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一、实习目的:
1)建立有关工艺过程、系统原理和设备的感性认识,初步了解有关系统和设备的操作步骤和方法,提高我们的实践潜力,为后续专业基础课程、专业课程的学习打下良好的基础。
2)了解本专业的主要资料,加深对本专业的了解,提高我们的专业兴趣和专业学习的主观能动性。
3)培养我们团结协作、吃苦耐劳的精神,增强我们为社会进步和经济发展服务的使命感和职责感。
4)初步了解研究和解决工程实际问题的基本方法,培养我们树立正确的工程意识和工程观点。
5)初步了解本专业的发展现状和前景,培养我们树立正确的专业思想和学习态度,明确学习的方向。
二、热电厂的基本介绍:
1、热电厂的主要概念
热电厂的生产过程实质上是四个能量形态的转换过程,首先化石燃料的化学能经过燃烧转变为热能,这个过程在蒸气锅炉的燃烧室内完成;再是热能转变为机械能,这个过程在汽轮机内完成;最后透过发电机将机械能转变为电能。
2、火电厂的主要系统有原料系统、燃烧系统、汽水系统、电气系统等。
三、热电厂的完整发电过程。
煤炭的热能透过锅炉转化为高温高压的水蒸气,高温高压的水蒸气透过汽轮机转化为转子的旋转机械能,机械能再透过发电机转化为电能。具体如下:
1、燃烧过程:
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。煤粉燃烧后构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透过烟囱排入大气。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,另一方面也能够降低排烟温度,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齐用水冲至灰浆泵房内,再由灰浆泵送至灰场。
2、机械能转化为电能:
汽轮机的转子与发电机的转子透过连轴器联在一齐。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。
3、传热过程和水的汽化过程
在除氧器水箱内的水经过给水泵升压后透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透过联箱与汽包连通,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,便将热势能转转成动能。高速流动的蒸汽推动汽轮机转子转动,构成机械能。
四、除硫及除杂过程
(1)、除硫
技术特点
1、高速气流设计增强了物质传递潜力,降低了系统的成本,标准设计烟气流速到达4.0m/s。
2、的塔体尺寸,系统采用尺寸,平衡了SO2去除与压降的关系,使得资金投入和运行成本最低。
3、技术成熟可靠,多用于55.000MWe的湿法脱硫安装业绩。
4、吸收塔液体再分配装置,有效避免烟气爬壁现象的产生,提高经济性,降低能耗。从而到达:
a、脱硫效率高达95%以上,有利于地区和电厂实行总量控制;
b、技术成熟,设备运行可靠性高(系统可利用率达98%以上);
c、单塔处理烟气量大,SO2脱除量大;
d、适用于任何含硫量的煤种的烟气脱硫;
e、对锅炉负荷变化的适应性强(30%~100%BMCR);
f、设备布置紧凑减少了场地需求;
g、处理后的烟气含尘量大大减少;
h、吸收剂(石灰石)资源丰富,价廉易得;
i、脱硫副产物(石膏)便于综合利用,经济效益显著。
工艺流程
石灰石(石灰)――石膏湿法脱硫工艺系统主要有:烟气系统、吸收氧化系统、浆液制备系统、石膏脱水系统、排放系统组成。其基本工艺流程如下:
锅炉烟气经电除尘器除尘后,透过增压风机、GGH(可选)降温后进入吸收塔。在吸收塔内烟气向上流动且被向下流动的循环浆液以逆流方式洗涤。循环浆液则透过喷浆层内设置的喷嘴喷射到吸收塔中,以便脱除SO2、SO3、HCL和HF,与此同时在“强制氧化工艺”的处理下反应的副产物被导入的空气氧化为石膏(CaSO42H2O),并消耗作为吸收剂的石灰石。循环浆液透过浆液循环泵向上输送到喷淋层中,透过喷嘴进行雾化,可使气体和液体得以充分接触。每个泵通常与其各自的喷淋层相连接,即通常采用单元制。
在吸收塔中,石灰石与二氧化硫反应生成石膏,这部分石膏浆液透过石膏浆液泵排出,进入石膏脱水系统。脱水系统主要包括石膏水力旋流器(作为一级脱水设备)、浆液分配器和真空皮带脱水机。经过净化处理的烟气流经两级除雾器除雾,在此处将清洁烟气中所携带的浆液雾滴去除。同时按特定程序不时地用工艺水对除雾器进行冲洗。进行除雾器冲洗有两个目的,一是防止除雾器堵塞,二是冲洗水同时作为补充水,稳定吸收塔液位。
在吸收塔出口,烟气一般被冷却到46~55℃左右,且为水蒸气所饱和。透过GGH将烟气加热到80℃以上,以提高烟气的抬升高度和扩散潜力。最后,洁净的烟气透过烟道进入烟囱排向大气。
脱硫过程主反应
1、SO2+H2O→H2SO3吸收
2、CaCO3+H2SO3→CaSO3+CO2+H2O中和
3、CaSO3+1/2O2→CaSO4氧化
4、CaSO3+1/2H2O→CaSO31/2H2O结晶
5、CaSO4+2H2O→CaSO42H2O结晶
6、CaSO3+H2SO3→Ca(HSO3)2pH控制
同时烟气中的HCL、HF与CaCO3的反应,生成CaCl2或CaF2。吸收塔中的pH值透过注入石灰石浆液进行调节与控制,一般pH值在5.5~6.2之间。
主要工艺系统设备及功能
1、吸收系统
吸收系统的主要设备是吸收塔,它是FGD设备的核心装置,系统在塔中完成对SO2、SO3等有害气体的吸收。湿法脱硫吸收塔有许多种结构,如填料塔、湍球塔、喷射鼓泡塔、喷淋塔等等,其中喷淋塔因为具有脱硫效率高、阻力小、适应性、可用率高等优点而得到较广泛的应用,因而目前喷淋塔是石灰石――石膏湿法烟气脱硫工艺中的主导塔型。
