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電力機(jī)械學(xué)習(xí)總結(jié)范文
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時(shí)光如梭，我們的火電設(shè)備學(xué)習(xí)課程已結(jié)束。回首這短暫的學(xué)習(xí)過(guò)程，有碩果累累的喜悅，有與同學(xué)協(xié)同攻關(guān)的艱辛，也有遇到困難和挫折時(shí)惆悵。現(xiàn)將這段時(shí)間的學(xué)習(xí)收獲總結(jié)如下：
一、火電廠
1、 火電廠的概述
火力發(fā)電廠是將動(dòng)力燃料的化學(xué)能生產(chǎn)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿墓S，即利用化石燃料燃燒釋放的熱能發(fā)電的動(dòng)力設(shè)施，包括燃料燃燒釋熱和熱能電能轉(zhuǎn)換以及電能輸出的所有設(shè)備、裝置、儀表器件，以及為此目的設(shè)置在特定場(chǎng)所的建筑物、構(gòu)筑物和所有有關(guān)生產(chǎn)和生活的附屬設(shè)施。主要有蒸汽動(dòng)力發(fā)電廠、燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電廠、內(nèi)燃機(jī)發(fā)電廠幾種類型。
2、火電廠主要生產(chǎn)過(guò)程
儲(chǔ)存在儲(chǔ)煤場(chǎng)(或儲(chǔ)煤罐)中的原煤由輸煤設(shè)備從儲(chǔ)煤場(chǎng)送到鍋爐的原煤斗中,再由給煤機(jī)送到磨煤機(jī)中磨成煤粉。煤粉送至分離器進(jìn)行分離,合格的煤粉送到煤粉倉(cāng)儲(chǔ)存(倉(cāng)儲(chǔ)式鍋爐)。煤粉倉(cāng)的煤粉由給粉機(jī)送到鍋爐本體的噴燃器,由噴燃器噴到爐膛內(nèi)燃燒(直吹式鍋爐將煤粉分離后直接送入爐膛)。燃燒的煤粉放出大量的熱能將爐膛四周水冷壁管內(nèi)的水加熱成汽水混合物。混合物被鍋爐汽包內(nèi)的汽水分離器進(jìn)行分離,分離出的水經(jīng)下降管送到水冷壁管繼續(xù)加熱,分離出的蒸汽送到過(guò)熱器,加熱成符合規(guī)定溫度和壓力的過(guò)熱蒸汽,經(jīng)管道送到汽輪機(jī)作功。過(guò)熱蒸汽在汽輪機(jī)內(nèi)作功推動(dòng)汽輪機(jī)旋轉(zhuǎn),汽輪機(jī)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電,發(fā)電機(jī)發(fā)出的三相交流電通過(guò)發(fā)電機(jī)端部的引線經(jīng)變壓器什壓后引出送到電網(wǎng)。在汽輪機(jī)內(nèi)作完功的過(guò)熱蒸汽被凝汽器冷卻成凝結(jié)水,凝結(jié)水經(jīng)凝結(jié)泵送到低壓加熱器加熱,然后送到除氧器除氧,再經(jīng)給水泵送到高壓加熱器加熱后,送到鍋爐繼續(xù)進(jìn)行熱力循環(huán)。
3、火電廠熱力循環(huán)
