热电厂工艺流程培训课件

热电厂工艺流程培训课件第一章热电厂概述与基本原理热电厂的定义与分类燃煤火电厂燃气火电厂燃油火电厂使用煤炭作为主要燃料是我国电力供应的以天然气为燃料具有清洁高效、启动快速、使用重油或轻质油作为燃料多用于调峰或,,,主力军技术成熟、装机容量大调峰能力强的优势偏远地区供电,热力学基础与能量转换原理热力学第一定律能量转换流程能量守恒定律指出能量既不能凭空产生也不能凭空消失只能从一种形,,,化学能式转化为另一种形式热电厂正是将燃料的化学能依次转化为热能、机械能、最终转化为电能燃料燃烧释放热力学第二定律热能热量不能自发地从低温物体传向高温物体任何能量转换过程都存在不可,逆损失这决定了热电厂的热效率存在理论上限实际运行中需不断优化加热水成蒸汽,以接近理论极限机械能蒸汽推动汽轮机电能热电厂整体流程示意图热电厂的核心工艺流程可概括为燃料在锅炉中燃烧产生高温高压蒸汽蒸汽推动汽轮机:,旋转汽轮机带动发电机转子切割磁力线产生电能最后通过变压器升压后送入电网整,,个过程涉及燃烧系统、热力系统、汽轮发电系统、冷却系统、电气系统等多个子系统的协同工作第二章锅炉系统详解锅炉的结构与工作原理炉体燃烧系统过热器与再热器炉膛是燃料燃烧的主要场所采用悬浮燃烧或层燃方式通过合理的风过热器将饱和蒸汽加热至过热状态提高蒸汽温度和热效率再热器对,,,;煤配比实现完全燃烧释放最大热量做功后的蒸汽进行再加热进一步提升循环效率,,省煤器与空气预热器给水加热系统省煤器利用烟气余热加热给水空气预热器加热进入炉膛的空气两者通过多级加热器逐步提高给水温度回收汽轮机抽汽热量减少锅炉热,,,,共同提高锅炉热效率降低排烟温度负荷提升整体经济性,,级锅炉运行要点200MW燃烧控制与燃料管理水循环与蒸汽参数控制运行安全与故障预防维持最佳空燃比确保完全燃烧主蒸汽压力控制在定期检查安全阀与压力表•,•

13.7MPa•控制炉膛负压在至主蒸汽温度保持℃±℃监控炉管泄漏与过热信号•-20-50Pa•5405•监测燃料品质及时调整配风维持水位在正常范围至预防锅炉爆管与熄火事故•,•-50+50mm•防止结渣与高温腐蚀防止汽水共腾与水击现象建立应急响应预案•••锅炉辅助设备介绍给水泵系统送风与引风机为锅炉提供高压给水克服锅炉压力将水送入汽包采用多级离心泵配备送风机将空气送入炉膛供燃烧使用引风机抽出烟气维持炉膛负压风机,,,备用泵保证供水可靠性给水泵功率大能耗占厂用电相当比例风量和风压需与锅炉负荷匹配采用变频调速可节约电耗,,除尘与脱硫设备制粉系统电除尘器或布袋除尘器去除烟气中的飞灰颗粒脱硫装置吸收二氧化硫磨煤机将原煤研磨成煤粉提高燃烧效率煤粉细度、水分控制对燃烧质,,这些设备是满足环保排放标准的关键运行状态直接影响排放达标率量影响显著系统包括给煤机、磨煤机、粗粉分离器等设备,锅炉内部结构剖面图上图展示了典型电站锅炉的内部结构布置炉膛位于中心四周布满水冷壁管吸收辐射,热炉膛上方依次布置过热器、再热器和省煤器充分利用烟气热量空气预热器位于烟道;,;末端回收尾部烟气余热,第三章汽轮机与发电机系统汽轮机的工作原理与类型蒸汽膨胀与能量转换1高参数蒸汽进入汽轮机后通过喷嘴加速形成高速气流冲击或流过动叶片,,冲动式汽轮机使转子旋转蒸汽在膨胀过程中压力和温度逐级降低热能转化为转子的,机械能蒸汽在喷嘴中膨胀加速高速气流冲击动叶片产生推力压力变化主,,现代汽轮机通常采用多级结构分为高压缸、中压缸和低压缸使蒸汽充分要发生在静叶片,,膨胀提高能量利用率典型机组汽轮机可能有级叶片,300MW20-30,转速达转分钟3000/2反动式汽轮机蒸汽在动叶片通道中继续膨胀同时产生反作用力推动转子动静叶,,片都参与能量转换发电机基本结构与电能转换转子系统定子系统电磁感应原理转子是发电机的旋转部分由汽轮机带动以定子是发电机的固定部分定子铁芯槽内嵌转子以转分钟系统或,,3000/50Hz3600同步转速旋转转子铁芯上嵌有励磁绕组有三相对称绕组当转子磁场旋转切割定子转分钟系统的同步转速旋转定子,/60Hz,通入直流电流产生旋转磁场是电磁感应的绕组时根据电磁感应定律绕组中产生感应绕组切割磁力线产生三相交流电输出电压,,,磁场源电动势和电流通常为经变压器升压至

