火力大電廠實習目的

　　一. 實習的目的和意義

　　本次實習的任務(wù)是熟悉熱能與動力工程專業(yè)相關(guān)企業(yè)，主要是火力發(fā)電廠的主要熱力系統(tǒng)及其布置。本次參觀的地點是電廠模型室，南京協(xié)鑫污泥發(fā)電廠，南京汽輪機制造廠。目的旨在讓學(xué)生在短暫的認識實習期間，切實對火力發(fā)電廠主要生產(chǎn)設(shè)備的基本結(jié)構(gòu)、工作原理及性能等有一個系統(tǒng)、全面的了解，并未后續(xù)專業(yè)課程的學(xué)習提供必要的感性認識和基礎(chǔ)知識。

　　火力發(fā)電廠是利用煤、石油、天然氣等燃料的化學(xué)能產(chǎn)出電能的工廠，即為燃料的化學(xué)能→蒸汽的熱勢能→機械能→電能。在鍋爐中，燃料的化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)檎羝�的熱能，在汽輪機中，蒸汽的熱能轉(zhuǎn)變?yōu)檩喿有�轉(zhuǎn)的機械能，在發(fā)電機中機械能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔�。爐、機、電是火電廠中的主要設(shè)備，亦稱三大主機。輔助三大主機的設(shè)備稱為輔助設(shè)備簡稱輔機。主機與輔機及其相連的管道、線路等稱為系統(tǒng)。徐塘火力發(fā)電廠的原料就是原煤。原煤用車或船運送到發(fā)電廠的儲煤場(南京協(xié)鑫污泥發(fā)電廠是用運煤船到電廠碼頭)，再用輸煤皮帶輸送到煤斗。再從煤斗落下由給煤機送入磨煤機磨成煤粉，并同時輸送熱空氣來干燥和輸送煤粉。最后送入鍋爐的爐膛中燃燒。燃料燃燒所需要的熱空氣由送風機送入鍋爐的空氣預(yù)熱器中加熱，預(yù)熱后的熱空氣，經(jīng)過風道一部分送入磨煤機作干燥以及送煤粉，另一部分直接引至燃燒器進入爐膛。燃燒生成的高溫煙氣，在引風機的作用下先沿著鍋爐的倒“U”形煙道依次流過爐膛，水冷壁管，過熱器，省煤器，空氣預(yù)熱器，同時逐步將煙氣的熱能傳給工質(zhì)以及空氣，自身變成低溫煙氣，經(jīng)除塵器和脫硫裝置的凈化后在排入大氣。煤燃燒后生成的灰渣，其中大的灰子會因自重從氣流中分離出來，沉降到爐膛底部的冷灰斗中形成固態(tài)渣，最后由排渣裝置排入灰渣溝，再由灰渣泵送到灰渣場。大量的細小的灰粒(飛灰)則隨煙氣帶走，經(jīng)除塵器分離后也送到灰渣溝。爐給水先進入省煤器預(yù)熱到接近飽和溫度，后經(jīng)蒸發(fā)器受熱面加熱為飽和蒸汽，再經(jīng)過熱器被加熱為過熱蒸汽，此蒸汽又稱為主蒸汽。經(jīng)過以上流程，就完了燃料的輸送和燃燒、蒸汽的生成燃物(灰、渣、煙氣)的處理及排出。由鍋爐過熱氣出來的主蒸汽經(jīng)過主蒸汽管道進入汽輪機膨脹做功，沖轉(zhuǎn)汽輪機，從而帶動發(fā)電機發(fā)電。從汽輪機排出的乏汽排入凝汽器，在此被凝結(jié)冷卻成水，此凝結(jié)水稱為主凝結(jié)水。主凝結(jié)水通過凝結(jié)水泵送入低壓加熱器，有汽輪機抽出部分蒸汽后再進入除氧器，在其中通過繼續(xù)加熱除去溶于水中的各種氣體(主要是氧氣)。經(jīng)化學(xué)車間處理后的補給水與主凝結(jié)水匯于除氧器的水箱，成為鍋爐的給水，再經(jīng)過給水泵升壓后送往高壓加熱器，汽輪機高壓部分抽出一定的蒸汽加熱，然后送入鍋爐，從而使工質(zhì)完成一個熱力循環(huán)。循環(huán)水泵將冷卻水(又稱循環(huán)水)送往凝結(jié)器，這就形成循環(huán)冷卻水系統(tǒng)。經(jīng)過以上流程，就完成了蒸汽的熱能轉(zhuǎn)換為機械能，電能，以及鍋爐給水供應(yīng)的過程。因此火力發(fā)電廠是由爐，機，電三大部分和各自相應(yīng)的輔助設(shè)備及系統(tǒng)組成的復(fù)雜的能源轉(zhuǎn)換的動力廠。

