发电厂系统与设备安装课件.ppt
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- 发电厂 系统 设备 安装 课件
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1、凯迪电力工程公司工程部凯迪电力工程公司工程部 常用建设工程设备材料划常用建设工程设备材料划分分第八部分第八部分 设备安装工法及现场照片设备安装工法及现场照片第一部分:发电厂概述第一部分:发电厂概述第二部分:火电厂特点及流程第二部分:火电厂特点及流程发电厂发电厂范围很广范围很广,我们只关注,我们只关注发电厂种类发电厂种类按燃料按燃料以上可以看出:火电厂的主要区别在燃料和蒸汽发生器(锅炉)以上可以看出:火电厂的主要区别在燃料和蒸汽发生器(锅炉)火力发电厂分类火力发电厂分类按燃用燃料分垃圾、生物质、燃煤(石油焦、矸石)燃油、燃气、余热。按能源供出分纯供电、供电+供热。按机组容量分特大(1000MW及
2、以上)、大(6001000MW)、中(250600MW)、小(100250MW)按锅炉结构分炉排、煤粉、CFB、燃气、余热余热+补燃。按燃烧方式分块状、颗粒、煤粉悬浮、浆泥喷射(水煤浆及泥煤)。按参数等级类按参数等级类中低压蒸汽压力在3.92MPa、温度为450级的发电厂高压蒸汽压力一般为9.9MPa、温度为540级的发电厂超高压蒸汽压力为13.83MPa、温度为540540的发电厂亚临界蒸汽压力为16.77MPa、温度为540540的发电厂超临界蒸汽压力大于22.l1MPacm2)、温度为560560的发电厂超超临界蒸汽压力大于26MPa、温度为600600的发电厂按其它方式分类按其它方式分
3、类按工质循环方式按工质循环方式自燃循环自燃循环汽包炉,一般为亚临界及以下机组汽包炉,一般为亚临界及以下机组强制循环强制循环直流炉,一般为超临界及以上机大机组气-汽联合循环一般为燃气轮机+余热锅炉热电厂按汽机排汽凝气式、背压式按发电机冷却方式氢冷式、水冷式、氢-氢冷、氢+水混合冷却式按途分商用电厂、自备电厂、专用(航母上的发电厂)有代表性的核电、水电图片有代表性的核电、水电图片有代表性的燃煤、燃气电厂有代表性的燃煤、燃气电厂有代表性的风电、太阳能电厂有代表性的风电、太阳能电厂 尽管火力发电厂的种类繁多,从能量转换的观点来分尽管火力发电厂的种类繁多,从能量转换的观点来分析生产过程都是基本相同的,概
4、括地说就是把燃料(煤、油、析生产过程都是基本相同的,概括地说就是把燃料(煤、油、气等)中含的化学能转变为电能的过程。气等)中含的化学能转变为电能的过程。 火电厂生产过程可分为火电厂生产过程可分为3 3个阶段:个阶段:1 1、燃料在锅炉中燃烧转变为热能,加热锅炉中的水使之变为、燃料在锅炉中燃烧转变为热能,加热锅炉中的水使之变为高温高压的蒸汽,称为高温高压的蒸汽,称为燃烧系统燃烧系统;2 2、锅炉产生的蒸汽进入汽轮机,推动汽轮机旋转,将热能转、锅炉产生的蒸汽进入汽轮机,推动汽轮机旋转,将热能转变为机械能,称为变为机械能,称为汽水系统汽水系统;3 3、由汽轮机旋转的机械能带动发电机发电,把机械能变为
5、电、由汽轮机旋转的机械能带动发电机发电,把机械能变为电能,通过升压站升压后并入电网,称为能,通过升压站升压后并入电网,称为电气系统电气系统。特点及流程特点及流程火电特点(五大系统)火电特点(五大系统)在第三部分介绍在第三部分介绍燃料系统燃料系统燃烧系统燃烧系统汽水系统汽水系统电气系统电气系统控制系统控制系统火电厂的特点火电厂的特点与核电、水电厂和其他类型的电厂相比较,火电厂具有与核电、水电厂和其他类型的电厂相比较,火电厂具有以下特点:以下特点:布局灵活,装机容量的大小可按需要来决定。布局灵活,装机容量的大小可按需要来决定。建造工期短,一般为水电厂的一半甚至更短。为核电的四建造工期短,一般为水电
