1.火力發(fā)電的基本原理
煤炭在鍋爐內(nèi)燃燒放出的熱量，將水加熱成具有一定壓力和溫度的蒸汽，然后蒸汽沿管道進(jìn)入汽輪機(jī)膨脹做功，帶動發(fā)電機(jī)一起高速旋轉(zhuǎn)，從而發(fā)出電來。
火力發(fā)電系統(tǒng)主要由燃燒系統(tǒng)、汽水系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)、控制系統(tǒng)等組成。前二者產(chǎn)生高溫高壓蒸汽;電氣系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)由熱能、機(jī)械能到電能的轉(zhuǎn)變;控制系統(tǒng)保證各系統(tǒng)安全、合理、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。
2.火力發(fā)電廠的基本生產(chǎn)過程
燃燒系統(tǒng)是由輸煤、磨煤、粗細(xì)分離、排粉、給粉、鍋爐、除塵、脫硫等組成。是由皮帶輸送機(jī)從煤場,通過電磁鐵、碎煤機(jī)然后送到煤倉間的煤斗內(nèi),再經(jīng)過給煤機(jī)進(jìn)入磨煤機(jī)進(jìn)行磨粉，磨好的煤粉通過空氣預(yù)熱器來的熱風(fēng)，將煤粉打至粗細(xì)分離器，粗細(xì)分離器將合格的煤粉，經(jīng)過排粉機(jī)送至粉倉，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)過電除塵脫出粉塵再將煙氣送至脫硫裝置，通過石漿噴淋脫出硫的氣體經(jīng)過吸風(fēng)機(jī)送到煙筒排入天空。
汽水系統(tǒng)是由鍋爐、汽輪機(jī)、凝汽器、高低壓加熱器、凝結(jié)水泵和給水泵等組成，它包括汽水循環(huán)、化學(xué)水處理和冷卻系統(tǒng)等。
水在鍋爐中被加熱成蒸汽，經(jīng)過熱器進(jìn)一步加熱后變成過熱的蒸汽，再通過主蒸汽管道進(jìn)入汽輪機(jī)。由于蒸汽不斷膨脹，高速流動的蒸汽推動汽輪機(jī)的葉片轉(zhuǎn)動從而帶動發(fā)電機(jī)。
發(fā)電系統(tǒng)是由副勵磁機(jī)、勵磁盤、主勵磁機(jī)、發(fā)電機(jī)、變壓器、配電裝置等組成。發(fā)電是由副勵磁機(jī)發(fā)出高頻電流，副勵磁機(jī)發(fā)出的電流經(jīng)過勵磁盤整流，再送到主勵磁機(jī)，主勵磁機(jī)發(fā)出電后經(jīng)過調(diào)壓器以及滅磁開關(guān)經(jīng)過碳刷送到發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子，發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子通過旋轉(zhuǎn)其定子線圈便感應(yīng)出電流，強(qiáng)大的電流通過發(fā)電機(jī)出線分兩路，一路送至廠用電變壓器，另一路則通過主變送到高壓配電裝置，由配電裝置送至電網(wǎng)。
3.火力發(fā)電廠的主要設(shè)備
鍋爐、汽輪機(jī)和發(fā)電機(jī)，被稱為火力發(fā)電廠的三大主機(jī)。
鍋爐是三大主機(jī)中zui基本的能量轉(zhuǎn)換設(shè)備。電站鍋爐生產(chǎn)過熱蒸汽用以推動蒸汽輪機(jī)。電站鍋爐具有容量大;蒸汽參數(shù)高;自動化程度高的特點(diǎn)，其各項(xiàng)操作基本實(shí)現(xiàn)了機(jī)械化和自動化，適應(yīng)負(fù)荷變化的能力很強(qiáng);熱效率高。
具有一定壓力、溫度的蒸汽，進(jìn)入汽輪機(jī)，流過噴嘴并在噴嘴內(nèi)膨脹獲得很高的速度。高速流動的蒸汽流經(jīng)汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子上的動葉片做功，當(dāng)動葉片為反動式時，蒸汽在動葉中發(fā)生膨脹產(chǎn)生的反動力亦使動葉片做功，動葉帶動汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子，按一定的速度均勻轉(zhuǎn)動。這就是汽輪機(jī)zui基本的工作原理。