喷淋层设在吸收塔的中上部,吸收塔浆液循环泵对应各自的喷淋层。每个喷淋层都是由一系列喷嘴组成,其作用是将循环浆液进行细化喷雾。一个喷淋层包括母管和支管,母管的侧向支管成对排列,喷嘴就布置在其中。喷嘴的这种布置安排可使吸收塔断面上实现均匀的喷淋效果。吸收塔循环泵将塔内的浆液循环打入喷淋层,为防止塔内沉淀物吸入泵体造成泵的堵塞或损坏及喷嘴的堵塞,循环泵前都装有网格状不锈钢滤网(塔内)单台循环泵故障时,FGD系统可正常进行,若全部循环泵均停运,FGD系统将保护停运,烟气走旁路。
氧化空气系统是吸收系统内的一个重要部分,氧化空气的功能是保证吸收塔反应池内生成石膏。氧化空气注入不充分将会引起石膏结晶的不完善,还可能导致吸收塔内壁的结垢,因此,对该部分的优化设置对提高系统的脱硫效率和石膏的品质显得尤为重要。
吸收系统还包括除雾器及其冲洗设备,吸收塔内最上面的喷淋层上部设有二级除雾器,它主要用于分离由烟气携带的液滴,采用阻燃聚丙烯材料制成。
2、烟气系统
烟气系统包括烟道、烟气挡板、密封风机和气――气加热器(GGH)等关键设备。吸收塔入口烟道及出口至挡板的烟道,烟气温度较低,烟气含湿量较大,容易对烟道产生腐蚀,需进行防腐处理。烟气挡板是脱硫装置进入和退出运行的重要设备,分为FGD主烟道烟气挡板和旁路烟气挡板。前者安装在FGD系统的进出口,它是由双层烟气挡板组成,当关掉主烟道时,双层烟气挡板之间连接密封空气,以保证FGD系统内的防腐衬胶等不受破坏。旁路挡板安装在原锅炉烟道的进出口。FGD当系统运行时,旁路烟道关掉,这时烟道内连接密封空气。旁路烟气挡板设有快开机构,保证在FGD系统故障时迅速打开旁路烟道,以确保锅炉的正常运行。
经湿法脱硫后的烟气从吸收塔出来一般在46~55℃左右,内含饱和水汽、残余的SO2、SO3、HCl、HF、NOx,其携带的SO42-/sup》、SO32盐等会结露,如不经过处理直接排放,易构成酸雾,且将影响烟气的抬升高度和扩散。为此湿法FGD系统通常配有一套气――气换热器(GGH)烟气再热装置。气――气换热器是蓄热加热工艺的一种,即常说的GGH。它用未脱硫的热烟气(一般130~150℃)去加热已脱硫的烟气,一般加热到80℃左右,然后排放,以避免低温湿烟气腐蚀烟道、烟囱内壁,并可提高烟气抬升高度。烟气再热器是湿法脱硫工艺的一项重要设备,由于热端烟气含硫、温度高,而冷端烟气温度低、含水率大,故气――气换热器的烟气进出口均需用耐腐蚀材料,如搪玻璃、柯登钢等,传热区一般用搪瓷钢。
另外,从电除尘器出来的烟气温度高达130~150℃,因此进入FGD前要经过GGH降温器降温,避免烟气温度过高,损坏吸收塔的防腐材料和除雾器。
3、浆液制备系统
浆液制备通常分湿磨制浆与干粉制浆两种方式。
不同的制浆方式所对应的设备也各不相同。至少包括以下主要设备:磨机(湿磨时用)、粉仓(干粉制浆时用)、浆液箱、搅拌器、浆液输送泵。
浆液制备系统的任务是向吸收系统带给合格的石灰石浆液。通常要求粒度为90%小于325目。
4、排放系统
排放系统主要由事故浆池、区域浆池及排放管路组成。
5、石膏脱水系统
石膏脱水系统包括水力旋流器和真空皮带脱水机等关键设备。
水力旋流器作为石膏浆液的一级脱水设备,其利用了离心力加速沉淀分离的原理,浆液流切向进入水力旋流器的入口,使其产生环形运动。粗大颗粒富集在水力旋流器的周边,而细小颗粒则富集在中心。已澄清的液体从上部区域溢出(溢流);而增稠浆液则在底部流出(底流)。
真空皮脱水机将已经经过水力旋流器一级脱水后的石膏浆液进一步脱水至含固率到达90%以上。
6、热工自控系统
为了保证烟气脱硫效果和烟气脱硫设备的安全经济运行,系统装备了完整的热工测量、自动调节、控制、保护及热工信号报警装置。其自动化水平将使运行人员无需现场人员配合,在控制室内即可实现对烟气脱硫设备及其附属系统的启、停及正常运行工况的监视、控制和调节,系统同时具备异常与事故工况时的报警、连锁和保护功能。
(2)、除尘
除尘设备,是指把粉尘从烟气中分离出来的设备。电厂中的除尘设备有电除尘和袋式除尘设备。具体介绍如下:
电除尘设备是火力发电厂必备的配套设备,它的功能是将燃灶或燃油锅炉排放烟气中的颗粒烟尘加以清除,从而大幅度降低排入大气层中的烟尘量,这是改善环境污染,提高空气质量的重要环保设备。它的工作原理是烟气透过电除尘设备主体结构前的烟道时,使其烟尘带正电荷,然后烟气进入设置多层阴极板的电除尘设备通道。由于带正电荷烟尘与阴极电板的相互吸附作用,使烟气中的颗粒烟尘吸附在阴极上,定时打击阴极板,使具有必须厚度的烟尘在自重和振动的双重作用下跌落在电除尘设备结构下方的灰斗中,从而到达清除烟气中的烟尘的目的。
五、总结
透过去热电厂实习,以及技术人员和工人师傅的讲解,了解水处理车间的工作流程和工作原理,了解各个处理过程的作用和目的;了解锅炉的基本构造和工作原理,锅炉制气的流程、装置设备以及对烟气处理的方法和灰渣,灰粉的灰回收利用;换热站的组成设备及各自的作用,工作原理和流程,遥控室中自动控制压力、温度的控制器等;
人的一生中,校园并不是真正永久的校园,而真正的校园只有一个,那就是社会。大学生社会实践是引导我们学生走出校门,走向社会,接触社会,了解社会,投身社会的良好形式;是促使大学生投身改革开放,向工农群众学习,培养锻炼才干的好渠道;是提升思想,修身养性,树立服务社会的思想的有效途径。透过参加社会实践活动,有助于我们在校大学生更新观念,吸收新的思想与知识。
我从中领悟到了很多的东西,而这些东西将让我很受用。虽然只有仅仅一个小时,也让大家很兴奋,大概是对电厂有了更深的了解,了解了自己以后的工作单位吧。对电厂也有了一个感性的认识。也许有的同学会用心的学习,使自己的知识更加丰富,明白更多的专业知识。
实习地点:浙江省嘉兴市
实习时间:20xx年11月1日至20xx年11月4日
实习目的
通过参观工厂的生产实际,将理论知识与生产实践相结合,优化知识结构,提高思考分析能力。在参观过程中,通过向技术人员提问学习,了解与初步掌握本专业相关产品技术参数等方面的实际知识和相关标准,增强对发电机控制设备 ,蒸汽锅炉,核能源发电系统,控制系统及辅助设备的组成及结构的具体知识,为今后专业课程的学习、专业课程设计及毕业设计打下良好的基础。此外,经过对热电厂和核电站的实地了解,为今后专业课更好的深入理论掌握理论,打下基础。
实习内容:
对于任何一个企业,安全生产是第一。在浙江嘉化能源化工有限公司的嘉化兴港热电厂发电机组参观前,需要接受的课程是企业安全生产教育。企业的生产以“安全第一,预防为主”为方针。学习了参观实习前需要的各个注意环节,佩带安全防护装备,以及相应的事故处理方法技巧。企业必须对新工人进行安全生产在施工或维修现场活动需戴安全帽,安全帽有规定的戴法,正确的佩戴才能起到安全防护,缓冲重物砸击的力量,否则安全帽将失去保护头部的作用。
发生氯气泄漏事件时,切忌惊慌,应向上风向地区转移,并用湿毛巾护住口鼻;到了安全地带立即休息,避免剧烈运动,以免加重心肺负担,恶化病情;眼或皮肤接触液氯时立即用清水彻底冲洗,中毒者可适当使用钙剂、维生素C和脱水剂;早期足量使用糖皮质激素和抗生素,可以减轻呼吸道和肺部损伤;三氧化硫发生泄漏时可以看到白色的雾团,因为三氧化硫极易与水凝结形成强酸,所以应避免三氧化硫与眼睛鼻子等有水存在的器官接触,以免受到严重的伤害。见到白色的雾团要及时躲开并往上风口地区移动。安全教育结束后有笔试部分以巩固相关知识,然后便可进入实地参观实习。嘉化工业园110v嘉化兴港变电站的热电主控室里,有远程控制系统。主控1号机2号机3号机和新2号机(原4号机)的发电组设备运行。
发电机组成
发电机通常由定子、转子、端盖及轴承等部件构成。 定子由定子铁芯、线包绕组、机座以及固定这些部分的其他结构件组成。 转子由转子铁芯(或磁极、磁扼)绕组、护环、中心环、滑环、风扇及转轴等部件组成。由轴承及端盖将发电机的定子,转子连接组装起来,使转子能在定子中旋转,做切割磁力线的运动,从而产生感应电势,通过接线端子引出,接在回路中,便产生了电流。在发电机发电的前后需要大量的配送电设备,更需要许多的电力保护。
发电机励磁及发电机灭磁
励磁装置是指同步发电机的励磁系统中除励磁电源以外的对励磁电流能起控制和调节作用的电气调控装置。励磁系统是电站设备中不可缺少的部分。励磁系统包括励磁电源和励磁装置,其中励磁电源的主体是励磁机或励磁变压器;励磁装置则根据不同的规格、型号和使用要求,分别由调节屏、控制屏、灭磁屏和整流屏几部分组合而成。
励磁装置的使用,是当电力系统正常工作的情况下,维持同步发电机机端电压于一给定的水平上,同时,还具有强行增磁、减磁和灭磁功能。对于采用励磁变压器作为励磁电源的还具有整流功能。励磁装置可以单独提供,亦可作为发电设备配套供应。
励磁系统的主要作有:
1)根据发电机负荷的变化相应的调节励磁电流,以维持机端电压为给定值;
2)控制并列运行各发电机间无功功率分配;
3)提高发电机并列运行的静态稳定性;
4)提高发电机并列运行的暂态稳定性;
5)在发电机内部出现故障时,进行灭磁,以减小故障损失程度;
6)根据运行要求对发电机实行最大励磁限制及最小励磁限制。
发电机的灭磁装备是起保护作用的,灭磁与励磁同时存在。励磁系统是电站设备中通过对发电机端电压进行检测,或者还要进行信号的隔离,这是防止干扰的,然后和AVR内部设定的电压值进行对比,对这个偏差量然后进行放大,用他去触发励磁的输出,从而控制了励磁的输出,这个励磁的变化从而又弥补了发电机电压的变化,使其尽快回归正常的电压水平,通过这样一个原理使得发电机的电压持续稳定在一个恒定的水平。在此次实习的主控室看到的发电机的励磁输出是可控硅输出的,有的是全波整流的,有的是半波整流的,当然全波的性能好一些。这些可控硅的触发信号就来自于实际值和设定值的偏差量。比如当发电机的实际电压偏离了正常电压,高了一点的时候,这个电压和设定电压的偏差,就被放大,然后触发可控硅,使得AVR的励磁输出减小一些,这样电压就会下降一点又回归正常值。
发电机的自动同期装置
发电机要对外发电,就要与系统并网,并网的条件是发电机与系统之间的相位、频率、电压三者都要相同时,即所谓同期时才能并网,否则强行并网会对发电机轴系产生强大扭矩,损坏发电机,对电网也会产生冲击;发电机的同期装置就是监测发电机与系统的状况,在符合并网条件时,自动合上开关,使发电机并网。
发电工作保护
在许多的调节柜和测控屏中,备用装置占大多数,很多指示灯都指向备用状态。在电的配送管理中,保护力度很大,以防突然事故引起的电力无法供应,以此造成的严重损失。如果突然事故的发生造成电力的输送中断,蓄电装置储存有一定的电量,会自动并且及时的启动。在短时间内提供所需电力,为维修提供缓冲空间。各个备用系统也将随之运行,很多备用装置都是自动化的,因为电力的配送管理过程中,这些工作保护都是必不可少的。
根据对供电可靠性的要求及中断供电在政治、经济上所造成损失或影响的程度进行分级,即是对用电方进行的一种保护。
嘉化兴港热电厂供配电(工程师介绍)
热电厂的电力主要是供应企业内的用电。其工程有一期和二期,一期是最初的投入建设,二期部分已经投入运行。本企业以供汽为主,发电为辅。嘉化兴港热电厂所发电力主要供工业园区的氯碱工业等使用。嘉化兴港热电厂是嘉化工业园区的一部分。
4号5号发电机组
4号5号发电机组远程控制室和110v嘉化兴港变电站的热电主控室类似,有电脑数据控制和室内的设备控制,发电机的励磁灭磁调节,发电机自动同期装置,各种保护及备用等。
灭弧装置
灭弧装置就是为了防止由于触点断开时产生的电弧火花造成不必要的损失而设置的。在一此大电流电路上,触头或开关的通断都会产生电弧火花,可能会造成以下危害:
1、烧伤触点触头等,久而久之使电路接触不良,造成电路的损坏。
2、可能对人的眼、皮肤等造成电弧灼伤,对人体造成不可臆测的危害。
3、在一些对电弧火花敏感的地方,如煤气厂或充置可燃性气体的地方,一丁点的电弧火花都可能引起爆炸等。
4、电弧火花可能随着电路对一些电子产品(如集成电路)造成击穿损坏等。所以为了安全起见,在有大电流可能引起的触点触头等地方都要加装一个金属盒来屏蔽电弧火花的产生,在交流接触器最为常见。
变频器
电压和频率固定不变的交流电变换为电压或频率可变的交流电的装置称作“变频器”。该设备首先要把三相或单相交流电变换为直流电。然后再把直流电变换为三相或单相交流电。变频器同时改变输出频率与电压,因此变频器可以使电机以较小的启动电流,获得较大的启动转矩,即变频器可以启动重载负荷。