6、厂的一半甚至更短。为核电的四分之一左右。一次性建造投资少,仅为水电厂的一半,核分之一左右。一次性建造投资少,仅为水电厂的一半,核电的五分之一左右。电的五分之一左右。火电厂动力设备繁多,机组控制操作复杂,厂用电量和运火电厂动力设备繁多,机组控制操作复杂,厂用电量和运行人员都多于水电厂、核电,运行费用相对较高。行人员都多于水电厂、核电,运行费用相对较高。火电厂耗煤量大,目前发电用煤约占全国煤碳总产量的火电厂耗煤量大,目前发电用煤约占全国煤碳总产量的2525左右,加上运煤费用和大量用水,其生产成本比水电、左右,加上运煤费用和大量用水,其生产成本比水电、核电要高得多(约核电要高得多(约3 34 4倍)
7、。倍)。相对来说对空气和环境的污染也较大。相对来说对空气和环境的污染也较大。火电特点(火电特点(与核电、水电比较与核电、水电比较)火电厂流程框架火电厂流程框架生产流程生产流程燃料燃烧的热能旋转机械能电能电网高温高压蒸汽锅炉锅炉汽轮机汽轮机发电机发电机升压站升压站110KV220KV500KV燃烧燃烧系统系统汽水汽水系统系统电气电气系统系统控制和保护系统控制和保护系统典型典型PCPC炉电厂设备流程示意图炉电厂设备流程示意图生产流程(生产流程(PCPC炉)炉)燃煤电厂生产流燃煤电厂生产流生产流程生产流程常规常规CFBCFB锅炉生产流程示意图锅炉生产流程示意图生产流程(生产流程(CFBCFB炉炉)C
8、FBICFBI炉生产炉生产流程流程常规燃气轮机电厂生产流程示意图常规燃气轮机电厂生产流程示意图生产流程(燃气机组生产流程(燃气机组)小燃机电厂设备布置(塔拉兹)小燃机电厂设备布置(塔拉兹)生产流程(燃气机组生产流程(燃气机组)小型燃气机组设备布置(塔拉兹)小型燃气机组设备布置(塔拉兹)生产流程(燃气机组生产流程(燃气机组)余热锅炉与燃煤锅炉比较余热锅炉与燃煤锅炉比较生产流程(燃气生产流程(燃气- -燃煤燃煤)比较比较余热锅炉与燃煤锅炉区别余热锅炉与燃煤锅炉区别 余热锅炉主要是利用燃气轮机排气(或高炉余热锅炉主要是利用燃气轮机排气(或高炉烟气)作为热源,因此不需要燃烧系统烟气)作为热源,因此不需
9、要燃烧系统 ( (除非除非有补燃要求有补燃要求) )。 余热锅炉不用风机余热锅炉不用风机 ( (通风来自于燃气轮机的排通风来自于燃气轮机的排气气) )。 余热锅炉可在多压状态下产生蒸汽提高了热余热锅炉可在多压状态下产生蒸汽提高了热回收效率。回收效率。 对流热交换而不是辐射热交换。对流热交换而不是辐射热交换。 余热锅炉不采用膜式水冷壁结构。余热锅炉不采用膜式水冷壁结构。 余热锅炉采用翅片管提高传热效余热锅炉采用翅片管提高传热效生产流程(余热生产流程(余热- -燃煤比较)燃煤比较)生产流程(生产流程(CFB-PCCFB-PC)比较比较CFBCFBPCPCPCPC锅炉与锅炉与CFBCFB炉区别炉区别
10、 生产流程(生产流程(PC-CFBPC-CFB炉比较)炉比较)燃烧方式不同:燃烧方式不同:PCPC炉煤粉(炉煤粉(1 1300m300m)经燃烧器与热一经燃烧器与热一次风喷入炉膛悬浮燃烧;次风喷入炉膛悬浮燃烧;CFBCFB锅炉是煤粒进入炉底部沸腾燃锅炉是煤粒进入炉底部沸腾燃烧,多次循环。烧,多次循环。煤质要求不同:煤质要求不同:PCPC炉对煤质要求较高(挥发分、热值等);炉对煤质要求较高(挥发分、热值等);CFBCFB锅炉对燃料具有极好的适应性,可燃用劣质煤、煤矸石。锅炉对燃料具有极好的适应性,可燃用劣质煤、煤矸石。污染物的排放不同污染物的排放不同 : CFBCFB锅炉采用清洁煤燃烧技术,在锅
