火电厂生产过程(自主学习报告)
火力发电厂生产过程
一、简介
火力发电厂简称火电厂，是利用煤、石油、天然气作为燃料生产电能的工厂，它的基本生产过程是：燃料在锅炉中燃烧加热水使成蒸汽，将燃料的化学能转变成热能，蒸汽压力推动汽轮机旋转，热能转换成机械能，然后汽轮机带动发电机旋转，将机械能转变成电能。
二、特殊的火电厂
火力发电厂又有两种特殊的形式：垃圾焚烧发电厂和热电厂。其中，垃圾焚烧发电厂是利用垃圾作为燃料进行火力发电的电厂，其优点是可以解决城市垃圾污染，垃圾占用大面积宝贵的土地的问题，并且有国家政策上的每度电0.25元补贴，税收减免等优惠。但是垃圾焚烧发电厂依然有焚烧垃圾产生产生废气（如二英），垃圾渗沥液，灰渣粉尘，并且垃圾焚烧发电的成本比较高，设备必须引进昂贵的进口设备等缺点。热电厂则是在发电的同时，还利用汽轮机的抽汽或排汽为用户供热的火电厂。实质上相当于将火电厂和采暖锅炉有机结合，实现了能量的热点联产。传统的火电厂，将热、电分产，对能源利用很不合理：一方面热功转换过程(凝汽式机组发电)必然产生热电厂低品位热能损失（汽机排汽在冷源中放热),另一方面让高品位热能（锅炉提供的蒸汽热量）贬值地用于低品位供热。热电厂则充分综合得使用一次能源，做到了按质供能，能尽其用，使整个地区的整个能量供应系统节约了能源。但由于热电厂由于客观的事实不能与大型发电厂在同等起步线上“竞价上网”，且机组规模要比火电厂主力机组小得多，热能供应需靠近负荷等因素，不能大规模代替传统火电厂。
三、火力发电厂生产过程
1.电厂汽水系统电厂基本汽水系统流程（朗肯循环）：给水→锅炉→过热蒸汽→汽轮机→凝汽器→给水泵→给水送入锅炉。2.燃料、燃烧系统(1)输煤及燃运系统：
运输→卸煤装置→煤场→碎煤机→皮带→原煤仓；(2)制粉系统：
原煤仓→给煤机→磨煤机→粗粉分离器→细粉分离器→煤粉仓→给粉机→燃烧器→炉膛；(3)风烟系统与灰渣系统①风烟系统：
（风）吸风口→冷风道→送风机→暖风器→空预器→热风道→磨煤机→粗分器→细分器→排粉机→燃烧器→炉膛；
（烟）炉膛→屏过→对流过热器→省煤器→空预器→除尘器→引风机→烟囱→大气。②灰渣系统：
（炉渣）炉膛冷灰斗→除渣装置→冲灰沟→灰渣泵→输灰管→灰场。
（飞灰）除尘器→集灰斗→除灰装置→运灰车→灰加工厂。3.发电厂热力系统（1）锅炉汽水系统：
主给水管→给水操作台→省煤器→汽包→下降管→下联箱→水冷壁→汽包→过热器→锅炉主汽门（或集汽联箱）出口。（2）主蒸汽系统及再热蒸汽系统：
主蒸汽：锅炉主汽门（或集汽联箱）→主蒸汽管→汽机自动主汽门之前；再热蒸汽：汽机高压缸出口→再热器冷段管→再热器→再热器热段管→汽机中压缸进口。
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为热能,热能转变为机械能,最终变为电能之工厂也。以上分析虽然较为繁杂，但从能量转换的角度看却很简单，即燃料的化学能→蒸汽的热势能→机械能→电能。
四、三大设备
1、汽轮机
汽轮机是能将蒸汽热能转化为机械功的外燃回转式机械，来自锅炉的蒸汽进入汽轮机后，依次经过一系列环形配置的喷嘴和动叶，将蒸汽的热能转化为汽轮机转子旋转的机械能。蒸汽在汽轮机中，以不同方式进行能量转换，便构成了不同工作原理的汽轮机。汽轮机本体：静止部分：汽缸、隔板、喷嘴、轴承和轴封等；转动部分：叶片、叶轮和轴等；
