本次實習的任務是熟悉熱能與動力工程相關企業,主要是火電廠的主要熱力系統及其布局。此次參觀的地點有電廠樣板間、南京協信汙泥發電廠和南京汽輪機廠。目的是使學生在短暫的實習期間,對火電廠主要生產設備的基本結構、工作原理和性能有壹個系統全面的了解,而不是為後續的專業課提供必要的感性認識和基礎知識。
火力發電廠是利用煤、石油、天然氣等燃料的化學能產生電能的電廠,即燃料的化學能→蒸汽的熱勢能→機械能→電能。在鍋爐中,燃料的化學能轉化為蒸汽的熱能,在汽輪機中,蒸汽的熱能轉化為輪子轉動的機械能,在發電機中,機械能轉化為電能。爐、機、電是火力發電廠的主要設備,也稱為三大主機。輔助三臺主機的設備簡稱輔機。主機、輔機及其連接的管道和管路稱為系統。徐塘熱電廠的原料是原煤。原煤通過汽車或輪船運輸至電廠儲煤場(南京協信汙泥發電廠通過運煤車運輸至電廠碼頭),再通過輸煤皮帶運輸至煤鬥。然後從煤鬥落下,由給煤機送入磨煤機磨成煤粉,同時輸送熱風幹燥輸送煤粉。最後送到鍋爐的爐膛燃燒。燃料燃燒所需的熱空氣由鼓風機送入鍋爐的空氣預熱器進行加熱。預熱後的熱風壹部分通過風管送入磨煤機進行幹燥和煤粉輸送,另壹部分直接引至燃燒器進入爐膛。燃燒產生的高溫煙氣在引風機的作用下,首先沿鍋爐的倒U型煙道依次流經爐膛、水冷壁管、過熱器、省煤器、空氣預熱器,同時煙氣的熱能逐漸傳遞給工質和空氣,自身成為低溫煙氣,經除塵器和脫硫裝置凈化後排入大氣。煤燃燒後產生的灰中,大灰會因自身重量與氣流分離,沈降在爐底的冷灰鬥中形成固體爐渣,最後由排渣裝置排入灰溝,再由灰渣泵送至灰場。大量細小的灰粒(飛灰)隨煙氣被帶走,經除塵器分離後送至灰溝。鍋爐給水首先進入省煤器預熱到接近飽和溫度,然後被蒸發器受熱面加熱成飽和蒸汽,再被過熱器加熱成過熱蒸汽,也叫主蒸汽。通過上述過程,完成了燃料的輸送和燃燒、蒸汽的產生以及可燃物質(灰渣、煙氣)的處理和排放。鍋爐過熱蒸汽出來的主蒸汽通過主蒸汽管道進入汽輪機膨脹做功,帶動發電機發電。從汽輪機排出的乏汽被排入冷凝器,在那裏被冷凝並冷卻成水,這被稱為主冷凝液。主凝結水通過凝結水泵送至低壓加熱器,部分蒸汽由汽輪機抽出後進入除氧器,在除氧器中通過不斷加熱除去水中溶解的各種氣體(主要是氧氣)。化學車間處理後的補充水和主凝結水匯集到除氧器水箱,成為鍋爐給水,經給水泵升壓後送至高壓加熱器。從汽輪機的高壓部分抽出壹定量的蒸汽進行加熱,然後送入鍋爐,使工質完成壹個熱力循環。循環水泵將冷卻水(也稱循環水)送至凝汽器,形成循環冷卻水系統。通過以上過程,完成了將蒸汽的熱能轉化為機械能、電能和鍋爐給水的過程。因此,火力發電廠是壹個能量轉換的復雜電廠,由爐、機、電及其相應的輔助設備和系統組成。
二。鍋爐部件
1.總體概述
鍋爐是火力發電廠三大主要設備之壹,其作用是將水變成高溫高壓蒸汽。鍋爐是燃料燃燒、傳熱和水蒸發的綜合裝置。
(1)南京協信汙泥發電廠鍋爐工作圖
(2)鍋爐的技術參數
名稱機組鍋爐最大連續出力鍋爐額定出力
過熱蒸汽流量T/h
出口蒸汽壓力MPa
出口蒸汽溫度
在熱蒸汽的蒸汽流速T/h下