　　二. 鍋爐部分

　　1. 整體概況

　　鍋爐是火力發(fā)電廠的三大主要設(shè)備之一，他的作用是將水變成高溫高壓的蒸汽。鍋爐是進行燃料燃燒、傳熱和使水汽化三種過程的總和裝置。

　　(1) 南京協(xié)鑫污泥發(fā)電廠鍋爐工作示意圖

　　(2) 鍋爐的技術(shù)參數(shù)

　　名稱

　　單位

　　鍋爐最大連續(xù)出力

　　鍋爐額定出力

　　過熱蒸汽

　　蒸汽流量

　　T/h

　　出口蒸汽壓力

　　MPa

　　出口蒸汽溫度

　　在熱蒸汽

　　蒸汽流量

　　T/h

　　蒸汽壓力，出口/進口

　　MPa

　　蒸汽溫度，出口/進口

　　給水溫度

　　2. 鍋爐系統(tǒng)

　　(1)汽水系統(tǒng)：給水加熱、蒸發(fā)、過熱的整個過程中的設(shè)備。由省煤器、汽包、下降管、水冷壁、過熱器、再熱器等設(shè)備組成。

　　(2)風煙系統(tǒng)：風經(jīng)過加熱，與燃料燃燒生成煙氣，煙氣放熱，排入大氣整個過程經(jīng)過的設(shè)備。

　　(3)制粉系統(tǒng)：原煤磨制成煤粉，再送入粉倉，爐膛整個過程中經(jīng)過的設(shè)備。主要部件有磨煤機、給煤機、煤粉分離器等。

　　3. 鍋爐本體設(shè)備結(jié)構(gòu)

　　(1) 汽包的結(jié)構(gòu)和布置方式

　　汽包(亦稱鍋通)是自然循環(huán)及強制循環(huán)鍋爐最終要的受壓組件，無汽包則不存在循環(huán)回路。汽包的主要作用有：是工質(zhì)加熱、蒸發(fā)、過熱三個過程的連接樞紐，用它來保證過路正常的水循環(huán)。汽包內(nèi)部裝有汽水分離器及連續(xù)排污裝置，用以保證鍋爐正常的水循環(huán)。存有一定的水量，因而具有蓄熱能力，可緩和氣壓的變化速度，有利于鍋爐運行調(diào)節(jié)。

　　汽包

　　(2) 下降管，爐水泵，定期排污

　　汽包底部焊有5根下降管管接頭，下降管安裝在汽包最底部，其目的是使下降管入口的上部有最大的水層高度，有利于下降管進口處工質(zhì)汽化而導(dǎo)致下降管帶汽

　　(3) 水冷壁的結(jié)構(gòu)，管徑，布置方式

　　爐膛四周爐墻上敷設(shè)的受熱面通常稱為水冷壁。中壓自然循環(huán)鍋爐的水冷壁全部都是蒸發(fā)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(fā)受熱面，在爐膛的上部常布置有輻射式過熱器，或輻射式再熱器。在直流鍋爐中，水冷壁既是水加熱和蒸發(fā)的受熱面，又是過熱器受熱面，但水冷壁仍然主要是蒸發(fā)受熱面。