汽輪機(jī)的轉(zhuǎn)子與發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子是用聯(lián)軸器連接起來的，汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子以一定速度轉(zhuǎn)動時，發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子也跟著轉(zhuǎn)動，由于電磁感應(yīng)的作用，發(fā)電機(jī)定子線圈中產(chǎn)生電流，通過變電配電設(shè)備向用戶供電。
發(fā)電機(jī)是將機(jī)械能轉(zhuǎn)變成電能的電機(jī)。通常由汽輪機(jī)、水輪機(jī)或內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動，將水流、氣流、燃料燃燒或原子核裂變產(chǎn)生的能量轉(zhuǎn)化為機(jī)械能傳給發(fā)電機(jī)，再由發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)換為電能。
4.能源環(huán)保
4.1煙氣脫硫技術(shù)及其原理
目前使用zui多的是石灰石/石灰-石膏法，石灰石/石灰-石膏濕法煙氣脫硫工藝采用價廉易得的石灰石做脫硫吸收劑，石灰石經(jīng)破碎磨細(xì)成粉狀與水混合攪拌制成吸收漿液。當(dāng)采用石灰做為吸收劑時，石灰粉經(jīng)消化處理后加水?dāng)嚢柚瞥晌諠{液。在吸收塔內(nèi)吸收漿液與煙氣接觸混合，煙氣中的二氧化硫與吸收漿液中的碳酸鈣以及鼓入的空氣進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)，zui終反應(yīng)產(chǎn)物為石膏，同時去除煙氣中部分其它污染物，如粉塵、HCL、HF等，脫硫后的煙氣經(jīng)除霧器除去帶出的細(xì)小液滴，經(jīng)熱交換器升溫加熱后排入煙囪，脫硫石膏經(jīng)脫水裝置脫水后回收。該技術(shù)采用單循環(huán)噴霧空塔結(jié)構(gòu)，具有技術(shù)成熟、應(yīng)用范圍廣、脫硫效率高、運(yùn)行可靠性高、可利用率高，有大幅度降低工程造價的特點(diǎn)。
脫硫用煙氣再熱器和電廠常用的預(yù)熱器結(jié)構(gòu)基本相同，但防腐要求更高。因此煙氣再熱器的施工主要是安裝工作要與防腐作業(yè)交叉進(jìn)行。在安裝工作開始前，先進(jìn)行底部結(jié)構(gòu)和頂部結(jié)構(gòu)的組合，組合完成后先將底部扇形板和頂部扇形板做好防腐。做完以上防腐后按照一般空氣預(yù)熱器的安裝方法進(jìn)行安裝，支撐鋼架→底梁/底部結(jié)構(gòu)組件→端柱→:轉(zhuǎn)子中心筒→頂部結(jié)構(gòu)和頂部檢修平臺→驅(qū)動軸/頂部導(dǎo)向軸承組件→轉(zhuǎn)子驅(qū)動裝置→油潤滑軸承與驅(qū)動裝置→側(cè)柱鉸鏈、未處理煙氣側(cè)外殼、煙道與煙道加強(qiáng)筋板→轉(zhuǎn)子組件→側(cè)柱鉸鏈、處理煙氣側(cè)外殼、煙道與煙道加強(qiáng)筋板。安裝完以上構(gòu)件后開始涂玻璃片防腐，因煙氣再熱器的某些部位底焊縫由于沒有施工完，因此涂玻璃鱗片時需要在鱗片的邊緣與焊縫之間留出一定的間距留待zui后施工。玻璃鱗片施工完畢后，不能在有鱗片的表面進(jìn)行任何焊接工作，否則將破壞已鍍好的玻璃鱗片。
涂玻璃鱗片施工完后安裝換熱元件和設(shè)定扇形板→外緣轉(zhuǎn)子角鋼調(diào)整→設(shè)定底部外緣密封片→其它附屬設(shè)備安裝。