蒸汽壓力,出口/入口MPa
蒸汽溫度,出口/入口
給水溫度
2.鍋爐系統
(1)汽水系統:水加熱、蒸發、過熱全過程的設備。由省煤器、汽包、下降管、水冷壁、過熱器、再熱器等設備組成。
(2)風煙系統:通過風加熱並與燃料燃燒產生煙霧,釋放熱量並排入大氣的設備。
(3)制粉系統:將原煤磨成煤粉,然後送入粉倉和爐膛的設備。主要部件有磨煤機、給煤機和煤粉分離器。
3.鍋爐設備結構
(1)汽包的結構和布置
鍋筒(又稱鍋爐煙道)是自然循環和強制循環鍋爐的極限承壓部件。沒有鼓,就沒有循環回路。汽包的主要作用是:它是工質加熱、蒸發、過熱三個過程的連接樞紐,用於保證過馬路時的正常水循環。汽包內裝有汽水分離器和連續排汙裝置,以保證鍋爐的正常水循環。有壹定量的水,所以有蓄熱的能力,可以減緩風壓的變化速度,有利於鍋爐運行和調節。
(2)鍋爐下降管、泵和定期排汙。
五個下降管管接頭焊接在鍋筒底部,下降管安裝在鍋筒底部。其目的是使下降管入口上部具有最大的水層高度,有利於下降管入口處工質的汽化,導致下降管攜帶蒸汽。
(3)水冷壁的結構、管徑和布置
在爐膛周圍的爐墻上鋪設的受熱面,通常稱為水冷壁。中壓自然循環鍋爐的水冷壁都是蒸發受熱面。高壓、超高壓和亞臨界壓力鍋爐的水冷壁主要是蒸發受熱面,通常在爐膛上部布置壹個輻射過熱器或輻射再熱器。在直流鍋爐中,水冷壁既是水加熱和蒸發的受熱面,也是過熱器的受熱面,但水冷壁仍主要是蒸發受熱面。
(4)省煤器和空氣預熱器的結構和布置
省煤器和空氣預熱器通常布置在鍋爐對流煙道的末端或對流煙道的下方。進入這些受熱面的煙氣溫度較低,所以這兩個受熱面通常稱為尾部受熱面或低溫受熱面。
省煤器是利用鍋爐尾部煙氣的熱量加熱給水的換熱裝置。可以降低排煙溫度,提高鍋爐效率,節約燃料。由於給水在進入鍋爐蒸發受熱面之前在省煤器中被加熱,可以減少水在蒸發受熱面中的吸熱,省煤器可以替代部分蒸發受熱面。而且省煤器內的工質是水,其溫度遠低於給水壓力下的飽和溫度。另外,在省煤器中,工質被強制流動,傳熱系數高。此外,給水經過省煤器後,可以提高進入汽包的給水溫度,降低給水與汽包壁的溫差,從而降低汽包的熱應力。因此,省煤器的作用不僅僅是節約煤炭,實際上已經成為現代鍋爐中不可缺少的組成部分。
空氣預熱器既能吸收煙氣中的熱量,又能降低煙氣溫度,從而提高鍋爐效率;而且由於空氣的余熱,改善了燃料的著火條件,強化了燃燒過程,減少了不完全燃燒的熱損失,這對於燃燒難以著火的無煙煤尤為重要。使用預熱空氣可以提高爐膛溫度,強化爐內輻射換熱,減少吸收同樣輻射熱的水冷壁受熱面。溫度較高的預熱空氣作為幹燥劑被送至煤粉控制系統。因此,空氣預熱器也成為現代大型鍋爐機組不可缺少的壹部分。
三。蒸汽渦輪機
1.整機概況
汽輪機是壹種以蒸汽為工作介質的旋轉式熱力機器。與其他原動機相比,具有功率大、效率高、運行穩定、使用壽命長等優點。
