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基础与热力循环概述热电厂的定义与作用能量转换中心热电联产功能能源保障作用火力发电厂是利用化石燃料煤、天然气、兼顾供热与发电双重功能向工业园区和城作为电网基础负荷电源保障国民经济发展,,燃油燃烧产生的热能通过热力设备转化为市居民提供稳定的电力和蒸汽热源和人民生活用电需求是能源安全的重要支,,电能的大型工业系统柱热力循环基本原理能量转换链条朗肯循环四大过程热电厂遵循经典的朗肯循环Rankine Cycle原理,实现热能到机械能再到电能的逐级转•等压加热:锅炉中水被加热至饱和蒸汽并进一步过热换:•绝热膨胀:蒸汽在汽轮机内膨胀做功,温度压力下降•等压冷却:乏汽在凝汽器中被冷却水冷凝成水燃料化学能•绝热加压:给水泵将凝结水升压送回锅炉煤粉在锅炉内高温燃烧释放热量热能转换水被加热成高温高压蒸汽机械能产生蒸汽推动汽轮机高速旋转电能输出发电机将机械能转化为电能关键热力参数与指标蒸汽压力1主蒸汽压力通常为

9.8-25MPa,超临界机组可达25MPa以上压力越高,循环效率越好蒸汽温度2主蒸汽温度一般为540-600℃,再热蒸汽温度540-600℃高参数有利于提高热效率蒸汽流量3反映机组负荷水平,典型600MW机组主蒸汽流量约1800t/h,需精确控制保证稳定运行热效率指标发电煤耗、热耗率、循环效率等综合反映能量利用水平现代超超临界机组效率可达45%以上热电厂整体工艺流程完整的热电厂系统包括燃料供应、燃烧系统、汽水系统、电气系统、冷却系统等多个子系统从煤场到电网每个环节环环相扣形成高度集成的能源转,,换链条主要设备包括:锅炉系统汽轮机燃烧燃料产生高温高压蒸汽将蒸汽热能转换为机械能发电机冷却系统将机械能转化为电能输出冷凝乏汽并排放废热给水系统控制系统处理并输送锅炉用水实现全厂自动化监控运行第二章锅炉系统详解锅炉是热电厂的核心设备之一承担着将燃料化学能转化为蒸汽热能的关键任务现代大,型电站锅炉具有容量大、参数高、自动化程度高的特点本章将深入讲解锅炉的结构原理、辅助系统、运行控制及安全管理等内容锅炉的结构与工作原理锅炉三大核心部分煤粉锅炉燃烧特点煤粉细度筛余量小于提•:75μm15%,燃烧系统高燃烧完全度燃料在炉膛内燃烧释放热量,包括燃•悬浮燃烧:煤粉喷入炉膛后呈悬浮状烧器、炉膛、煤粉制备系统等态快速燃烧火焰温度炉膛中心温度可达•:1400-1600℃受热面系统燃烧效率现代煤粉炉燃烧效率可达•:以上水冷壁、过热器、再热器、省煤99%器、空气预热器等吸收烟气热量负荷调节通过改变煤粉量和风量快•:速调节出力煤粉锅炉通过精细的燃烧控制实现高效汽水系统清洁燃烧实现水的循环加热包括汽包、下降,管、上升管等水循环回路锅炉辅助系统制粉系统给水系统除灰渣系统烟气处理系统中速磨煤机将原煤磨制成煤粉,热风由除氧器、给水泵、高低压加热器采用气力输灰或水力除渣方式,将炉包括脱硫装置湿法、干法、脱硝作为干燥剂和输送介质系统包括组成将凝结水加热除氧后升压送底渣和飞灰及时清除包括除渣装置、除尘器电除尘或布袋SCR给煤机、磨煤机、粗粉分离器和煤入锅炉,保证水质和温度要求机、灰库、输灰管道等设备除尘,确保排放达标粉管道辅助系统的可靠运行是锅炉安全高效运行的重要保障任何子系统故障都可能导致锅炉被迫停运,锅炉运行控制与安全启动操作流程停运及安全注意事项•正常停炉:逐步降低负荷,维持微正压运行,防止炉膛爆燃冷态启动准备•紧急停炉:快速关闭燃料供应,保持通风,防止可燃气体积聚检查设备完好性,建立水循环•水位控制:严格监控汽包水位,防止缺水或满水事故•压力管理:控制升降压速率,避免热应力导致设备损坏点火升压•燃烧监控:防止熄火、脱火、燃烧不稳等异常工况典型事故案例投入燃烧器,缓慢提升蒸汽参数汽包缺水事故:某厂因给水泵故障导致汽包水位骤降,值班员未及时采取措施,造成水冷壁管爆裂教训:加强水位监控,完善联锁保护并汽运行蒸汽参数达标后并入主蒸汽母管带负荷升温逐步增加负荷至额定工况锅炉热平衡与节能措施锅炉热平衡分析热平衡计算是评估锅炉效率的基础,通过分析热量输入与输出,找出热损失环节:89%6%有效利用热排烟热损失转化为蒸汽热能的部分烟气带走的热量,最大单项损失3%2%化学不完全燃烧损失其他热损失可燃气体未完全燃烧散热损失、灰渣物理热损失等省煤器的节能作用空气预热器的作用省煤器利用烟气余热加热给水,降低排烟温度,提高锅炉效率每降低排烟温空气预热器用烟气加热燃烧空气,提高炉膛温度,改善燃烧条件回转式空预度10℃,可提高锅炉效率约

