【文章內容簡介】 能轉變成電能。現代電廠的安全系數較30年前而言大大提高，設備的可靠性也有了大幅度的提升。我們知道，安全系數的提升是建立在基礎知識的不斷鞏固中的，因此，掌握電廠的安全生產原則規(guī)范有著重要的意義，只有時刻將安規(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）兩個規(guī)程較為詳細具體的介紹了火電廠安全規(guī)范，貫徹安全第一，預防為主的方針，保障在生產中的安全和健康。董師傅舉了一些例子，著重介紹了設備的安全距離。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施之間，都必須保持一定的距離。比如380V設備的安全距離是70cm，10kV的設備安全距離是1m，50wkV設備的安全距離是3m等等。 主體設備參觀火電廠的三大基本設備是鍋爐、汽輪機和發(fā)變組，其生產過程是把燃料的化學能轉變成電能。整個過程可劃分為三個階段：（1）第一階段是在鍋爐中將燃料的化學能轉換為蒸汽的熱能；（2）第二階段是在汽輪機中將蒸汽的熱能轉換為機械能；（3）第三階段是在發(fā)電機中將機械能轉換成電能?；鹆Πl(fā)電廠的生產過程可簡要地描述為：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，經進一步加熱后成為具有一定壓力和溫度的過熱蒸汽，進入汽輪機膨脹作功。高速汽流沖動汽輪機的轉子帶動發(fā)電機的轉子一起旋轉發(fā)電。 第一階段主體設備鍋爐 鍋爐設備簡介鍋爐是火力發(fā)電廠的三大主要設備之一，他的作用是將水變成高溫高壓的蒸汽。其利用燃料在爐內燃燒釋放的熱能加熱給水，產生規(guī)定溫度、壓力等參數和品質的蒸汽，送往汽輪機做功。鍋爐是進行燃料燃燒、傳熱和使水汽化三種過程的總和裝置，主要由汽水系統(tǒng)、風煙系統(tǒng)和制粉系統(tǒng)構成。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高效超臨界參數變壓螺旋管圈直流爐，設計煤種采用黃陵與豐城混煤。圖7 運煤碼頭及運輸皮帶（遠景） 原煤場原煤場（如圖89所示）的煤走河運和火車從產地運來。新昌電廠緊鄰贛江，水運發(fā)達。碼頭的煤通過皮帶運輸到運煤場進行制粉脫硫等步驟，繼而送到燃煤機處進行燃燒。圖8 原煤場（遠景）圖9 原煤場（近景） 制粉系統(tǒng)新昌電廠660MW超超臨界直流鍋爐機組采用典型的直吹式制粉系統(tǒng)，系統(tǒng)內設置了2臺一次風機、6臺磨煤機、6臺給煤機、6只原煤斗。燃燒設計煤種時，5臺運行，1臺備用，可以滿足鍋爐最大連續(xù)負荷的燃燒要求，每臺磨煤機對應鍋爐的一層燃燒器。電廠鍋爐的制粉系統(tǒng)采用正壓直吹式，設有兩臺50%容量的動葉可調軸流式一次風機提供一次熱、冷風輸送煤粉。采用兩臺靜葉可調引風機和兩臺動葉可調送風機。圖10 原煤機每臺鍋爐配有6臺正壓直吹式中速磨煤機，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入SCR脫硝裝置，而后進入容克式三分倉空氣預熱器；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)新昌電廠的燃燒設備為前后墻布置方式，采用對沖燃燒、旋流式燃燒器，風、粉氣流從投運的煤粉燃燒器、燃燼風噴進爐膛后，各只燃燒器在爐膛內形成一個獨立的火焰。燃燒系統(tǒng)可以分為旋流燃燒器、燃油系統(tǒng)、等離子點火裝置、火檢冷卻風機、鍋爐吹灰系統(tǒng)、煙溫探針和一、二、三次風的調節(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非常強烈。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，各燃燒器單獨組織燃燒等特點。一次風速的調節(jié)按照磨煤機和一次風流量的對應關系進行調節(jié)，即保持合適的制粉系統(tǒng)風/煤比。 