11、炉采用清洁煤燃烧技术,在锅炉的燃烧过程中能有效控制锅炉的燃烧过程中能有效控制SO2SO2和和NOxNOx的生成和排放。的生成和排放。启动方式不同:点火方式(床上和床下)、投入燃料时间、启动方式不同:点火方式(床上和床下)、投入燃料时间、配风等配风等结构形式不同:结构形式不同:PCPC炉必配有制系统系统,炉必配有制系统系统,CFBCFB必配有高必配有高温旋风分离器。温旋风分离器。耐磨要求不同:耐磨要求不同:CFBCFB使用大量耐火耐磨材料,而使用大量耐火耐磨材料,而PCPC炉内炉内只需少量的炉衬料。只需少量的炉衬料。生产生产流程(两类流程(两类CFBCFB炉比较)炉比较)ALSTOM/CFBAL
12、STOM/CFBFW/CFBFW/CFB发电厂全面性热力系统发电厂全面性热力系统五大系统:五大系统:燃料系统、燃烧系统、汽水系统、燃料系统、燃烧系统、汽水系统、电气系统和控制系统电气系统和控制系统燃料系统燃料系统燃烧系统燃烧系统汽水系统汽水系统电气系统电气系统除尘脱硫脱硝系统除尘脱硫脱硝系统控制系统控制系统火火电电厂厂主主要要系系统统煤粉锅炉组成煤粉锅炉组成CFBCFB锅炉组成锅炉组成 工作工作 设计规模为设计规模为2300MW 燃煤燃煤CFB锅炉汽轮发电机组,锅炉汽轮发电机组, 同步配同步配套建设煤、油码头,该电厂建成后主要带基本负荷运行,将给越南国家电网供电。循环流套建设煤、油码头,该电厂
13、建成后主要带基本负荷运行,将给越南国家电网供电。循环流化床锅炉可用于燃烧低等级无烟煤,且在启动化床锅炉可用于燃烧低等级无烟煤,且在启动/停机期间以及低负荷运行期间用燃油支持停机期间以及低负荷运行期间用燃油支持。汽轮发电机的毛输出功率应为。汽轮发电机的毛输出功率应为300MW,输出功率在发电机输出终端进行测量。机组的,输出功率在发电机输出终端进行测量。机组的设计设计年运行年运行6750小时。小时。 采用采用300MW CFB锅炉锅炉、一次中间再热、单炉膛、平衡通风、固态排渣、全钢悬吊结、一次中间再热、单炉膛、平衡通风、固态排渣、全钢悬吊结构、自然循环汽包锅炉,室外露天布置;构、自然循环汽包锅炉,
14、室外露天布置; 汽轮为东方汽轮机有限公司生产的汽轮为东方汽轮机有限公司生产的300MW亚临亚临界、一次中间再热、单轴、三缸四排汽,凝汽式、双背压、八级回热汽轮机;发电机为东界、一次中间再热、单轴、三缸四排汽,凝汽式、双背压、八级回热汽轮机;发电机为东方电机股份有限公司生产的方电机股份有限公司生产的300MW水氢氢冷发电机。水氢氢冷发电机。 一机一炉一机一炉单元制单元制配置,即配置,即1台台300MW汽轮发电机组配汽轮发电机组配1台台300MW的的CFB锅炉。采用柴油锅炉。采用柴油点火及低负荷稳燃,每台锅炉配一、二次风机、引风机各点火及低负荷稳燃,每台锅炉配一、二次风机、引风机各2台,高压流化风
15、机台,高压流化风机3台,滚筒式台,滚筒式冷渣器冷渣器4台;每台锅炉在尾部竖井下设台;每台锅炉在尾部竖井下设1台旋转式空气预热器,每台锅炉配台旋转式空气预热器,每台锅炉配2台电除尘器。台电除尘器。全厂配置全厂配置2套石灰制粉及输送系统。套石灰制粉及输送系统。升龙升龙2 2300MW300MW汽汽轮发电机组轮发电机组典型的联合循环燃气机组典型的联合循环燃气机组燃料系统由运煤、输煤、储煤、磨煤(碎煤)等环节燃料系统由运煤、输煤、储煤、磨煤(碎煤)等环节组成组成 输煤:电厂的用煤量是很大的,一座装机容量输煤:电厂的用煤量是很大的,一座装机容量2 2300MW300MW级的现代火力发级的现代火力发电厂,
