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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(dòng)發(fā)電機(jī)一起高速旋轉(zhuǎn)，從而發(fā)出電來(lái)。
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(guò)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(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，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)石漿噴淋脫出硫的氣體經(jīng)過(guò)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(guò)熱器進(jìn)一步加熱后變成過(guò)熱的蒸汽，再通過(guò)主蒸汽管道進(jìn)入汽輪機(jī)。由于蒸汽不斷膨脹，高速流動(dòng)的蒸汽推動(dòng)汽輪機(jī)的葉片轉(zhuǎn)動(dòng)從而帶動(dòng)發(fā)電機(jī)。
發(fā)電系統(tǒng)是由副勵(lì)磁機(jī)、勵(lì)磁盤、主勵(lì)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(lì)磁機(jī)發(fā)出高頻電流，副勵(lì)磁機(jī)發(fā)出的電流經(jīng)過(guò)勵(lì)磁盤整流，再送到主勵(lì)磁機(jī)，主勵(lì)磁機(jī)發(fā)出電后經(jīng)過(guò)調(diào)壓器以及滅磁開(kāi)關(guān)經(jīng)過(guò)碳刷送到發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子，發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子通過(guò)旋轉(zhuǎn)其定子線圈便感應(yīng)出電流，強(qiáng)大的電流通過(guò)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(guò)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(guò)熱蒸汽用以推動(dòng)蒸汽輪機(jī)。電站鍋爐具有容量大;蒸汽參數(shù)高;自動(dòng)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(dòng)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(guò)噴嘴并在噴嘴內(nèi)膨脹獲得很高的速度。高速流動(dòng)的蒸汽流經(jīng)汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子上的動(dòng)葉片做功，當(dāng)動(dòng)葉片為反動(dòng)式時(shí)，蒸汽在動(dòng)葉中發(fā)生膨脹產(chǎn)生的反動(dòng)力亦使動(dòng)葉片做功，動(dòng)葉帶動(dòng)汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子，按一定的速度均勻轉(zhuǎn)動(dòng)。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(lái)的，汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子以一定速度轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子也跟著轉(zhuǎn)動(dòng)，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(guò)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(dòng)，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(jià)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(shí)，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(shí)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(jià)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(kāi)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(tái)→驅(qū)動(dòng)軸/頂部導(dǎo)向軸承組件→轉(zhuǎn)子驅(qū)動(dòng)裝置→油潤(rùn)滑軸承與驅(qū)動(dòng)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(kāi)始涂玻璃片防腐，因煙氣再熱器的某些部位底焊縫由于沒(méi)有施工完，因此涂玻璃鱗片時(shí)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恚赃M(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(shí)不能進(jìn)行任何敲打，防止損壞搪瓷層。所以在轉(zhuǎn)子隔倉(cāng)的安裝要求很高，每個(gè)隔倉(cāng)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}(cāng)的鋼板很厚，而且各個(gè)隔倉(cāng)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(guò)電除塵器主體結(jié)構(gòu)前的煙道時(shí)，利用高壓電場(chǎng)使煙氣發(fā)生電離，氣流中的粉塵荷電在電場(chǎng)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(shí)打擊陰極板，使具有一定厚度的煙塵在自重和振動(dòng)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(shì)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(jià)過(guò)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(huì)產(chǎn)生破壞環(huán)境的物質(zhì),對(duì)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(gè)系統(tǒng)通過(guò)核燃料的核裂變能加熱外回路的水來(lái)產(chǎn)生蒸汽，蒸汽再去驅(qū)動(dòng)汽輪機(jī)，帶動(dòng)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。火電、水電、核電是電能生產(chǎn)的三大支柱。
結(jié)束語(yǔ)
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(shì)、新時(shí)代對(duì)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(shí)，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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