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锅炉培训课件660MW第一章超临界燃煤机组简介660MW超临界燃煤发电机组代表了现代火力发电技术的最高水平以印尼Adipala1×660MW超临界燃煤电站为典型案例,该机组采用先进的超临界蒸汽参数,实现了高效率、低排放的目标机组主要特点发电效率达到以上,比亚临界机组提升•42%3-5%、等污染物排放显著降低•NOx SO2自动化程度高,运行稳定可靠•采用模块化设计,维护便利•机组主要性能参数660MW25MPa600°C额定容量主蒸汽压力主蒸汽温度电网负荷基础保障超临界参数运行高温高效发电3000rpm汽轮机转速电网同步50Hz锅炉系统组成660MW燃烧系统锅炉本体•煤粉制备与输送设备•水冷壁炉膛结构•燃烧器及点火装置•过热器、再热器组件•燃烧控制系统•经济器换热装置给水系统排烟系统•给水泵及管道系统•静电除尘器•低压、高压加热器•脱硫脱硝装置•除氧器及水质处理•烟囱及排放监测汽轮机系统组成660MW0102高压汽轮机中压汽轮机接受来自锅炉的新蒸汽,进行第一次功率处理再热后的蒸汽,继续膨胀做功,压力转换,蒸汽压力从降至约进一步降低至约25MPa4MPa
0.6MPa03低压汽轮机完成最终的蒸汽膨胀过程,将蒸汽压力降至冷凝器真空状态关键部件系统辅助系统转子系统承载叶片,传递扭矩润滑油系统轴承润滑冷却••叶片系统蒸汽膨胀做功的核心冷却水系统设备温度控制••密封系统防止蒸汽泄漏真空系统维持冷凝器真空••轴承系统支撑转子稳定运行•超临界锅炉及汽轮机整体流程660MW图从煤炭燃烧到电力输出的完整工艺流程展示了现代火电机组的技术精髓煤粉在炉膛内燃烧产生高温烟气,加热工质水产生超临界蒸汽燃烧产热煤粉燃烧释放化学能蒸汽生成水吸收热量转化为过热蒸汽做功发电蒸汽推动汽轮机带动发电机冷凝回收乏汽冷凝回收继续循环第二章燃烧系统介绍煤粉制备与输送原煤经磨煤机磨制成细度为R90=15%的煤粉,通过一次风输送至燃烧器磨煤机采用中速磨,具有研磨效率高、能耗低的特点煤粉细度控制直接影响燃烧完全性和锅炉效率燃烧器结构与燃烧过程采用低NOx燃烧器技术,通过分级燃烧和浓淡分离,在保证燃烧稳定的前提下,有效控制NOx生成燃烧器采用钝体稳燃技术,确保火焰稳定附着123煤粉输送点火着火充分燃烧一次风携带煤粉进入燃烧器,风粉比例严格控制在
1.8-
2.2等离子点火器提供高温点火源,煤粉快速着火形成稳定火焰之间锅炉热力循环原理超临界锅炉采用直流锅炉设计,工质水从给水泵开始,依次经过经济器、水冷壁、过热器完成相变过程由于工作压力超过水的临界压力
22.064MPa,水和蒸汽之间没有明显的相变界限给水加热1给水在经济器中被烟气预热至接近饱和温度2蒸发受热工质在水冷壁管中吸收辐射热,温度和焓值持续上升过热升温3过热器将蒸汽温度提升至600℃以上的过热状态4再热循环做功后的蒸汽返回再热器二次加热至600℃主蒸汽与再热蒸汽系统蒸汽参数控制主蒸汽压力通过给水调节阀精确控制在25±