配汽机构：主蒸汽导管、自动主汽门、调节阀等汽轮机的工作过程：蒸汽→喷嘴→冲动叶片转动调节保安油系统：调速器、油泵、油箱等
凝汽及抽气设备：凝汽器、凝结水泵、抽气器、循环水泵和冷却塔等回热加热系统：高、低压加热器和除氧器等
2、锅炉设备
锅炉是一种能量转换设备，向锅炉输入的能量有燃料中的化学能、电能、高温烟气的热能等形式，而经过锅炉转换，向外输出具有一定热能的蒸汽、高温水或有机热载体。
锅炉本体：燃烧器、炉膛、烟道、汽包、下降管、水冷壁、过热器、再热器、省煤器及空气预热器等组成；
辅助设备：送引风机、给煤机、磨煤机、排粉机、除尘和脱硫设备、烟囟等。
3、汽轮发电机
用汽轮机驱动的发电机。由锅炉产生的过热蒸汽进入汽轮机内膨胀做功，使叶片转动而带动发电机发电，做功后的废汽经凝汽器、循环水泵、凝结水泵、给水加热装置等送回锅炉循环使用。其转速通常为3000转/分（频率为50赫），目前，汽轮发电机的最大容量达130～150万千瓦。组成：
转子：有良好导磁性能的合金钢制成，绕组外接直流励磁电源，产生磁场；氢（水）内冷定子：由铁芯、绕组和外壳等组成，铁芯由环形硅钢片叠压而成；励磁机：向发电机转子绕组提供直流励磁电源；
扩展阅读：热动专业毕业生火电厂学习考察总结报告
实习报告
将近3个月来公司派遣我们到中电XX电厂进行岗位培训，让我们进入生产机组面对面的学习人家的控制系统，了解电厂的各个部门的情况以及之间的协调关系。如果说大学的学习以及前一个月的自我培训是理论基础的奠基的话，那么神头一电厂的学习就是理论的验证和实际技能的培训。
实习分为几个阶段，分别在单元机组集控室，脱硫集控室，化学，输煤，水灰等部门了解各个部门的系统原理及其运作过程。其后工程师们又给我们就神头电厂的情况大体讲解了发电厂各个系统的基本原理。
xx电厂现有机组为二单元两台苏制200MW汽包炉和三单元两台捷克制200MW亚临界直流炉，采用石灰石石膏湿法脱硫，效率达98%以上，没有脱硝设备，采用DCS控制系统，集控室主要监控燃烧系统，汽水系统，以及电气系统，通过调节燃料量，各种风量风压，来实现对氧量负荷主蒸汽温度，主蒸汽压力，再热器温度和压力的控制。
一基本理论
众所周知炉、机、电是火电厂中的主要设备，亦称三大主机。辅助三大主机的设备称为辅助设备简称辅机。主机与辅机及其相连的管道、线路等称为系统。神头一电的原料就是原煤。原煤用车到发电厂的储煤场，再用输煤皮带输送到煤斗。再从煤斗落下由给煤机送入磨煤机磨成煤粉，并同时输送热空气来干燥和输送煤粉。最后送入锅炉的炉膛中燃烧。燃料燃烧所需要的热空气由送风机送入锅炉的空气预热器中加热，预热后的热空气，经过风道一部分送入磨煤机作干燥以及送煤粉，另一部分直接引至燃烧器进入炉膛。二单元锅炉采用对冲燃烧方式，三单元锅炉采用切圆燃烧方式。
燃烧生成的高温烟气，在引风机的作用下先沿着锅炉的倒“U”形烟道依次流过炉膛，水冷壁管，过热器，省煤器，空气预热器，同时逐步将烟气的热能传给工质以及空气，自身变成低温烟气，经除尘器和脱硫装置的净化后在排入大气。煤燃烧后生成的灰渣，其中大的灰子会因自重从气流中分离出来，沉降到炉膛底部的冷灰斗中形成固态渣，最后由排渣装置排入灰渣沟，再由灰渣泵送到灰渣场。大量的细小的灰粒（飞灰）则随烟气带走，经除尘器分离后也送到灰渣沟。
炉给水先进入省煤器预热到接近饱和温度，后经蒸发器受热面加热为饱和蒸