变频器具有调压、调频、稳压、调速等基本功能,应用了现代的科学技术,价格昂贵但性能良好,内部结构复杂但使用简单,所以不只是用于启动电动机,而是广泛的应用到各个领域,各种各样的功率、各种各样的外形、各种各样的体积、各种各样的用途等都有。
高压变频器是指输入电源电压在3KV以上的大功率变频器。
控制器
控制器由高速单片机处理器、人机操作界面和PLC共同构成。
一 认识实习的任务与目的
为了更好的认识与了解专业知识,并拓展实际的知识面,我们参观了大武口发电厂。通过对该厂的初步认识,加深了我们对电厂及其相关行业的了解,并对其厂内设备有了初步认识。总的来说,认识实习的目的是熟悉专业相关企业(主要是火力发电厂)的主要热力系统、设备技术特点及其布置,重点认识主要热力设备的结构和基本原理,为以后工作建立感性认识,奠定必要的基础。在这次的认识实习中,我们的主要任务是了解火电厂的两个主要设备及其他辅助设备。
二 火力发电厂的生产过程
我们认识实习所去的大武口电厂使用的燃料是煤炭,是凝汽式发电厂。其生产过程概括的说就是把燃料(煤炭)中含有的化学能转变为电能的过程。整个生产过程可分为以下三个阶段:
(1)燃料的化学能在锅炉中转变为热能,加热锅炉中的水使之变为蒸汽,称为燃烧系统。
(2)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,称为汽水系统。
(3)由汽轮机旋转的机械能带动发电机发电,把机械能转变为电能,称为电气系统。
发电厂生产过程
(一) 燃烧系统
燃烧系统由输煤、磨煤、燃烧、烽烟、灰渣等环节组成。
(1)输煤。电厂的用煤量是非常大的,我们所实习的大武口电厂周围有很多煤矿,故其所用煤非常方便。
(2)磨煤。用轮船将煤运至电厂的储煤场后,经初步筛选处理,用输煤皮带送到锅炉间的原煤仓。煤从原煤仓落入煤斗,由给煤机送入磨煤机磨成煤粉,并经空气预热器送来的一次风烘干并带至粗粉分离器。该厂磨煤机选用HP1003磨煤机,一次风正压直吹式制粉系统,将碾磨好的煤粉经分配器均匀送到燃烧器;每台磨另有一个润滑油站,一个液压油站与之相配套使用。在粗粉分离器中将不合格的粗粉分离返回磨煤机再行磨制,合格的细粉被一次风带出分离器,送到锅炉中燃烧。
(3)锅炉与燃烧。一次风携带煤粉与二次风按一定比例混合后经燃烧器喷入炉膛内燃烧。该厂的燃烧器采用LNASB燃烧器。
(4)风烟系统。送风机将冷风送到空气预热器加热,加热后的气体一部分经磨煤机、排粉风机进入炉膛,另一部分经燃烧器外侧套筒直接进入炉膛。炉膛内燃烧形成高温烟气,沿烟道经过热器、省煤器、空气预热器逐渐降温,再经除尘器出去90%~99%的灰尘,经引风机送入烟囱,排向天空。
(5)灰渣系统。炉膛内煤粉燃烧后生成的小灰粒,被除尘器收集成细灰排入冲灰沟,燃烧中因结焦形成的大块炉渣,下落到锅炉底部的渣斗内,经过碎渣机破碎后也排入冲灰沟,再经灰渣水泵将细灰和碎炉渣经冲灰管道排往储灰场。
(二)汽水系统
火电厂汽水系统由锅炉、汽轮机、凝汽器、除氧器、加热器等设备及管道等组成,包括给水系统、循环水系统和补水系统,给水系统。由锅炉产生的过热蒸汽沿主蒸汽管道进入汽轮机,高速流动的蒸汽冲动汽轮机叶片转动,带动发电机旋转产生电能。在汽轮机内作功后的蒸汽,其温度和压力大大降低,最后排入凝汽器并被冷却水冷却凝结成水(称为凝结水),汇集在凝汽器的热水井中。凝结水由凝结水泵打至低压加热器中加热,再经除氧器除氧并继续加热。由除氧器出来的水(叫锅炉给水),经给水泵升压和高压加热器加热,最后送入锅炉汽包(该厂二期锅炉无汽包)。
补水系统。在汽水循环过程中总难免有汽、水泄漏等损失,为维持汽水循环的正常进行,必须不断地向系统补充经过化学处理的软化水,这些补给水一般补入除氧器或凝汽器中,即是补水系统。
循环水系统。为了将汽轮机中作功后排入凝汽器中的乏汽冷凝成水,需由循环水泵从长江之中抽取大量的江水送入凝汽器,冷却水吸收乏汽的热量后再返回。
(三)电气系统,包括发电机、励磁装置、厂用电系统和升压变电所等,如图三所示。
三 实习电厂锅炉设备及系统
锅炉是火力发电厂的三大主要设备之一,它的作用是将水变成高温高压的蒸汽。水要变成高温高压的蒸汽,必须吸热,它的热源来自燃料。燃料在空气的帮助下燃烧、发热、生成高温的燃烧产物(烟气),这个过程就是把燃料的化学能转化为烟气的热能。然后烟气通过锅炉的各种受热面,将这些热能传给水,水吸热后便变成蒸汽。由此可见,锅炉是进行燃料燃烧、传热和使水汽化三种过程的综合装置。
(一) 锅炉的整体概述
锅炉的汽水流程以内置式汽水分离器为界设计成双流程。从冷灰斗进口一直到标高46.46m的中间混合集箱之间为螺旋管圈水冷壁,再连接至炉膛上部的水冷壁垂直管屏和后水冷壁吊挂管,然后经下降管引入折焰角和水平烟道侧墙,再引入汽水分离器。从汽水分离器出来的蒸汽引至顶棚和包墙系统,再进入一级过热器中,然后再流经屏式过热器和末级过热器。再热器分为低温再热器和高温再热器两段布置,低温再热器布置于尾部双烟道中的前部烟道,末级再热器布置于水平烟道中,逆、顺流混合换热。水冷壁为膜式水冷壁,下部水冷壁及灰斗采用螺旋管圈,上部水冷壁为垂直管屏。从炉膛出口至锅炉尾部,烟气依次流经上炉膛的屏式过热器、末级过热器、水平烟道中的高温再热器,然后至尾部双烟道中烟气分两路,一路流经前部烟道中的立式和水平低温再热器、省煤器,一路流经后部烟道的一级过热器、省煤器,最后进入下方的两台回转式空气预热器。制粉系统采用直吹系统,每炉配6台HP1003型磨煤机,B-MCR工况下5台运行。每台磨煤机供布置于一层的LNASB燃烧器,前后墙各3层,每层布置5只。在煤粉燃烧器的上方前后墙各布置1层燃烬风,每层有5只风口。锅炉布置有98只炉膛吹灰器、12只半长吹、50只长吹,空气预热器的冷、热端也配有4只吹灰器,吹灰器由程序控制。炉膛出口两侧各装设一只烟气温度探针,并设置炉膛监视闭路电视系统。锅炉除渣采用碎渣机方案,装于冷灰斗下部。
末级过热器
高温再热器
屏式过热器 低温再热器
燃烧器 一级过热器
省煤器
炉膛及水冷壁
空预器 冷灰斗
(二)锅炉的汽水系统、风烟系统、及制粉系统
1.汽水系统。 该锅炉为直流锅炉,其汽水流程如图五所示。