0.5MPa范围内温度控制采用喷水减温器,确保出口温度稳定在600±5℃再热蒸汽温度同样控制在600℃,通过烟气挡板和喷水减温实现蒸汽流量与压力调节蒸汽流量根据机组负荷需求自动调节,主蒸汽流量范围为30%-100%额定值压力调节响应时间≤30秒,温度调节响应时间≤120秒,保证了系统的快速响应能力蒸汽旁路系统作用设置高压旁路和低压旁路,用于机组启停过程中的蒸汽疏导和温度控制旁路容量为30%额定蒸汽流量,能够满足快速启停和负荷调节的需要启动旁路调节旁路保护旁路机组启动阶段蒸汽疏导,保护汽轮机安全负荷快速变化时维持蒸汽参数稳定给水系统及加热器给水泵工作原理采用电动给水泵与汽动给水泵并联运行方式电动泵用于启停和低负荷运行,汽动泵承担主要负荷给水泵出口压力达到28MPa以上,克服锅炉阻力并维持工作压力除氧器除去给水中的溶解氧,防止管道腐蚀低压加热器4台低压加热器,给水温度从40℃升至150℃高压加热器3台高压加热器,最终给水温度达290℃锅炉安全与保护系统超温保护超压保护过热器出口温度620℃时自动减温,650℃时紧急停炉再热器温度汽包压力26MPa时开启安全阀,27MPa时强制停炉设置三级压力630℃启动旁路保护保护确保系统安全燃烧异常检测紧急停机流程火焰检测器监控燃烧状态,炉膛负压异常、煤粉断流等立即报警并采取MFT(主燃料跳闸)条件触发时,立即停止燃料供应,开启蒸汽旁保护措施路,确保设备安全停运第三章汽轮机主要部件详解转子结构与材料汽轮机转子采用整锻转子设计,高压转子材料为Cr-Mo-V合金钢,中低压转子采用Ni-Cr-Mo-V合金钢转子经过严格的热处理和动平衡试验,保证运行时的机械强度和动态特性转子长度约12米,重量超过120吨,临界转速远离工作转速3000rpm,确保运行稳定性叶片设计与气动性能密封系统采用三维流动设计技术,叶片型线经过精密计算和试验验证高压级采用反动式叶片,中低压级采用冲动式采用汽封和轴封双重密封体系汽封防止级间蒸汽泄漏,轴封防止外界空气进入和内部蒸汽外泄密封蒸汽设计叶片材料为不锈钢,具有良好的抗疲劳和耐腐蚀性能系统维持适当的密封压差,确保密封效果汽轮机运行参数监测3000rpm25m85°Cμ额定转速振动标准轴承温度±
1.5rpm精度控制正常运行振动限值推力轴承运行温度关键监测项目转速与振动温度监测润滑系统•转速±
0.05%精度监测•轴承金属温度•润滑油温度45-60℃•X、Y方向振动幅值•推力瓦温度•油压
0.15-
0.20MPa•相位角变化趋势•汽缸法兰温度•油质分析与净化•临界转速通过监控•转子热膨胀位移•油箱油位监测汽轮机故障案例分析典型故障案例回顾通过分析实际运行中出现的故障案例,总结经验教训,提高故障预防和处理能力12叶片损伤分析轴承过热故障故障现象机组振动增大,效率下降故障现象轴承温度超过85℃报警原因分析蒸汽品质不良导致叶片冲蚀,或异物撞击原因分析润滑油品质下降、油量不足或轴承瓦块磨造成叶片断裂损预防措施严格控制蒸汽品质,定期内窥镜检查,及处理方法更换润滑油,调整油量,必要时更换轴承时清理异物瓦块3密封泄漏问题故障现象轴封区域冒汽,效率下降原因分析密封间隙增大或密封蒸汽压力不当解决方案调整密封蒸汽参数,必要时更换密封组件汽轮机维护保养要点01日常巡检每班次对汽轮机进行全面巡检,检查振动、温度、声音等异常情况,及时发现和处理问题02定期维护按照维护计划定期更换润滑油、清洗冷却器、校验仪表,确保设备始终处于良好状态03预防性检修根据运行小时数和状态监测结果,制定检修计划,提前更换易损件,防止故障发生04大修项目每4-6年进行一次大修,全面检查转子、叶片、轴承等关键部件,确保设备长期可靠运行监测数据分析备品备件管理•振动趋势分析与预警•关键备件储备清单•温度变化规律总结•供应商资质认证•效率下降原因调查•备件质量检验标准•润滑油品质跟踪•库存管理与更新第四章发电机基本结构与工作原理定子与转子构造发电机定子由铁芯、绕组和机座组成铁芯采用高导磁硅钢片叠压而成,定子绕组为双层分布绕组,星型接法转子为隐极式结构,转子绕组通过滑环和电刷供电励磁定子内径约
