燃煤
用輸煤皮帶從煤場(chǎng)運(yùn)至煤斗中。大型火電廠為提高燃煤效率都是燃燒煤粉。因此,煤斗中的原煤要先送至磨煤機(jī)內(nèi)磨成煤粉。磨碎的煤粉由熱空氣攜帶經(jīng)排粉風(fēng)機(jī)送入鍋爐的爐膛內(nèi)燃燒。煤粉燃燒后形成的熱煙氣沿鍋爐的水平煙道和尾部煙道流動(dòng),放出熱量,最后進(jìn)入除塵器,將燃燒后的煤灰分離出來(lái)。潔凈的煙氣在引風(fēng)機(jī)的作用下通過(guò)煙囪排入大氣。助燃用的空氣由送風(fēng)機(jī)送入裝設(shè)在尾部煙道上的空氣預(yù)熱器內(nèi),利用熱煙氣加熱空氣。這樣,一方面除使進(jìn)入鍋爐的空氣溫度提高,易于煤粉的著火和燃燒外,另一方面也可以降低排煙溫度,提高熱能的利用率。從空氣預(yù)熱器排出的熱空氣分為兩股:一股去磨煤機(jī)干燥和輸送煤粉,另一股直接送入爐膛助燃。燃煤燃盡的灰渣落入爐膛下面的渣斗內(nèi),與從除塵器分離出的細(xì)灰一起用水沖至灰漿泵房?jī)?nèi),再由灰漿泵送至灰場(chǎng)。
火力發(fā)電過(guò)程熱能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能
在除氧器水箱內(nèi)的水經(jīng)過(guò)給水泵升壓后通過(guò)高壓加熱器送入省煤器。在省煤器內(nèi),水受到熱煙氣的加熱,然后進(jìn)入鍋爐頂部的汽包內(nèi)。在鍋爐爐膛四周密布著水管,稱為水冷壁。水冷壁水管的上下兩端均通過(guò)聯(lián)箱與汽包連通,汽包內(nèi)的水經(jīng)由水冷壁不斷循環(huán),吸收著煤在燃燒過(guò)程中放出的熱量。部分水在水冷壁中被加熱沸騰后汽化成水蒸汽,這些飽和蒸汽由汽包上部流出進(jìn)入過(guò)熱器中(在直流鍋爐中,由于壓力超過(guò)臨界壓力,汽水不能通過(guò)汽包分離,需要汽水分離器分離)。飽和蒸汽在過(guò)熱器中繼續(xù)吸熱,成為過(guò)熱蒸汽。過(guò)熱蒸汽有很高的壓力和溫度,因此有很大的熱勢(shì)能。具有熱勢(shì)能的過(guò)熱蒸汽經(jīng)管道引入汽輪機(jī)后,便將熱勢(shì)能轉(zhuǎn)變成動(dòng)能。高速流動(dòng)的蒸汽推動(dòng)汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng),形成機(jī)械能。
火力發(fā)電過(guò)程機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能
汽輪機(jī)的轉(zhuǎn)子與發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子通過(guò)連軸器聯(lián)在一起。當(dāng)汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)便帶動(dòng)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)。在發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子的另一端帶著一個(gè)小直流發(fā)電機(jī),叫勵(lì)磁機(jī)。勵(lì)磁機(jī)發(fā)出的直流電送至發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子線圈中,使轉(zhuǎn)子成為電磁鐵,周圍產(chǎn)生磁場(chǎng)。當(dāng)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí),磁場(chǎng)也是旋轉(zhuǎn)的,發(fā)電機(jī)定子內(nèi)的導(dǎo)線就會(huì)切割磁力線感應(yīng)產(chǎn)生電流。這樣,發(fā)電機(jī)便把汽輪機(jī)的機(jī)械能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔堋k娔芙?jīng)變壓器將電壓升壓后,由輸電線送至電用戶。
火力發(fā)電過(guò)程水循環(huán)
釋放出熱勢(shì)能的蒸汽從汽輪機(jī)下部的排汽口排出,稱為乏汽。乏汽在凝汽器內(nèi)被循環(huán)水泵送入凝汽器的冷卻水冷卻,從新凝結(jié)成水,此水成為凝結(jié)水。凝結(jié)水由凝結(jié)水泵送入低壓加熱器并最終回到除氧器內(nèi),完成一個(gè)循環(huán)。在循環(huán)過(guò)程中難免有汽水的泄露,即汽水損失,因此要適量地向循環(huán)系統(tǒng)內(nèi)補(bǔ)給一些水,以保證循環(huán)的正常進(jìn)行。高、底壓加熱器是為提高循環(huán)的熱效率所采用的裝置,除氧器是為了除去水含的氧氣以減少對(duì)設(shè)備及管道的腐蝕。
火力發(fā)電過(guò)程綜述
以上分析雖然較為繁雜,但從能量轉(zhuǎn)換的角度看卻很簡(jiǎn)單,即燃料的化學(xué)能→蒸汽的熱勢(shì)能→機(jī)械能→電能。在鍋爐中,燃料的化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)檎羝臒崮埽辉谄啓C(jī)中,蒸汽的熱能轉(zhuǎn)變?yōu)檩喿有D(zhuǎn)的機(jī)械能;在發(fā)電機(jī)中機(jī)械能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?。爐、機(jī)、電是火電廠中的主要設(shè)備,亦稱三大主機(jī)。與三大主機(jī)相輔工作的設(shè)備成為輔助設(shè)備或稱輔機(jī)。主機(jī)與輔機(jī)及其相連的管道、線路等稱為系統(tǒng)?;痣姀S的主要系統(tǒng)有燃燒系統(tǒng)、汽水系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)等。
火力發(fā)電過(guò)程輔助系統(tǒng)
除了上述的主要系統(tǒng)外,火電廠還有其它一些輔助生產(chǎn)系統(tǒng),如燃煤的輸送系統(tǒng)、水的化學(xué)處理系統(tǒng)、灰漿的排放系統(tǒng)等。這些系統(tǒng)與主系統(tǒng)協(xié)調(diào)工作,它們相互配合完成電能的生產(chǎn)任務(wù)。大型火電廠的保證這些設(shè)備的正常運(yùn)轉(zhuǎn),火電廠裝有大量的儀表,用來(lái)監(jiān)視這些設(shè)備的運(yùn)行狀況,同時(shí)還設(shè)置有自動(dòng)控制裝置,以便及時(shí)地對(duì)主輔設(shè)備進(jìn)行調(diào)節(jié)?,F(xiàn)代化的火電廠,已采用了先進(jìn)的計(jì)算機(jī)分散控制系統(tǒng)。這些控制系統(tǒng)可以對(duì)整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行控制和自動(dòng)調(diào)節(jié),根據(jù)不同情況協(xié)調(diào)各設(shè)備的工作狀況,使整個(gè)電廠的自動(dòng)化水平達(dá)到了新的高度。自動(dòng)控制裝置及系統(tǒng)已成為火電廠中不可缺少的部分。