2.风烟系统。 本锅炉风烟系统为平衡通风系统,即利用一次风机、送风机和引风来克服气流流通过程中的各项阻力。平衡通风系统不仅使炉膛及尾部烟道的漏风不会太大,保证较高的经济性,而且还能防止炉内高温烟气外冒,对于运行人员的安全和锅炉房岛的卫生条件均有好处。风烟系统分为二次风系统、一次风系统和烟气系统。
(1)二次风系统。二次风系统的作用是供给燃料燃烧所需的大量热空气。送风机出口的二次风流经空气预热器的二次风风仓。在空气预热器出口热二次风道设置热风再循环管道;即在环境温度比较低的时候,将空气预热器出口的二次热风引一部分到送风机的入口,以提高进入空气预热器的冷二次风温度,防止空气预热器的低温腐蚀。每台空气预热器对应一组送风机和引风机。两个空气预热器的进、出口风道都横向交叉联接在总风道上,用来向炉膛提供平衡的空气流。
(2)一次风系统。一次风系统的作用是用来干燥和输送煤粉,并供给燃料挥发份燃烧所需要的空气。大气经滤网和消音器进入一次风机,压头提升后,经冷一次风总管分为两路:一路进入磨煤机前的冷一次风管;另一路流经空气预热器,加热成热一次风后进入磨煤机前的热一次风管,热一次风和冷一次风混合后进入磨煤机。在合适的温度和流量下,煤粉被一次风干燥并经煤粉管道输送到燃烧器喷嘴喷入炉膛燃烧一次风的流量取决与燃烧系统所需的一次风量和流经空气预热器的漏风量。密封风机风源来自冷一次风,并最终通过磨煤机而构成一次风的一部分。一次风机出口到空气预热器进口不设置预热装置。
(3)烟气系统。烟气系统的作用是将燃料燃烧生成的烟气流经各受热面传热后连续并及时地排之大气,以维持锅炉正常运行。引风机进口压力与锅炉负荷、烟道流通阻力相关。引风机流量决定于炉内燃烧产物的容积和炉膛出口后面的所有漏入烟道中的空气量,其中最大的漏风量是空气预热器从空气侧漏入烟气侧的空气量。整个风烟系统的流程图如图五所示。
3.制粉系统。 该厂锅炉采用HP磨煤机正压直吹式制粉系统,每台锅炉配6台磨煤机。制粉系统的主要作用有:将燃煤从原煤仓按与磨煤机出力相匹配的速度输入磨煤机;向磨煤机提供一定温度和数量的干燥剂——冷热一次风,使原煤在经历磨制过程的同时完成干燥过程;使煤粉通过分离器进行粒度分级,保证输入燃烧器的煤粉细度合格;通过分离器的合格煤粉被一次风输送,以一定的温度和风煤比,均匀地分配到投运的燃烧器。
(三)锅炉本体设备结构
锅炉的主要性能要求如下:锅炉带基本负荷并参与调峰;锅炉变压运行,采用定-滑-定的方式,压力-负荷曲线与汽轮机相匹配;过热汽温在35%~100%BMCR、再热汽温在50%~100%BMCR负荷范围内,保持在额定值,温度偏差不超过5℃;锅炉在燃用设计煤种时,能满足负荷在不大于锅炉的30%BMCR时不投油长期安全稳定运行,并在最低稳燃负荷及以上范围内满足自动化投入率100%的要求;锅炉燃烧室的设计承压能力不低于±5800Pa,当燃烧室突然灭火内爆,瞬时不变形承载能力不低于±8700Pa。
1.锅炉的启动系统。
本锅炉配有启动系统,以与锅炉水冷壁最低质量流量相匹配。启动系统为内置式启动分离系统,包括四只启动分离器、水位控制阀、截止阀、管道及附件等组成。启动分离器为圆形筒体结构,直立式布置。分离器的设计除考虑汽水的有效分离,防止发生分离器蒸汽带水现象以外,还考虑启动时汽水膨胀现象。分离器带储水箱,锅炉配置启动循环泵。启动系统的功能主要如下:
(1)锅炉给水系统和水冷壁及省煤器的冷态和温态水冲洗,并将冲洗水通过扩容器和冷凝水箱排入冷却水总管。
(2)满足锅炉冷态、温态、热态、和极热态启动的需要,直到锅炉达到30%BMCR最低直流负荷,由在循环模式转入直流方式运行为止。
(3)只要水质合格,启动系统可完全回收工质及其所含的热量。
(4)在最低直流负荷以下运行时,贮水箱出现水位,将根据水位的高低自动打开相应的水位调节阀,进行炉水再循环。
2.省煤器。
在双烟道的下部均布置有省煤器,省煤器以顺列布置,以逆流方式与烟气进行换热。给水经省煤器的入口汇集集箱分别供至前后的省煤器入口集箱。省煤器的管子规格为φ51__6mm,材料为SA-201C,管组横向节距为115mm,共190排。省煤器向上形成共4排吊挂管,用于吊挂尾部烟道中的水平过热器和水平再热器吊挂管的规格为φ51__9mm、材料为SA-213 T12。吊挂管的4只出口集箱两端与两根下降管相连,下降管将水供至水冷壁下集箱。在省煤器烟气入口的四周墙壁上设置了烟气阻流板,避免形成烟气走廊而造成局部磨损。
3.炉膛与水冷壁。
炉膛水冷壁采用焊接膜式壁,炉膛断面尺寸为22187mm__15632mm。给水经省煤器加热后进入外径为φ219mm、材料为SA-106C的水冷壁下集箱,经水冷壁下集箱进入冷灰斗水冷壁。冷灰斗的角度为55°,下部出渣口的宽度为1400mm。灰斗部分的水冷壁由水冷壁下集箱引出的436根直径φ38mm、壁厚为6.5mm材料为SA-213T12、节距为53mm的管子组成的管带围绕成。经过灰斗拐点后,管带以17.893°的倾角继续盘旋上升。
螺旋管圈水冷壁在标高43.61m处通过直径为φ219mm、材料为SA-335 P12的中间集箱转换成垂直管屏,垂直管屏由1312根φ31.8mm、材料为SA-213 T12、节距为57.5mm的管子组成,垂直管屏(包括后水吊挂管)出口集箱的30根引出管与2根下降管相连,下降管分别连接折焰角入口集箱和水平烟道侧墙的下部入口集箱。折焰角由384根φ44.5__6、节距为57.5mm的管子组成,其穿过后水冷壁形成水平烟道底包墙,然后形成4排水平烟道管束与出口集箱相连。水平烟道侧墙由78根φ44.5__6mm的管子组成,其出口集箱与烟道管束共引出24根φ168mm的连接管与4只启动分离器相连,汽水混合物在其中分离。水冷壁管型都为光管。水冷壁总受热面积为4260m2。水冷壁的水容积为67m3。炉膛与上部垂直管圈中间混合集箱 下部螺旋管圈 水平刚性梁 垂直刚性梁 张力板水冷壁的示意图如图六所示。
4.过热器。
