火力發電過程詳解

火力發電廠簡稱火電廠，是利用煤、石油、天然氣等燃料的化學能產生出電能的工廠。按其功用可分為兩類，即凝汽式電廠和熱電廠。前者僅向用戶供應電能，而熱電廠除供給用戶電量外，還向熱用戶供應蒸汽和熱水，即所謂的“熱電聯合生產”。
火電廠的容量大小各異，具體形式也不盡相同，但就其生產過程來說卻是相似的。 燃煤，用輸煤皮帶從煤場運至煤鬥中。大型火電廠為提高燃煤效率都是燃燒煤粉。因此，煤鬥中的原煤要先送至磨煤機內磨成煤粉。磨碎的煤粉由熱空氣攜帶經排粉風機送入鍋爐的爐膛內燃燒。煤粉燃燒後形成的熱煙氣沿鍋爐的水平煙道和尾部煙道流動，放出熱量，最後進入除塵器，將燃燒後的煤灰分離出來。潔淨的煙氣在引風機的作用下通過煙囪排入大氣。助燃用的空氣由送風機送入裝設在尾部煙道上的空氣預熱器內，利用熱煙氣加熱空氣。這樣，一方麵除使進入鍋爐的空氣溫度提高，易於煤粉的著火和燃燒外，另一方麵也可以降低排煙溫度，提高熱能的利用率。從空氣預熱器排出的熱空氣分為兩股：一股去磨煤機幹燥和輸送煤粉，另一股直接送入爐膛助燃。燃煤燃盡的灰渣落入爐膛下麵的渣鬥內，與從除塵器分離出的細灰一起用水衝至灰漿泵房內，再由灰漿泵送至灰場。 在除氧器水箱內的水經過給水泵升壓後通過高壓加熱器送入省煤器。在省煤器內，水受到熱煙氣的加熱，然後進入鍋爐頂部的汽包內。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聯箱與汽包連通，汽包內的水經由水冷壁不斷循環，吸收著煤愛燃燒過程中放出的熱量。部分水在冷壁中被加熱沸騰後汽化成水蒸汽，這些飽和蒸汽由汽包上部流出進入過熱器中。飽和蒸汽在過熱器中繼續吸熱，成為過熱蒸汽。過熱蒸汽有很高的壓力和溫度，因此有很大的熱勢能。具有熱勢能的過熱蒸汽經管道引入汽輪機後，便將熱勢能轉變成動能。高速流動的蒸汽推動汽輪機轉子轉動，形成機械能。 汽輪機的轉子與發電機的轉子通過連軸器聯在一起。當汽輪機轉子轉動時便帶動發電機轉子轉動。在發電機轉子的另一端帶著一太小直流發電機，叫勵磁機。勵磁機發出的直流電送至發電機的轉子線圈中，使轉子成為電磁鐵，周圍產生磁場。當發電機轉子旋轉時，磁場也是旋轉的，發電機定子內的導線就會切割磁力線感應產生電流。這樣，發電機便把汽輪機的機械能轉變為電能。電能經變壓器將電壓升壓後，由輸電線送至電用戶。
釋放出熱勢能的蒸汽從汽輪機下部的排汽口排出，稱為乏汽。乏汽在凝汽器內被循環水泵送入凝汽器的冷卻水冷卻，從新凝結成水，此水成為凝結水。凝結水由凝結水泵送入低壓加熱器並最終回到除氧器內，完成一個循環。在循環過程中難免有汽水的泄露，即汽水損失，因此要適量地向循環係統內補給一些水，以保證循環的正常進行。高、底壓加熱器是為提高循環的熱效率所采用的裝臵，除氧器是為了除去水含的氧氣以減少對設備及管道的腐蝕。 以上分析雖然較為繁雜，但從能量轉換的角度看卻很簡單，即燃料的化學能→蒸汽的熱勢能→機械能→電能。在鍋爐中，燃料的化學能轉變為蒸汽的熱能；在汽輪機中，蒸汽的熱能轉變為輪子旋轉的機械能；在發電機中機械能轉變為電能。爐、機、電是火電廠中的主要設備，亦稱三大主機。與三大主機相輔工作的設備成為輔助設備或稱輔機。主機與輔機及其相連的管道、線路等稱為係統。火電廠的主要係統有燃燒係統、汽水係統、電氣係統等。

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