10.5-20kV,以上送入电网110kV汽轮机与发电机的联动控制0102负荷指令下达调速系统响应电网调度或自动发电控制系统下达负荷指令要求机组调整出力汽轮机调速系统接收指令调节主汽阀和调节阀开度改变进汽量,,,0304转速与功率调整保护系统监控蒸汽流量变化引起汽轮机功率变化发电机输出功率随之调整同时监控转全程监控振动、温度、压力等参数异常时快速切断保护防止设备损坏,,,,速维持在额定值故障保护系统电气保护超速保护转速超过额定值时动作差动保护检测定子绕组内部故障•:3-5%•:振动保护轴承振动超标时报警或跳闸失磁保护励磁丢失时快速切机•:•:轴向位移保护防止动静部分摩擦过负荷保护防止长期过载损坏设备•:•:低真空保护凝汽器真空过低时降负荷•:汽轮机与发电机系统流程图该流程图清晰展示了从主蒸汽进入汽轮机高压缸经再热后进入中低压缸最终在凝汽器冷凝的完整蒸汽路径汽轮机转子通过刚性联轴器与发电机转子,,连接两者同步旋转构成汽轮发电机组,第四章热力系统与热效率指标热力系统组成与流程主蒸汽系统再热系统锅炉产生的高温高压主蒸汽经过主蒸汽管道送往汽轮机高压缸入口这是高压缸排汽返回锅炉再热器加热后送入中压缸提高蒸汽温度和循环效率,,能量传递的主干线凝汽系统回热系统汽轮机低压缸排汽在凝汽器中凝结成水冷却水带走潜热维持背压真空从汽轮机各段抽汽加热给水回收热量减少锅炉负担是提效的关键,,,,,热力系统能量流动遵循质量守恒和能量守恒原则通过建立热平衡方程可以分析各环节能量分配找出损失环节指导优化改进典型机组热力系,,,300MW统包括级回热加热器给水温度可提升至℃8-9,260-280热效率的定义与计算热效率指标提高热效率的技术措施发电热效率是电厂最重要的经济指标定义为发电机输出电功提高蒸汽参数,率与锅炉输入燃料热量的比值:采用超临界或超超临界参数主蒸汽压力温度℃以上可使效率提高,25-30MPa,600,3-5个百分点增加回热级数式中为热效率为发电机输出功率为燃料输入:η,Pe kW,Qin热量多级回热加热给水充分利用汽轮机抽汽热量降低冷源损失典型可提效kW,,,2-3%供电热效率扣除厂用电后更能反映电厂对外供电的实际效率,:降低各种损失优化燃烧减少排烟热损失提高设备保温减少散热损失控制厂用电率降低内部消耗,,采用先进技术变频调速、照明、余热利用、智能控制等技术综合应用每项可贡献的效率提LED,

0.5-1%升典型热电厂热效率案例分析影响热效率的关键因素国内外对比分析蒸汽参数温度压力越高理论效率越高但对材料要求也更严格日本、德国等国的先进燃煤电厂热效率已达采用℃超超临界技术:,,47-48%,700我国等级超超临界机组已接近国际先进水平但中小型机组仍有较大提冷端温度凝汽器真空度影响背压真空高则效率高1000MW,:,升空间燃烧完全性不完全燃烧造成化学热损失需优化配风:,设备状态污垢、泄漏、磨损都会降低效率:热效率提升前后对比万吨

