火电厂设备及运行维护PPT课件

火力发电厂设备及运行维护中电投新疆能源化工二0一四年十二月*一、火电厂系统与设备二、火电厂的运行管理三、火电厂的设备维护*一、火力发电厂系统与设备***(一)目前大规模的电能生产还依赖热能做功、切割磁场产生电流的方法。即热机带动发电机发电。包括核电、燃煤锅炉、燃气轮机、内燃机等。(二)在我国火力发电厂是电力生产的主力军。主要用燃煤锅炉、汽轮发电机组发电。火电厂的生产程序：燃料——燃料加工（磨煤机）——炉膛内燃烧——水加热产生蒸汽——蒸汽冲转汽轮机——汽轮机带动发电机发电——电流经变压器升压——经开关站与电网相连输出电流*三．火电厂生产特点1.发电、输送、使用同时完成，使用多少生产多少。2.各车间同时运行，缺一环节就要停产。3.电能不易储存，需要设备容量备用。4.许多机组联成电网运行。5.燃料用量巨大,能耗提高一点即可节约许多燃料。*四．热力循环1.热机连续做功要依靠工质的循环。火电厂用水－汽循环（称为朗肯循环）。循环必定有一个冷源、一个热源。2.理想的循环效率（不考虑机械损耗、散热等因数）η＝1-T1/T2提高热效率的途径为降低冷源温度，提高热源温度。*火电厂的系统介绍 热力系统 流程：冷凝器——凝结水泵——凝结水除盐——轴封加热器——低加——除氧器——给水泵——高加——省煤器——汽包——下降管——水冷壁——汽包——过热器——高压缸——再热器——中压缸——低压缸——冷凝器*** 1.主蒸汽系统；再热蒸汽系统 2.汽机旁路系统一级旁路、二级旁路 3.凝结水系统；给水系统 4.减温水系统 5.回热加热系统 辅助汽水系统 1.补给水系统 2.疏水系统逐级自流疏水和疏水泵疏水 3.冷却水系统循环水、工业水（开式、闭式） 4.辅助蒸汽系统** 煤粉制备系统 卸煤设备——煤场——输煤皮带——煤仓——给煤机——磨煤机——燃烧器——炉膛 锅炉烟风道系统 送风机——空预器——磨煤机——炉膛——后炉膛——空预器——除尘器——引风机——脱硫——烟囱 除灰渣系统 吹灰：提高传热效果；防止结渣；防止局部堵塞；防止受热面外部腐蚀等 水力除灰* 气力除灰 机械除灰 捞渣机 真空系统 压缩空气系统 气力除灰 杂用 仪用 脱硫脱硝系统*电站锅炉 机组的参数* 压力 温度 常用锅炉型式 高压 9.8MPa 540ºc 自然循环汽包炉 超高压 13.7MPa 540ºc 自然循环汽包炉 亚临界 16-18mpa 545ºc 自然循环汽包炉控制循环或直流炉 超临界η≈40% >22mpa 566ºc 直流炉 超超临界η→47% >28mpa >580ºc→600ºc 直流炉*煤粉炉的主要构造 钢架——锅炉其它部分的重量悬挂在钢架的板梁上，锅炉可向下自由膨胀。锅炉安装的第一项工作就是吊钢架。 受热面——包括水冷壁、过热器、再热器、省煤器、空预器 汽包（循环炉）、汽水分离器（直流炉） 燃烧器——对冲、四角布置 点火装置——等离子、微油等 炉水循环泵（控制循环炉）***锅炉* 目前常用的电站燃煤锅炉有这几种 1.自然循环汽包炉 2.控制循环汽包炉 3.直流炉 4.循环流化床锅炉*锅炉按循环方式分四类* 锅炉钢架* 锅炉受热面 1.水冷壁：自然循环和控制循环锅炉水冷壁为垂直布置内螺纹钢管，直流炉采用螺旋盘绕水冷壁*锅炉受热面* 过热器和再热器（石洞口） 过热器的作用是将饱和蒸汽加热到具有一定过热度的合格蒸汽。 分为：包覆、炉顶、前屏、后屏及末级（高温）过热器 2.