0.6-1%现代大型锅炉省煤器出口水温可达器换热效率高,可将空气加热至300℃以上,显著降低排烟热损失290℃以上煤粉锅炉燃烧室剖面现代煤粉锅炉炉膛采用膜式水冷壁结构四周密布受热面管高效吸收辐射热煤粉通过,,多层燃烧器喷入炉膛形成稳定的火焰充满燃烧区烟气沿炉膛上升过程中依次经过过,,热器、再热器、省煤器、空气预热器等受热面温度逐级降低最终通过引风机排入烟囱,,或脱硫塔1燃烧区℃1400-1600煤粉剧烈燃烧火焰辐射加热水冷壁,2过热器区℃1000饱和蒸汽吸热过热至540-600℃3再热器区℃800从汽轮机返回的蒸汽再次加热4省煤器空预器区℃/350-150余热回收提高整体效率,第三章汽轮机系统详解汽轮机是热电厂的动力心脏将蒸汽的热能转化为高速旋转的机械能驱动发电机发电,,现代大型汽轮机具有多级结构、高转速、大功率的特点本章将详细介绍汽轮机的工作原理、辅助系统、调节保护装置以及运行管理要点汽轮机的基本结构与工作过程多级汽轮机原理蒸汽流动与能量转换汽轮机采用多级串联结构,充分利用蒸汽能量:•喷嘴作用:将蒸汽热能转化为高速动能,流速可达超音速•动叶片做功:高速汽流冲击动叶片,推动转子旋转高压缸•级间膨胀:蒸汽在每一级中压力温度逐渐降低,速度能转化为机械能•能量利用:通过十几至几十级的逐级膨胀,将蒸汽热能转化率达80%以上新蒸汽进入,压力

9.8-25MPa,膨胀做功至3-5MPa中压缸再热后蒸汽进入,继续膨胀至

0.5-

1.5MPa低压缸蒸汽最终膨胀至真空状态4-5kPa,进入凝汽器典型600MW机组采用一个高压缸、一个中压缸、两个低压缸的一拖二布置,转速3000rpm,功率密度极高汽轮机效率取决于蒸汽初参数、再热参数、排汽压力以及内部效率,现代超超临界机组汽轮机效率可达48%以上凝汽设备与回热系统凝汽器的作用与结构凝汽器是汽轮机的重要辅机,作用是将汽轮机排汽冷凝成水,建立并维持高度真空4-5kPa绝压凝汽器内有数万根冷却管,循环水在管内流动,蒸汽在管外冷凝真空度每提高1kPa,可使汽轮机功率增加约1%回热加热系统从汽轮机各级抽取部分蒸汽,用于加热给水,提高给水温度,减少锅炉热负荷典型机组设置3-4级高压加热器和3-4级低压加热器,使给水温度从40℃提升至280℃,可提高循环效率3-5%给水除氧系统除氧器利用抽汽加热给水至饱和温度约150-180℃,通过物理方法去除水中溶解氧,防止给水系统和锅炉腐蚀除氧器同时作为热力系统的混合加热器和水箱,储存一定量的合格给水汽轮机调节与保护系统数字电液调节系统紧急跳闸保护系统DEH ETSDEHDigitalElectro-Hydraulic系统是汽轮机的大脑,负责机组转速、功率的精ETSEmergency TripSystem是汽轮机的守护神,在危险工况下快速关闭机组:确控制:超速保护•转速控制:冷态启动时维持转速3000rpm,频率偏差≤±