4.5米,铁芯长度6米,额定转速3000rpm转子励磁电流约4000A,励磁电压约500V电磁感应发电过程根据法拉第电磁感应定律,当转子在磁场中旋转时,定子绕组切割磁力线产生感应电动势三相定子绕组在空间相差120°,产生三相对称交流电发电机输出电压等级为20kV,通过升压变压器升至500kV并入电网735MVA
0.8520kV
98.8%额定视在功率额定功率因数额定电压设计效率满载运行能力滞后运行状态发电机出口电压发电机冷却系统定子水冷系统氢气冷却系统定子绕组采用内水冷技术,冷却水温度转子和定子铁芯采用氢气冷却,氢气压力40-50℃,流量600m³/h
0.4MPa,纯度98%通风冷却系统氢气循环风机驱动氢气流动,氢冷器降低氢气温度冷却水循环流程冷却水从定子绕组空心导线进入,吸收绕组产生的热量后流出,经过冷却器降温后再循环使用冷却水系统设置双路供水,确保冷却可靠性冷却水质要求导电率5μS/cm,pH值
6.0-
8.0氢气系统特点冷却系统监测•氢气密度小,冷却效果好•氢气压力和纯度实时监测•化学惰性,不会氧化绕组•冷却水温度和流量控制•减少风阻损耗,提高效率•氢气泄漏检测与报警•需要严格的密封和安全措施发电机保护与控制差动保护过载保护检测发电机定子绕组内部故障,如匝间短路、相间短路等采用制动特性差动保护,提高保护灵敏监测发电机定子电流,防止长时间过载运行导致绕组过热设置定时限和反时限两种特性度和可靠性接地保护绝缘监测检测发电机定子绕组单相接地故障采用三次谐波电压和注入信号两种原理,实现100%定子接地在线监测定子绕组绝缘状态,包括绝缘电阻、介质损耗因数、局部放电等参数,及时发现绝缘劣保护化保护系统采用微机保护装置,具有快速、准确、可靠的特点所有保护功能都经过严格的定值计算和现场试验验证保护动作后自动录波,记录故障前后的电气量变化,为故障分析提供依据辅助系统概述润滑油系统包括主机润滑油系统和调速油系统润滑油牌号为ISO VG46,油温控制在40-60℃系统设置主油泵和备用油泵,确保供油可靠性油质定期化验分析,及时补充和更换真空系统维持凝汽器真空度-95kPa以上,提高机组热效率配置水环式真空泵和大气喷射器,双重保证真空度定期检查真空系统密封性,清理冷却水侧污垢水处理系统确保锅炉给水和冷却水质量符合标准包括离子交换、反渗透、加药等处理工艺给水含氧量7μg/L,硅酸根20μg/L,导电率
0.15μS/cm设置在线水质监测装置各辅助系统相互配合,为主设备提供可靠的运行条件系统设计充分考虑了冗余性和可维护性,关键设备均设置备用定期维护和状态监测确保辅助系统长期稳定运行第五章锅炉及汽轮机运行管理启动与停机流程点火升压阶段启动前准备投入等离子点火器,启动第一台磨煤机,建立稳定火焰严格控制升压升温速度,避免热应力过检查设备完整性,确认保护投入,建立辅助系统运行锅炉上水至工作水位,点火前彻底吹扫炉大蒸汽压力升至2MPa后开始暖管膛,时间不少于10分钟并网发电汽轮机冲转发电机升至额定转速后,调整电压和频率与电网同步,合闸并网逐步增加负荷至目标值,整个启当蒸汽参数满足冲转条件时,缓慢开启主汽门,汽轮机转速从0升至3000rpm严格监控振动和动过程需要6-8小时温度,确保安全通过临界转速关键控制参数停机冷却程序•升压速度≤