再热器－为机组再热提供受热面 初级再热器 末级再热器 省煤器****燃烧器：将携带煤粉的一次风和助燃的二次风送入炉膛，并组织一定的气流结构，使煤粉能迅速稳定的着火，同时使煤粉和空气合理混合，达到煤粉在炉内迅速完全燃烧。* 吹灰器用于清除受热面的、结灰，以保证锅炉安全经济运行。介质有蒸汽、水（利用排污水）、空气（结渣严重煤种锅炉使用）*吹灰器：定期吹扫锅炉各部分受热面上的积灰** 空气预热器 利用锅炉尾部烟气热量来加热燃烧所需的空气的一种热交换装置 管式、回转式（容克式） 多数采用三分仓回转式空气预热器（烟气、一次风、二次风） 试验漏风率<8％ 一年后漏风率<10％** 磨煤机（HP） 磨辊和磨碗碾压原煤成粉 一次风将煤粉吹起经分离从出粉口带出 石子从风环处排出 RP、MPS、双进双出球磨机*磨煤机：将燃煤磨粉* 原煤－检测器－落煤管－进料口－输送皮带－秤重传感组件－出料口－磨煤机* 轴流风机采用动叶可调，调节效率高、低负荷效率高，制造难度大。大机组多用轴流风机** 燃料储存与运输 水运－抓斗 铁路－翻车机 煤场－斗轮机 皮带机 灰渣的排出 加药：提高炉水的PH值，减少水中的溶化氧。*汽轮机*汽轮机：将热能转换为机械能**** 高、中压缸结构 1.压缸均为合金钢铸造，沿水平中分面分开，形成上缸和下缸。上下缸用螺栓紧固。其中内缸在水平中分面处支承在外缸上。用定位销导向，保持内外缸中心一致。 2.汽缸通流部分反向布置，减少轴向推力。 3.外缸由4个猫爪支承在前后轴承座上，可以自由滑动。 4.外缸用定位销与前后轴承座保持中心一致。*** 低压缸结构 1.哈汽低压缸有1个外缸2个内缸，内外缸都为焊接结构 2.1﹟内缸装有1、2级隔板的隔板套、3、4、5级隔板。2＃内缸装有6、7级隔板。 3.低压缸上下半各由三部分组成，通过垂直法兰用螺栓固定。*** 汽机转子 1.一个高中压转子两个低压转子，整锻金加工，镶有叶片，转子之间用联轴器刚性连接。 2.隔板的静叶片组成的静叶栅将蒸汽的热力势能转换成动能；转子的动叶片接受静叶栅出来的高速汽流，把蒸汽的动能转换成机械能，使转子转动。 3.围带和拉金 4.高压转子前的短轴－主油泵、测速齿轮、危急保安器**** 汽封及轴封 1.分级膨胀，压力递减。 2.通流部分汽封：围带汽封、隔板汽封 3.轴封 4.轴封蒸汽** 轴承 1.支持轴承：瓦块（表明镶一层巴氏合金）、球面瓦枕（自位功能）、油封 2.油膜的形成 3.推力轴承 运行时，轴承任何时候都充满润滑油，断油就要烧瓦。 轴系 包括高中压转子、低压转子、发电机转子由于转子有扰度，轴系安装时必须有扬度，才能保证联轴器的平行。** 盘车装置 1.启动前和停机后盘车防止转子弯曲 2.进行直轴 3.盘车过程中可检查汽机动静间有否摩擦；润滑油系统工作是否正常等。 4.冲转前盘车利于机组启动顺利。** 润滑油系统 1.主油泵在车头上，由注油器供油 2.油箱上装有交流润滑油泵和事故润滑油泵 3.滤网和冷油器 4.给发电机氢密封供油****** DEH调节系统 系统由数字式控制器、阀门管理器、液压控制组件、进汽阀门、EH油系统组成，与数据采集系统（DAS）、机械测量系统（TSI）、防超速保护（OPC）、跳闸保护（ETS）、自动同期装置（AS）相连接。 DEH是分散控制系统（DCS）的一个子系统，通过DCS可实现机炉协调控制 并网前和跳闸后控制转速和升降速率，并网后控制功率。