【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 能轉(zhuǎn)變成電能?，F(xiàn)代電廠的安全系數(shù)較30年前而言大大提高，設(shè)備的可靠性也有了大幅度的提升。我們知道，安全系數(shù)的提升是建立在基礎(chǔ)知識(shí)的不斷鞏固中的，因此，掌握電廠的安全生產(chǎn)原則規(guī)范有著重要的意義，只有時(shí)刻將安規(guī)牢記心中才能避免威脅人身安全的情況發(fā)生，同時(shí)也可以有效的避免重大事故的發(fā)生。圖4 新昌電廠近景效果圖 在課上，董工程師根據(jù)能源部頒發(fā)的《電氣安全工作規(guī)程》和《熱力安全工作規(guī)程》（圖4）兩個(gè)規(guī)程較為詳細(xì)具體的介紹了火電廠安全規(guī)范，貫徹安全第一，預(yù)防為主的方針，保障在生產(chǎn)中的安全和健康。董師傅舉了一些例子，著重介紹了設(shè)備的安全距離。為了防止人體觸及或過分接近帶電體，或防止車輛和其他物體碰撞帶電體，以及避免發(fā)生各種短路、火災(zāi)和爆炸事故，在人體與帶電體之間、帶電體與地面之間、帶電體與帶電體之間、帶電體與其他物體和設(shè)施之間，都必須保持一定的距離。比如380V設(shè)備的安全距離是70cm，10kV的設(shè)備安全距離是1m，50wkV設(shè)備的安全距離是3m等等。 主體設(shè)備參觀火電廠的三大基本設(shè)備是鍋爐、汽輪機(jī)和發(fā)變組，其生產(chǎn)過程是把燃料的化學(xué)能轉(zhuǎn)變成電能。整個(gè)過程可劃分為三個(gè)階段：（1）第一階段是在鍋爐中將燃料的化學(xué)能轉(zhuǎn)換為蒸汽的熱能；（2）第二階段是在汽輪機(jī)中將蒸汽的熱能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能；（3）第三階段是在發(fā)電機(jī)中將機(jī)械能轉(zhuǎn)換成電能。火力發(fā)電廠的生產(chǎn)過程可簡(jiǎn)要地描述為：燃料送入鍋爐中燃燒，放出的熱量將水加熱并蒸發(fā)成飽和蒸汽，經(jīng)進(jìn)一步加熱后成為具有一定壓力和溫度的過熱蒸汽，進(jìn)入汽輪機(jī)膨脹作功。高速汽流沖動(dòng)汽輪機(jī)的轉(zhuǎn)子帶動(dòng)發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子一起旋轉(zhuǎn)發(fā)電。 第一階段主體設(shè)備鍋爐 鍋爐設(shè)備簡(jiǎn)介鍋爐是火力發(fā)電廠的三大主要設(shè)備之一，他的作用是將水變成高溫高壓的蒸汽。其利用燃料在爐內(nèi)燃燒釋放的熱能加熱給水，產(chǎn)生規(guī)定溫度、壓力等參數(shù)和品質(zhì)的蒸汽，送往汽輪機(jī)做功。鍋爐是進(jìn)行燃料燃燒、傳熱和使水汽化三種過程的總和裝置，主要由汽水系統(tǒng)、風(fēng)煙系統(tǒng)和制粉系統(tǒng)構(gòu)成。圖5 鍋爐及爐后剖面圖 圖6 鍋爐整體布置圖新昌電廠安裝有兩臺(tái)高效超臨界參數(shù)變壓螺旋管圈直流爐，設(shè)計(jì)煤種采用黃陵與豐城混煤。圖7 運(yùn)煤碼頭及運(yùn)輸皮帶（遠(yuǎn)景） 原煤場(chǎng)原煤場(chǎng)（如圖89所示）的煤走河運(yùn)和火車從產(chǎn)地運(yùn)來。新昌電廠緊鄰贛江，水運(yùn)發(fā)達(dá)。