　　(4) 省煤器和空氣預(yù)熱器的結(jié)構(gòu)和布置方式

　　省煤器和空氣預(yù)熱器通常布置在鍋爐對流煙道的最后或?qū)α鳠煹赖南路�。進入這些受熱面的煙氣溫度較低，故通常把這兩個受熱面稱為尾部受熱面或低溫受熱面。

　　省煤器使利用鍋爐尾部煙氣的熱量來加熱給水的一種熱交換裝置。他可以降低排煙溫度，提高鍋爐效率，節(jié)省燃料。由于給水進入鍋爐蒸發(fā)受熱面之前，先在省煤器中加熱，這樣可以減少了水在蒸發(fā)受熱面內(nèi)的吸熱量，采用省煤器可以取代部分蒸發(fā)受熱面。而且，省煤器中的工質(zhì)是水，其溫度要比給水壓力下的飽和溫度要低得多，加上在省煤器中工質(zhì)是強制流動，逆流傳熱，傳熱系數(shù)較高。此外，給水通過省煤器后，可使進入汽包的給水溫度提高，減少了給水與汽包壁之間的溫差，從而降低了汽包的熱應(yīng)力。因此，省煤器的作用不僅是省煤，實際上已成為現(xiàn)代鍋爐中不可缺少的一個組成部件。

　　空氣預(yù)熱器不僅能吸收排煙中的熱量，降低排煙溫度，從而提高鍋爐效率;而且由于空氣的余熱，改善了燃料的著火條件，強化了燃燒過程，減少了不完全燃燒熱損失，這對于燃用難著火的無煙煤來說尤為重要。使用預(yù)熱空氣，可使爐膛溫度提高，強化爐膛輻射熱交換，使吸收同樣輻射熱的水冷壁受熱面可以減少。較高溫度的預(yù)熱空氣送到治煤粉系統(tǒng)作為干燥劑。因此，空氣預(yù)熱器也成為現(xiàn)代大型鍋爐機組中不可缺少的重要組成部件。

　　三. 汽輪機

　　1. 整機概況

　　汽輪機是以蒸汽為工質(zhì)的旋轉(zhuǎn)式熱能動力機械，與其他原動機相比，它具有單機功率大、效率高、運轉(zhuǎn)平穩(wěn)和使用壽命長的優(yōu)點。

　　南京協(xié)鑫污泥發(fā)電廠2#汽輪機

　　汽輪機的主要用途是作為發(fā)電用的原動機。汽輪機必須與鍋爐、發(fā)電機、以及凝汽器、加熱器、泵等機械設(shè)備組成成套裝置，共同工作。具有一定壓力和溫度的蒸汽來自鍋爐，經(jīng)主氣閥和調(diào)節(jié)氣閥進入汽輪機內(nèi)，一次流過一系列環(huán)形安裝的噴嘴柵和動葉柵而膨脹做功，將其熱能轉(zhuǎn)換成推動汽輪機轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)的機械功，通過聯(lián)軸器驅(qū)動其他機械，這里指發(fā)電機做功。在火電廠中，膨脹做工后的蒸汽有汽輪機排氣部分被引入冷凝器，想冷卻水放熱而凝結(jié)。凝結(jié)水再經(jīng)泵輸送至加熱器中加熱后作為鍋爐給水，循環(huán)工作。

　　汽輪機按工作原理分為兩類：沖動式汽輪機和反動式汽輪機。

　　噴嘴柵和與其相配的動葉柵組成汽輪機中最基本的工作單元“級”，不同的級順序串聯(lián)構(gòu)成多級汽輪機。蒸汽在級中以不同方式進行能量轉(zhuǎn)換，便形成不同工作原理的汽輪機，即沖動式汽輪機和反動式汽輪機。

　　(1)沖動式汽輪機。主要有沖動級組成，在級中蒸汽基本上再噴嘴柵中膨脹，在動葉柵中只有少量膨脹。

　　(2)反動式汽輪機。主要有反動級組成，蒸汽在汽輪機的靜葉柵和動葉柵中都有相當適度的膨脹。

　　2. 轉(zhuǎn)子靜子等部分組成及功能

　　汽輪機的轉(zhuǎn)動部分稱為轉(zhuǎn)子，他是汽輪機最重要的部件之一，擔負著工質(zhì)能量轉(zhuǎn)換和傳遞扭矩的任務(wù)。轉(zhuǎn)子的工作條件相當復(fù)雜，他處于高溫工質(zhì)中，并以高速旋轉(zhuǎn)，因此他承受著葉片、葉輪、主軸本身質(zhì)量離心力所引起的巨大盈利以及由于溫度分布不均勻引起的熱應(yīng)力。另一方面，蒸汽作用在動葉柵上的力矩，通過轉(zhuǎn)子的葉輪、主軸和聯(lián)軸器傳遞給電機。

