6-能源與動(dòng)力工程專業(yè)概論-課件-第5章

1、1,第五章 專業(yè)設(shè)備基礎(chǔ)知識(shí),2,★第一條汽水工質(zhì)線形成的系統(tǒng)稱為熱力系統(tǒng)，熱力系統(tǒng)是我們專業(yè)的學(xué)習(xí)基礎(chǔ)，必須會(huì)畫(huà)并說(shuō)明此圖。,火力發(fā)電廠熱力系統(tǒng)圖,分為兩條線：★第一條線為汽水工質(zhì)線：鍋爐產(chǎn)生的過(guò)熱蒸汽送入汽輪機(jī)膨脹做功，做完功的乏汽經(jīng)凝汽器冷卻為凝結(jié)水，經(jīng)凝結(jié)水泵升壓、4級(jí)低壓加熱器加熱后送入除氧器，除氧器排出的除氧水經(jīng)給水泵升壓，升壓后的給水經(jīng)3級(jí)高壓加熱器加熱后，再送回鍋爐。1→2高壓缸→11→2中低壓缸→4→5→7→9→6

2、→8→1★第二條線為燃料燃燒線：燃料和助燃的空氣送入鍋爐燃燒，燃燒后產(chǎn)物-煙氣和灰渣排出鍋爐，燃燒產(chǎn)物經(jīng)過(guò)后續(xù)的脫硝、除塵、脫硫，經(jīng)引風(fēng)設(shè)備抽吸，排入大氣。,三、火力發(fā)電廠生產(chǎn)過(guò)程及熱力系統(tǒng),（一）火電廠熱力系統(tǒng)簡(jiǎn)圖,3,3,2024/3/20,3,4,各設(shè)備作用：1.鍋爐：使燃料在爐內(nèi)燃燒放熱；并將進(jìn)入鍋爐的給水加熱成符合要求的過(guò)熱蒸汽。2.汽輪機(jī)：將蒸汽的熱能轉(zhuǎn)換為轉(zhuǎn)子機(jī)械能，驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子同步旋轉(zhuǎn)（轉(zhuǎn)速為3000轉(zhuǎn)/分鐘）

3、。3.發(fā)電機(jī)：將機(jī)械能轉(zhuǎn)換為電能。4.凝汽器：將汽輪機(jī)排汽冷凝成水。分空氣冷卻和水冷卻兩種，其中閉式循環(huán)冷卻系統(tǒng)中的冷卻水塔是循環(huán)供水系統(tǒng)中用于 循環(huán)水冷卻的設(shè)備。 5.凝結(jié)水泵：將凝結(jié)水升壓，送至除氧器。由除氧塔頭和除氧水箱連接而成。 6.給水泵：將給水升壓，保證鍋爐給水壓力，保證鍋爐所需要的給水量。 根據(jù)水側(cè)壓力不同，給水回?zé)峒訜崞鞣指邏杭訜崞骱偷蛪杭訜崞鲀煞N類型。 7.低壓加熱器：使用汽輪機(jī)抽汽，加熱凝結(jié)水，提高循環(huán)熱

4、效率。8.高壓加熱器：使用汽輪機(jī)抽汽，加熱給水，提高循環(huán)熱效率。9.除氧器：除去鍋爐給水中的氧氣和其它不凝結(jié)氣體,以保證給水的品質(zhì)。并匯集凝結(jié)水等各路來(lái)水,保證給鍋爐的上水量。10.水處理設(shè)備：就是通過(guò)各種物理的、化學(xué)的手段,去除水中一些對(duì)生產(chǎn)有害的物質(zhì)，保證給水品質(zhì)。 11.再熱器：將汽輪機(jī)高壓缸排汽進(jìn)一步加熱，提高溫度，提高循環(huán)熱效率。,5,2.鍋爐系統(tǒng)組成（1）鍋爐型號(hào)： HG-1021/18.2-540/540-YM4

5、符號(hào)含義:HG：哈爾濱鍋爐廠制造；1021/18.2：鍋爐額定蒸發(fā)量1021t/h ；過(guò)熱器出口壓力18.2MPa；540/540：過(guò)熱蒸汽溫度540 ℃；再熱蒸汽溫度540 ℃；YM4：YM表示燃用煤種為煙煤；4表示第4次設(shè)計(jì)定型，4型。,6,（2）系統(tǒng)組成兩部分組成：鍋爐本體、輔助設(shè)備及附件1.鍋爐本體：汽水系統(tǒng)（鍋）和燃燒系統(tǒng)（爐）組成。 （1）鍋：即汽水系統(tǒng)。任務(wù)是吸收燃料放出的熱量，使水蒸發(fā)并變成具有一定參數(shù)的