碼頭的煤通過皮帶運(yùn)輸?shù)竭\(yùn)煤場(chǎng)進(jìn)行制粉脫硫等步驟，繼而送到燃煤機(jī)處進(jìn)行燃燒。圖8 原煤場(chǎng)（遠(yuǎn)景）圖9 原煤場(chǎng)（近景） 制粉系統(tǒng)新昌電廠660MW超超臨界直流鍋爐機(jī)組采用典型的直吹式制粉系統(tǒng)，系統(tǒng)內(nèi)設(shè)置了2臺(tái)一次風(fēng)機(jī)、6臺(tái)磨煤機(jī)、6臺(tái)給煤機(jī)、6只原煤斗。燃燒設(shè)計(jì)煤種時(shí)，5臺(tái)運(yùn)行，1臺(tái)備用，可以滿足鍋爐最大連續(xù)負(fù)荷的燃燒要求，每臺(tái)磨煤機(jī)對(duì)應(yīng)鍋爐的一層燃燒器。電廠鍋爐的制粉系統(tǒng)采用正壓直吹式，設(shè)有兩臺(tái)50%容量的動(dòng)葉可調(diào)軸流式一次風(fēng)機(jī)提供一次熱、冷風(fēng)輸送煤粉。采用兩臺(tái)靜葉可調(diào)引風(fēng)機(jī)和兩臺(tái)動(dòng)葉可調(diào)送風(fēng)機(jī)。圖10 原煤機(jī)每臺(tái)鍋爐配有6臺(tái)正壓直吹式中速磨煤機(jī)，爐煙氣從爐膛出口通過尾部受熱面，在省煤器出口煙氣分兩路進(jìn)入SCR脫硝裝置，而后進(jìn)入容克式三分倉(cāng)空氣預(yù)熱器；灰渣采用分除方式，飛灰采用氣力干除灰，除渣方式為濕式除渣；煙氣脫硫采用石灰石石膏濕法脫硫工藝。 燃燒系統(tǒng)新昌電廠的燃燒設(shè)備為前后墻布置方式，采用對(duì)沖燃燒、旋流式燃燒器，風(fēng)、粉氣流從投運(yùn)的煤粉燃燒器、燃燼風(fēng)噴進(jìn)爐膛后，各只燃燒器在爐膛內(nèi)形成一個(gè)獨(dú)立的火焰。燃燒系統(tǒng)可以分為旋流燃燒器、燃油系統(tǒng)、等離子點(diǎn)火裝置、火檢冷卻風(fēng)機(jī)、鍋爐吹灰系統(tǒng)、煙溫探針和一、二、三次風(fēng)的調(diào)節(jié)。旋流燃燒器既有軸向速度也有較大的切向速度，旋流燃燒器氣流的初期擾動(dòng)非常強(qiáng)烈。采用旋流燃燒器鍋爐可以減輕過熱器區(qū)熱偏差，燃燒器均勻分布，入爐熱量比較均勻，各燃燒器單獨(dú)組織燃燒等特點(diǎn)。一次風(fēng)速的調(diào)節(jié)按照磨煤機(jī)和一次風(fēng)流量的對(duì)應(yīng)關(guān)系進(jìn)行調(diào)節(jié)，即保持合適的制粉系統(tǒng)風(fēng)/煤比。 風(fēng)煙系統(tǒng)送風(fēng)機(jī)將空氣送往兩臺(tái)三分倉(cāng)空預(yù)器，鍋爐的熱煙氣將其熱量傳送給進(jìn)入的空氣，受熱的一次風(fēng)與部份冷一次風(fēng)混合進(jìn)入磨煤機(jī)，然后進(jìn)入布置在前后墻的煤粉燃燒器，受熱的二次風(fēng)進(jìn)入燃燒器風(fēng)箱，并通過各調(diào)節(jié)擋板而進(jìn)入每個(gè)燃燒器二次風(fēng)、三次風(fēng)通道，同時(shí)部分二次風(fēng)進(jìn)入燃燒器上部的燃燼風(fēng)噴口。由燃料燃燒產(chǎn)生的熱煙氣將熱傳遞給爐膛水冷壁和屏式過熱器，繼而穿過高溫過熱器、高溫再熱器進(jìn)入后豎井包墻，后豎井包墻內(nèi)的中隔墻將后豎井分成前、后兩個(gè)平行煙道，前煙道內(nèi)布置低溫再熱器，后煙道內(nèi)布置低溫過熱器和省煤器。