0.2Hz转速超过3300rpm110%时动作•功率控制:根据电网调度指令,快速调整机组负荷•阀门管理:控制主汽阀、调节阀、抽汽阀等开度轴向位移保护•协调控制:与锅炉主控、给水控制协调配合转子轴向窜动超限,防止动静碰磨•自动响应:毫秒级响应速度,确保机组稳定运行低真空保护凝汽器真空度下降至70kPa时跳闸高排温保护低压缸排汽温度过高,防止叶片过热润滑油压低主油泵压力下降,轴承失去润滑DEH与ETS构成汽轮机控制保护的双保险,确保机组在各种工况下安全可靠运行汽轮机启动、运行与停机启动过程关键步骤盘车与暖机并网带负荷盘车装置低速转动转子,防止热弯曲通入少量蒸汽缓慢加升速至额定转速,同期并网,逐步增加负荷至目标值热汽缸1234冲转升速稳定运行逐步开大调节汽门,转速从0升至3000rpm,过程需30-60分监控振动、温度、差胀等参数,确保运行在安全范围钟运行中的热膨胀管理停机操作注意事项汽轮机启动和负荷变化时,高温部件热膨胀量可达数十毫米必须严格监控:正常停机需要经过减负荷、解列、停汽、惰走、盘车等阶段:胀差监控:转子与汽缸的热膨胀差异,超限将导致动静碰磨•逐步降低负荷至15%额定功率升温速率:控制蒸汽温度上升速度≤3℃/min,避免热应力集中•解列发电机,关闭主汽门和调节汽门振动监测:转子热变形会引起振动异常,需实时监控•转子惰走至静止,期间监控振动和温度轴向位移:转子受热膨胀向排汽侧位移,必须在安全范围内•转速降至150rpm后投入盘车,至少持续24小时•紧急停机时快速关闭所有汽门,监控转子应力汽轮机结构剖视图现代大型汽轮机由精密加工的数千个零部件组成转子长度可达十几米重量数百吨各,,级叶片按照蒸汽膨胀规律从高压端到低压端逐渐增高增宽高压级叶片高度仅几厘米,,承受高温高压低压级末级叶片可达米以上处理巨大的低压蒸汽流量;1,静止部件汽缸、隔板、喷嘴、轴承座等固定在基础上形成蒸汽流道和支撑结构,,转动部件转子、叶轮、叶片等高速旋转将蒸汽能量转化为机械能,,辅助设备凝汽器、抽汽器、油系统、盘车装置等保障主机安全高效运行,第四章辅助系统与运行管理辅助系统是热电厂安全稳定运行的重要保障涵盖给水、供热、仪控、阀门管道等多个专,业本章将介绍辅助生产系统的组成、功能及管理要点以及现代化运行管理理念和节能,减排措施发电厂辅助生产系统给水回热系统详解供热系统及经济性给水回热系统通过多级加热器,利用汽轮机抽汽加热给水,是提高循环效率的重要手热电联产机组通过从汽轮机抽汽或排汽供热,大幅提高能源综合利用效率:段:85%30%综合热效率节能率热电联产vs纯凝机组50%相比分产节约标煤℃120供热温度满足工业和采暖需求经济性分析:热电联产避免了冷源热损失,供热煤耗比单独供热锅炉降低20-30%一座300MW热电联产机组,年供热量可达500万吉焦,相当于替代数十台供热锅炉,减排CO₂达100万吨凝结水泵将凝汽器热井的水抽出低压加热器3-4级串联,提温至150℃除氧器加热除氧至饱和温度给水泵将给水升压至锅炉压力高压加热器3-4级串联,提温至280℃进入锅炉高温高压给水进入省煤器阀门与管道技术规范主要阀门类型及功能闸阀截止阀止回阀安全阀主蒸汽、给水管道需要调节流量的场防止介质倒流保护超压保护自动开启,,,全开或全关流阻小合密封性好设备安全泄压,,蝶阀球阀大口径低压管道开快速切断密封可靠,,关迅速管道布置与维护要点材料选择高温高压管道采用合金钢低温管道用碳钢或不锈钢定期检查管道壁厚测量发现减薄及时更换:,:,保温措施蒸汽管道包覆硅酸铝保温层减少热损失阀门维护填料密封定期更换阀芯研磨确保密封:,:,膨胀补偿设置膨胀节或自然补偿吸收热膨胀应力检测关键部位焊缝探伤防止疲劳开裂:,:,支吊架固定支架承受管道推力滑动支架允许位移防腐处理外壁防腐漆内壁水质控制防止结垢腐蚀:,:,热工测量仪表与过程控制温度测量压力测量热电偶和热电阻用于各部位温度监测主蒸汽温度采用多点测量,精度±2℃,响压力变送器将压力信号转换为4-20mA标准信号关键点安装双路冗余测量,精应时间10秒度

