现在的发电厂,是煤烧开水,烧出蒸气,用蒸汽机的原理,带动发电机来发电吗?
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;其分类有:按燃料分,燃煤发电厂,燃油发电厂,燃气发电厂,余热发电厂,以垃圾及工业废料为燃料的发电厂;按蒸汽压力和温度分,中低压发电厂(3.92MPa,450度),高压发电厂(9.9MPa,540度),超高压发电厂(13.83MPa,540度),亚临界压力发电厂(16.77MPa,540度),超临界压力发电厂(22.11MPa,550度);按原动机分,凝气式汽轮机发电厂,燃气轮机发电厂,内燃机发电厂,蒸汽—燃汽轮机发电厂等;按输出能源分,凝汽式发电厂(只发电),热电厂(发电兼供热);按发电厂装机容量分,小容量发电厂(100MW以下),中容量发电厂(100—250MW),大中容量发电厂(250—1000MW),大容量发电厂(1000MW以上);我国目前最大的火电厂:浙江北仑港电厂,装机容量300万KW(即3000MW),5台60万KW(600MW)机组.
火力发电厂的主要生产系统包括汽水系统、燃烧系统和电气系统,现分述如下:
(一)汽水系统:
火力发电厂的汽水系统是由锅炉、汽轮机、凝汽器、高低压加热器、凝结水泵和给水泵等组成,他包括汽水循环、化学水处理和冷却系统等.水在锅炉中被加热成蒸汽,经过热器进一步加热后变成过热的蒸汽,再通过主蒸汽管道进入汽轮机.由于蒸汽不断膨胀,高速流动的蒸汽推动汽轮机的叶片转动从而带动发电机.为了进一步提高其热效率,一般都从汽轮机的某些中间级后抽出作过功的部分蒸汽,用以加热给水.在现代大型汽轮机组中都采用这种给水回热循环.此外,在超高压机组中还采用再热循环,既把作过一段功的蒸汽从汽轮机的高压缸的出口将作过功的蒸汽全部抽出,送到锅炉的再热汽中加热后再引入气轮机的中压缸继续膨胀作功,从中压缸送出的蒸汽,再送入低压缸继续作功.在蒸汽不断作功的过程中,蒸汽压力和温度不断降低,最后排入凝汽器并被冷却水冷却,凝结成水.凝结水集中在凝汽器下部由凝结水泵打至低压加热再经过除氧气除氧,给水泵将预加热除氧后的水送至高压加热器,经过加热后的热水打入锅炉,再过热器中把水已经加热到过热的蒸汽,送至汽轮机作功,这样周而复始不断的作功.在汽水系统中的蒸汽和凝结水,由于疏通管道很多并且还要经过许多的阀门设备,这样就难免产生跑、冒、滴、漏等现象,这些现象都会或多或少地造成水的损失,因此我们必须不断的向系统中补充经过化学处理过的软化水,这些补给水一般都补入除氧器中.
(二)燃烧系统
燃烧系统是由输煤、磨煤、粗细分离、排粉、给粉、锅炉、除尘、脱流等组成.是由皮带输送机从煤场,通过电磁铁、碎煤机然后送到煤仓间的煤斗内,再经过给煤机进入磨煤机进行磨粉,磨好的煤粉通过空气预热器来的热风,将煤粉打至粗细分离器,粗细分离器将合格的煤粉(不合格的煤粉送回磨煤机),经过排粉机送至粉仓,给粉机将煤粉打入喷燃器送到锅炉进行燃烧.而烟气经过电除尘脱出粉尘再将烟气送至脱硫装置,通过石浆喷淋脱出流的气体经过吸风机送到烟筒排人天空.
(三)发电系统
发电系统是由副励磁机、励磁盘、主励磁机(备用励磁机)、发电机、变压器、高压断路器、升压站、配电装置等组成.发电是由副励磁机(永磁机)发出高频电流,副励磁机发出的电流经过励磁盘整流,再送到主励磁机,主励磁机发出电后经过调压器以及灭磁开关经过碳刷送到发电机转子,当发电机转子通过旋转其定子线圈便感应出电流,强大的电流通过发电机出线分两路,一路送至厂用电变压器,另一路则送到SF6高压断路器,由SF6高压断路器送至电网.