汽輪機的主要用途是作為發電的原動機。汽輪機必須與鍋爐、發電機、冷凝器、加熱器、泵等機械設備組合成壹套完整的裝置,共同工作。具有壹定壓力和溫度的蒸汽來自鍋爐,通過主風閥和調節風閥進入汽輪機,壹次性流經壹系列環形噴嘴柵和動葉柵並膨脹做功,將其熱能轉化為機械功帶動汽輪機轉子轉動,通過聯軸器帶動其他機械,也就是說發電機在此做功。在火力發電廠中,膨脹後的蒸汽由汽輪機的排汽部分引入凝汽器,由於冷卻水的放熱而凝結。冷凝水被泵送到加熱器加熱,然後作為鍋爐給水循環使用。
汽輪機按工作原理分為兩類:沖動式汽輪機和反應式汽輪機。
噴嘴柵及其匹配的動葉柵構成汽輪機中最基本的工作單元“級”,不同的級串聯起來構成多級汽輪機。蒸汽在級內以不同的方式轉化為能量,進而形成不同工作原理的汽輪機,即沖動式汽輪機和反應式汽輪機。
(1)沖擊式渦輪機。它主要由脈沖級組成,在脈沖級中,蒸汽基本上在噴嘴葉柵中膨脹,在動葉柵中僅少量膨脹。
(2)反作用渦輪。它主要由反應級組成,蒸汽在汽輪機的靜葉柵和動葉柵中都有適度的膨脹。
2.轉子定子和其他部件的組成和功能
汽輪機的旋轉部分稱為轉子,是汽輪機最重要的部件之壹,承擔著能量轉換和傳遞工質扭矩的任務。轉子的工作條件相當復雜。它處於高溫工質中,高速旋轉,因此承受著葉片、葉輪、主軸本身的離心力和溫度分布不均勻造成的熱應力帶來的巨大利潤。另壹方面,蒸汽作用在動葉柵上的力矩通過轉子的葉輪、主軸和聯軸器傳遞給電機。
汽缸是汽輪機的外殼。其功能是將汽輪機的流道與大氣隔離。以便通過將蒸汽的熱能轉換成機械能來密封氣室。汽缸內裝有噴嘴(靜葉)、擋板、擋板套(靜葉擋圈)、空氣密封等部件。他們統稱為靜子。
汽輪機在運行時,高速旋轉,汽缸、擋板等靜止體是固定的,因此需要在轉子和定子之間留有適當的間隙,以免相互碰撞。但間隙的存在會導致空氣暴露,不僅會降低機組的效率,還會影響機組的安全運行。為了減少蒸汽泄漏,防止空氣泄漏,需要有密封裝置,通常稱為氣封。根據安裝位置的不同,氣體密封可分為循環部分氣體密封、擋板氣體密封和軸端氣體密封。反應式汽輪機還配有高、中和次平衡活塞氣體密封和低壓平衡活塞氣體密封。
3.冷凝器和加熱器
凝汽器利用循環冷卻水凝結汽輪機排出的蒸汽,在汽輪機排汽空間建立並維持所需的真空,回收純凝結水用於鍋爐給水,從而提高機組的熱效率。
高壓加熱器利用汽輪機抽汽加熱鍋爐給水,以提高給水溫度,提高機組的熱經濟性。高壓加熱器由殼體、管板、管束、擋板等部件組成。高壓給水加熱器為單排臥式表面冷凝換熱器,水室采用自密封結構。
高壓殼體為全焊接結構,由焊接鋼板組成。為了便於拆卸外殼,安裝了吊耳和外殼滾輪,它們在操作過程中可自由膨脹。為了防止外殼變形,每臺帶有過熱蒸汽冷卻段的加熱器都裝有防護罩和擋板。加熱器的所有蒸汽入口和疏水入口(在外殼內)都裝有不銹鋼沖擊板,以防止管道受到蒸汽和水的直接沖擊而引起振動和腐蝕。