汽，再经过热器被加热为过热蒸汽，此蒸汽又称为主蒸汽。经过以上流程，就完了燃料的输送和燃烧、蒸汽的生成燃物（灰、渣、烟气）的处理及排出。由锅炉过热气出来的主蒸汽经过主蒸汽管道进入汽轮机膨胀做功，冲转汽轮机，从而带动发电机发电。从汽轮机排出的乏汽排入凝汽器，在此被凝结冷却成水，此凝结水称为主凝结水。主凝结水通过凝结水泵送入低压加热器，有汽轮机抽出部分蒸汽后再进入除氧器，在其中通过继续加热除去溶于水中的各种气体（主要是氧气）。经化学车间处理后的补给水与主凝结水汇于除氧器的水箱，成为锅炉的给水，再经过给水泵升压后送往高压加热器，汽轮机高压部分抽出一定的蒸汽加热，然后送入锅炉，从而使工质完成一个热力循环。循环水泵将冷却水（又称循环水）送往凝结器，这就形成循环冷却水系统。经过以上流程，就完成了蒸汽的热能转换为机械能，电能，以及锅炉给水供应的过程。因此火力发电厂是由炉，机，电三大部分和各自相应的辅助设备及系统组成的复杂的能源转换的动力厂。
锅炉是火力发电厂的三大主要设备之一，他的作用是将水变成高温高压的蒸汽。锅炉是进行燃料燃烧、传热和使水汽化三种过程的总和装置。
锅炉系统的系统分为汽水系统，风烟系统以及制粉系统，汽水系统主要是给水加热、蒸发、过热的整个过程中的设备。由省煤器、汽包、下降管、水冷壁、过热器、再热器等设备组成。风烟系统主要是风经过加热，与燃料燃烧生成烟气，烟气放热，排入大气整个过程经过的设备。制粉系统主要是原煤磨制成煤粉，再送入粉仓，炉膛整个过程中经过的设备。主要部件有磨煤机、给煤机、煤粉分离器等。
汽包（亦称锅通）是自然循环及强制循环锅炉最终要的受压组件，无汽包则不存在循环回路。神头一电二单元为两台苏制200MW汽包炉，汽包的主要作用有：是工质加热、蒸发、过热三个过程的连接枢纽，用它来保证过路正常的水循环。汽包内部装有汽水分离器及连续排污装置，用以保证锅炉正常的水循环。存有一定的水量，因而具有蓄热能力，可缓和气压的变化速度，有利于锅炉运行调节。汽包底部焊有5根下降管管接头，下降管安装在汽包最底部，其目的是使下降管入口的上部有最大的水层高度，有利于下降管进口处工质汽化而导致下降管带汽。
高压、超高压和亚临界压力锅炉的水冷壁主要是蒸发受热面，在炉膛的上部
常布置有辐射式过热器。在直流锅炉中，水冷壁既是水加热和蒸发的受热面，又是过热器受热面，但水冷壁仍然主要是蒸发受热面。
省煤器和空气预热器布置在锅炉对流烟道的最后或对流烟道的下方。进入这些受热面的烟气温度较低，故通常把这两个受热面称为尾部受热面或低温受热面。
省煤器使利用锅炉尾部烟气的热量来加热给水的一种热交换装置。他可以降低排烟温度，提高锅炉效率，节省燃料。由于给水进入锅炉蒸发受热面之前，先在省煤器中加热，这样可以减少了水在蒸发受热面内的吸热量，采用省煤器可以取代部分蒸发受热面。而且，省煤器中的工质是水，其温度要比给水压力下的饱和温度要低得多，加上在省煤器中工质是强制流动，逆流传热，传热系数较高。此外，给水通过省煤器后，可使进入汽包的给水温度提高，减少了给水与汽包壁之间的温差，从而降低了汽包的热应力。因此，省煤器的作用不仅是省煤，实际上已成为现代锅炉中不可缺少的一个组成部件。
空气预热器不仅能吸收排烟中的热量，降低排烟温度，从而提高锅炉效率；而且由于空气的余热，改善了燃料的着火条件，强化了燃烧过程，减少了不完全燃烧热损失，这对于燃用难着火的无烟煤来说尤为重要。使用预热空气，可使炉膛温度提高，强化炉膛辐射热交换，使吸收同样辐射热的水冷壁受热面可以减少。较高温度的预热空气送到治煤粉系统作为干燥剂。因此，空气预热器也成为现代大型锅炉机组中不可缺少的重要组成部件。