A、朗肯循環(huán)：從鍋爐過(guò)熱器出來(lái)的過(guò)熱蒸汽進(jìn)入汽輪機(jī)，蒸汽的部分熱能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。作了功的低壓乏汽排入凝汽器，對(duì)冷卻水放出汽化替熱后凝結(jié)成水。凝結(jié)水有給水泵送進(jìn)省煤器預(yù)熱，然后在鍋爐內(nèi)吸熱汽化;飽和蒸汽進(jìn)入過(guò)熱器繼續(xù)吸熱成為過(guò)熱蒸汽。
B、再熱循環(huán)：把在汽輪機(jī)高壓缸做功之后的蒸汽,送到鍋爐的再熱器重新加熱,使汽溫提高到一定(或初蒸汽)溫度后,送到汽輪機(jī)中壓缸繼續(xù)做功。 C、回?zé)嵫h(huán)：在汽輪機(jī)膨脹做功過(guò)程中，抽出中間級(jí)未完全膨脹做功的部分工質(zhì)，去加熱凝結(jié)水和給水以降低冷端排熱量的熱力循環(huán)。
二、燃燒系統(tǒng)
1、燃燒系統(tǒng)簡(jiǎn)介
燃燒系統(tǒng)是由輸煤、磨煤、粗細(xì)分離、排粉、給粉、鍋爐、除塵、脫流等組成。是由皮帶輸送機(jī)從煤場(chǎng),通過(guò)電磁鐵、碎煤機(jī)然后送到煤倉(cāng)間的煤斗內(nèi),再經(jīng)過(guò)給煤機(jī)進(jìn)入磨煤機(jī)進(jìn)行磨粉，磨好的煤粉通過(guò)空氣預(yù)熱器來(lái)的熱風(fēng)，將煤粉打至粗細(xì)分離器，粗細(xì)分離器將合格的煤粉(不合格的煤粉送回磨煤機(jī))，經(jīng)過(guò)排粉機(jī)送至粉倉(cāng)，給粉機(jī)將煤粉打入噴燃器送到鍋爐進(jìn)行燃燒。而煙氣經(jīng)過(guò)電除塵脫出粉塵再將煙氣送至脫硫裝置，通過(guò)石漿噴淋脫出流的氣體經(jīng)過(guò)吸風(fēng)機(jī)送到煙筒排人天空。
2、 燃燒系統(tǒng)生產(chǎn)流程
來(lái)自煤場(chǎng)的原煤經(jīng)皮帶機(jī)輸送到位置較高的原煤倉(cāng)中，原煤從原煤倉(cāng)底部流出經(jīng)給煤機(jī)均勻地送入磨煤機(jī)研磨成煤粉。自然界的大氣經(jīng)吸風(fēng)口由送風(fēng)機(jī)送到布置于鍋爐垂直煙道中的空氣預(yù)熱器內(nèi)，接受煙道尾部煙氣的加熱，回收煙氣余熱。從空氣預(yù)熱器出來(lái)約250度左右的熱風(fēng)分成兩路：一路直接引入鍋爐的燃燒器，作為二次風(fēng)進(jìn)入爐膛助燃;另一路則引入磨煤機(jī)入口，用來(lái)干燥、輸送煤粉，這部分熱風(fēng)稱一次風(fēng)。流動(dòng)性極好的干燥煤粉與一次風(fēng)組成的氣粉混合物，經(jīng)管路輸送到粗粉分離器進(jìn)行粗粉分離，分離出的粗粉再送回到磨煤機(jī)重新
研磨，而合格的細(xì)粉和一次風(fēng)混合物送入細(xì)粉分離器進(jìn)行粉、氣分離，分離出來(lái)的細(xì)粉送入煤粉倉(cāng)儲(chǔ)存起來(lái)，由給粉機(jī)根據(jù)鍋爐熱負(fù)荷的大小，控制煤粉倉(cāng)底部放出的煤粉流量，同時(shí)從細(xì)粉分離器分離出來(lái)的一次風(fēng)作為輸送煤粉的動(dòng)力，經(jīng)過(guò)排粉機(jī)加壓后與給粉機(jī)送出的細(xì)粉再次混合成氣粉混合物，由燃燒器噴入爐膛燃燒。