6、過(guò)熱蒸汽，供汽輪機(jī)使用。①水的預(yù)熱設(shè)備—省煤器②水的蒸發(fā)設(shè)備（汽化設(shè)備）—蒸發(fā)設(shè)備汽包爐蒸發(fā)設(shè)備由汽包、下降管、水冷壁、聯(lián)箱和連接管組成；直流鍋爐蒸發(fā)設(shè)備即水冷壁。③蒸汽過(guò)熱設(shè)備—過(guò)熱器、再熱器汽包是加熱、蒸發(fā)和過(guò)熱三個(gè)過(guò)程的分界點(diǎn)。 目前大型電站鍋爐中用于加熱水和蒸汽的主要受熱面有省煤器、水冷壁、過(guò)熱器、再熱器。,7,（2）爐：燃燒系統(tǒng)。任務(wù)是使燃料在爐內(nèi)良好燃燒，放出熱量。 燃燒設(shè)備（煤粉燃燒器、點(diǎn)火裝置、爐膛）

7、、煙道、空氣預(yù)熱器等組成2.輔助設(shè)備及附件：（1）輔助設(shè)備：通風(fēng)設(shè)備、輸煤設(shè)備、制粉設(shè)備、給水設(shè)備、除塵除灰設(shè)備、煙氣脫硫設(shè)備、煙氣脫硝設(shè)備。 （2）附件：安全門、水位計(jì)、吹灰器、熱工儀表等。,8,電站鍋爐的構(gòu)成,鍋爐本體,輔助設(shè)備,汽水系統(tǒng)：水的預(yù)熱設(shè)備、蒸發(fā)設(shè)備、 蒸汽過(guò)熱設(shè)備；燃燒系統(tǒng)：燃燒設(shè)備、煙道、空氣預(yù)熱器,通風(fēng)設(shè)備、輸煤設(shè)備、制粉設(shè)備、給水設(shè)備、除塵除灰設(shè)備、煙氣脫硫設(shè)備、煙氣脫硝設(shè)備、附件

8、,,,9,汽輪機(jī)是以蒸汽為工質(zhì)的旋轉(zhuǎn)式機(jī)械，主要用作發(fā)電原動(dòng)機(jī)，也用來(lái)直接驅(qū)動(dòng)各種泵、風(fēng)機(jī)、壓縮機(jī)和船舶螺旋槳等。特點(diǎn)：功率大，轉(zhuǎn)速高，運(yùn)行平穩(wěn)，工作可靠，熱經(jīng)濟(jì)性高等。,3.汽輪機(jī)系統(tǒng)組成,10,（一）汽輪機(jī)設(shè)備的主要組成,1. 汽輪機(jī)本體 (1)配汽機(jī)構(gòu)：主要有主蒸汽導(dǎo)管、自動(dòng)主汽門、調(diào)節(jié)閥等。 (2)汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子：主要有動(dòng)葉、葉輪、軸等。 (3)汽輪機(jī)靜子：主要有靜葉、汽缸、隔板、軸封、軸承等。2. 調(diào)節(jié)保安油系統(tǒng)：

9、主要有調(diào)速器、油動(dòng)機(jī)、調(diào)節(jié)閥、油箱、主油泵、輔助油箱和保安設(shè)備等。3. 凝汽及抽汽系統(tǒng)：主要有凝汽器、凝結(jié)水泵、抽氣器、循環(huán)水泵和冷水塔等。4. 回?zé)峒訜嵯到y(tǒng)：主要有低壓加熱器、除氧器、高壓加熱器等。,11,汽輪機(jī)本體結(jié)構(gòu),1-軸；2-葉輪；3-動(dòng)葉片；4-噴嘴,1-油封環(huán) 2-油封套 3-軸 4-動(dòng)葉槽 5-葉輪 6-平衡槽,12,13,14,（二）汽論機(jī)分類：,汽輪機(jī),沖動(dòng)式汽輪機(jī),反動(dòng)式汽輪機(jī),凝汽式汽輪機(jī),供熱式汽輪機(jī),背壓

