火電

　　基本信息

　　huǒdiàn

　　（火電）

　　1.概念：利用煤、石油、天然氣等固體、液體燃料燃燒所產(chǎn)生的熱能轉(zhuǎn)換為動(dòng)能以生產(chǎn)電能。

　　2.燃料：燃煤。（火電常規(guī)一般指燃煤。燃油，燃?xì)庥行┛梢詣潪樾履茉窗l(fā)電，故說(shuō)火電一般指燃煤發(fā)電。）

　　組成部分

　　1、鍋爐及附屬設(shè)備，確保燃料的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能。

　　2、汽輪機(jī)及附屬設(shè)備，確保熱能變?yōu)闄C(jī)械能。

　　3、發(fā)電機(jī)及勵(lì)磁機(jī)，確保機(jī)械能變?yōu)殡娔堋?/p>

　　4、主變壓器，把電能提升為高壓電輸送給輸電線路。

　　根據(jù)容量的大?。?/p>

　　可將電廠分為大型火電廠、中型火電廠、和小型火電廠。但是，這里

　　所說(shuō)的大、中、小是一種相對(duì)的提法，如70年代認(rèn)為是大型的火電廠，在90年代則被認(rèn)為

　　是中型甚至是小型電廠。按工質(zhì)初參數(shù)的高低，可將電廠分為低壓、中壓、高壓、超高壓、

　　亞臨界、超臨界壓力等幾種火電廠；按燃料的不同，可區(qū)分為燃煤、燃油和燃?xì)獾葞最?lèi)火

　　電廠；

　　按照原動(dòng)機(jī)的不同：

　　可分為汽輪機(jī)組發(fā)電廠、燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電廠、汽輪機(jī)一燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電廠等；按照主廠房的建造

　　和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，可分為封閉式火電廠、半露天火電廠和露天火電廠；按照其功用的不同，可分

　　為凝汽式發(fā)電廠和熱電廠，前者安裝凝汽式機(jī)組，后者安裝供熱機(jī)組(也稱(chēng)熱化機(jī)組)。

　　火電廠的種類(lèi)雖然很多，但從能量轉(zhuǎn)換的觀點(diǎn)分析，其基本過(guò)程則都是相同的，即：將燃料

　　的化學(xué)能→熱能→機(jī)械能→電能。

　　在現(xiàn)代火電廠中，燃料的化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔苁窃趶?fù)雜熱力循環(huán)的基礎(chǔ)上完成的，這種循

　　環(huán)使發(fā)電廠的熱經(jīng)濟(jì)性得到了很大的提高。

　　通常將燃料運(yùn)至電廠，經(jīng)輸送加工后，送入鍋爐進(jìn)行燃燒，使燃料中的化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)闊?/p>

　　能并傳遞給鍋爐中的水，使水變成高溫高壓的蒸汽，通過(guò)管道將壓力和溫度都較高的過(guò)熱蒸

　　汽送人汽輪機(jī)，推動(dòng)汽輪機(jī)旋轉(zhuǎn)作功，蒸汽參數(shù)則迅速降低，最后排入凝汽器。在這一過(guò)程

　　中，蒸汽的熱能轉(zhuǎn)變?yōu)槠啓C(jī)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)的機(jī)械能。

　　發(fā)電機(jī)與汽輪機(jī)是用聯(lián)軸器相連一同旋轉(zhuǎn)的，汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子的機(jī)械能，通過(guò)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)變成電能。

　　發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的電能，經(jīng)升壓變壓器后送人輸電線路提供給用戶。