3.煤粉的制備
煤粉爐燃燒用的煤粉是由磨煤機(jī)將煤炭磨成的不規(guī)則的細(xì)小煤炭顆粒，其顆粒平均在0.05~0.01mm，其中20~50μm(微米)以下的顆粒占絕大多數(shù)。由于煤粉顆粒很小，表面很大，故能吸附大量的空氣，且具有一般固體所未有的性質(zhì)——流動(dòng)性。煤粉的粒度越小，含濕量越小，其流動(dòng)性也越好，但煤粉的顆粒過(guò)于細(xì)小或過(guò)于干燥，則會(huì)產(chǎn)生煤粉自流現(xiàn)象，使給煤機(jī)工作特性不穩(wěn)，給鍋爐運(yùn)行的調(diào)整操作造成困難。另外煤粉與O2接觸而氧化，在一定條件下可能發(fā)生煤粉自然。在制粉系統(tǒng)中，煤粉是由氣體來(lái)輸送的，氣體和煤粉的混合物一遇到火花就會(huì)使火源擴(kuò)大而產(chǎn)生較大壓力，從而造成煤粉的爆炸。
鍋爐燃用的煤粉細(xì)度應(yīng)由以下條件確定：燃燒方面希望煤粉磨得細(xì)些，這樣可以適當(dāng)減少送風(fēng)量，使q2 、q4損失降低;從制粉系統(tǒng)方面希望煤粉磨得粗些，從而降低磨煤電耗和金屬消耗。所以在選擇煤粉細(xì)度時(shí)，應(yīng)使上述各項(xiàng)損失之和最小。總損失蟬聯(lián)小的煤粉細(xì)度稱為“經(jīng)濟(jì)細(xì)度”。由此可見(jiàn)，對(duì)揮發(fā)分較高且易燃的煤種，或?qū)τ谀ブ泼悍垲w粒比較均勻的制粉設(shè)備，以及某些強(qiáng)化燃燒的鍋爐，煤粉細(xì)度可適當(dāng)大些，以節(jié)省磨煤能耗。由于各種煤的軟硬程度不同，其抗磨能力也不同，因此每種煤的經(jīng)濟(jì)細(xì)度也不同。
4.煤粉的燃燒
由煤粉制備系統(tǒng)制成的煤粉經(jīng)煤粉燃燒器進(jìn)入爐內(nèi)。燃燒器是煤粉爐的主要燃燒設(shè)備。燃燒器的作用有三：一是保證煤粉氣流噴入爐膛后迅速著火;二是使一、二次風(fēng)能夠強(qiáng)烈混合以保證煤粉充分燃燒;三是讓火焰充滿爐膛而減少死滯區(qū)。煤粉氣流經(jīng)燃燒器進(jìn)入爐膛后，便開(kāi)始了煤的燃燒過(guò)程。燃燒過(guò)程的三個(gè)階段與其它爐型大體相同。所不同的是，這種爐型燃燒前的準(zhǔn)備階段和燃燒階段時(shí)間很短，而燃盡階段時(shí)間相對(duì)很長(zhǎng)。
5.發(fā)電用煤的質(zhì)量要求。電廠煤粉爐對(duì)煤種的適用范圍較廣，它既可以設(shè)計(jì)成燃用高揮發(fā)分的褐煤，也可設(shè)計(jì)成燃用低揮發(fā)分的無(wú)煙煤。但對(duì)一臺(tái)已安裝使用的鍋爐來(lái)講，不可能燃用各種揮發(fā)分的煤炭，因?yàn)樗艿絿娙计餍褪胶蜖t膛結(jié)構(gòu)的限制。發(fā)電用煤質(zhì)量指標(biāo)有：