16、煤耗率按电厂,煤耗率按300g300gkw.hkw.h计,每天需用标准煤约计,每天需用标准煤约4000t4000t。因为电厂燃煤多用。因为电厂燃煤多用劣质煤,实际耗煤量都在劣质煤,实际耗煤量都在50006000t/50006000t/天。天。 输煤主要设备:翻车机、斗轮机、皮带机输煤主要设备:翻车机、斗轮机、皮带机 输煤主要设施:码头、干煤棚、转运站、输煤桥、煤仓输煤主要设施:码头、干煤棚、转运站、输煤桥、煤仓 磨煤或碎煤。用车、船、带等将煤运至电厂的储煤场后,经初步筛选处理,磨煤或碎煤。用车、船、带等将煤运至电厂的储煤场后,经初步筛选处理,PCPC炉炉 输煤皮带送到锅炉原煤仓,由给煤机送入磨
17、煤机磨成煤粉,并经空预器来输煤皮带送到锅炉原煤仓,由给煤机送入磨煤机磨成煤粉,并经空预器来的热风烘干并带至粗粉分离器。在分离器中将不合格的粗粉分离返回磨煤机再行的热风烘干并带至粗粉分离器。在分离器中将不合格的粗粉分离返回磨煤机再行磨制,合格的细煤粉(磨制,合格的细煤粉(13001300目左右)被一次风带入细粉分离器,使煤粉与空气目左右)被一次风带入细粉分离器,使煤粉与空气分离后进入煤粉仓。分离后进入煤粉仓。CFBCFB炉炉 原煤通过破碎机破碎后(原煤通过破碎机破碎后(010mm010mm)进入炉前煤仓。)进入炉前煤仓。 燃烧:燃烧:PCPC炉炉 煤粉由可调节的给粉机按锅炉需要送入一次风管,通过
18、喷燃煤粉由可调节的给粉机按锅炉需要送入一次风管,通过喷燃器送入炉膛燃烧(有切向、平面、器送入炉膛燃烧(有切向、平面、WW、顶部等方式),同时由旋风分离器送来顶部等方式),同时由旋风分离器送来的气体(的气体(三次风三次风-含有约含有约1010左右未能分离出的细煤粉),由排粉风机提高压左右未能分离出的细煤粉),由排粉风机提高压力喷入炉膛内燃烧。力喷入炉膛内燃烧。CFBCFB炉炉 碎煤由可调节的给煤机按锅炉需要送入锅炉炉膛碎煤由可调节的给煤机按锅炉需要送入锅炉炉膛下部,通过一、二次风混合及高温旋风分离器实现循环燃烧。下部,通过一、二次风混合及高温旋风分离器实现循环燃烧。燃烧系统由给煤机(给粉机)、燃
19、烧器、一二次风机、燃烧系统由给煤机(给粉机)、燃烧器、一二次风机、流化风机、调节风门等组成流化风机、调节风门等组成300MW300MW机组的锅炉蒸发量为机组的锅炉蒸发量为1000t1000th h(亚临界压力),采用强制循环的汽(亚临界压力),采用强制循环的汽包炉(或自然循环)包炉(或自然循环) ;600MW600MW机组的锅炉为机组的锅炉为2000t2000th h的直流锅炉(无汽的直流锅炉(无汽包)包) 。靠炉外冷水下降而炉内水冷壁管中热水自然上升的锅炉叫自然循环汽。靠炉外冷水下降而炉内水冷壁管中热水自然上升的锅炉叫自然循环汽包炉,而当压力高到包炉,而当压力高到16.6617.64MPa1
20、6.6617.64MPa时,水、汽重度差变小,必须在循环时,水、汽重度差变小,必须在循环回路中加装循环泵,即称为强制循环锅炉。当压力超过回路中加装循环泵,即称为强制循环锅炉。当压力超过181862MPa62MPa时,应采时,应采用直流锅炉。用直流锅炉。由锅炉、汽轮机、凝汽器、除氧器、加热器等设备及由锅炉、汽轮机、凝汽器、除氧器、加热器等设备及管道构成,包括凝给水系统、再热系统、回热系统、管道构成,包括凝给水系统、再热系统、回热系统、冷却水(循环水)系统和补水系统冷却水(循环水)系统和补水系统旁路系统旁路系统ALSTOM/CFBALSTOM/CFB炉水系炉水系统统旁路系统旁路系统回热抽汽系统回热