10、式汽輪機(jī),調(diào)節(jié)抽汽式汽輪機(jī),低壓汽輪機(jī),中壓汽輪機(jī),高壓汽輪機(jī),超高壓汽輪機(jī),亞臨界壓力汽輪機(jī),超臨界壓力汽輪機(jī),,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,按作功原理分,按功能分,按參數(shù)高低分,15,按熱力特性分類（即汽輪機(jī)型式） 凝汽式、中間再熱式背壓式調(diào)整抽汽式,,供熱,Turbine,,,,,,,,,Turbine,,,,,熱用戶,Turbine,,,,,,,,,,,16,按主蒸汽參數(shù)分類低壓汽輪機(jī)：小于1.47 Mpa

11、；中壓汽輪機(jī)：1.96 ～ 3.92 Mpa；高壓汽輪機(jī)：5.88 ～ 9.81 Mpa； 超高壓汽輪機(jī)：為11.77 ～ 13.93 Mpa； 臨界壓力汽輪機(jī)：15.69 ～ 17.65 Mpa；超臨界壓力汽輪機(jī)：大于22.15 Mpa；超超臨界壓力汽輪機(jī)：大于32 Mpa,17,,Δ XX - XX - XX,,,,,,,變型設(shè)計(jì)次序,,,蒸汽參數(shù),,,額定功率,,,型式,,例：N300-16.7/538/538

12、 300MW凝汽式汽輪機(jī),主蒸汽壓力為16.7MPa，溫度為538ºC,再熱蒸汽溫度538ºC。,汽輪機(jī)型式代號(hào)見(jiàn)下表：,（三）汽輪機(jī)型號(hào),18,（四）汽輪機(jī)的級(jí)、級(jí)內(nèi)能量轉(zhuǎn)換過(guò)程 1. 汽輪機(jī)的級(jí)：由靜葉柵和動(dòng)葉柵組成，是汽輪機(jī)作功的最小單元。,19,2. 級(jí)內(nèi)能量轉(zhuǎn)換過(guò)程： 具有一定壓力、溫度的蒸汽通過(guò)汽輪機(jī)的級(jí)時(shí)，首先在靜葉柵通道中得到膨脹加速，將蒸汽的熱能轉(zhuǎn)化為高速汽流的動(dòng)能，然后進(jìn)入動(dòng)葉通道

13、，在其中改變方向或者既改變方向同時(shí)又膨脹加速，推動(dòng)葉輪旋轉(zhuǎn)，將高速汽流的動(dòng)能轉(zhuǎn)變?yōu)樾D(zhuǎn)機(jī)械能。,汽輪機(jī)做功過(guò)程,20,3. 沖動(dòng)級(jí)：當(dāng)汽流通過(guò)動(dòng)葉通道時(shí)，由于受到動(dòng)葉通道形狀的限制而彎曲被迫改變方向，因而產(chǎn)生離心力，離心力作用于葉片上，被稱為沖動(dòng)力。這時(shí)蒸汽在汽輪機(jī)的級(jí)所作的機(jī)械功等于蒸汽微團(tuán)流進(jìn)、流出動(dòng)葉通道時(shí)其動(dòng)能的變化量。而這種級(jí)稱為沖動(dòng)級(jí)。,4. 反動(dòng)級(jí)：當(dāng)汽流通過(guò)動(dòng)葉通道時(shí)，一方面要改變方向，同時(shí)還要膨脹加速，前者會(huì)對(duì)葉片產(chǎn)生

14、一個(gè)沖動(dòng)力，后者會(huì)對(duì)葉片產(chǎn)生一個(gè)反作用力，即反動(dòng)力。蒸汽通過(guò)這種級(jí)，兩種力同時(shí)作功。通常稱這種級(jí)為反動(dòng)級(jí)。,21,進(jìn)入高壓汽輪機(jī)的從高壓蒸汽入口進(jìn)入高壓汽缸，推動(dòng)動(dòng)葉，使轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，作功后的蒸氣再?gòu)母邏焊壮隹谂懦觯ㄏ蛟贌崞?。高中壓合缸結(jié)構(gòu)，在一個(gè)外缸內(nèi)有高壓汽缸（內(nèi)缸）與中壓汽缸（內(nèi)缸），左邊是高壓汽缸，內(nèi)裝有高壓汽輪機(jī)；右邊是中壓汽缸，內(nèi)裝有中壓汽輪機(jī)，高壓汽輪機(jī)與中壓汽輪機(jī)共用同一根轉(zhuǎn)軸。被蒸汽推動(dòng)旋轉(zhuǎn)的葉片是動(dòng)葉,動(dòng)葉安裝在轉(zhuǎn)軸