風煙系統(tǒng)送風機將空氣送往兩臺三分倉空預器，鍋爐的熱煙氣將其熱量傳送給進入的空氣，受熱的一次風與部份冷一次風混合進入磨煤機，然后進入布置在前后墻的煤粉燃燒器，受熱的二次風進入燃燒器風箱，并通過各調節(jié)擋板而進入每個燃燒器二次風、三次風通道，同時部分二次風進入燃燒器上部的燃燼風噴口。由燃料燃燒產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、高溫再熱器進入后豎井包墻，后豎井包墻內的中隔墻將后豎井分成前、后兩個平行煙道，前煙道內布置低溫再熱器，后煙道內布置低溫過熱器和省煤器。煙氣調節(jié)擋板布置在低溫再熱器和省煤器后，煙氣流經調節(jié)擋板后分成兩個煙道 進入空預器，在空預器進口煙道上設有煙氣關斷擋板，可實現單臺空預器運行。煙氣最后進入除塵器，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，流經省煤器受熱面吸熱后，由省煤器出口集箱端部引出經集中下降管、下水連接管進入螺旋水冷壁入口集箱，經螺旋水冷壁管、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入水冷壁出口混合集箱匯集后，經引入管引入汽水分離器進行汽水分離，循環(huán)運行時從分離器分離出來的水進入儲水罐，蒸汽則依次流經頂棚管、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。進入直流運行時全部工質均通過汽水分離器進入頂棚管。調節(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。汽機高壓缸排汽進入位于后豎井前煙道的低溫再熱器和水平煙道內的高溫再熱器后，從再熱器出口集箱引出至汽機中壓缸。再熱蒸汽溫度的調節(jié)通過位于省煤器和低溫再熱器后下方的煙氣調節(jié)擋板進行控制，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)下的調節(jié)手段。 第二階段主體設備汽輪機 汽輪機簡介新昌電廠汽輪機為超超臨界、一次中間再熱、三缸四排汽、單軸、雙背壓、凝汽式汽輪機，汽輪機通流部分采用沖動式。圖11 鍋爐房及汽輪機外部建筑全貌 圖12 鍋爐房內部部分汽輪機是以蒸汽為工質的旋轉式熱能動力機械。與其他原動機相比，它具有單機功率大、效率高、運轉平穩(wěn)和使用壽命長的優(yōu)點。電廠中，汽輪機（如圖1315所示）主要用作發(fā)電機的原動機，必須與鍋爐、發(fā)電機、以及凝汽器、加熱器、泵等機械設備組成成套裝置，共同工作。其內部有一個高壓缸，一個中壓缸，兩個低壓缸。在汽輪機中他們是一般相互連接的，只要多軸的才會分開。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，是汽輪機的重要組成部分，當汽輪機將高溫蒸汽的熱能轉換為高速旋轉的機械能，并帶動發(fā)電機切割磁力線轉換為電能。圖13 汽輪機（1）圖14 汽輪機（檢修中）圖15 汽輪機全貌 集控室現代化大中型的發(fā)電廠，都日趨于自動化和利用計算機實現程序測量和監(jiān)控，即采用集控室中的微機控制來監(jiān)控、調度、測量整個工廠的運行。集控室（如圖1618所示）是發(fā)電廠、變電站的控制指揮中心。在集控制室中裝設有控制屏，控制屏上裝設各種設備的測量儀表、斷路器的控制回路、信號電器等?？刂剖业母咝?、靈敏會直接影響到電力生產的質量、效率和安全,并可能對作業(yè)人員的健康、安全產生影響。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，這個與當日午間居民用電量相平衡。主控室最右端的屏幕為鍋爐進煤口的監(jiān)控，董師傅說，因為空間溫度極高，只能采用監(jiān)控的形勢觀察煤的燃燒狀況，當火焰旺盛呈現藍色說明煤燃燒穩(wěn)定、完全；若火焰不穩(wěn)定火較小，則說明燃燒質量較差，不利于發(fā)電穩(wěn)定。 第三階段主體設備發(fā)變組 發(fā)變組綜述新昌發(fā)電廠超超臨界發(fā)電機組均采用發(fā)變組單元接線，共有兩臺發(fā)電機組。