汽轮机是以蒸汽为工质的旋转式热能动力机械，与其他原动机相比，它具有单机功率大、效率高、运转平稳和使用寿命长的优点。
汽轮机的主要用途是作为发电用的原动机。汽轮机必须与锅炉、发电机、以及凝汽器、加热器、泵等机械设备组成成套装置，共同工作。具有一定压力和温度的蒸汽来自锅炉，经主气阀和调节气阀进入汽轮机内，一次流过一系列环形安装的喷嘴栅和动叶栅而膨胀做功，将其热能转换成推动汽轮机转子旋转的机械功，通过联轴器驱动其他机械，这里指发电机做功。在火电厂中，膨胀做工后的蒸汽有汽轮机排气部分被引入冷凝器，想冷却水放热而凝结。凝结水再经泵输送至加热器中加热后作为锅炉给水，循环工作。
汽轮机的转动部分称为转子，他是汽轮机最重要的部件之一，担负着工质能
量转换和传递扭矩的任务。转子的工作条件相当复杂，他处于高温工质中，并以高速旋转，因此他承受着叶片、叶轮、主轴本身质量离心力所引起的巨大盈利以及由于温度分布不均匀引起的热应力。另一方面，蒸汽作用在动叶栅上的力矩，通过转子的叶轮、主轴和联轴器传递给电机。
汽轮机运转时，转自高速旋转，汽缸、隔板等静体固定不动，因此转子与静子之间需要留有适当的空隙，从而不相互碰撞。然而间隙的存在就要导致露气，这样不仅会降低机组效率，还会影响机组的安全运行。为了减少蒸汽泄露和防止空气漏人，需要有密封装置，通常称为气封。气封按其安装位置的不同，可分为流通部分气封、隔板气封、轴端气封。反动式汽轮机还装有高中亚平衡活塞气封和低压平衡活塞气封。
凝汽器是用循环冷却水使汽轮机排出的蒸汽凝结，在汽机排汽空间建立并维持所需的真空，并回收纯净的凝结水供给锅炉给水，提高了机组的热效率高压加热器是用汽轮机抽汽加热锅炉给水来提高给水温度，以提高机组的热经济性。高压加热器由壳体、管板、管束、隔板等部件组成。高压给水加热器为单列卧式表面凝结型换热器，水室采用自密封结构。
高加壳体为全焊接结构，由钢板焊接组成。为了便于壳体的拆移，安装了吊耳和壳体滚轮，并使其运行时自由膨胀。为防止壳体变形，每台有过热蒸汽冷却段加热器均设置护罩和档板。所有加热器的蒸汽入口和疏水入口处（在壳体内）均装有不锈钢防冲板，以防管子受汽水直接冲击和引起振动和腐蚀。
高压加热器由过热蒸汽冷却段、凝结段和疏水冷却段组成。过热蒸汽冷却段是利用从汽轮机抽出的过热蒸汽的一部分显热来提高给水温度，位于给水出口流程侧，并有包壳板密闭。过热蒸汽在一组隔板的导向下以适当的线速度和质量速度均匀的流过管子，并使蒸汽留有足够的过热度以保证蒸汽离开该段时呈干燥状态，这样，当蒸汽离开该段进入凝结段时，可防止湿蒸汽冲蚀和水蚀的损害。凝结段是利用蒸汽冷凝时的潜热加热给水，一组隔板使蒸汽沿着加热器长度方向均匀的分布，起支撑传热管作用。进入该段的蒸汽，根据气体冷却原理，自动平衡，直至由饱和蒸汽冷凝成饱和的凝结水，并汇集在加热器的尾部或底部，收聚非凝结气体的排气管必须置于管束最低压力处以及壳体内容易聚非冷凝气体处。非冷凝气体的集聚影响了有效传热，因而降低了效率并造成腐蚀。疏水冷却段是把离
开凝结段的疏水的热量传给进入加热器的给水，而使疏水温度
降至饱和温度以下。疏水冷却段位于给水进口流程侧，并有包壳板密闭。疏水温度降低后，当流向下一个压力较低的加热器时，减弱了在管道内发生汽化的趋势。包壳板在内部与加热器壳侧的总体部分隔开，从端板和吸入口或进口端保持一定的疏水水位，使该段密闭。疏水进入该段，由一组隔板引导流动，从疏水出口管输出。