①揮發(fā)分。是判明煤炭著火特性的首要指標(biāo)。揮發(fā)分含量越高，著火越容易。根據(jù)鍋爐設(shè)計(jì)要求，供煤揮發(fā)分的值變化不宜太大，否則會(huì)影響鍋爐的正常運(yùn)行。如原設(shè)計(jì)燃用低揮發(fā)分的煤而改燒高揮發(fā)分的煤后，因火焰中心逼近噴燃器出口，可能因燒壞噴燃器而停爐;若原設(shè)計(jì)燃用高揮發(fā)分的煤種而改燒低揮發(fā)分的煤，則會(huì)因著火過(guò)遲使燃燒不完全，甚至造成熄火事故。因此供煤時(shí)要盡量按原設(shè)計(jì)的揮發(fā)分煤種或相近的煤種供應(yīng)。②灰分。灰分含量會(huì)使火焰?zhèn)鞑ニ俣认陆担饡r(shí)間推遲，燃燒不穩(wěn)定，爐溫下降。③水分。水分是燃燒過(guò)程中的有害物質(zhì)之一，它在燃燒過(guò)程中吸收大量的熱，對(duì)燃燒的影響比灰分大得多。④發(fā)熱量。為的發(fā)熱量是鍋爐設(shè)計(jì)的一個(gè)重要依據(jù)。由于電廠煤粉對(duì)煤種適應(yīng)性較強(qiáng)，因此只要煤的發(fā)熱量與鍋爐設(shè)計(jì)要求大體相符即可。⑤灰熔點(diǎn)。由于煤粉爐爐膛火焰中心溫度多在1500℃以上，在這樣高溫下，煤灰大多呈軟化或流體狀態(tài)。⑥煤的硫分。硫是煤中有害雜質(zhì)，雖對(duì)燃燒本身沒(méi)有影響，但它的含量太高，對(duì)設(shè)備的腐蝕和環(huán)境的污染都相當(dāng)嚴(yán)重。因此，電廠燃用煤的硫分不能太高，一般要求最高不能超過(guò)2.5%。
三、電廠鍋爐組成及工作原理
1、 電廠鍋爐簡(jiǎn)介
電廠鍋爐是發(fā)電廠三大主要設(shè)備中重要的能量轉(zhuǎn)換設(shè)備。它的作用是將燃料的化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮埽⒗脽崮芗訜徨亙?nèi)的水使之成為具有足夠數(shù)量和一定質(zhì)量(汽溫、汽壓)的過(guò)熱蒸汽，供汽輪機(jī)使用。現(xiàn)在火力發(fā)電廠的鍋爐容量大、參數(shù)高、技術(shù)復(fù)雜、機(jī)械化和自動(dòng)化水
平高，所以燃料主要是煤，并且煤在燃燒之前先制成煤粉，然后送入鍋爐在爐膛中燃燒放熱。概括地說(shuō)，鍋爐是主要工作過(guò)程就燃料的燃燒、熱量的傳遞、水的加熱與汽化和蒸汽的過(guò)熱等。
2、 鍋爐組成
整個(gè)鍋爐由鍋爐本體和輔助設(shè)備兩部分組成。
3、鍋爐本體
鍋爐本體是鍋爐設(shè)備的主要部分，是由“鍋”和“爐”兩部分組成的。“鍋”是汽水系統(tǒng)，它主要任務(wù)是吸引收燃料放出的熱量，使水加熱、蒸發(fā)并最后變成具有一定參數(shù)的過(guò)熱蒸汽。它由省煤器、汽包、下降管、聯(lián)箱、水冷壁、過(guò)熱器和再熱器等設(shè)備及其連接管道和閥門組成。
(1) 省煤器。位于鍋爐尾部垂直煙道，利用煙氣余熱加熱鍋爐給水，降低排煙溫度，提高鍋爐效率，節(jié)約燃料。
(2) 汽包。位于鍋爐頂部，是一個(gè)圓筒形的承壓容器，其下是水，上部是汽，它接受省煤器的來(lái)水，同時(shí)又與下降管、聯(lián)箱、水冷壁共同組成水循環(huán)回路。水在水冷壁中吸熱而生成的汽水混合物匯集于汽包，經(jīng)汽水分離后向過(guò)熱器輸送飽和蒸汽。
(3) 下降管。是水冷壁的供水管道，其作用是把汽包中的水引入下聯(lián)箱再分配到各個(gè)水冷管中。分小直徑分散下降管和大直徑集中下降管兩種。小直徑下降管管徑小，對(duì)水循環(huán)不利。