煙氣調(diào)節(jié)擋板布置在低溫再熱器和省煤器后，煙氣流經(jīng)調(diào)節(jié)擋板后分成兩個(gè)煙道 進(jìn)入空預(yù)器，在空預(yù)器進(jìn)口煙道上設(shè)有煙氣關(guān)斷擋板，可實(shí)現(xiàn)單臺(tái)空預(yù)器運(yùn)行。煙氣最后進(jìn)入除塵器，流向煙囪，排向大氣。 汽水系統(tǒng)自給水管路出來的水由爐側(cè)一端引入位于尾部豎井后煙道下部的省煤器入口集箱，流經(jīng)省煤器受熱面吸熱后，由省煤器出口集箱端部引出經(jīng)集中下降管、下水連接管進(jìn)入螺旋水冷壁入口集箱，經(jīng)螺旋水冷壁管、螺旋水冷壁出口集箱、混合集箱、垂直水冷壁入口集箱、垂直水冷壁管、垂直水冷壁出口集箱進(jìn)入水冷壁出口混合集箱匯集后，經(jīng)引入管引入汽水分離器進(jìn)行汽水分離，循環(huán)運(yùn)行時(shí)從分離器分離出來的水進(jìn)入儲(chǔ)水罐，蒸汽則依次流經(jīng)頂棚管、后豎井/水平煙道包墻、低溫過熱器、屏式過熱器和高溫過熱器。進(jìn)入直流運(yùn)行時(shí)全部工質(zhì)均通過汽水分離器進(jìn)入頂棚管。調(diào)節(jié)過熱蒸汽溫度的噴水減溫器裝于低溫過熱器與屏式過熱器之間和屏式過熱器與高溫過熱器之間。汽機(jī)高壓缸排汽進(jìn)入位于后豎井前煙道的低溫再熱器和水平煙道內(nèi)的高溫再熱器后，從再熱器出口集箱引出至汽機(jī)中壓缸。再熱蒸汽溫度的調(diào)節(jié)通過位于省煤器和低溫再熱器后下方的煙氣調(diào)節(jié)擋板進(jìn)行控制，在低溫再熱器出口管道上布置再熱器事故噴水減溫器作為事故狀態(tài)下的調(diào)節(jié)手段。 第二階段主體設(shè)備汽輪機(jī) 汽輪機(jī)簡(jiǎn)介新昌電廠汽輪機(jī)為超超臨界、一次中間再熱、三缸四排汽、單軸、雙背壓、凝汽式汽輪機(jī)，汽輪機(jī)通流部分采用沖動(dòng)式。圖11 鍋爐房及汽輪機(jī)外部建筑全貌 圖12 鍋爐房?jī)?nèi)部部分汽輪機(jī)是以蒸汽為工質(zhì)的旋轉(zhuǎn)式熱能動(dòng)力機(jī)械。與其他原動(dòng)機(jī)相比，它具有單機(jī)功率大、效率高、運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)和使用壽命長(zhǎng)的優(yōu)點(diǎn)。電廠中，汽輪機(jī)（如圖1315所示）主要用作發(fā)電機(jī)的原動(dòng)機(jī)，必須與鍋爐、發(fā)電機(jī)、以及凝汽器、加熱器、泵等機(jī)械設(shè)備組成成套裝置，共同工作。其內(nèi)部有一個(gè)高壓缸，一個(gè)中壓缸，兩個(gè)低壓缸。在汽輪機(jī)中他們是一般相互連接的，只要多軸的才會(huì)分開。為了節(jié)省成本，高中低壓缸均采用單軸連接。低壓缸與高壓缸、中壓缸類似，是汽輪機(jī)的重要組成部分，當(dāng)汽輪機(jī)將高溫蒸汽的熱能轉(zhuǎn)換為高速旋轉(zhuǎn)的機(jī)械能，并帶動(dòng)發(fā)電機(jī)切割磁力線轉(zhuǎn)換為電能。圖13 汽輪機(jī)（1）圖14 汽輪機(jī)（檢修中）圖15 汽輪機(jī)全貌 集控室現(xiàn)代化大中型的發(fā)電廠，都日趨于自動(dòng)化和利用計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)程序測(cè)量和監(jiān)控，即采用集控室中的微機(jī)控制來監(jiān)控、調(diào)度、測(cè)量整個(gè)工廠的運(yùn)行。