发电厂的辅机主要是泵和风机，它们是发电厂的动力设备。泵是把机械能转变成液体压力势能和动能的一种动力设备，他是维持火电厂蒸汽动力循环的不可缺少的设备，是火电厂的主要辅助设备之一。在火力发电厂中应用泵的地方非常多，例如，用给水泵向锅炉提供给水，用凝结水泵从凝汽器热井中抽送凝结水，用循环水泵向凝汽器供应冷却水。火电厂中的泵都直接或间接的参与生产过程，他们的安全直接影响到火电厂的生产安全。风机是把机械能转变成气体压力势能和动能的一种动力设备，是火电厂的主要辅助设备之一。在火电场中的风机主要使用在锅炉的烟风系统和制粉系统中，用于输送空气、烟气和空气煤粉混合物等，主要有送风机、引风机、一次风机和排粉风机。
火电厂中的这些风机都直接参与生产过程，他们的安全可靠直接影响道火电厂的安全生产。这些风机消耗的电能也很大，他们的轴功率下则几百千瓦，大则上千千瓦，其用电量与火电厂的泵大体相当。所以，对风机的安全、经济运行必须引起足够的认识，对风机的维修保养也应予以高度的重视，才能确保电厂的总体安全与经济。
二各部门实习心得单元集控室
XX一电DCS控制系统主要监测燃料，汽水，电气以及汽机安全，燃料系统画面主要监测和控制磨煤机进出口风量，风压，温度，以及给煤量，一二次风量等，汽水系统画面主要是监测过热器，再热器进出口蒸汽温度等，电气系统画面主要是监测母线，各变压器，断路器运行状况，汽机安全画面主要是监测汽机叶片垂直和水平偏移度来保护汽机安全。单元集控室实习是实际与理论的结合，了解了如何通过调节各种参数来维持电厂炉，机，电三者的安全稳定运行。另外集控室中有许多优秀的专业书籍，研读以后使我学到了很多东西。
脱硫集控室
XX一电机组采用石灰石石膏湿法脱硫，其脱硫系统较为简单，湿法脱硫技术发展到现在已经非常成熟，脱硫效率达到98%以上，脱硫产物石膏还可以综合利用。但是缺点是整体设备庞大，耗水量大。相比我单位循环流化床锅炉采用炉内脱硫和炉外半干法脱硫的两级脱硫办法，更为可取。
化学部
了解了化学在电厂生产中的重要性，以及给水处理的整个工艺流程，泠凝器凝结水和补水一起汇集通过净化除盐除氧以后补进锅炉，补水净化主要是先用石灰进行预处理，然后渗透除去杂质，除盐主要是采用阴床阳床以及混床除去水中的阴阳离子，而除氧又分为化学除氧和物理除氧，化学除氧主要是通过加药除去水中的氧气，而物理除氧采用的是加热的方法使氧气和其他不凝结气体逸出。
水灰部
XX电厂采用液态排渣，灰渣由锅炉排除后，暂存放于储灰场，然后由卡车运出场外。
讲课心得
在实习的后一阶段，每天下午三点到四点半之间电厂的工程师们会给我们授课，其内容主要是涉及电厂制度，锅炉，汽机，电气，化学方面的基本系统和原理，我从中学到了不少东西，并把老师讲课的课件都拷贝了下来。特别是电气和化学方面。电气方面主要了解了母线接法以及电气保护状态。由于缺乏电气方面的知识，是我意识到恶补电气知识的重要性！
这段时间的实习使我学到了很多知识和做人做事的道理，只有不断的学习才会有进步，实习过程中向师傅请教了很多问题，他们都细心的做出解答，人格魅力令我起敬。使我深知知识左右了人生事业的成功，而品德决定人生的高度！
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