配电装置可以简单地理解为分配电能的装置，需要注意的是：它是电气主接线在空间中的实现。不仅仅包括电气设备，还包括相关的用于支撑母线的架构、用于敷设电缆的电缆沟，用于巡视的平台等土建设备。安装于住安装于住宅中的低宅中的低压配电箱压配电箱高压开关柜是发电厂和变电站常见的成套配电装置，常用于10kV和6kV！第九章第九章 煤的储运系统煤的储运系统第十章第十章 除除 灰灰 渣系渣系 统统第十一章第十一章 控控 制制 系系 统统现代火电厂集控室现代火电厂集控室现代火电厂集控室现代火电厂集
50、控室New Words and Expressionselectricity generation发电发电power generation发电发电power transmission输电输电installed capacity装机容量装机容量power plant电厂电厂nuclear power核电核电hydropower水电水电thermal power热力发电热力发电high voltage高（电）压高（电）压Introduction to BoilerNew Words and Expressionsboiler锅炉锅炉steam generator锅炉，蒸汽发生器锅炉，蒸汽发生器pu