　　用煤品種

　　摘要：鍋爐燃用的煤粉細(xì)度應(yīng)由以下條件確定：燃燒方面希望煤粉磨得細(xì)些，這樣可以適當(dāng)減少送風(fēng)量，使q2、q4損失降低；從制粉系統(tǒng)方面希望煤粉磨得粗些，從而降低磨煤電耗和金屬消耗。所以在選擇煤粉細(xì)度時(shí)，應(yīng)使上述各項(xiàng)損失之和最小?？倱p失蟬聯(lián)小的煤粉細(xì)度稱(chēng)為“經(jīng)濟(jì)細(xì)度”。由此可見(jiàn)，對(duì)揮發(fā)分較高且易燃的煤種，或?qū)τ谀ブ泼悍垲w粒比較均勻的制粉設(shè)備，以及某些強(qiáng)化燃燒的鍋爐，煤粉細(xì)度可適當(dāng)大些，以節(jié)省磨煤能耗。由于各種煤的軟硬程度不同，其抗磨能力也不同，因此每種煤的經(jīng)濟(jì)細(xì)度也不同。

　　電力是國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要能源，火力發(fā)電是我國(guó)和世界上許多國(guó)家生產(chǎn)電能的主要方法。煤炭在鍋爐內(nèi)燃燒放出的熱量，將水加熱成具有一定壓力和溫度的蒸汽，然后蒸汽沿管道進(jìn)入汽輪機(jī)膨脹做功，帶動(dòng)發(fā)電機(jī)一起高速旋轉(zhuǎn)，從而發(fā)出電來(lái)。在汽輪機(jī)中做完功的蒸汽排入冷汽器中并凝結(jié)成水，然后被凝結(jié)水泵送入除氧器。水在除氧器中被來(lái)自抽氣管的汽輪機(jī)抽汽加熱并除去所含氣體，最后又被給水泵送回鍋爐中重復(fù)參加上述循環(huán)過(guò)程。顯然，在這種火力發(fā)電廠中存在著三種型式的能量轉(zhuǎn)換過(guò)程：在鍋爐中煤的化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?；在汽輪機(jī)中熱能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能；在發(fā)電機(jī)中機(jī)械能轉(zhuǎn)換成電能。進(jìn)行能量轉(zhuǎn)換的主要設(shè)備——鍋爐、汽輪機(jī)和發(fā)電機(jī)，被稱(chēng)為火力發(fā)電廠的三大主機(jī)，而鍋爐則是三大主機(jī)中最基本的能量轉(zhuǎn)換設(shè)備。

　　1．電站鍋爐。發(fā)電用鍋爐稱(chēng)為電站鍋爐。在我國(guó)大型電廠多用煤粉爐和沸騰爐。電站鍋爐與其它工廠用的工業(yè)鍋爐相比有如下明顯特點(diǎn)：①電站鍋爐容量大；②電站鍋爐的蒸汽參數(shù)高；③電站鍋爐自動(dòng)化程度高，其各項(xiàng)操作基本實(shí)現(xiàn)了機(jī)械化和自動(dòng)化，適應(yīng)負(fù)荷變化的能力很強(qiáng)，工業(yè)鍋爐僅處于半機(jī)械化向全機(jī)械化發(fā)展的過(guò)程中；④電站鍋爐的熱效率高，多達(dá)90%以上，工業(yè)鍋爐的熱效率多在60～80%之間。

　　2．電站用煤的分類(lèi)?；鹆Πl(fā)電廠燃用的煤通常稱(chēng)為動(dòng)力煤，其分類(lèi)方法主要是依據(jù)煤的干燥無(wú)灰基揮發(fā)分進(jìn)行分類(lèi)。

　　3．煤粉的制備。煤粉爐燃燒用的煤粉是由磨煤機(jī)將煤炭磨成的不規(guī)則的細(xì)小煤炭顆粒，其顆粒平均在0.05~0.01mm，其中20~50μm（微米）以下的顆粒占絕大多數(shù)。由于煤粉顆粒很小，表面很大，故能吸附大量的空氣，且具有一般固體所未有的性質(zhì)——流動(dòng)性。煤粉的粒度越小，含濕量越小，其流動(dòng)性也越好，但煤粉的顆粒過(guò)于細(xì)小或過(guò)于干燥，則會(huì)產(chǎn)生煤粉自流現(xiàn)象，使給煤機(jī)工作特性不穩(wěn)，給鍋爐運(yùn)行的調(diào)整操作造成困難。另外煤粉與O2接觸而氧化，在一定條件下可能發(fā)生煤粉自然。在制粉系統(tǒng)中，煤粉是由氣體來(lái)輸送的，氣體和煤粉的混合物一遇到火花就會(huì)使火源擴(kuò)大而產(chǎn)生較大壓力，從而造成煤粉的爆炸。