15、上，構(gòu)成轉(zhuǎn)子。安裝在汽缸內(nèi)的葉片是靜葉，起噴嘴的作用。一級(jí)動(dòng)葉與一級(jí)靜葉構(gòu)成汽輪機(jī)的一個(gè)級(jí)。高壓汽輪機(jī)由多級(jí)動(dòng)葉與靜葉組成，（本模型僅4級(jí)），中壓汽輪機(jī)也由多級(jí)動(dòng)葉與靜葉組成（模型僅4級(jí)）。 由再熱器加熱完的蒸汽從蒸汽入口進(jìn)入中壓汽缸，推動(dòng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，作功后的蒸氣再?gòu)闹袎焊壮隹谂懦觥?22,進(jìn)入高壓汽輪機(jī)的從高壓蒸汽入口進(jìn)入高壓汽缸，推動(dòng)動(dòng)葉，使轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，作功后的蒸氣再?gòu)母邏焊壮隹谂懦?，通向再熱器。高中壓合缸結(jié)構(gòu)，在一個(gè)外缸

16、內(nèi)有高壓汽缸（內(nèi)缸）與中壓汽缸（內(nèi)缸），左邊是高壓汽缸，內(nèi)裝有高壓汽輪機(jī)；右邊是中壓汽缸，內(nèi)裝有中壓汽輪機(jī)，高壓汽輪機(jī)與中壓汽輪機(jī)共用同一根轉(zhuǎn)軸。被蒸汽推動(dòng)旋轉(zhuǎn)的葉片是動(dòng)葉,動(dòng)葉安裝在轉(zhuǎn)軸上，構(gòu)成轉(zhuǎn)子。安裝在汽缸內(nèi)的葉片是靜葉，起噴嘴的作用。一級(jí)動(dòng)葉與一級(jí)靜葉構(gòu)成汽輪機(jī)的一個(gè)級(jí)。高壓汽輪機(jī)由多級(jí)動(dòng)葉與靜葉組成，（本模型僅4級(jí)），中壓汽輪機(jī)也由多級(jí)動(dòng)葉與靜葉組成（模型僅4級(jí)）。 由再熱器加熱完的蒸汽從蒸汽入口進(jìn)入中壓汽缸，推動(dòng)

17、轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，作功后的蒸氣再?gòu)闹袎焊壮隹谂懦觥?工作過(guò)程見(jiàn)視頻,23,四、動(dòng)力部分主要輔助系統(tǒng)（一）燃料側(cè)：1.輸煤系統(tǒng)：作用是將原煤輸送到制粉系統(tǒng)。電廠輸煤系統(tǒng)設(shè)備一般包括燃料運(yùn)輸、卸煤機(jī)械、受煤裝置、煤場(chǎng)設(shè)施、輸煤設(shè)備、煤量計(jì)量裝置和篩分破碎裝置、集中控制和自動(dòng)化以及其它輔助設(shè)備與附屬建筑。2.制粉系統(tǒng)：將原煤磨制成合格的煤粉，定量地、連續(xù)不斷地送入鍋爐。3.除塵除灰系統(tǒng)：將燃燒過(guò)程中產(chǎn)生的灰渣經(jīng)除渣裝置和除塵裝置收集并排出爐

18、外。4.脫硝系統(tǒng)：脫去燃燒過(guò)程中產(chǎn)生的氮氧化物。5.脫硫系統(tǒng)：脫除燃燒產(chǎn)生的硫氧化物。6.煙風(fēng)系統(tǒng)：將燃燒所需要的空氣連續(xù)不斷地送入爐膛燃燒器，在保證爐膛出口負(fù)壓的前提下，連續(xù)不斷地將燃燒產(chǎn)生的煙氣排出爐外。,24,（二）工質(zhì)側(cè)：1.給水設(shè)備：在保證鍋爐給水壓力前提下，定量地、連續(xù)不斷地將給水送入鍋爐。2.蒸汽管道系統(tǒng)：連接鍋爐和汽輪機(jī)的蒸汽管道，將過(guò)熱蒸汽和再熱蒸汽連續(xù)不斷地送入汽輪機(jī)。3.其他工質(zhì)系統(tǒng)一般都包含在汽輪機(jī)輔