　　汽缸即汽輪機的外殼。其作用是將汽輪機的通流部分與大氣隔開。以形成蒸汽熱能轉(zhuǎn)換為機械能的而封閉氣室。氣缸內(nèi)裝有噴嘴(靜葉)、隔板、隔板套(靜葉持環(huán))、氣封等部件。他們統(tǒng)稱為靜子。

　　汽輪機運轉(zhuǎn)時，轉(zhuǎn)自高速旋轉(zhuǎn)，汽缸、隔板等靜體固定不動，因此轉(zhuǎn)子與靜子之間需要留有適當?shù)目障�，從而不相互碰撞。然而間隙的存在就要導(dǎo)致露氣，這樣不僅會降低機組效率，還會影響機組的安全運行。為了減少蒸汽泄露和防止空氣漏人，需要有密封裝置，通常稱為氣封。氣封按其安裝位置的不同，可分為流通部分氣封、隔板氣封、軸端氣封。反動式汽輪機還裝有高中亞平衡活塞氣封和低壓平衡活塞氣封。

　　3. 凝汽器及加熱器

　　凝汽器是用循環(huán)冷卻水使汽輪機排出的蒸汽凝結(jié)，在汽機排汽空間建立并維持所需的真空，并回收純凈的凝結(jié)水供給鍋爐給水，提高了機組的熱效率

　　高壓加熱器是用汽輪機抽汽加熱鍋爐給水來提高給水溫度，以提高機組的熱經(jīng)濟性。高壓加熱器由殼體、管板、管束、隔板等部件組成。高壓給水加熱器為單列臥式表面凝結(jié)型換熱器，水室采用自密封結(jié)構(gòu)。

　　高加殼體為全焊接結(jié)構(gòu)，由鋼板焊接組成。為了便于殼體的拆移，安裝了吊耳和殼體滾輪，并使其運行時自由膨脹。為防止殼體變形，每臺有過熱蒸汽冷卻段加熱器均設(shè)置護罩和檔板。所有加熱器的蒸汽入口和疏水入口處(在殼體內(nèi))均裝有不銹鋼防沖板，以防管子受汽水直接沖擊和引起振動和腐蝕。

　　高壓加熱器由過熱蒸汽冷卻段、凝結(jié)段和疏水冷卻段組成。過熱蒸汽冷卻段是利用從汽輪機抽出的過熱蒸汽的一部分顯熱來提高給水溫度，位于給水出口流程側(cè)，并有包殼板密閉。過熱蒸汽在一組隔板的導(dǎo)向下以適當?shù)木�速度和質(zhì)量速度均勻的流過管子，并使蒸汽留有足夠的過熱度以保證蒸汽離開該段時呈干燥狀態(tài)，這樣，當蒸汽離開該段進入凝結(jié)段時，可防止?jié)裾羝麤_蝕和水蝕的損害。凝結(jié)段是利用蒸汽冷凝時的潛熱加熱給水，一組隔板使蒸汽沿著加熱器長度方向均勻的分布，起支撐傳熱管作用。進入該段的蒸汽，根據(jù)氣體冷卻原理，自動平衡，直至由飽和蒸汽冷凝成飽和的凝結(jié)水，并匯集在加熱器的尾部或底部，收聚非凝結(jié)氣體的排氣管必須置于管束最低壓力處以及殼體內(nèi)容易聚非冷凝氣體處。非冷凝氣體的集聚影響了有效傳熱，因而降低了效率并造成腐蝕。疏水冷卻段是把離開凝結(jié)段的疏水的熱量傳給進入加熱器的給水，而使疏水溫度