　　4．煤粉的燃燒。由煤粉制備系統(tǒng)制成的煤粉經(jīng)煤粉燃燒器進(jìn)入爐內(nèi)。燃燒器是煤粉爐的主要燃燒設(shè)備。燃燒器的作用有三：一是保證煤粉氣流噴入爐膛后迅速著火；二是使一、二次風(fēng)能夠強(qiáng)烈混合以保證煤粉充分燃燒；三是讓火焰充滿爐膛而減少死滯區(qū)。煤粉氣流經(jīng)燃燒器進(jìn)入爐膛后，便開(kāi)始了煤的燃燒過(guò)程。燃燒過(guò)程的三個(gè)階段與其它爐型大體相同。所不同的是，這種爐型燃燒前的準(zhǔn)備階段和燃燒階段時(shí)間很短，而燃盡階段時(shí)間相對(duì)很長(zhǎng)。

　　5．發(fā)電用煤的質(zhì)量要求。電廠煤粉爐對(duì)煤種的適用范圍較廣，它既可以設(shè)計(jì)成燃用高揮發(fā)分的褐煤，也可設(shè)計(jì)成燃用低揮發(fā)分的無(wú)煙煤。但對(duì)一臺(tái)已安裝使用的鍋爐來(lái)講，不可能燃用各種揮發(fā)分的煤炭，因?yàn)樗艿絿娙计餍褪胶蜖t膛結(jié)構(gòu)的限制。發(fā)電用煤質(zhì)量指標(biāo)有：

　?、贀]發(fā)分。是判明煤炭著火特性的首要指標(biāo)。揮發(fā)分含量越高，著火越容易。根據(jù)鍋爐設(shè)計(jì)要求，供煤揮發(fā)分的值變化不宜太大，否則會(huì)影響鍋爐的正常運(yùn)行。如原設(shè)計(jì)燃用低揮發(fā)分的煤而改燒高揮發(fā)分的煤后，因火焰中心逼近噴燃器出口，可能因燒壞噴燃器而停爐；若原設(shè)計(jì)燃用高揮發(fā)分的煤種而改燒低揮發(fā)分的煤，則會(huì)因著火過(guò)遲使燃燒不完全，甚至造成熄火事故。因此供煤時(shí)要盡量按原設(shè)計(jì)的揮發(fā)分煤種或相近的煤種供應(yīng)。②灰分。灰分含量會(huì)使火焰?zhèn)鞑ニ俣认陆?，著火時(shí)間推遲，燃燒不穩(wěn)定，爐溫下降。③水分。水分是燃燒過(guò)程中的有害物質(zhì)之一，它在燃燒過(guò)程中吸收大量的熱，對(duì)燃燒的影響比灰分大得多。④發(fā)熱量。為的發(fā)熱量是鍋爐設(shè)計(jì)的一個(gè)重要依據(jù)。由于電廠煤粉對(duì)煤種適應(yīng)性較強(qiáng)，因此只要煤的發(fā)熱量與鍋爐設(shè)計(jì)要求大體相符即可。⑤灰熔點(diǎn)。由于煤粉爐爐膛火焰中心溫度多在1500℃以上，在這樣高溫下，煤灰大多呈軟化或流體狀態(tài)。⑥煤的硫分。硫是煤中有害雜質(zhì)，雖對(duì)燃燒本身沒(méi)有影響，但它的含量太高，對(duì)設(shè)備的腐蝕和環(huán)境的污染都相當(dāng)嚴(yán)重。因此，電廠燃用煤的硫分不能太高，一般要求最高不能超過(guò)2.5%。