集控室（如圖1618所示）是發(fā)電廠、變電站的控制指揮中心。在集控制室中裝設(shè)有控制屏，控制屏上裝設(shè)各種設(shè)備的測(cè)量?jī)x表、斷路器的控制回路、信號(hào)電器等?？刂剖业母咝?、靈敏會(huì)直接影響到電力生產(chǎn)的質(zhì)量、效率和安全,并可能對(duì)作業(yè)人員的健康、安全產(chǎn)生影響。圖16 集控室全景圖17 集控室監(jiān)控屏幕 圖18 集控室電腦監(jiān)控我們可以從圖中看見，當(dāng)日的發(fā)電要求為：周波與工頻近似相等為50HZ，總功率南昌供電局要求穩(wěn)定在550MW，這個(gè)與當(dāng)日午間居民用電量相平衡。主控室最右端的屏幕為鍋爐進(jìn)煤口的監(jiān)控，董師傅說，因?yàn)榭臻g溫度極高，只能采用監(jiān)控的形勢(shì)觀察煤的燃燒狀況，當(dāng)火焰旺盛呈現(xiàn)藍(lán)色說明煤燃燒穩(wěn)定、完全；若火焰不穩(wěn)定火較小，則說明燃燒質(zhì)量較差，不利于發(fā)電穩(wěn)定。 第三階段主體設(shè)備發(fā)變組 發(fā)變組綜述新昌發(fā)電廠超超臨界發(fā)電機(jī)組均采用發(fā)變組單元接線，共有兩臺(tái)發(fā)電機(jī)組。一號(hào)機(jī)組經(jīng)一臺(tái)SFP780000/220主變壓器送至220kV系統(tǒng)母線，二號(hào)機(jī)組經(jīng)一臺(tái)SFP780000/500主變壓器送至500kV系統(tǒng)母線。圖18 輸電部分（1）圖19 輸電部分（2） 主變壓器主變采用三相雙線圈銅繞組無勵(lì)磁調(diào)壓油浸式電力變壓器（如圖21所示）。1主變中性點(diǎn)經(jīng)接地刀閘可選擇性接地；2主變中性點(diǎn)直接接地。發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)采用機(jī)端自并勵(lì)靜止勵(lì)磁方式。圖20 1主變（1）圖21 1主變（2） 母線一次設(shè)備是指直接用于生產(chǎn)、輸送和分配電能的生產(chǎn)過程的高壓電氣設(shè)備。由一次設(shè)備相互連接，構(gòu)成發(fā)電、輸電、配電或進(jìn)行其他生產(chǎn)過程的電氣回路稱為一次回路或一次接線系統(tǒng)。母線（如圖2223所示）是一種一次設(shè)備，指用高導(dǎo)電率的銅、鋁質(zhì)材料制成的用以傳輸電能，具有匯集和分配電力能力的產(chǎn)品，是電站或變電站輸送電能用的總導(dǎo)線。通過它把發(fā)電機(jī)、變壓器或整流器輸出的電能輸送給各個(gè)用戶或其他變電所。母線刷漆的目的是為了便于識(shí)別相序、防止腐蝕、提高母線表面散熱效果。母線應(yīng)按下列規(guī)定刷漆： A相—黃色，B相—綠色，C相—紅色。 高壓斷路器圖22 母線（1）圖23 母線（2）高壓斷路器是開關(guān)設(shè)備中較完善的一種開關(guān)設(shè)備，在高壓電路中起控制作用，是高壓電路中的重要電器元件之一。