21、抽汽系统回热抽汽疏水系统回热抽汽疏水系统除氧器系统除氧器系统给水系统给水系统锅炉炉水处理锅炉(补)给水处理循环水处理凝结水处理定冷水处理废水处理化水系统化水系统含煤、油、排水、雨水等发电机冷却水凝结器水质分开式和闭式两种炉水补给加药发电厂负荷分类发电厂负荷分类电气设备电气设备一次设备一次设备发电机发电机开关、接地装置开关、接地装置PTPT、CTCT电缆(动力、控制)电缆(动力、控制)直流电源直流电源继电保护及自动装置继电保护及自动装置测量表计测量表计仪用互感器仪用互感器控制电缆控制电缆二次设备二次设备变压器变压器包括发电机、励磁装置、变压器、开关、厂用电系包括发电机、励磁装置、变压器、开关、厂
22、用电系统和升压站等统和升压站等 发电机的机端电压和电流随着容量的不同而各不相同,一般额定电发电机的机端电压和电流随着容量的不同而各不相同,一般额定电压在压在1020kV1020kV之间,而额定电流可达之间,而额定电流可达20kA20kA。发电机发出的电能,其。发电机发出的电能,其中一小部分(约占发电机容量的中一小部分(约占发电机容量的4 48 8),由厂用变压器降低电压),由厂用变压器降低电压(一般为(一般为63kV63kV和和400V400V两个电压等级)后,经厂用配电装置由电缆供两个电压等级)后,经厂用配电装置由电缆供给水泵、送风机、磨煤机等各种辅机和电厂照明等设备用电,称为厂给水泵、送风
23、机、磨煤机等各种辅机和电厂照明等设备用电,称为厂用电。其余大部分电能,由主变压器升压后,经高压配电装置、输电用电。其余大部分电能,由主变压器升压后,经高压配电装置、输电线路送入商业电网。线路送入商业电网。 一般来说电气主接线通过发电机一般来说电气主接线通过发电机- -变压器变压器- -线路单元接线方式线路单元接线方式, ,接入接入高压电网(高压电网(220KV/500KV220KV/500KV的居多的居多) )将电能输出。将电能输出。 高压厂用电高压厂用电:厂用变厂用变及及 6.6KV6.6KV单元单元,一般设,一般设2 2段段用于用于输煤输煤、循环水。、循环水。A/BA/B段之间设联络开关段
24、之间设联络开关。 低压厂用电(低压厂用电( 400V PC/MCC 400V PC/MCC):):PCPC通过断路器给大功率通过断路器给大功率400V400V电动机、电动机、MCCMCC给小功率给小功率400V400V电动机、电动机、 交流配电箱及中等容量的交流配电箱及中等容量的400V400V供电供电,交流配电交流配电箱给非常小的箱给非常小的低低负荷供电。负荷供电。 直流及直流及UPSUPS:为为电厂保护电厂保护、开关合开关合/ /分闸分闸、报警报警、控制控制、UPSUPS,直流电,直流电动机动机、事故照明等提供电源事故照明等提供电源 电气控制、保护电气控制、保护、计量计量:原则上,主厂房电
25、气原则上,主厂房电气DCS DCS 监控监控(6KV6KV及及400V400V)集集控室配手操按钮控室配手操按钮,辅助厂房辅助厂房的的电气系统纳入相应的程控或就地控制。电气系统纳入相应的程控或就地控制。 输煤程控:电厂均配置输煤程控系统,用于输煤电气设备的控制,控制系统上位机布置于输煤控制室。 发变组保护:发电机、主变压器、高压厂用变压器及高压起动备用变压器的保护。 为增加可靠性,一般配置两套完全独立的保护系统。6KV 设备配置综合保护测控装置,完成其综合控制、测量及保护功能。 低压段及MCC馈线的过流保护由断路器脱扣器实现。电动机过流保护由断路器脱扣器实现,过负荷保护由热继电器实现。 计量和
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