　　降至飽和溫度以下。疏水冷卻段位于給水進口流程側(cè)，并有包殼板密閉。疏水溫度降低后，當流向下一個壓力較低的加熱器時，減弱了在管道內(nèi)發(fā)生汽化的趨勢。包殼板在內(nèi)部與加熱器殼側(cè)的總體部分隔開，從端板和吸入口或進口端保持一定的疏水水位，使該段密閉。疏水進入該段，由一組隔板引導(dǎo)流動，從疏水出口管輸出。

　　四. 系統(tǒng)和輔機

　　1. 泵

　　泵是把機械能轉(zhuǎn)變成液體壓力勢能和動能的一種動力設(shè)備，他是維持火電廠蒸汽動力循環(huán)的不可缺少的設(shè)備，是火電廠的主要輔助設(shè)備之一。在火力發(fā)電廠中應(yīng)用泵的地方非常多，例如，用給水泵向鍋爐提供給水，用凝結(jié)水泵從凝汽器熱井中抽送凝結(jié)水，用循環(huán)水泵向凝汽器供應(yīng)冷卻水�；痣姀S中的泵都直接或間接的參與生產(chǎn)過程，他們的安全直接影響到火電廠的生產(chǎn)安全。

　　凝結(jié)水泵

　　給水泵

　　2. 風機

　　風機是把機械能轉(zhuǎn)變成氣體壓力勢能和動能的一種動力設(shè)備，是火電廠的主要輔助設(shè)備之一。在火電場中的風機主要使用在鍋爐的煙風系統(tǒng)和制粉系統(tǒng)中，用于輸送空氣、煙氣和空氣煤粉混合物等，主要有送風機、引風機、一次風機和排粉風機。

　　火電廠中的這些風機都直接參與生產(chǎn)過程，他們的安全可靠直接影響道火電廠的安全生產(chǎn)。這些風機消耗的電能也很大，他們的軸功率下則幾百千瓦，大則上千千瓦，其用電量與火電廠的泵大體相當。所以，對風機的安全、經(jīng)濟運行必須引起足夠的認識，對風機的維修保養(yǎng)也應(yīng)予以高度的重視，才能確保電廠的總體安全與經(jīng)濟。

　　五. 心得體會

　　短學(xué)期的認識實習，學(xué)校院系對我們進行理論知識的講授。經(jīng)過老師的講解和觀看相關(guān)的視頻圖片，我們對熱電廠的鍋爐、汽輪機、輔機等以及電廠的生產(chǎn)過程有了一個較為全面的認識。9月 6日上午，我們首先在學(xué)校實驗室參觀了電廠模型及各種設(shè)備模型。然后分組到達裝機容量較小的南京協(xié)鑫污泥發(fā)電廠，在進行了安全教育之后，接著分組，最后便跟著值班師傅認真的開始了參觀實習。大家都遵守電廠的各種規(guī)章制度以及老師提出的各項要求，遇到不懂的地方就虛心向帶我們的師傅們請教，師傅們也都很熱心的為我們解答。通過這次實習，我們不僅將在學(xué)校的理論知識與具體的生產(chǎn)實踐結(jié)合了起來，而且通過師傅們的講解，對電廠的生產(chǎn)流程，化水，治煤，脫硫與除塵的流程有了更深刻的理解。通過對南京協(xié)鑫污泥發(fā)電廠的參觀和師傅老師們的詳細地講解，我們對火力發(fā)電廠的發(fā)電流程有了進一步認識。

　　這次實習我學(xué)到了許許多多的只能在實踐中才能獲得的知識，了解了火電廠的大致情況及其運作流程。在當今的這個經(jīng)濟迅猛發(fā)展中的中國，電力有著起不可動搖的地位。生產(chǎn)實習是大學(xué)階段的一個重要實踐環(huán)節(jié)，是每一個大學(xué)生都應(yīng)該參與的。這次實習為今后更好的理論學(xué)習打下基礎(chǔ)，進一步認識到電力生產(chǎn)的重要性，并充分體現(xiàn)了我們熱能專業(yè)注重實踐的特色… …

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