火力發(fā)電廠

　　發(fā)展?fàn)顩r

　　火力發(fā)電是現(xiàn)在電力發(fā)展的主力軍，在現(xiàn)在提出和諧社會(huì)，循環(huán)經(jīng)濟(jì)的環(huán)境中，我們?cè)谔岣?span id="7trldzf" class='hrefStyle'>火電技術(shù)的方向上要著重考慮電力對(duì)環(huán)境的影響，對(duì)不可再生能源的影響，雖然現(xiàn)在在中國已有部分核電機(jī)組，但火電仍占領(lǐng)電力的大部分市場(chǎng)，近年電力發(fā)展滯后經(jīng)濟(jì)發(fā)展，全國上了許多火電廠，但火電技術(shù)必須不斷提高發(fā)展，才能適應(yīng)和諧社會(huì)的要求。

　　“十五”期間中國火電建設(shè)項(xiàng)目發(fā)展迅猛。2001年至2005年8月，經(jīng)國家環(huán)?？偩謱徟幕痣婍?xiàng)目達(dá)472個(gè)，裝機(jī)容量達(dá)344382MW，其中2004年審批項(xiàng)目135個(gè)，裝機(jī)容量107590MW，比上年增長207%；2005年1至8月份，審批項(xiàng)目213個(gè)，裝機(jī)容量168546MW，同比增長420%。如果這些火電項(xiàng)目

　　全部投產(chǎn)，屆時(shí)中國火電裝機(jī)容量將達(dá)5.82億千瓦，比2000年增長145%。

　　2006年12月，全國火電發(fā)電量繼續(xù)保持快速增長，但增速有所回落。當(dāng)月全國共完成火電發(fā)電量2266億千瓦時(shí)，同比增長15.5%，增速同比回落1個(gè)百分點(diǎn)，環(huán)比回落3.3個(gè)百分點(diǎn)；隨著冬季取暖用電的增長，火電發(fā)電量環(huán)比增長較快，12月份與上月相比火電發(fā)電量增加223億千瓦時(shí)，環(huán)比增長10.9%。2006年1-12月，全國火電發(fā)電量為230，087，958.32萬千瓦小時(shí)，同比增長15.8%，增速高于2005年同期3.3個(gè)百分點(diǎn)。

　　2007年1-10月，全國火電發(fā)電量為217，564，783.55萬千瓦小時(shí)，比上年同期增長了16.04%。8月份的火電發(fā)電量最高，為23，904，609.94萬千瓦小時(shí)，同比增長了10.19%。

　　與熱電的區(qū)別

　　火力是指燒煤發(fā)電，熱電是指燒煤或油或天然氣，來供工業(yè)用或取暖用氣，現(xiàn)在為了提高效率節(jié)省能源，一般是發(fā)電與供熱聯(lián)合方式。既是在氣輪機(jī)某一級(jí)抽出一部分氣來供熱，其余的仍沖轉(zhuǎn)氣輪機(jī)

　　帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電，兩者可調(diào)整，可供熱多發(fā)電少，也可供熱少發(fā)電多。目前中國受能源政策影響，正在大力發(fā)展核電（廣東大亞灣），水電（長江三峽），這些也可供熱，有的國為了節(jié)約能源，有風(fēng)力與地?zé)岚l(fā)電，而中國很少。

　　也就是說火力發(fā)電廠主要是用來發(fā)電的。熱電廠，主要是提供熱能的，也可是火力發(fā)電廠的副產(chǎn)品。

　　電廠分類

　　按燃料分

　　燃煤發(fā)電廠，燃油發(fā)電廠，燃?xì)獍l(fā)電廠，余熱發(fā)電廠，以垃圾及工業(yè)廢料為燃料的發(fā)電廠；

　　按原動(dòng)機(jī)分

　　凝氣式汽輪機(jī)發(fā)電廠，燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電廠，內(nèi)燃機(jī)發(fā)電廠，蒸汽—燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電廠等；

　　按輸出能源分

　　凝汽式發(fā)電廠（只發(fā)電），熱電廠（發(fā)電兼供熱）；

　　按蒸汽壓力和溫度分

　　中低壓發(fā)電廠（3.92MPa，450度），高壓發(fā)電廠（9.9MPa，540度），超高壓發(fā)電廠（13.83MPa，540度），亞臨界壓力發(fā)電廠（16.77MPa，540度），超臨界壓力發(fā)電廠（22.11MPa，550度）；超超臨界壓力發(fā)電廠（31MPa，600度）