通常将燃料运至电厂,经输送加工后,送入锅炉进行燃烧,使燃料中的化学能转变为热能并传递给锅炉中的水,使水变成高温高压的蒸汽,通过管道将压力和温度都较高的过热蒸汽送人汽轮机,
推动汽轮机旋转作功,蒸汽参数则迅速降低,最后排入凝汽器。在这一过程中,蒸汽的热能转变为汽轮机转子旋转的机械能。
发电机与汽轮机是用联轴器相连一同旋转的,汽轮机转子的机械能,通过发电机转变成电能。发电机产生的电能,
经升压变压器后送人输电线路提供给用户。
火力发电厂的主要系统燃料与燃烧系统:用煤将炉水烧成蒸汽(化学能转化为热能)
(1)
燃煤制备流程:煤从储煤场经输煤皮带送到锅炉房的煤斗中,再进入磨煤机制成煤粉。煤粉与来自空气预热器的热风混合后喷入锅炉炉膛燃烧。
(2)
烟气流程:煤在炉内燃烧后产生的热烟气经过锅炉的各部受热面传递热量后,流进除尘器及烟囱排入大气。
(3)
通风流程:用送风机供给煤粉燃烧时所需要的空气,用吸粉机吸出煤粉燃烧后的烟气并排入大气。
(4)
排灰流程:炉底排出的灰渣以及除尘器下部排出的细灰用机械或水利派往储灰场。
汽水系统:蒸汽推动汽轮机做功(热能转化为机械能)
(1)
汽水流程:水在锅炉内变成过热蒸汽,过热蒸汽在汽轮机中不断膨胀、高速流公,推动汽轮机高速旋转,最后排入凝汽器中冷凝成水,再经升压、除氧、加热后送回锅炉,形成闭合的汽水循环。
(2)
补给水流程:汽水循环中水有损失,必须经常补充,补给水要经过化学处理,水质合格后送入汽水系统。
(3)
冷却水流程:在汽轮机排气的凝结过程中,放出的大量的潜热需有冷却水带走。冷却水的吸取,冷却即其设施构成冷却水流程。
电气系统:汽轮机带动发电机发电(机械能转化为电能),并通过输配电装置将电能送往用户。
(1)
向外供电流程:发电机发出的电能由变压器升压后,经高压配电装置和输电线路送往用户。
(2)
厂用电流程:发电厂内的自用电由厂用变压器降压后,经厂用配电装置相场内各种附机及照明等供电。
控制系统:操作机械化、自动化。
(1)
燃料的装卸、入仓、制粉、输送机械化、自动化。
(2)
锅炉给水、气温和燃料的自动调节,炉膛灭火安全保护系统
(3)
汽轮机自动控制系统包括调节、自启停、监视与保护和主蒸汽旁路控制等。
(4)
发电机控制系统包括参数显示、励磁调节、运行操作和安全保护等
(5)
厂用电控制系统包括厂用电备用电源自动切换、直流系统监视和和交流不停电电源系统等。
循环水就是在凝汽器与你看到的冒白烟的塔之间不停的循环,冷却塔里冒白汽是因为循环水与凝汽器里蒸汽热交换后温度升高而产生的。
工作流程:
1、燃煤:
用输煤皮带从煤场运至煤斗中,大型火电厂为提高燃煤效率都是燃烧煤粉。因此,煤斗中的原煤要先送至磨煤机内磨成煤粉。磨碎的煤粉由热空气携带经排粉风机送入锅炉的炉膛内燃烧。煤粉燃烧后形成的热烟气沿锅炉的水平烟道和尾部烟道流动,放出热量,最后进入除尘器。
将燃烧后的煤灰分离出来。洁净的烟气在引风机的作用下通过烟囱排入大气。助燃用的空气由送风机送入装设在尾部烟道上的空气预热器内,利用热烟气加热空气。这样,一方面除使进入锅炉的空气温度提高,易于煤粉的着火和燃烧外,另一方面也可以降低排烟温度,提高热能的利用率。
从空气预热器排出的热空气分为两股:一股去磨煤机干燥和输送煤粉,另一股直接送入炉膛助燃。燃煤燃尽的灰渣落入炉膛下面的渣斗内,与从除尘器分离出的细灰一起用水冲至灰浆泵房内,再由灰浆泵送至灰场。