因?yàn)闊煔庠贌崞餍枰龇栏幚?，所以進(jìn)出氣煙道、轉(zhuǎn)子外殼、上下扇形板、圓弧板的內(nèi)表面及內(nèi)部支撐件都需要進(jìn)行打磨，打磨的要求與吸收塔相同。換熱元件表面鍍的特殊的搪瓷層，在安裝時不能進(jìn)行任何敲打，防止損壞搪瓷層。所以在轉(zhuǎn)子隔倉的安裝要求很高，每個隔倉在焊接完成后要求能夠使換熱元件能夠順利的放入，不能有磕碰現(xiàn)象。因?yàn)楦魝}的鋼板很厚，而且各個隔倉相互影響，一旦發(fā)生變形就很難進(jìn)行校正，所以必須要制定可靠的焊接措施，減少焊接變形。
4.2靜電除塵技術(shù)及其原理
電除塵器是火力發(fā)電廠*的配套設(shè)備，它的功能是將煙氣中的顆粒煙塵加以清除，從而大幅度降低排入大氣層中的煙塵量，這是改善環(huán)境污染，提高空氣質(zhì)量的重要環(huán)保設(shè)備。它的工作原理是煙氣通過電除塵器主體結(jié)構(gòu)前的煙道時，利用高壓電場使煙氣發(fā)生電離，氣流中的粉塵荷電在電場作用下與氣流分離，使其煙塵帶正電荷，然后煙氣進(jìn)入設(shè)置多層陰極板的電除塵器通道。由于帶正電荷煙塵與陰極電板的相互吸附作用，使煙氣中的顆粒煙塵吸附在陰極板上，定時打擊陰極板，使具有一定厚度的煙塵在自重和振動的雙重作用下跌落在電除塵器結(jié)構(gòu)下方的灰斗中，從而達(dá)到清除煙氣中的煙塵的目的。
5.其它發(fā)電技術(shù)現(xiàn)狀及前景
5.1水力發(fā)電
就電能而言，水力發(fā)電和其他發(fā)電手段相比，其優(yōu)勢在于有很好的調(diào)峰能力。水力發(fā)電的成本與其他發(fā)電手段相比應(yīng)該是zui低的，但由于水電的一次性投資大，償還銀行貸款的負(fù)債壓力大，導(dǎo)致水電站投產(chǎn)發(fā)電后償還銀行貸款期間上網(wǎng)電價過高，影響了水電的發(fā)展。
水力發(fā)電是目前發(fā)電技術(shù)中每單位發(fā)電量產(chǎn)生二氧化碳zui低的。它不會產(chǎn)生破壞環(huán)境的物質(zhì),對保護(hù)環(huán)境zui為有利。
5.2核電技術(shù)
核電站是實(shí)現(xiàn)核裂變能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置。核電站利用核能產(chǎn)生蒸汽的系統(tǒng)稱為“核蒸汽供應(yīng)系統(tǒng)”，這個系統(tǒng)通過核燃料的核裂變能加熱外回路的水來產(chǎn)生蒸汽，蒸汽再去驅(qū)動汽輪機(jī)，帶動與汽輪機(jī)同軸的發(fā)電機(jī)發(fā)電。從原理上講，核電站實(shí)現(xiàn)了核能-熱能-電能的能量轉(zhuǎn)換。
發(fā)展核電是可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的重要組成部分。目前，除燃燒化石燃料和水力發(fā)電外，只有核電是現(xiàn)實(shí)可行、技術(shù)成熟、具有大規(guī)模工業(yè)應(yīng)用成功經(jīng)驗(yàn)的能源?；痣?、水電、核電是電能生產(chǎn)的三大支柱。
結(jié)束語
火力發(fā)電技術(shù)必須不斷優(yōu)化發(fā)電廠熱力系統(tǒng)，大幅度提高發(fā)電效率，減少汽水介質(zhì)和熱損失，提高環(huán)保性能，降低發(fā)電成本，才能真正適應(yīng)新形勢、新時代對火力發(fā)電的技術(shù)要求。在積極穩(wěn)妥地研發(fā)超超臨界技術(shù)的同時，還要繼續(xù)積極地研發(fā)各種再生能源的發(fā)電技術(shù)，使之協(xié)調(diào)發(fā)展，相互促進(jìn)，共同推進(jìn)電力工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。
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