　　按發(fā)電廠裝機(jī)容量分

　　小容量發(fā)電廠（100MW以下），中容量發(fā)電廠（100—250MW），大中容量發(fā)電廠（250—1000MW），大容量發(fā)電廠（1000MW以上）；

　　生產(chǎn)過程

　　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。潔凈的煙氣在引風(fēng)機(jī)的作用下通過煙囪排入大氣。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內(nèi)，再由灰漿泵送至灰場(chǎng)。

　　火力發(fā)電廠在除氧器水箱內(nèi)的水經(jīng)過給水泵升壓后通過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)，吸收著煤受燃燒過程中放出的熱量。部分水在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)入過熱器中。飽和蒸汽在過熱器中繼續(xù)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(shì)能。具有熱勢(shì)能的過熱蒸汽經(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。

　　汽輪機(jī)的轉(zhuǎn)子與發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子通過連軸器聯(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)子的另一端帶著一臺(tái)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?。電能?jīng)變壓器將電壓升壓后，由輸電線送至電用戶。

　　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，重新凝結(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。

　　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)檗D(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)的機(jī)械能；在發(fā)電機(jī)中機(jī)械能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔堋t、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)。火電廠的主要系統(tǒng)有燃燒系統(tǒng)、汽水系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)等。

　　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。

　　基本原理

　　汽水系統(tǒng)

　　火力發(fā)電廠的汽水系統(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，他包括汽水循環(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)過熱器進(jìn)一步加熱后變成過熱的蒸汽，再通過主蒸汽管道進(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)。為了進(jìn)一步提高其熱效率，一般都從汽輪機(jī)的某些中間級(jí)后抽出作過功的部分蒸汽，用以加熱給水。在現(xiàn)代大型汽輪機(jī)組中都采用這種給水回?zé)嵫h(huán)。

　　此外，在超高壓機(jī)組中還采用再熱循環(huán)，既把作過一段功的蒸汽從汽輪機(jī)的高壓缸的出口將作過功的蒸汽全部抽出，送到鍋爐的再熱汽中加熱后再引入氣輪機(jī)的中壓缸繼續(xù)膨脹作功，從中壓缸送出的蒸汽，再送入低壓缸繼續(xù)作功。在蒸汽不斷作功的過程中，蒸汽壓力和溫度不斷降低，最后排入凝汽器并被冷卻水冷卻，凝結(jié)成水。凝結(jié)水集中在凝汽器下部由凝結(jié)水泵打至低壓加熱再經(jīng)過除氧器除氧，給水泵將預(yù)加熱除氧后的水送至高壓加熱器，經(jīng)過加熱后的熱水加入鍋爐，在過熱器中把水已經(jīng)加熱到過熱的蒸汽，送至汽輪機(jī)作功，這樣周而復(fù)始不斷的作功。在汽水系統(tǒng)中的蒸汽和凝結(jié)水，由于疏通管道很多并且還要經(jīng)過許多的閥門設(shè)備，這樣就難免產(chǎn)生跑、冒、滴、漏等現(xiàn)象，這些現(xiàn)象都會(huì)或多或少地造成水的損失，因此我們必須不斷的向系統(tǒng)中補(bǔ)充經(jīng)過化學(xué)處理過的軟化水，這些補(bǔ)給水一般都補(bǔ)入除氧器中。

　　燃燒系統(tǒng)

　　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)，通過電磁鐵、碎煤機(jī)然后送到煤倉間的煤斗內(nèi)，再經(jīng)過給煤機(jī)進(jìn)入磨煤機(jī)進(jìn)行磨粉，磨好的煤粉通過空氣預(yù)熱器來的熱風(fēng)，將煤粉打至粗細(xì)分離器，粗細(xì)分離器將合格的煤粉（不合格的煤粉送回磨煤機(jī)），經(jīng)過排粉機(jī)送至粉倉，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)過電除塵脫出粉塵再將煙氣送至脫硫裝置，通過石漿噴淋脫出硫的氣體經(jīng)過吸風(fēng)機(jī)送到煙筒排入天空。

　　發(fā)電系統(tǒng)