经四只汽水分离器引出的蒸汽进入外径为φ219mm的顶棚入口集箱,顶棚过热器由192根φ63.5mm、材料为SA-213 T12、节距为115mm的管子组成,管子之间焊接6mm厚的扁钢,另一端接至外径为φ219mm顶棚出口集箱。顶棚出口集箱同时与后烟道前墙和后烟道顶棚相接,后烟道顶棚转弯下降形成后烟道后墙,后烟道前、后墙与后烟道下部环形集箱相接,并连接后烟道两侧包墙。侧包墙出口集箱的24根φ168mm引出管与后烟道中间隔墙入口集箱相接,隔墙向下引至隔墙出口集箱,隔墙出口集箱与一级过热器相连。
除烟道隔墙的管径为57mm外,烟道包墙的其余管子外径均为φ44.5mm。一级过热器布置于尾部双烟道中的后部烟道中,由3段水平管组和1段立式管组组成,第1、2段水平过热器沿炉宽布置190片、横向节距为115mm,每片管组由4根φ57__8mm、材料为SA-213 T12的管子绕成。至第3段水平过热器,管组变为95片,横向节距为230mm,每片管组由8根φ51__6.6mm、材料为SA-213 T12的管子绕成,立式一级过热器采用相同的管子和节距,并引至出口集箱。经一级过热器加热后,蒸汽经2根φ508mm的连接管和一级喷水减温器进入屏式过热器入口汇集集箱。
屏式过热器布置在上炉膛,沿炉宽方向共有30片管屏,管屏间距为690mm。每片管屏由28根并联管弯制而成,管子的直径为φ38mm,根据管子的壁温不同,入口段材质为SA-213 T91,外圈管及出口段采用SA-213 TP347H。从屏式过热器出口集箱引出的蒸汽,经2根左右交叉的直径为φ508mm连接管及二级喷水减温器,进入末级过热器。末级过热器位于折焰角上方,沿炉宽方向排列共30片管屏,管屏间距为690mm。每片管组由20根管子绕制而成,管子的直径为φ44.5mm,材质为SA-213 T91。蒸汽在末级过热器中加热到额定参数后,经出口集箱和主蒸汽导管进入汽轮机。过热器进、出口集箱之间的所有连接管道均为两端引入、引出,并进行左右交叉,确保蒸汽流量在各级受热面中的均匀分配,避免热偏差的发生。
5.再热器。
我们所参观的锅炉有低温再热器和高温再热器两级再热器。
(1)低温再热器。低温再热器布置于尾部双烟道的前部烟道中,由3段水平管组和1段立式管组组成。1、2、3段水平再热器沿炉宽布置190片、横向节距为115mm,每片管组由5根管子绕成,1、2段的管子规格为φ63.5__4.3mm、材料为SA-210C,3段的管子规格为φ57__4.3mm、材料为SA-209T1a。立式低温再热器的片数变为95片,横向节距为230mm,每片管组由10根管子组成,管子规格为φ57__4.3mm、材料为SA-213 T22。
(2)高温再热器。高温再热器布置于水平烟道内,与立式低温再热器直接连接,逆顺混合换热布置。高温再热器沿炉宽排列95片,横向节距为230mm,每片管组采用10根管,入口段管子为φ57__4.3mm、材料为SA-213 T22,其余管子为φ51__4.3mm、材料为SA-213 T91及TP347。
6.气温调节装置。 过热器系统设有两级喷水减温器,每级减温器均为2只。一级喷水减温器装在一级过热器和屏式过热器之间的管道上,外径为φ508mm,壁厚为84mm,材料为SA-335 P12;二级喷水减温器装在屏式过热器和末级过热器之间的管道上,外径为φ508mm壁厚为68mm,材料为SA-335 P91。再热蒸汽的汽温调节主要采用尾部烟气挡板调温,本锅炉在低温再热器入口管道配置2只事故喷水减温器,减温器的外径为φ610mm,壁厚为25mm,材料为SA-106C。过热器配置两级喷水减温装置,左右分别调节。过热器一级喷水减温水量(BMCR)为58.7T/H;二级喷水减温水量(BMCR)为58.7T/H。总流量不超过BMCR工况12.6%过热蒸汽流量。再热器喷水减温总流量约为3%再热蒸汽流量(BMCR工况)。
7.空气预热器。 每台锅炉配有两台半模式、双密封、三分仓容克式空气预热器,立式布置,烟气与空气以逆流方式换热。预热器型号为31.5-VI(T)-1833-SMR,转子直径为Ф12935mm,传热元件总高度2000mm。预热器转子采用半模式扇形仓格结构,热端和热端中间层传热元件采用DU板型。所有传热元件盒均制成较小的组件,检修时可全部从侧面检修门孔处抽出,更换非常方便。冷端传热元件及元件盒的材料采用耐低温腐蚀的Corten钢制作,可保证使用寿命大于50000小时。 预热器采用双径向、双轴向密封系统。热端静密封采用美国ALSTOM-API新结构,为迷宫式密封结构,既保证密封性能,又可使扇形板上下移动;冷端静密封采用胀缩节式,既保证了不漏风,又可以调整扇形板位置;热端和冷端静密封由通常的单侧密封改为双侧密封,既减少了漏风又提高了使用寿命
(四)燃烧器
燃烧器的设计原则主要有:增大挥发份从燃料中释放出来的速率,以获得最大的挥发物生成量;在燃烧的初始阶段除了提供适量的氧以供稳定燃烧所需要以外,尽量维持一个较低氧量水平的区域,以最大限度地减少NO__生成;控制和优化燃料富集区域的温度和燃料在此区域的驻留时间,以最大限度地减少NO__生成;增加煤焦粒子在燃料富集区域的驻留时间,以减少煤焦粒子中氮氧化物释出形成NO__的可能;及时补充燃尽所需要的其余的风量,以确保充分燃尽。
(五)锅炉风机
锅炉风机主要有送风机、引风机和一次风机。
1.送风机。 该厂送风机型式为动叶可调轴流式风机ASN2730/1400,两台风机并联运行。调节方式为液压动叶调节。水平对称布置,垂直进风,水平出风。安装在室外,由沈阳鼓风机厂生产。
2.引风机。 该厂引风机型式为静叶可调轴流式风机AN35e6(V13+40 ),两台风机并联运行。调节方式为静叶调节。水平布置,两台风机的冷却风机对称布置,可调节前导叶电动执行机构安装位置从电机一端看均在风机右侧。卧式、垂直进气。由成都电力机械厂生产。
3.一次风机。 该厂一次风机型式为动叶可调轴流式风机AST-1792/1120,两台风机并联运行。调节方式为液压动叶调节。水平对称布置,垂直进风,水平出风。叶轮级数为两级。
四 实习电厂汽轮机设备及系统