* 汽机保护系统 1.手动停机 2.机组超速保护 3.主汽温度异常下降 4.冷凝器低真空保护 5.机组轴向位移超限保护 6.汽机振动超限保护 7.转子偏心度超限保护 8.胀差超限保护 9.油箱油位过低保护* 10.排汽温度超限保护 11.支持轴承或推力轴承金属温度超限保护 12.轴承油压低保护 13.汽机抗燃油压低保护 14.发电机故障保护 15.DEH断电保护 16.MFT（总燃料跳闸） 17.汽机、发电机制造厂要求的其它保护** 主蒸汽系统 1.单双单布置，消除左右两侧之蒸汽温差 2.不设流量测量装置，减少压力损失 3.不设电动隔离阀，设置水压试验堵阀 4.过热器出口设弹簧安全阀，电磁泄压阀－过热器超压保护。 再热系统 高压缸排汽（冷段）－再热器－再热热段－中压缸* 汽机旁路系统 两级串联旁路系统：高压旁路（主蒸汽－冷段），低压旁路（热段－冷凝器） 1.事故情况下起保护作用。 2.加快启动时间，改善启动条件。 3保护再热器不使干烧。** 回热抽汽系统 用在汽机内作过工的蒸汽（抽汽）加热给水，提高工质吸热过程的平均温度，以提高机组的热效率。*冷凝器－凝结水泵－轴封加热器－低加－除氧器** 主给水及除氧系统 1.流程：除氧水箱－前置泵－流量测量装置－给水泵－3＃加热器－2＃加热器－1＃加热器－流量测量装置－给水操作台－省煤器进口集箱 2.除氧作用：混合式加热器，加热给水到沸腾，使水中溶解的氧气跑出来排走。 3.再循环管** 辅助蒸汽 来源： 1）邻炉蒸汽 2）汽轮机抽汽（再热冷段、四级抽汽） 3）辅助锅炉 用途： 1）燃油加热和雾化 2）暖风器用汽 3）制粉系统灭火 4）煤炭解冻 5）冷却受热面* 6）汽机轴封蒸汽 7）调节油和润滑油箱加热蒸汽 8）起动时除氧器加热蒸汽 9）水处理用汽 10）仪表管和需防冻管道伴热 11）暖通用汽 12）生活用汽*开式循环冷却水** 循环冷却水系统及工业水系统 1.用途：冷凝器用水转动机械和发电机电动机冷却水消防、冲灰、设备冲洗、清洁等 2.方式：开式循环冷却水闭式循环冷却水* 冷凝器 组成：壳体内装有管板和4万多根管子，上部穿装低加。底部热井（凝结水集水箱），前后水室通循环水。 与低压缸连接处设置膨胀节。*凝汽器：作用是冷却汽轮机乏汽并使其凝结成水，从而在汽轮机排汽口建立并保持高度真空。* 真空系统使用水环式真空泵，叶轮旋转在泵壳内形成水环，由于叶轮和泵壳的中心不一致，两个叶片和水环之间的空间随着旋转由小变大（A－B）由大变小（C－A）形成吸气与排气的过程。****高、低压加热器：利用汽轮机抽汽，对给水、凝结水进行加热，其目的是提高整个热力系统经济性。可分为立式、卧式***除氧器：去除凝结水和补充水中的氧气及其它气体。同时在给水回热系统中，除氧器还起到混合加热器的作用。可分为立式、卧式** 凝结水泵 1.凝结水泵的作用是把冷凝器热井的水加压经低加打到除氧器 2.凝泵在真空条件下输送饱和状态的凝结水需增加吸入口的压头，同时还要有水封防止空气漏入冷凝器。 循环水泵 1.用来输送冷凝器所需的冷却水和其它工业水。 2.海水循泵用耐腐蚀材料加阴极保护（牺牲阳极或外加电流）** 给水泵的前置泵 吸入口压头>管路阻力＋气蚀余量，水泵运行时才可避免气蚀。气蚀余量与转速的平方成正比，所以用一台低转速的前置泵来增加高转速的给水泵的吸入口压头，可以解决除氧器位置不够高的问题。