火电能量转换过程的三个步骤
第一步:将
第二步:将热能转化为机械能。 高温蒸汽产生的打开CPEM了解更多推力推动汽轮机旋转。
第三步:将机械能转化为电能。 利用汽轮机的旋转引动发电机转子转动,通过切割
火力发电过程
煤炭通过
火电厂
火力发电厂 即火电厂,是利用可燃物(中国的火电厂以燃煤为主)作为燃料生产电能的工厂。它的基本生产过程是:燃料在燃烧时加热水生成蒸汽,将燃料的化学能转变成热能,蒸汽压力推动汽轮机旋转,热能转换成
现代化火电厂是一个庞大而又复杂的生产电能与热能的工厂。根据燃料、原动机、蒸汽压力、装机容量等不同维度,火电厂可划分为多种类型。随着火电技术的不断提高,火电厂的建设与运营也在逐渐适应低能减排的社会发展要求。
火力发电的三种发电方式
汽轮机发电: 先将燃料送进锅炉,同时送入空气,锅炉注入经过化学处理的给水,利用燃料燃烧放出的热能使水变成高温、高压蒸汽,驱动汽轮机旋转做功而带动发电机发电。
燃气轮机发电: 用压气机将压缩过的空气压入燃烧室,与喷入的燃料混合雾化后进行燃烧,形成高温燃气进入燃气轮机膨胀做功,推动叶片旋转并带动发电机发电。
柴油机发电: 用喷油泵和喷油器将燃油高压喷入汽缸,形成雾状,与空气混合燃烧,推动柴油机旋转并带动发电机发电。
火力发电厂的五大系统
燃料系统: 完成燃料输送、储存、制备的系统。燃煤电厂具有卸煤设施、煤场、上煤设施、煤仓、给煤机、磨煤机等设备;燃油电厂备有油罐、加热器、油泵、输油管有等设备。
燃烧系统: 主要由锅炉的燃烧室、送风装置,送煤装置、灰渣排放装置等组成。主要功能是完成燃料的燃烧过程,将燃料所含能量以热能形式释放出来,用于加热锅炉里的水。主要流程有烟气流程、通风流程、排灰出渣流程等。
汽水系统: 主要由给水泵、循环泵、给水加热器、凝汽器等组成。其功能是利用燃料的燃烧使水变成高温高压蒸汽,并使水进行循环。主要流程有汽水流程、补给水流程、冷却水流程等。
电气系统: 主要由电厂主接线、汽轮发电机、主变压器、配电设备、开关设备、发电机引出线、蓄电池直流系统及通信设备、照明设备等组成。基本功能是保证按电能质量要求向负荷或电力系统供电。主要流程包括供电用流程、厂用电流程。
控制系统: 主要由锅炉及其辅机系统、汽轮机及其辅机系统、发电机及电工设备、附属系统组成。主要工作流程包括汽轮机的自起停、自动升速控制流程、锅炉的燃烧控制流程等。
火力发电厂的核心设备主要包括 锅炉、汽轮机 和 发电机 ,它们安装在发电厂的主厂房内。主变压器和配电设备一般是安装在独立的建筑物内和户外,其他辅助设备,如水处理设备、除尘设备、燃料储运设备等,安装在主厂房内或安装在辅助建筑中和露天场地。
发电设备的程序控制是将生产过程中大量分散的操作,按辅机与热力系统的工艺流程划分为若干有规律的程序进行控制与保护,运行保护分为联锁保护、继电器组成的保护和固定的保护装置,运行控制分为就地控制、集中控制和综合自动控制。
发电环节:多联产发电技术
热电联产: 热电联产是利用热机或发电站同时产生电力和有用的热量。热电联产是燃料的
冷热电三联产: 热电冷三联供系统是一个从能源中心同时产生并向区域内供应热、电和冷量的装置及其外围设备。蒸汽轮机发电系统除发电外,其抽汽或乏汽可用于生产工艺和生活供暖,而部分电或热又可经过其中
发电环节:四大新型发电技术
IGCC技术: 成熟的清洁高效煤电技术IGCC(Integrated Gasification Combined Cycle)即整体煤气化联合循环发电系统,是将煤气化技术和高效的联合循环相结合的先进动力系统。它由煤的气化与净化部分和燃气-蒸汽联合循环发电两部分组成。第一部分的主要设备有气化炉、空分装置、煤气净化设备(包括硫的回收装置);第二部分的主要设备有燃气轮机发电系统、余热锅炉、蒸汽轮机发电系统。与传统煤电技术相比,IGCC将煤气化和燃气-蒸汽联合循环发电技术集成具有发电效率高、污染物排放低,二氧化碳捕集成本低等优势,是目前国际上被验证的、能够工业化的、最具发展前景的清洁高效煤电技术。
超临界、超超临界机组: 具有较高的节能与环保性能火电厂超临界机组和超超临界机组指的是锅炉内工质的压力。锅炉内的工质都是水,水的
大型空冷发电技术: 广泛应用于缺水地区空冷发电机组是利用强制流动的空气作为热源的载体,达到设备散热的目的。当前用于发电厂的空冷系统主要有三种,即直接空冷、外表式凝汽器间接空冷系统和混合式凝汽器间接空冷系统。其中直接空冷多采用机械通风方式。在水资源条件相同的条件下,采用空冷机组可使装机容量扩大几倍,空冷机组在缺水地区新建火电机组中得到了广泛应用,对在缺水地区新建火电机组,节约水资源,满足电力工业的发展。
大型CFB电站: 提高煤炭使用效率
储能调频:具有广阔发展前景
传统火力机组功率调整要经过化学能、热能、动能、电能的一系列转换,调节流程长,反应慢,难以响应日频次达百次级的调频需求。通过锂电池等储能技术辅助机组进行调频,可使响应时间从分钟级降到秒级,大幅提高调频性能指标K值,同时稳定机组出力,降低机组损耗和能耗。根据国际机构测算,储能调频对火电机组的替代效果可以达到25倍。此外,火电附加储能可以减少火电厂的煤耗和机组磨损。
储能参与调频的良好效果使其在全球主要电力市场得到了规模化的应用,火电储能调频的发展为
烟气处理技术:烟气脱硫
在烟气脱硫技术路线中,根据不同的反应物及生成物的物质形态,可分为湿法、半干法和干法三种。以石灰石-石膏湿法的应用最为普及,技术优势在于吸收剂来源广泛、煤种适应性强、价格低廉、副产物可回收利用。
烟气处理技术:烟气脱硝
燃煤烟气的脱硝处理,可理解为可逆反应经过金属催化剂作用,显著提升了正反应的转化率。因此,保证烟气温度处于催化剂的有效温度窗口之内是非常重要的,否则反应转化率将会显著下降。而由于烟气刚刚排出锅炉时的温度最适宜,按照烟气进入
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