汽轮机也是发电厂的三大设备之一,是发电厂的原动机,它是把蒸汽的热能转化为大轴的机械能。通过锅炉与汽轮机之间的热力系统完成工质的汽水循环,热力系统包括凝汽冷却系统,回热加热系统、疏水系统以及补水系统等若干子系统,并利用各种热力设备来完成各自的功能凝汽冷却系统主要使汽轮机的出口汽造成真空,让进入汽轮机的出口汽及工作蒸汽从高的压力和温度,膨胀到可能达到的最低压力,尽可能的多方出热量变为机械能。同时,使乏汽加以冷却凝结成水,该系统由凝汽器、抽汽器、冷水塔及管道等主要设备组成。回热加热系统的主要作用是为减少进入凝汽器的蒸汽量,以减少热量损失,提高热效率,利用汽轮机的各级抽汽,在逐级加热器中给水加热,该系统的主要设备有回热加热器、除氧器等。随机组的型式和供热要求的不同,抽汽的级数和压力也不同。
为保证热力系统的正常工作且适应电能负荷的变化要求,汽轮机设置有调速系统,用调速器来保证汽轮机的转速在允许的范围内变化。同时在汽轮机上还装设有保护装置,最常见的有危机保安器、盘车装置以及轴向装置等。该汽轮机高、中、低压缸均采用已有成熟运行业绩的结构和材料。高压内缸、喷嘴室及喷嘴、中压内缸、导流环等部件选用在高温下持久强度较高的材料 。在每个低压缸上半部设置的排汽隔膜阀(即大气阀),爆破压力值为34.3 kPa(g)。低压缸与凝汽器采用不锈钢弹性膨胀节连接,凝汽器与基础采用刚性支撑的方式。采用上猫爪支撑方式。高中缸为双层缸结构,低压缸为三层缸结构。汽轮机总内效率92.04(包括压损) %;高压缸效率86.41%;中压缸效率92.55%;低压缸效率92.97 %。通流级数分别为高压缸8级中压缸6级低压缸2__2__7级。
(二)转子、静子部分
1 高、中、低压缸转子。 汽轮机转子采用无中心孔整锻转子。各个转子的脆性转变温度(FATT)的数值:高中压转子100℃,低压转子 6.6℃。 2 叶轮。 低压末级及次末级叶片应具有可靠的抗应力腐蚀及抗水蚀措施,汽轮机设有足够的除湿用的疏水口。末级叶片第一台采用镶焊司太立合金,第二台采取高频淬火的措施防止水刷。末级叶片长度:1016mm。
3 轴承。 主轴承是自对中心型水平中分轴承。任何运行条件下,各轴承的回油温度不超过65℃,每个轴承回油管上有观察孔及温度计插座。运行中各轴承设计金属温度不超过90℃,但乌金材料允许在112℃以下长期运行。
4 盘车。 电动盘车,转速1.5r/min,电动机容量/电15/380 kW/V。当所有条件满足后,盘车电机启动,延时10S电磁阀通电,气缸进气啮合,齿轮投入到位时,通过一位置开关发出盘车齿轮“啮合到位”开关信号,30秒后电磁阀断电 ,至此盘车过程完成 。
(三)凝汽器
凝汽器的设计条件以VWO工况为设计工况,循环倍率为55,循环水温升不超过10℃,循环水设计水温20℃。在凝汽器的喉部装有两组低压加热器。凝汽器采用外部反冲洗,反冲洗蝶阀的口径为Dn1600。凝汽器束管材为
TP317L,凝汽器有效冷却面积不小于38000m2。空冷区和通道外侧采用厚壁管。保证管子与管板连接严密,防止循环水混入汽侧。凝汽器的水室设有分隔板,循环水能通过一侧的进出口单侧运行,此时汽轮机能达到75% TRL的出力。在规定的负荷运行范围内,凝汽器出口凝结水的含氧量不超过20PPb。凝汽器设计应考虑承受最大工作压力,凝汽器水室设计压力不小于0.4Mpa(g)。凝汽器内设有为低压旁路排汽用的减温、消能装置,当旁路系统投入运行时,低压缸排汽温度不超过其限定值。具体参数见表四:
五 主要辅助设备
火电厂主要辅助设备有风机,泵以及回热加热器等。这里只介绍主要水泵、风机和回热加热器。
(一)电厂主要水泵
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,它是维持火电厂蒸汽动力循环不可缺少的设备,是火电厂的主要辅助设备之一。
在火电中应用泵的地方很多,例如,用给水泵给锅炉提供给水,用凝结水泵从整齐器热井中抽送凝结水,用循环水泵向蒸汽器供应冷却水。为了使凝汽器中的空气和其他不凝气体的排出,要用到真空泵或射水泵;为了排出加热器和管路等中的疏水,要用到疏水泵;火电厂蒸汽动力循环过程中,会存在着汽水损失,因此要用到补充水泵;为了冷却火电厂大型旋转机械的轴承或其润滑油等,要用到工业水泵以提供冷却水;汽轮发电机组的油系统中,要用到顶轴油泵、启动油泵和主油泵等,以提供润滑油和调节用油。
泵的主要性能参数有:流量、扬程、功率、效率、转速和必须气浊余量等。火电厂中的泵多数属于叶片式泵,并以离心泵为主。以离心泵为例,火电厂主要的泵的工作原理:泵轴通过传动机构与原动机轴联结,原动机带动泵轴及叶轮旋转,流过泵的液体在叶轮中叶片的作用下也产生旋转,并获得能量,液体获得的能量主要是来自旋转时产生的离心力的作用。液体是轴向流入叶轮,径向流出叶轮。火电厂的给水泵、凝结水泵、疏水泵、补充水泵、工业水泵、设、射水泵和部分油泵等都是离心泵,有些循环水泵也采用离心泵。
(二)火电厂主要风机
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,它是火电厂的主要辅助设备之一。在火电厂中的风机主要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、二次风机和排粉风机。风机的主要性能参数有:流量、全压、功率、效率和转速等。火电厂的主要风机为通风机,气体在通风机内的升压较小,气体的密度变化不大,所以气体在通风机中的运动特性与液体在泵中的运动特性比较接近,因此风机与泵之间有许多共同的特性。火电厂的风机属于叶片式风机,并以离心风机为主,随着单元机组容量的增大,轴流风机得到了广泛的应用。离心风机、轴流风机的工作原理分别与离心泵、轴流泵的工作原理相同。与离心风机相比,轴流风机适用于流量很大、全压很低的场合。
(三)火电厂主要回热加热器
火电厂的回热加热器是指利用汽轮机的中间抽汽来加热机组凝结水或给水的装置。回热加热器的类型按加热器中汽水介质的传热方式分,有混合式和表面式两种。在混合加热器中,汽、水两种介质直接混合并进行传热。而在表面式加热器中,汽、水两种介质通过金属表面来实现热量的传递。表面式加热器按布置形式分,有立式和卧式两种;按被加热的水侧压力来分,有低压加热器和高压加热器两种。在现代火电厂中,表面式加热器被广泛应用,一般一台机组只配一台混合式加热器用于对锅炉给水进行除氧,并对不同水流、汽流进行汇集,减少汽水损失和热量损失,这台混合式加热器称为除氧器。从热经济性上考虑,除氧器一般应处于回热系统的中间。从凝汽器到除氧器之间的表面式回热加热器为低压加热器;除氧器到锅炉之间的回热加热器为高压加热器。