****给水泵:将除氧水箱的凝结水通过给水泵提高压力，经过高压加热器加热后，输送到锅炉省煤器入口，作为锅炉主给水。*** 液力联轴器 1.主动轴带一油泵，从动轴连着一涡轮。泵轮通过油驱动涡轮传递力矩。 2.改变油量的多少就改变传递力矩的大小，可以达到无级调速的目的。 3.勺管位置控制壳体内的油位，即控制联轴器工作油量。*电气设备及系统 电气主接线 发电机出线－封闭母线－主变－开关站－输电线路（送往电网）***发电机：将机械能转换为电能* 发电机结构 1.定子：机座、定子铁芯、定子绕组（中空导线通水冷却）、端盖 2.转子：转子锻件、励磁绕组、护环、中心环和风扇 3.轴承座 冷却方式：水、氢、氢 油密封 直流励磁电流 600MW汽轮发电机励磁电流约4000－6000A用交流电硅整流获得 它励与自励 有刷与无刷*发电机：将机械能转换为电能****升压站*GIS升压站* 变压器主要结构 1.铁芯 2.绕组 3.变压器油 4.油箱及附件：油箱、压力释放装置、气体继电器（油气超标触点闭合，使断路器跳闸）分接开关（无载调压和有载调压） 5.绝缘套管* 高压断路器 根据灭弧方式可分为： 1.油断路器 2.压缩空气断路器 3.六氟化硫断路器SF6为优良灭弧介质 4.真空断路器提高击穿电压、触头不易氧化** 压缩空气断路器*** 隔离开关** 厂用电* 发电厂有大量以电能为动力的机械设备以及运行操作、试验、检修、照明等用电设备都属于厂用负荷，统称厂用电。 厂用电是电力系统中最重要的用户，失去厂用电就是失去发电能力 厂用电的电压等级 6KV(200KW及以上电机）+400V（200KW以下电机） 10KV（2000KW以上电机）+3KV（200－2000KW电机）+400V（200KW以下电机） 工作电源使用，备用电源热备用* 保安电源 柴油发电机组 交流不停电电源UPS供计算机控制、数据采集系统、重要机、炉、电保护、测量仪表及重要电磁阀等。400V保安段－整流器－逆变器220V－静态切换开关－UPS，400V保安段－降压变－调压器－静态切换开关－UPS，蓄电池－闭锁二极管－逆变器220V－静态切换开关－UPS 直流电系统是厂用电中最重要的一部分，它保证在任何事故情况下都能可靠的供电。继电保护、自动装置、信号设备、通讯系统、开关电器操作、直流动力、事故照明。 蓄电池组＋充电器* 发电厂电气控制、测量与信号 1.监测系统（数据采集系统DAS）能每秒钟将1000多个仪表量、1000多个开关量自动巡检一次，自动报警自动打印，显现系统图 2.控制系统包括分散微机控制（DCS）电液控制（DEH）协调控制（CCS）程控系统（SCS） 发电机同期 发电机并网采用准同期方式 频率相等；三相电压幅值相等；并列点相位相等* 热工自动化 热工自动化是指采用检测与控制系统对火电厂的热力生产过程进行生产作业，以代替人工直接操作的措施，也称“仪控” 热工自动化系统包括：检测、报警、控制、连锁保护功能的自动化装置的集成 1.单元机组协调控制系统（CCS） 2.锅炉炉膛安全监控系统（FSSS） 3.顺序控制系统（SCS） 4.数据采集系统（DAS） 5.汽机电液控制系统（DEH）和小汽机电液控制系统（MEH）* 6.旁路控制系统（BPS） 7.汽机自启停系统（ATC） 8.汽机监视仪表（TSI）和汽机紧急跳闸系统（ETS） 9.全厂闭路工业电视系统 10.