5.7%18g12热效率提升幅度煤耗降低年减排₂CO通过技术改造某机组效率从提供电煤耗从降至年节相当于植树万棵的碳汇效果环保效益显著,600MW

40.1%318g/kWh300g/kWh,670,升至约标煤万吨

45.8%

4.5第五章冷却与排放系统凝汽器与冷却水系统凝汽器结构与冷却原理凝汽器是一个表面式换热器汽轮机排汽从壳侧进入冷却水从管侧流过,,排汽在冷却水管外表面凝结成水释放汽化潜热凝结水由凝结水泵送回,热力系统不凝结气体由抽气器排出,凝汽器维持的真空度通常为至对应背压真空度-92-96kPa,4-8kPa每提高机组效率约提升因此保持凝汽器清洁、防止漏入空1kPa,

0.5%气、优化冷却水温至关重要直流冷却循环冷却空冷系统取用江河湖海等自然水体一次通过后排回水量充冷却水在冷却塔中降温后循环使用节约水资源是在严重缺水地区采用空气冷却投资和运行成本较高,,,,,,足但受环境制约内陆电厂主要方式效率略有损失废气处理与环保设施脱硫技术脱硝技术除尘技术湿法脱硫采用石灰石石膏法烟气与石灰石浆液选择性催化还原在催化剂作用下氨或尿电除尘器利用高压电场使粉尘荷电并被吸附除-,SCR,,逆流接触₂被吸收生成石膏脱硫效率可达素将还原为氮气和水布置在锅炉省煤器尘效率以上袋式除尘器用纤维滤料过,SO NOx