0.25级流量测量液位测量主蒸汽流量采用文丘里管或孔板,给水流量用电磁流量计测量精度影响热效率汽包水位采用差压式液位计,三路测量互为备用除氧器、凝汽器热井液位同样计算关键集中监控系统DCS分散控制系统DCS是现代电厂的中枢神经,实现全厂生产过程的自动化监控:•实时数据采集:每秒采集数千个测点数据•自动控制执行:PID调节器自动调整执行机构•画面显示监视:大屏幕彩色图形化显示工艺流程•报警管理:异常参数自动报警,指导运行人员处理•历史数据存储:长期保存运行数据,供分析优化典型DCS包括机炉电统一监控,运行人员在集控室即可监控全厂设备,大幅减少巡检人员,提高响应速度运行管理与安全规范运行岗位职责操作规程与安全原则严格执行两票三制:值长•工作票、操作票规范作业流程全面负责当值期间机组运行,协调各专业,处理异常事件,向上级汇报•交接班制度、设备巡检制度、定期试验制度事故预防五项原则:锅炉运行1预防为主监控锅炉燃烧、蒸汽参数、辅机运行,调整燃烧工况,保证蒸汽品质从源头消除隐患,定期检修维护汽机运行2监控到位监控汽轮机运行参数、真空系统、油系统,调整负荷,维持机组稳定关键参数24小时监控,异常及时发现电气运行3快速响应监控电气设备、发电机、变压器,操作倒闸,确保电气安全异常工况快速判断处理,避免扩大4应急演练化学监督定期演练各类事故预案,提高应对能力监测水汽品质、燃料煤质,定期取样化验,防止结垢腐蚀5总结改进巡检维护事故后深入分析,制定防范措施定期巡检设备,记录运行状态,发现缺陷及时汇报处理节能减排与绿色发展低碳技术应用余热回收与经济效益超超临界技术全面挖掘余热资源,提升能源综合利用效率:蒸汽参数提升至600℃/28MPa以上,发电效率突破45%,每度电减少标煤耗约50克超低排放改造2%烟尘≤5mg/m³,SO₂≤35mg/m³,NOx≤50mg/m³,达到天然气排放标准灰渣综合利用粉煤灰用于水泥生产、炉渣制砖,综合利用率超过95%效率提升节水技术通过余热回收技术改造空冷技术、中水回用,吨煤耗水量降至

1.5吨以下15%燃料节省年节约标煤数万吨30%成本降低发电成本显著下降主要余热回收途径:现代热电厂控制室DCS集中控制室是电厂的指挥中心运行人员通过大屏幕监控全厂设备运行状态多台高清显,示器实时显示锅炉、汽轮机、电气系统的关键参数和工艺流程图当参数异常时系统自,动报警提示运行人员可立即通过操作站远程调整设备现代系统集成了人工智能,DCS优化算法可自动寻优燃烧调整、负荷分配等实现机组高效经济运行,,

5000399.5%监控测点运行人员自动化率实时采集全厂运行数据一个值班组监控整个机组绝大部分操作由系统自动完成秒1响应速度异常工况快速识别处理典型案例分析案例一锅炉水冷壁爆管事故案例二汽轮机经济运行优化::事故经过:某电厂600MW机组运行中,锅炉突然发生水冷壁爆管,汽包水位急剧下优化目标:某电厂300MW机组通过运行参数优化,降低供电煤耗,提高经济效益降,炉膛负压波动,被迫紧急停炉优化措施:原因分析:提高主蒸汽温度•水冷壁管内结垢严重,局部传热恶化从535℃提升至540℃,提高循环效率•管壁温度升高,强度下降•长期疲劳应力作用下管壁开裂爆破降低排汽压力•水质监督不到位,硬度超标未及时处理加强凝汽器真空管理,真空度提高1kPa处理措施:

1.立即MFT停炉,关闭主汽门和给水优化回热系统

2.维持微正压,防止炉膛二次燃烧投运全部加热器,提高给水温度10℃

3.隔离爆管水冷壁段,更换爆管

4.强化水质管理,定期化学清洗减少辅机电耗优化风机、泵运行方式,降低厂用电率

0.5%优化效果:供电煤耗从310g/kWh降至305g/kWh,年节约标煤

1.5万吨,创造经济效益超千万元机组运行稳定性提高,非计划停运次数减少课程总结与知识回顾热力循环核心锅炉系统要点掌握朗肯循环原理理解热能机械能电能的转换过程熟悉关键热了解锅炉结构、燃烧过程、辅助系统掌握启停操作规程和故障处理方,→→,,力参数的意义和影响法重视热平衡和节能措施,汽轮机运行管理辅助系统协调熟悉汽轮机结构原理、凝汽回热系统、系统掌握启动过程理解给水、供热、仪控等辅助系统作用熟悉阀门管道规范掌握DEH/ETS,,,DCS中热膨胀管理和保护逻辑系统操作和应用安全生产第一节能减排发展严格执行岗位职责和操作规程落实两票三制加强设备巡检做好事故应用先进技术提高效率实施超低排放改造开展余热回收利用推动热,,,,,,预防和应急处理电厂绿色转型安全是效益的前提质量是发展的基础热电厂运行管理既要追求经济性更要确保安全性实现高质量可持续发展,,,互动问答环节常见问题解答分享实操经验启动过程关键要点:为什么要采用再热循环•冷态启动要有耐心,严格控制升温升压速率,不能为再热循环可以提高蒸汽平均温度,提高循环效率2-了抢时间而违规操作3%,同时降低低压缸排汽湿度,保护末级叶片,是现代•密切监视膨胀指示,发现异常立即停止升温,分析原大型机组的标准配置因后再继续•并网前仔细核对相序和频率,确认无误后才能合闸•初期带负荷阶段重点监控振动和轴承温度,发现异常汽包水位控制为什么重要立即减负荷水位过低会导致水冷壁缺水干烧爆管,过高则蒸汽带运行监盘技巧:水影响过热器安全,都是严重事故必须通过三冲量调节系统精确控制在±50mm范围内•养成良好的监盘习惯,定时巡视重点参数,不要只盯着一个画面•对参数变化保持敏感,异常趋势要及时发现和处理凝汽器真空如何维持•报警信号不要忽视,每个报警都要查明原因并记录•交接班要详细,把设备缺陷、操作事项交代清楚真空度取决于循环水温度、流量和凝汽器清洁度要加强循环水系统管理,定期清洗铜管,及时抽除不凝结气体,保持真空泵运行良好参考资料与推荐阅读《热力发电厂》《电厂热力设备及系统》杨义波、杨雪萍主编谢诞梅等编著系统介绍火力发电厂热力系统、设备原理及运行管理,是电厂技术人员的经典深入讲解锅炉、汽轮机及辅助设备的结构、性能和运行调整,理论联系实际,实教材用性强《火力发电厂运行规程》在线学习资源DL/T5000系列标准中国电力企业联合会网站、火电论坛、设备厂家技术资料库等提供丰富的学习资源和行业动态国家能源行业标准,规范电厂设备安装调试、运行维护、检修管理的技术要求建议学员结合实际工作中的问题,深入学习相关技术资料,不断提升专业技能和故障处理能力定期参加行业培训和技术交流,了解最新技术发展趋势致谢与学习展望感谢您的参与持续学习共同进步,感谢各位学员认真学习本次热电厂工艺流程培训课程理论结合实践通过系统学习,相信大家对热电厂的工作原理、设备结将课堂知识应用到岗位工作构、运行管理有了全面深入的认识热电厂是一个复杂的系统工程,需要各专业密切配合,需要总结经验教训运行人员具备扎实的理论基础和丰富的实践经验希望大家将所学知识应用到实际工作中,不断提高操作技能和从日常操作中不断积累故障分析处理能力关注技术发展学习行业新技术新标准追求卓越运行推动热电厂安全高效运行学无止境,精益求精让我们共同努力,为实现热电厂安全、经济、环保运行贡献自己的力量,推动能源行业高质量发展!。