　　發(fā)電系統(tǒng)是由副勵(lì)磁機(jī)、勵(lì)磁盤、主勵(lì)磁機(jī)（備用勵(lì)磁機(jī)）、發(fā)電機(jī)、變壓器、高壓斷路器、升壓站、配電裝置等組成。發(fā)電是由副勵(lì)磁機(jī)（永磁機(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)過調(diào)壓器以及滅磁開關(guān)經(jīng)過碳刷送到發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子，當(dāng)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子通過旋轉(zhuǎn)其定子線圈便感應(yīng)出電流，強(qiáng)大的電流通過發(fā)電機(jī)出線分兩路，一路送至廠用電變壓器，另一路則送到SF6高壓斷路器，由SF6高壓斷路器送至電網(wǎng)。

　　我國目前最大的火電廠：山西大同第二發(fā)電廠，裝機(jī)容量372萬KW（即3720MW），6臺(tái)20萬KW（200MW）機(jī)組，2臺(tái)60萬KW（600MW）機(jī)組，2臺(tái)66萬KW（660MW）機(jī)組。[1]

　　燃料構(gòu)成

　　火電廠的燃料構(gòu)成決定于國家資源情況和能源政策。20世紀(jì)80年代以后，中國火電廠的燃料主要是煤。1987年，火電廠發(fā)電量的87%是煤電，其余13%是燒油或其他燃料發(fā)出的。有煙煤資源或依賴進(jìn)口煤的國家，其火電廠主要燃用煙煤，因其熱值高、易燃。其他煤種占較大比重的國家，有用褐煤（德國、澳大利亞）、無煙煤（前蘇聯(lián)、西班牙、朝鮮等）的；中國燃用煤一半以上是煙煤，貧煤次之，無煙煤在10%以下。一些國家還根據(jù)石油國際市場(chǎng)的情況，采用燃油和天然氣發(fā)電機(jī)組。除蒸汽機(jī)組外，還有的用燃?xì)廨啓C(jī)和內(nèi)燃機(jī)發(fā)電機(jī)組。70年代以來，燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)機(jī)組發(fā)電的火電廠得到重視。

　　組成流程

　　現(xiàn)代化火電廠是一個(gè)龐大而又復(fù)雜的生產(chǎn)電能與熱能的工廠。它由下列5個(gè)系統(tǒng)組成：①燃料系統(tǒng)。②燃燒系統(tǒng)。③汽水系統(tǒng)。④電氣系統(tǒng)。⑤控制系統(tǒng)。在上述系統(tǒng)中，最主要的設(shè)備是鍋爐、汽輪機(jī)和發(fā)電

　　機(jī)，它們安裝在發(fā)電廠的主廠房內(nèi)。主變壓器和配電裝置一般裝放在獨(dú)立的建筑物內(nèi)或戶外，其他輔助設(shè)備如給水系統(tǒng)、供水設(shè)備、水處理設(shè)備、除塵設(shè)備、燃料儲(chǔ)運(yùn)設(shè)備等，有的安裝在主廠房內(nèi)，有的則安裝在輔助建筑中或在露天場(chǎng)地。火電廠基本生產(chǎn)過程是，燃料在鍋爐中燃燒，將其熱量釋放出來，傳給鍋爐中的水，從而產(chǎn)生高溫高壓蒸汽；蒸汽通過汽輪機(jī)又將熱能轉(zhuǎn)化為旋轉(zhuǎn)動(dòng)力，以驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)輸出電能。到80年代為止，世界上最好的火電廠的效率達(dá)到40%，即把燃料中40%的熱能轉(zhuǎn)化為電能。

　　運(yùn)行

　　近代火電廠由大量各種各樣的機(jī)械裝置和電工設(shè)備所構(gòu)成。為了生產(chǎn)電能和熱能，這些裝置和設(shè)備必須協(xié)調(diào)動(dòng)作，達(dá)到安全經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)的目的。這項(xiàng)工作就是火電廠的運(yùn)行。為了保證爐、機(jī)、電等主要設(shè)備及各系統(tǒng)的輔助設(shè)備的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，就要嚴(yán)格執(zhí)行一系列運(yùn)行規(guī)程和規(guī)章制度。

　　火電廠的運(yùn)行主要包括3個(gè)方面，即起動(dòng)和停機(jī)運(yùn)行、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行、故障與對(duì)策?；痣姀S運(yùn)行的基本要求是保證安全性、經(jīng)濟(jì)性和電能的質(zhì)量。