(4) 水冷壁下聯(lián)箱。聯(lián)箱主要作用是將質(zhì)匯集起來(lái)，或?qū)⒐べ|(zhì)通過(guò)聯(lián)箱通過(guò)聯(lián)箱重新分配到其它管道中。水冷壁下聯(lián)箱是一根較粗兩端封閉的管子，其作用是把下降管與水冷壁連接在一起，以便起到匯集、混合、再分配工質(zhì)的作用。
(5) 水冷壁。位于爐膛四周，其主要任務(wù)是吸收爐內(nèi)的輻射熱，使水蒸發(fā)，它是現(xiàn)代鍋爐的主要受熱面，同時(shí)還可以保護(hù)爐墻。
(6) 過(guò)熱器。其作用是將汽包來(lái)的飽和蒸汽加熱上成具有一定溫度的過(guò)熱蒸汽。
(7) 再熱器。其作用是將汽輪機(jī)中做過(guò)部分功的蒸汽再次進(jìn)行加熱升溫，然后再送到汽輪機(jī)中繼續(xù)做功。
“爐”是燃燒系統(tǒng)，它的任務(wù)是使燃料在爐內(nèi)良好的燃燒，放出熱量。它由爐膛、燃燒器、點(diǎn)火裝置、空氣預(yù)熱器、煙風(fēng)道及爐墻、構(gòu)架等組成。
(1) 爐膛。是由爐墻和水冷壁轉(zhuǎn)成的供燃料燃燒的，燃料在該空間內(nèi)呈懸浮狀燃燒，釋放出大量的熱量。
(2) 燃燒器。位于爐膛四角或墻壁上，其作用是把燃料和空氣以一定速度噴入爐內(nèi)，使其在爐內(nèi)能進(jìn)行良好的混合以保證燃料及時(shí)著火和迅速完全地燃燒。分直流燃燒器和旋流燃燒器兩種基本類型。
(3) 空氣預(yù)熱器。位于鍋爐尾部煙道，其作用是利用煙氣余熱加熱燃料燃燒所需要的空氣，不僅可以進(jìn)一步降低排煙溫度，而且對(duì)于強(qiáng)化爐內(nèi)燃燒、提高燃燒的經(jīng)濟(jì)性、干燥和輸送煤粉都是有利的。鍋爐效率可提高2%左右。分管式和回轉(zhuǎn)式兩種。
(4) 煙風(fēng)道。是由爐墻、部分受熱面管道及包墻管等組成的管道，用以引導(dǎo)煙氣的流動(dòng)，并經(jīng)各個(gè)受熱面進(jìn)行熱量交換，分為水平煙道和尾部煙道。
輔助設(shè)備
輔助設(shè)備包括通風(fēng)設(shè)備(送、引風(fēng)機(jī))、燃料運(yùn)輸設(shè)備、制粉系統(tǒng)、除灰渣及除塵設(shè)備、脫硫設(shè)備等。
4、電廠鍋爐的工作過(guò)程
由原煤倉(cāng)落下的原煤經(jīng)給煤機(jī)送入磨煤機(jī)磨制成煤粉。在原煤磨制過(guò)程中，需要熱空氣對(duì)煤進(jìn)行加熱和干燥，因此外界冷空氣通過(guò)送風(fēng)機(jī)送入鍋爐尾部煙道的空氣預(yù)熱器中，被煙氣加熱成為熱空氣進(jìn)入熱風(fēng)管道。其中一部分熱空氣經(jīng)排粉機(jī)送入磨煤機(jī)中，對(duì)煤進(jìn)行加熱和干
燥，同時(shí)這部分空氣也是輸送煤粉的介質(zhì);另一部分熱空氣直接經(jīng)燃燒器進(jìn)入爐膛參與煤粉的燃燒。從磨煤機(jī)排出的煤粉和空氣的混合物經(jīng)燃燒器進(jìn)入爐膛內(nèi)燃燒。
煤粉在爐膛內(nèi)迅速燃燒后放出大量的熱量，使?fàn)t膛火焰中心的溫度具有1500度或更高的溫度。爐膛四周內(nèi)壁布置有許多的水冷壁管，爐膛頂部布置著頂棚過(guò)熱器及爐膛上方布置著屏式過(guò)熱器等受熱面。水冷壁和頂棚過(guò)熱器等是爐膛的輻射受熱面，其內(nèi)部的工質(zhì)在吸引爐膛的輻射熱的同時(shí)，使火焰溫度降低，保護(hù)爐墻不致被燒壞。為了防止熔化的灰渣黏結(jié)在煙道內(nèi)的受熱面上，煙氣向上流動(dòng)到達(dá)爐膛上部出口處時(shí)，其溫度要低于煤灰的熔點(diǎn)。