辅助生产系统网络化集中监控系统* 热工自动化的设施分三部分 就地信号采集装置（测量装置、变送器）和执行机构 控制电缆 集控楼设备：传统的主要是盘、柜、台和大量的操作开关和监视仪表。自动化程度提高取消了绝大多数操作开关和监视仪表，代之以大屏幕显示器。操作台只有少量必须的供紧急停机的操作设备（后备监控设备）。* 分散控制系统DCS 火电厂的容量越来越大，参数愈来愈高，运行中必须监视的信息来和控制的指令量迅速增加，（4000－8000）于是计算机技术进入电厂控制系统。 单一计算机控制的缺点： 1.危险集中。 2.负荷重，实时性差。 3.系统开发困难。 所以发展分散控制系统。* 分散控制系统的优点 1.综合应用计算机技术、控制技术、通讯技术、CRT技术，系统高度自动化，能保证机组安全，减少操作人员。 2.局部故障不会影响整个系统 3.系统易于扩展，控制策略的改变只需改变软件组态。 4.系统可靠性和可用性高 5.优越的人机接口 6.可与管理系统接口* 分散控制系统组成： 1.节点工作站－连续控制、顺序控制、批量控制、数据采集、事件记录等功能。 2.中央操作站－显示各节点工作站的信息，具有操作管理各站点的功能。 3.系统管理站－加强全系统管理的功能 4.主机（管理计算机） 5.局部网络－通讯系统。 6.网间连接器－起通讯系统的转换器、协议翻译器和系统扩展器的作用。*二、火电厂的运行管理**(一)运行管理的内容*1、安全管理基本要求在危及设备安全时，应正确地判断和处理，不能造成主要设备严重损坏而长时间停运。31245*内容31245切实有效的开展好安全活动反事故演习建立安全责任体系严格执行“两票三制”以安健环为基础，加强风险预控6加大习惯性违章检查及考核，以零违章为目标*2、管理专业技能提升培训跨专业培训轮岗培训常规培训*3、设备管理*4、操作管理*5、经济指标管理**6、绩效管理制定要求：*7、调度管理*(二)运行管理的重要性随着电力体制改革的不断深入、节能环保要求及电煤价格的上涨，发电厂面临的形势也愈发严峻。在这种情况下，发电厂要想更好地生存与发展，就必须增强责任意识，提高经济效益，以保证各生产系统的安全、经济、有序运行。而运行管理工作是电厂生产流程的枢纽中心，在电厂各项管理工作中的重要性显得越来越突出，运行管理工作的好坏，直接关系到我厂机组能否长周期安全、经济运行，做好运行管理工作，对维护电厂安全、稳定、连续运行具有十分重要的意义。*(三)我厂运行管理现状*(四)如何做好运行管理工作*（1）、意识的树立在生产工作中，运行管理人员承担着艰巨的任务。不仅要时刻关注生产设备的运行状况、安全情况，还要进行一系列的运行操作、事故处理等。因此，对于运行管理人员来说，不仅需要具备过硬的专业技能，而且需要具备高度的责任心，树立设备“第一主人”及安全责任意识。意识决定行为，作为运行管理者，只有在树立了设备“第一主人”意识及安全责任意识后，才能充分发挥人的主观能动性，才能将安全置于生产工作的首位，才能带动其它人员去更好的做到“精心操作、精心维护”，从而为机组安全运行保驾护航。*（2）、制度的建立运行管理的各项制度对于运行工作是至关重要的，可以从本质上对运行工作做出规范、严谨的要求，使生产运行管理有章可循、有法可依。运行*（3）、风险的把控经验告诉我们，事故的源头往往就是一个风险未把控好所造成的，因此我们只有加强对风险的把控才能有效控制住事故的发生。