99.8%以上是目前主流技术后脱硝效率滤效率更高但阻力大95%,,80-90%,环保法规与热电厂合规要求国家排放标准《火电厂大气污染物排放标准》规定了烟尘、₂、等污染物排放限值重点区域执行超低排放标准《水污染物排放标准》限制废水1GB13223SO NOx,中重金属、等指标pH在线监测要求2电厂必须安装烟气连续监测系统实时监测污染物排放浓度和总量数据传输至环保部门监控平台接受小时监管数据造假将面临严厉处罚CEMS,,,24排污许可制度3电厂需申领排污许可证明确允许排放的污染物种类、浓度和总量超标排放、无证排污属于违法行为可能面临停产整改甚至刑事责任,,绿色电厂建设趋势国家鼓励燃煤电厂开展综合升级改造实现超低排放、节能降耗、灵活调峰三位一体推动、储能、供热等技术应用向多能互补、智慧环保的绿,CCUS,色电厂转型脱硫塔与烟气净化设备实景照片展示了大型湿法脱硫塔及配套的吸收塔、氧化风机、石膏脱水系统等设施脱硫塔高度可达米直径米内部装有多层喷淋层和除雾60-80,15-20,器结构复杂,完整的烟气净化流程为锅炉出口烟气脱硝反应器空气预热器电除尘器引风机脱硫塔烟囱排放这一系列处理后烟气从灰黑色变为透:→SCR→→→→→,明无色实现清洁排放现代电厂烟囱排出的主要是水蒸气视觉上已看不到明显烟羽,,第六章运行维护与安全管理热电厂是高度复杂的工业系统设备数量众多、运行参数严格、安全风险较高科学的,运行维护和严格的安全管理是保障电厂长期稳定运行、避免事故发生的根本保证本章将介绍设备管理、安全规程、应急预案及智能化运维的最新进展热电厂运行维护基本原则预防性维护日常巡检根据设备运行时间和状态定期进行清洁、润,运行人员按规定路线和周期巡检设备检查运滑、紧固、校验等保养工作防患于未然,,行状态、仪表读数、有无异常声音、温度、振动、泄漏等检修计划制定年度、月度检修计划合理安排小修、中,修、大修确保设备健康水平兼顾发电任务,,记录与分析详细记录运行参数、缺陷处理、检修情况建故障诊断,立设备档案分析规律指导管理改进,运用振动分析、油液分析、红外测温等技术手段早期发现设备缺陷及时处理避免扩大,,设备维护遵循应修必修、修必修好原则既不能过度维护浪费资源也不能维护不足造成故障现代电厂推行状态检修和预知性维护根据设备实际状况,,,决定检修时机和内容提高针对性和经济性,安全管理与应急预案典型事故案例分析安全操作规程锅炉爆管事故工作票制度:任何检修工作必须办理工作票,明确工作内容、安全措施、负责人1某电厂水冷壁管长期冲刷减薄未及时发现运行中突然爆裂大量蒸汽喷出,,,操作票制度设备操作必须填写操作票经审核后严格按顺序执行:,被迫停炉检修小时经济损失超千万教训加强测厚检查及时更换72,:,交接班制度详细交接设备状态、运行方式、存在问题确保连续性:,定期安全培训每月不少于学时安全教育年度安全考核:4,人身触电事故2应急演练定期演练火灾、人身伤害、设备事故等应急预案:检修人员违规在未验电情况下接触带电设备导致触电死亡教训严格执行,:应急响应流程安全规程落实两票三制加强安全培训,,01氢气泄漏爆炸事故发现与报警3发电机密封瓦损坏导致氢气泄漏遇点火源发生爆炸造成设备损坏和人员受,,伤教训加强氢气系统监测严禁明火定期检查密封:,,02启动应急预案03现场处置与疏散04事故调查与整改安全生产的核心是预防为主、综合治理通过学习事故案例吸取教训举一反三完善管理制度提高全员安全意识是避免重复事故的根本途径,,,,,智能化与数字化运维趋势传感器物联网部署大量温度、压力、振动、流量等传感器实时采集设备运行数据构建设备数字孪生模型实现全面感知,,,大数据平台建立集中式数据中心存储历史运行数据、检修记录、设备台账等海量信息为分析挖掘提供基础,,智能诊断算法利用机器学习、深度学习等技术训练故障诊断模型自动识别设备异常征兆提前预警潜在故障AI,,,优化调度系统综合考虑电价、煤价、设备状态、环保约束等因素智能制定最优运行方式实现经济调度和绿色调度,,远程运维中心建立区域集控中心实现多个电厂的远程监控、集中操作、专家诊断减少现场人员提升管理水平,,,数字化转型正在深刻改变电厂运营模式通过智能化手段可以实现少人值守、无人巡检降低人工成本通过状态预测变被动检修为主动维护提高设备可靠性通过优,,;,,;化控制挖掘效率潜力降低运行成本未来的热电厂将是高度智能化的无人电厂或少人电厂,,结语热电厂工艺流程的持续优化与未来展望:绿色低碳转型新技术应用在碳达峰碳中和目标下热电厂向清洁低碳、灵活高效,方向转型探索与可再生能源协同发展,超超临界、二次再热、等先进技术不断突破推CCUS,动热效率和环保水平持续提升智能化升级大数据、人工智能、等技术赋能实现设备全生5G,命周期智能管理和电厂精益化运营能源互联网热电厂融入综合能源系统提供电力、热力、冷力等多循环经济理念,种能源服务参与电力市场交易和辅助服务,粉煤灰、石膏等固废资源化利用废水零排放打造循环,,经济产业链实现可持续发展,培训总结学员提问互动通过本次培训我们系统学习了热电厂的工艺流程从燃料燃烧、蒸汽生成、能量感谢各位学员的认真学习和积极参与现在进入自由提问环节欢迎就课程内容、,,!,转换到电能输出的完整过程掌握了锅炉、汽轮机、发电机等核心设备的工作原理实际工作中遇到的问题、行业发展趋势等方面提出疑问我们将逐一解答交流,,和运行要点常见问题方向:我们深入了解了热效率指标、冷却排放系统、安全管理规范等关键内容建立了对,特定设备的操作细节与故障处理•热电厂运行的全面认知面向未来新技术、新理念层出不穷需要我们持续学习、,,不同类型机组的技术特点对比不断创新•节能减排技术的实施效果•职业发展路径与能力提升建议•。