高溫?zé)煔饨?jīng)爐膛上部出口離開(kāi)爐膛進(jìn)入水平煙道，與布置在水平煙道的過(guò)熱器進(jìn)行熱量交換，然后進(jìn)入尾部煙道，并與再熱器、省煤器、和空氣預(yù)熱器等受熱面進(jìn)行熱量交換，使煙氣不斷放出熱量而逐漸冷卻下來(lái)，使得離開(kāi)空氣預(yù)熱器的煙氣溫度通常在110-160度之間。低溫?zé)煔庠俳?jīng)過(guò)除塵器除去大量的飛灰，最后只有少量的細(xì)微灰粒隨煙氣由引風(fēng)機(jī)送入煙囪排入大氣。
煤粉在爐膛中燃燒后所生成的較大灰粒沉降到爐膛底部的冷灰斗中，被冷卻凝固落入排渣裝置中，形成固定排渣。
由給水泵送向鍋爐的給水，經(jīng)過(guò)高壓加熱器加熱后進(jìn)入省煤器，吸收鍋爐尾部煙氣的熱量后進(jìn)入汽包，并通過(guò)下降管引入水冷壁下聯(lián)箱再分配給各個(gè)水冷壁管。水在水冷壁中吸收爐膛高溫火焰和煙氣的輻射熱，使部分水蒸發(fā)變成飽和蒸汽，從而在水冷壁內(nèi)形成了汽水混合物。汽水混合物向上流動(dòng)并進(jìn)入汽包，通過(guò)汽包中的汽水分離裝置進(jìn)行汽水分離，分離出來(lái)的水繼續(xù)循環(huán)。而分離出來(lái)的飽和蒸汽經(jīng)汽包上部的飽和蒸汽引出管送入過(guò)熱器進(jìn)行加熱。最后達(dá)到要求的過(guò)熱蒸汽通過(guò)主蒸汽管道引入汽輪機(jī)做功。
對(duì)于高參數(shù)、大功率機(jī)組，為了提高循環(huán)熱效率和汽輪機(jī)的相對(duì)內(nèi)效率，采用了蒸汽的中間再熱，在汽輪機(jī)高壓缸內(nèi)做完部分功的過(guò)熱蒸汽被送回鍋爐的再熱器中進(jìn)行加熱，然后再送到汽輪機(jī)的中低壓缸做功。
四、汽輪機(jī)
1、 汽輪機(jī)簡(jiǎn)介
汽輪機(jī)本體是完成蒸汽熱能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能的汽輪機(jī)組的基本部分，即汽輪機(jī)本身。它與回?zé)峒訜嵯到y(tǒng)、調(diào)節(jié)保安系統(tǒng)、油系統(tǒng)、凝汽系統(tǒng)以及其他輔助設(shè)備共同組成汽輪機(jī)組。汽輪機(jī)本體由固定部分(靜子)和轉(zhuǎn)動(dòng)部分(轉(zhuǎn)子)組成。固定部分包括汽缸、隔板、噴嘴、汽封、緊固件和軸承等。轉(zhuǎn)動(dòng)部分包括主軸、葉輪或輪鼓、葉片和聯(lián)軸器等。固定部分的噴嘴、隔板與轉(zhuǎn)動(dòng)部分的葉輪、葉片組成蒸汽熱能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能的通流部分。汽缸是約束高壓蒸汽不得外泄的外殼。汽輪機(jī)本體還設(shè)有汽封系統(tǒng)。
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