安健环风险评估事故通报的学习及事故演练工作票、操作票的完善安全大检查及隐患排查有效开展好安全活动*（4）、操作的严谨对于运行管理工作来说，“两票三制”是其重点与精髓。因此，要想提高运行管理水平，必须严格执行“两票三制”。从以往发生的事故来看，与运行责任有关的事故多半都由未严格执行执行两票三制引起。首先，我们要加强操作票管理，在各项操作中，我们尤其要重视电气操作管理，电气操作管理是电厂运行操作管理中最为严谨的一项，不仅是因为电气操作步骤多及操作顺序严格，在发生误操作时它所带来的后果也是最为严重的，甚至伤及到人员生命安全。其次，要加大工作票管理力度。在进行检修工作时，我们不仅要严格执行工作票制度，严格把关工作票许可手续，杜绝“走过场”的不良行为。对于一些无票作业的行为，更是要坚决杜绝。*再次，要严格执行交接班制度。交接班工作是运行管理工作不可忽视的部分。对于交班人员来说，要做好运行记录，以便于接班人员开展工作，保持工作的连贯性。对于接班人员来说，要认真检查设备运行状况，及时发现问题并解决问题，切不可拖延。此外，要认真组织交接班会，对日常运行管理工作进行与总结，切实保证运行管理工作效率与效果。最后，巡检及定期工作是设备维持正常运行及备用的重要手段，在工作中我们要做好设备的巡检及定期工作，争取缺陷、隐患早发现，为检修处理创造条件。同时保证备用设备可靠备用，做好设备可靠运行的最后一道防线。*（5）、运行分析指标分析启停机分析事故及异常分析运行分析确保机组安全、经济、高效、稳定运行，通过对设备运行工况、运行参数、运行记录、异常及事故的全面正确分析，对设备改造、运行操作和系统运行方式改进提供科学的依据，从而不断提高运行的安全、经济、技术管理水平目的*指标分析1、开展经济运行分析是促进运行值班人员及各级生产管理人员掌握设备性能及其变化规律，保证设备安全、经济运行的重要措施。运行人员应通过仪表指示、运行记录、设备巡查和操作情况等，及时分析和发现问题，采取对策，不断提高机组安全经济运行水平。2、班组应每月对期间班组的各项指标进行分析，部门每月组织召开月度经济分析会，分析指标较上月、去年同期及历史先进水平的变化情况，找出变化的原因。3、运行管理人员每天应关注各项经济指标的变化情况，发现异常变化应及时分析变化的原因，找出解决办法。*事故及异常分析1、事故及异常分析是运行经验积累的重要来源。2、在事故和异常发生后，由当班人员将经历的事故及异常全过程，从发现到处理的情况以及经验总结写成书面材料提交专业主任。专业主任应对事故处理过程和有关操作认真进行分析评价，总结经验教训，并组织其它人员学习，从而不断提高运行水平。启停机分析1、机组启、停是一个较复杂的过程，启、停过程中操作量大，需掌控的风险点较多，在每次机组启动或停运过程中不可能做到完美，或多或少总会存在一些问题，这就要求我们做好机组启动或停运分析总结，找出期间存在的问题，以便在下次得到改正及优化。2、在机组启动或停运操作后，由当班人员将机组启动或停运分析总结上交至专业专工处进行汇总，并形成机组启动或停运总结供其它人员学习。*（6）、技能的提升运行人员的素质，直接决定着运行管理水平。在运行管理中，要不断提升运行人员专业技术水平和综合素质，制定形式多样的员工培训及方式，积极开展技术讲课、技术交流、技术考试、事故预想、演练演练等培训工作。同时，也可采取“轮岗培训”“岗位竞争”等形式，推进各岗位人才的成长，加快青年员工成才的步伐。*谢谢*