高壓加熱器由過熱蒸汽冷卻段、冷凝段和疏水冷卻段組成。過熱蒸汽冷卻段利用從汽輪機中抽出的過熱蒸汽的部分顯熱來提高給水溫度,位於給水出口的流動側,由覆板密封。過熱蒸汽在壹組擋板的引導下,以適當的線速度和質量速度均勻地流過管道,並允許蒸汽有足夠的過熱度,以保證蒸汽在離開該段時是幹燥的,這樣當蒸汽離開該段進入冷凝段時,可以防止濕蒸汽沖蝕和水蝕造成的破壞。凝結段利用蒸汽凝結潛熱加熱給水,壹組擋板使蒸汽沿加熱器長度均勻分布,起到支撐傳熱管的作用。根據氣體冷卻原理,進入這壹段的蒸汽會自動平衡,直至由飽和蒸汽凝結成飽和冷凝液,收集在加熱器尾部或底部。收集不凝性氣體的排氣管必須放在管束壓力最低處,並放在殼體內容易收集不凝性氣體的地方。不凝性氣體的積聚會影響有效傳熱,從而降低效率並導致腐蝕。疏水冷卻部分將離開冷凝部分的疏水熱量傳遞給進入加熱器的給水,從而將疏水溫度降低到飽和溫度以下。疏水冷卻段位於給水入口的工藝側,並由包層板密封。當疏水溫度降低時,流向下壹個壓力較低的加熱器時,會減弱管道內汽化的傾向。包殼板在內部與加熱器外殼側的整體部分分離,並且從端板和吸入或入口端保持壹定的疏水水位,使得該部分被密封。疏水進入該段,由壹組擋板引導,從疏水出口管輸出。
四。系統和輔助設備
1.泵
泵是壹種將機械能轉化為液體壓力勢能和動能的動力設備。它是維持火電廠蒸汽動力循環不可缺少的設備,也是火電廠的主要輔助設備之壹。火力發電廠用泵的地方很多,比如給水泵給鍋爐供水,凝結水泵從凝汽器熱井抽出凝結水,循環泵給凝汽器提供冷卻水。火電廠的水泵直接或間接地參與生產過程,其安全性直接影響火電廠的生產安全。
2.風扇
風機是壹種將機械能轉化為氣體壓力勢能和動能的動力設備,是火力發電廠的主要輔助設備之壹。火力發電廠中的風機主要用於鍋爐的煙氣系統和制粉系統,用來輸送空氣、煙氣和風粉混合物等。,主要包括鼓風機、引風機、壹次風機和排粉風機。
火電廠中的這些風機直接參與生產過程,其安全性和可靠性直接影響火電廠的安全生產。這些風機耗電量也很大,其軸功率下從幾百千瓦到幾千千瓦不等,耗電量大致相當於火力發電廠的水泵。因此,必須對風機的安全經濟運行和維護給予足夠的重視,以保證電廠整體的安全性和經濟性。
動詞 (verb的縮寫)經驗
短期的認知實踐,學校部門教給我們理論知識。經過老師的講解和觀看相關視頻圖片,我們對鍋爐、汽輪機、輔機以及電廠的生產過程有了更全面的了解。9月6日上午,我們首先在學校實驗室參觀了電廠模型和各種設備模型。然後他們成群結隊地來到裝機容量很小的南京協信汙泥發電廠。安全教育後,他們被分組。最後,他們和值班的師傅認真的開始了實習。大家都遵守電廠的規章制度和老師提出的要求。有什麽不懂的地方就虛心請教帶我們的師傅,師傅們也很熱情的為我們解答。通過這次實習,我們不僅將在校期間的理論知識與具體的生產實踐相結合,而且通過師傅們的講解,對電廠的生產流程、水處理、煤處理、脫硫除塵工藝有了更深入的了解。通過對南京協信汙泥發電廠的參觀和老師們的詳細講解,對火力發電廠的發電過程有了進壹步的了解。
在這次實習中,我學到了很多只有在實踐中才能獲得的知識,了解了火電廠的概況和操作流程。在中國經濟高速發展的今天,電力發揮著不可動搖的作用。生產實習是大學階段重要的實踐環節,每個大學生都應該參與其中。本次實習為以後更好的理論學習打下基礎,進壹步認識到電力生產的重要性,充分體現了我院熱能專業以實踐為導向的特點。