六 实习心得体会
最近在老师的指导和带领下,我们分小组去大武口电厂进行了一天的参观实习。这次实习应该是我们大四毕业后,开始走上社会的最后一课,让我们熟悉一下专业课的相关内容。到电厂的第一感觉,就是井然有序,处处充斥着纪律性,从进入车间开始就能感觉到。这也应该是一个企业安全有效管理的体现吧。前几天上午的安全教育是必不可少的,但是由于我们实习时间的较短,所以也就只能抓重点了。刚开始参观主要是汽轮机,汽轮机也是以前学的比较重要的一门课了,所以我们也比较仔细。接着主要任务是参观锅炉。带领我们参观的是老职工,经验很丰富,给我们讲解的很仔细。这次实习让我们认清了理论与实际的差距,在以后的社会中不能眼高手低。死背定理、公式对我们能力的培养并无益处,只有思索书本上的理论于实际生产中的应用才能真正让我们学有所用。从真正意义上来讲,这短短的参观也就仅仅是参观而已,谈不上实习,但是就当作参观,也未必不可,而且对我们也会有很大的帮助。
一.实习的目的和意义
本次实习的目的是熟悉电气工程及其自动化专业相关企业,主要是火力发电厂的主要电气系统的结构及设备工作原理流程。本次实习参观的单位是新疆天富东热电厂。在学院老师及领导的安排下,我们进行了为期四周的生产实习,生产实习是我们电气专业学习的一个重要环节,是将课堂上学到的理论知识与实际相结合的一个很好的机会,对强化我们所学知识和检查知识掌握程度有很好的帮助。本次实习以参观实习为主,实习方式主要是请企业专工以讲座形式介绍有关内容,然后同学们下生产车间参观并帮助他们做些卫生劳动,有兴趣的同学可以向技术生产工作人员学习请教相关知识。通过实习,可以使我们对火力发电厂主要生产设备的基本结构、工作原理及性能等有一个系统、全面的了解,并为毕业后的工作积累一些经验。
二. 电厂工作原理与发电过程
火力发电厂是利用煤、石油、天然气等燃料的化学能产出电能的工厂,即为燃料的化学能→蒸汽的热势能→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,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、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。郑东新区热电厂的原料就是原煤,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。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。
三.锅炉部分
1.整体概况
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。天富热电厂锅炉的技术参数 : 厂 家:四川川锅锅炉有限公司 ,型号: CG-480/9.81-M4 , 型式:高温高压、自然循环汽包锅炉、四角切圆燃烧,单炉膛∏形布置、平衡通风,全钢架悬吊结构、紧身封闭、固态排渣,燃用烟煤。 汽温调节方式: 过热蒸汽,两级喷水减温。 锅炉额定蒸发量 480 t/h ,过热器出口蒸汽压力 9.81 MPa,过热器出口蒸汽温度 540 ℃, 给水温度 215 ℃, 空气预热器入口一次风温 20 ℃ ,空预器入口二次风温 20 ℃ ,空预器出口一次风温 304 ℃ ,空热器出口二次风温 313 ℃, 锅炉排烟温度 135 ℃ 锅炉效率,
2.锅炉系统
(1)汽水系统: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。
(2)风烟系统: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。
(3)制粉系统: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
3.锅炉本体设备结构
(1)汽包的结构和布置方式
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。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
(2)下降管,炉水泵,定期排污
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
(3)水冷壁的结构,管径,布置方式
炉膛四周炉墙上敷设的受热面通常称为水冷壁。中压自然循环锅炉的水冷壁全部都是蒸发受热面。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,或辐射式再热器。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
(4)省煤器和空气预热器的结构和布置方式
省煤器和空气预热器通常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。
四.汽轮机
1. 整机概况
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
汽轮机按工作原理分为两类:冲动式汽轮机和反动式汽轮机。
喷嘴栅和与其相配的动叶栅组成汽轮机中最基本的工作单元"级",不同的级顺序串联构成多级汽轮机。蒸汽在级中以不同方式进行能量转换,便形成不同工作原理的汽轮机,即冲动式汽轮机和反动式汽轮机。
(1) 冲动式汽轮机。主要有冲动级组成,在级中蒸汽基本上再喷嘴栅中膨胀,在动叶栅中只有少量膨胀
(2)反动式汽轮机。主要有反动级组成,蒸汽在汽轮机的静叶栅和动叶栅中都有相当适度的膨胀。
2. 转子静子等部分组成及功能
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。
一、实习的目的和意义
本次实习的任务是熟悉热能与动力工程专业相关企