一號機組經一臺SFP780000/220主變壓器送至220kV系統(tǒng)母線，二號機組經一臺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磁調壓油浸式電力變壓器（如圖21所示）。1主變中性點經接地刀閘可選擇性接地；2主變中性點直接接地。發(fā)電機勵磁系統(tǒng)采用機端自并勵靜止勵磁方式。圖20 1主變（1）圖21 1主變（2） 母線一次設備是指直接用于生產、輸送和分配電能的生產過程的高壓電氣設備。由一次設備相互連接，構成發(fā)電、輸電、配電或進行其他生產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）是一種一次設備，指用高導電率的銅、鋁質材料制成的用以傳輸電能，具有匯集和分配電力能力的產品，是電站或變電站輸送電能用的總導線。通過它把發(fā)電機、變壓器或整流器輸出的電能輸送給各個用戶或其他變電所。母線刷漆的目的是為了便于識別相序、防止腐蝕、提高母線表面散熱效果。母線應按下列規(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）高壓斷路器是開關設備中較完善的一種開關設備，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行時接通或斷開電路，可以切斷或閉合高壓電路中的空載電流和負荷電流，而且當系統(tǒng)發(fā)生故障時通過繼電器保護裝置的作用，切斷過負荷電流和短路電流，它具有相當完善的滅弧結構和足夠的斷流能力它有滅弧裝置，通?？梢郧袛嘭摵呻娏骱投搪冯娏鳌D24 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。根據滅弧介質的不同，高壓斷路器可以分為：油斷路器、空氣斷路器、SF6斷路器等。 隔離開關隔離開關（如圖26所示）是用來隔離和切斷電源和倒換電路的開關設備，其主要特點是無滅弧能力，只能在沒有負荷電流的情況下分、合電路。隔離開關主要用于各級電壓檢修電路和設備時與電源形成明顯的斷口。在電路中與斷路器串聯(lián)使用，操作時必須按照規(guī)定的順序，避免帶負荷拉閘。即合閘時先合隔離開關，后合斷路器，跳閘時先跳斷路器，后跳隔離開關。一般帶有防 止開關帶負荷時誤操作的聯(lián)鎖裝置。圖26 隔離開關 互感器互感器是廣泛應用于電力系統(tǒng)中向測量儀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位芈窐藴实牡碗妷汉托‰娏?，使測量儀表和保護裝置標準化、小型化，并使其結構輕巧、價格便宜，并便于屏內安裝。同時隔離高壓電路。互感器一次側和二次側沒有電的聯(lián)系，只有磁的聯(lián)系。使二次設備與高電壓部分隔離，互感器二次側均接地，從而保證了設備和人身的安全 冷卻塔參觀火電廠的循環(huán)水自然通風冷卻是一種大型薄殼型構筑物，為了節(jié)約用水，需建造一個循環(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使用。新昌電廠采用的冷卻構筑物為雙曲線型冷卻塔。圖28 冷卻塔遠景 圖29 冷卻塔近景冷卻塔的筒壁是冷卻塔通風筒的主體部分，為有利于自然通風的雙曲線形無肋無梁柱的薄壁空間結構，多用鋼筋混凝土制造，它是承受以風荷載為主的高聳薄殼結構，對風十分敏感。冷卻塔高度為90米左右，塔內上部為風筒，筒壁第一節(jié)以下為配水槽和淋水裝置，統(tǒng)稱為淋水構架，淋水裝置是使水蒸發(fā)散熱的主要設備。塔底有一個蓄水池，為在地面下約23米深的圓形水池，需根據蒸發(fā)量連續(xù)補水。冷卻塔運行時，溫度為90176。C左右的水從配水槽向下流滴濺，空氣從塔底側面進入，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，一小部分為對流散熱。雙曲線型冷卻塔比水池式冷卻構筑物占地面積小，布置緊湊，水量損失小，且冷卻效果不受風力影響 其他設施 油庫油庫是火電廠燃油儲存罐、油泵房、供油管道、燃油電氣儀表、卸油設施所在區(qū)域?；鹆Πl(fā)電廠主要使用重油