0.5MPa/min•逐步减负荷至最小运行负荷•升温速度≤3℃/min•汽轮机解列,转为盘车运行•加负荷速度≤2MW/min•锅炉熄火,自然冷却至80℃以下•汽轮机升速≤500rpm/min•停止给水,放水至规定水位运行参数优化燃烧效率调节蒸汽参数优化真空度优化通过调整空气配比、磨煤机出力分配、燃烧器摆角等手段,优化燃烧过程监测烟气维持主蒸汽温度600℃±5℃,再热蒸汽温度600℃±5℃通过喷水减温和燃烧调节通过清理凝汽器、优化冷却水温度、减少漏气等措施,维持凝汽器真空度在-95kPa含氧量控制在3-4%,飞灰含碳量3%,确保燃烧完全相结合的方式,实现蒸汽温度的精确控制以上真空度每提高1kPa,机组效率提升约
0.5%常见运行问题及解决方案燃烧不稳定现象炉膛负压波动大,蒸汽参数不稳原因煤质变化、风煤配比不当、燃烧器结焦处理调整磨煤机出力,优化配风,清理燃烧器蒸汽泄漏现象蒸汽管道或阀门周围有白汽原因密封老化、热应力变形、安装不当处理更换密封件,调整管道支撑,紧固连接振动异常现象汽轮机或发电机振动超标原因转子不平衡、联轴器偏心、基础松动处理动平衡校正,调整联轴器,加固基础效率下降现象同等负荷下煤耗增加原因受热面积灰、真空度下降、漏汽增加处理吹灰清洁,真空系统检修,密封维护建立问题处理档案,记录故障现象、原因分析、处理措施和效果评价定期组织案例分析会议,分享经验教训,提高故障处理能力应急处理与安全管理安全第一,预防为主电力生产安全责任重大,必须树立安全意识,严格执行安全规程,确保人员和设备安全紧急停机操作火灾防护当出现危及人员和设备安全的异常情况时,立即按配置自动火灾报警系统和灭火装置油区设置泡沫下紧急停机按钮系统自动执行MFT逻辑,快速停灭火系统,电气设备区域设置气体灭火系统定期止燃料供应,开启蒸汽旁路,汽轮机自动跳闸演练火灾应急预案,熟练掌握灭火程序人员安全培训定期进行安全教育培训,包括安全操作规程、应急处理程序、个人防护用品使用等新员工必须通过安全培训考试才能上岗应急响应程序安全管理制度
1.立即报告当值长和相关管理人员•安全生产责任制
2.根据预案启动应急响应程序•安全操作规程
3.组织人员疏散和现场警戒•设备缺陷管理
4.配合外部救援力量开展抢险•安全检查制度
5.事后进行事故调查和分析总结•事故报告制度第六章案例分享与实操演练机组典型故障案例与经验总结660MW印尼Adipala电站汽轮机故障分析案例2023年6月,印尼Adipala660MW机组在运行过程中出现汽轮机振动异常增大的故障通过详细的故障分析和处理,为类似机组的运行维护积累了宝贵经验故障发现1机组正常运行时,#5轴承振动从25μm突然增大至85μm,超过报警值2应急处理立即降低负荷至300MW,振动仍持续增大,决定停机检查故障诊断3发现LP转子末级叶片出现裂纹,导致转子不平衡4修复处理更换受损叶片,重新进行动平衡校正,检修耗时72小时维护改进措施效果评价•加强末级叶片定期检查频率•机组振动控制在20μm以下•完善振动在线监测系统•类似故障发生率降低60%•建立叶片疲劳寿命管理制度•平均无故障运行时间提升至8000小时•优化运行工况,避免频繁启停•维护成本降低25%未来技术发展趋势随着智能化技术的发展,660MW机组将朝着更高效率、更低排放、更智能运维的方向发展人工智能在故障诊断、预测性维护方面的应用将大大提高机组的可靠性和经济性通过本次培训课程的学习,希望大家能够掌握660MW锅炉及汽轮机的基本原理、运行特点和维护要点在实际工作中要注重理论与实践相结合,不断积累经验,提高技术水平,为电力安全稳定供应贡献力量。
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