斷路器不僅用于在正常運(yùn)行時(shí)接通或斷開電路，可以切斷或閉合高壓電路中的空載電流和負(fù)荷電流，而且當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)通過繼電器保護(hù)裝置的作用，切斷過負(fù)荷電流和短路電流，它具有相當(dāng)完善的滅弧結(jié)構(gòu)和足夠的斷流能力它有滅弧裝置，通?？梢郧袛嘭?fù)荷電流和短路電流。圖24 高壓斷路器（1）圖25 高壓斷路器（2）高壓斷路器是在正?；蚬收锨闆r下接通或斷開高壓電路的專用電器。根據(jù)滅弧介質(zhì)的不同，高壓斷路器可以分為：油斷路器、空氣斷路器、SF6斷路器等。 隔離開關(guān)隔離開關(guān)（如圖26所示）是用來隔離和切斷電源和倒換電路的開關(guān)設(shè)備，其主要特點(diǎn)是無滅弧能力，只能在沒有負(fù)荷電流的情況下分、合電路。隔離開關(guān)主要用于各級(jí)電壓檢修電路和設(shè)備時(shí)與電源形成明顯的斷口。在電路中與斷路器串聯(lián)使用，操作時(shí)必須按照規(guī)定的順序，避免帶負(fù)荷拉閘。即合閘時(shí)先合隔離開關(guān)，后合斷路器，跳閘時(shí)先跳斷路器，后跳隔離開關(guān)。一般帶有防 止開關(guān)帶負(fù)荷時(shí)誤操作的聯(lián)鎖裝置。圖26 隔離開關(guān) 互感器互感器是廣泛應(yīng)用于電力系統(tǒng)中向測(cè)量?jī)x表和繼電器傳送電氣一次回路信息的傳感器。圖27 互感器將一次回路的高電壓和大電流變?yōu)槎位芈窐?biāo)準(zhǔn)的低電壓和小電流，使測(cè)量?jī)x表和保護(hù)裝置標(biāo)準(zhǔn)化、小型化，并使其結(jié)構(gòu)輕巧、價(jià)格便宜，并便于屏內(nèi)安裝。同時(shí)隔離高壓電路?；ジ衅饕淮蝹?cè)和二次側(cè)沒有電的聯(lián)系，只有磁的聯(lián)系。使二次設(shè)備與高電壓部分隔離，互感器二次側(cè)均接地，從而保證了設(shè)備和人身的安全 冷卻塔參觀火電廠的循環(huán)水自然通風(fēng)冷卻是一種大型薄殼型構(gòu)筑物，為了節(jié)約用水，需建造一個(gè)循環(huán)冷卻水系統(tǒng)，以使得冷卻器中排出的熱水在其中冷卻后可重復(fù)使用。新昌電廠采用的冷卻構(gòu)筑物為雙曲線型冷卻塔。圖28 冷卻塔遠(yuǎn)景 圖29 冷卻塔近景冷卻塔的筒壁是冷卻塔通風(fēng)筒的主體部分，為有利于自然通風(fēng)的雙曲線形無肋無梁柱的薄壁空間結(jié)構(gòu)，多用鋼筋混凝土制造，它是承受以風(fēng)荷載為主的高聳薄殼結(jié)構(gòu)，對(duì)風(fēng)十分敏感。冷卻塔高度為90米左右，塔內(nèi)上部為風(fēng)筒，筒壁第一節(jié)以下為配水槽和淋水裝置，統(tǒng)稱為淋水構(gòu)架，淋水裝置是使水蒸發(fā)散熱的主要設(shè)備。塔底有一個(gè)蓄水池，為在地面下約23米深的圓形水池，需根據(jù)蒸發(fā)量連續(xù)補(bǔ)水。冷卻塔運(yùn)行時(shí)，溫度為90176。C左右的水從配水槽向下流滴濺，空氣從塔底側(cè)面進(jìn)入，與熱水充分接觸后帶著熱量向上排出。冷卻過程以蒸發(fā)散熱為主，一小部分為對(duì)流散熱。雙曲線型冷卻塔比水池式冷卻構(gòu)筑物占地面積小，布置緊湊，水量損失小，且冷卻效果不受風(fēng)力影響 其他設(shè)施 油庫(kù)油庫(kù)是火電廠燃油儲(chǔ)存罐、油泵房、供油管道、燃油電氣儀表、卸油設(shè)施所在區(qū)域。火力發(fā)電廠主要使用重油