2、热能转化为机械能:
在除氧器水箱内的水经过给水泵升压后通过高压加热器送入省煤器。在省煤器内,水受到热烟气的加热,然后进入锅炉顶部的汽包内。在锅炉炉膛四周密布着水管,称为水冷壁。
水冷壁水管的上下两端均通过联箱与汽包连通,汽包内的水经由水冷壁不断循环,吸收着煤爱燃烧过程中放出的热量。部分水在冷壁中被加热沸腾后汽化成水蒸汽,这些饱和蒸汽由汽包上部流出进入过热器中。
饱和蒸汽在过热器中继续吸热,成为过热蒸汽。过热蒸汽有很高的压力和温度,因此有很大的热势能。具有热势能的过热蒸汽经管道引入汽轮机后,便将热势能转变成动能。高速流动的蒸汽推动汽轮机转子转动,形成机械能。
3、机械能转化为电能:
汽轮机的转子与发电机的转子通过连轴器连在一起。当汽轮机转子转动时便带动发电机转子转动。在发电机转子的另一端带着一太小直流发电机,叫励磁机。励磁机发出的直流电送至发电机的转子线圈中,使转子成为电磁铁,周围产生磁场。
当发电机转子旋转时,磁场也是旋转的,发电机定子内的导线就会切割磁力线感应产生电流。这样,发电机便把汽轮机的机械能转变为电能。电能经变压器将电压升压后,由输电线送至电用户。
4、水循环:
释放出热势能的蒸汽从汽轮机下部的排气口排出,称为乏汽。乏汽在凝汽器内被循环水泵送入凝汽器的冷却水冷却,从新凝结成水,此水成为凝结水。凝结水由凝结水泵送入低压加热器并最终回到除氧器内,完成一个循环。
在循环过程中难免有汽水的泄露,即汽水损失,因此要适量地向循环系统内补给一些水,以保证循环的正常进行。高、低压加热器是为提高循环的热效率所采用的装置,除氧器是为了除去水含的氧气以减少对设备及管道的腐蚀。
扩展资料:
火力发电厂能量转换过程:
1、燃料的化学能转化为热能在锅炉设备中实现。
2、热能转化为机械能在汽轮机中实现。
3、机械能转化为电能在发电机中实现。
火力发电厂的主要参数和指标:
火力发电厂的使用燃料分类:
1、燃煤电厂:燃煤有无烟煤、半烟煤、烟煤、褐煤和低质煤五大类。
2、燃油电厂:燃油有重油、柴油和原油,一般不发展燃油电厂。
3、燃气电厂:燃气有天然气、人工煤气和地下气化煤气。
燃气-蒸汽轮机联合循环,是把燃气轮机和蒸气轮机这两种按不同热力循环工作的热机联合在一起的装置,有时也简称为联合循环。为了提高热机的效率,应该尽可能地提高热机中的加热温度和降低排热温度。但蒸汽轮机和燃气轮机的热力循环都不能很好满足上述要求。如把它们结合起来,以燃气轮机的排热来加热蒸汽,就可以同时取得燃气轮机加热温度较高和蒸汽轮机排热温度较低的双重优点。
联合循环的理论基础早已建立。热力学奠基人之一卡诺就提出过联合循环的概念。但是直到20世纪中叶,才开始有实用的联合循环动力装置。发展联合循环的关键是要研制出高温、高性能、大功率的燃气轮机。为了适应石油短缺的形势,在燃气轮机中有效烧煤也是一项关键技术。目前,世界各先进工业国家均已有定型联合循环机组产品。其中功率最大的已超过60万千瓦,最高热效率已高达47%以上。它作为热电并供机组使用,燃料利用率可高达80%左右,单机组最长运行时间已超过10万小时。热机的热效率要提高1%都是非常困难的,而联合循环却只要把燃气轮机和蒸汽轮机结合起来就可以大幅度节约能源。