　　就安全性而言，火電廠如不能安全運(yùn)行，就會(huì)造成人身傷亡、設(shè)備損壞和事故，而且不能連續(xù)向用戶供電，釀成重大經(jīng)濟(jì)損失。保證安全運(yùn)行的基本要求是：①設(shè)備制造、安裝、檢修的質(zhì)量要優(yōu)良；②遵守調(diào)度指令要求，嚴(yán)格按照運(yùn)行規(guī)程對(duì)設(shè)備的啟動(dòng)與停機(jī)以及負(fù)荷的調(diào)節(jié)進(jìn)行操作；③監(jiān)視和記錄各項(xiàng)運(yùn)行參數(shù)，以便盡早發(fā)現(xiàn)運(yùn)行偏差和異?，F(xiàn)象，并及時(shí)排除故障；④巡回監(jiān)視運(yùn)行中的設(shè)備及系統(tǒng)是否處于良好狀態(tài)，以便

　　及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障原因，采取預(yù)防措施；⑤定期測(cè)試各項(xiàng)保護(hù)裝置，以確保其動(dòng)作準(zhǔn)確、可靠。

　　就經(jīng)濟(jì)性而言，火電廠的運(yùn)行費(fèi)用主要是燃料費(fèi)。因此，采用高效率的運(yùn)行方式以減少燃料消耗費(fèi)是非常重要的。具體措施有以下3點(diǎn)。

　?、倩瑓?shù)起停。滑參數(shù)起動(dòng)可以縮短起動(dòng)時(shí)間，具有傳熱效果好、帶負(fù)荷早、汽水損失少等優(yōu)點(diǎn)?；瑓?shù)停機(jī)可以使機(jī)組快速冷卻，縮短檢修停機(jī)時(shí)間，提高設(shè)備利用率和經(jīng)濟(jì)性。

　?、诩訌?qiáng)燃料管理和設(shè)備的運(yùn)行管理。定期檢查設(shè)備狀態(tài)、運(yùn)行工況，進(jìn)行各種熱平衡和指標(biāo)計(jì)算，以便及時(shí)采取措施減少熱損失。

　?、鄹鶕?jù)各類設(shè)備的運(yùn)行性能及其相互間的協(xié)調(diào)、制約關(guān)系，維持各機(jī)組在具有最佳綜合經(jīng)濟(jì)效益的工況下運(yùn)行；在電廠負(fù)荷變動(dòng)時(shí)，按照各臺(tái)機(jī)組間最佳負(fù)荷分配方式進(jìn)行機(jī)組出力的增、減調(diào)度。

　　電廠在安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的情況下，還要保證電能的質(zhì)量指標(biāo)，即在負(fù)荷變化的情況下，通過調(diào)整以保持電壓和頻率的額定值，滿足用戶的要求。

　　保護(hù)控制

　　火電廠中鍋爐、汽輪機(jī)、發(fā)電機(jī)之間的關(guān)系極為密切。任何一個(gè)環(huán)節(jié)出現(xiàn)事故都會(huì)影響電廠的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。因此，為了保證火電廠的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，必須裝備完善的保護(hù)控制裝置和系統(tǒng)?；镜谋Ｗo(hù)方式有以下3種。

　?、俾?lián)鎖保護(hù)：當(dāng)某一設(shè)備或工況出現(xiàn)異常現(xiàn)象時(shí)，相關(guān)聯(lián)的設(shè)備聯(lián)動(dòng)跳閘，切除有故障的設(shè)備或系統(tǒng)，備用的設(shè)備或系統(tǒng)立即投入運(yùn)行。

　　②繼電器組成的保護(hù)：以熱工參量和電氣參量的限值，以及設(shè)備元件的條件聯(lián)系為動(dòng)作判據(jù)，采用各種繼電器組成保護(hù)回路，對(duì)某一設(shè)備或系統(tǒng)進(jìn)行保護(hù)。

　　③固定的保護(hù)裝置：有機(jī)械的、電動(dòng)的保護(hù)裝置，如鍋爐的安全門、汽輪機(jī)的危急保安器、電機(jī)的過電壓保護(hù)器等。

　　近代的單元機(jī)組均采用綜合保護(hù)連鎖系統(tǒng)，即將機(jī)、爐、電的分別保護(hù)與單元的整體保護(hù)系統(tǒng)相互協(xié)調(diào)，形成一個(gè)完善的保護(hù)系統(tǒng)。

　　火電廠的基本控制方式有以下3種。

　?、倬偷乜刂疲哄仩t、汽輪機(jī)、發(fā)電機(jī)及輔助設(shè)備就地單獨(dú)進(jìn)行控制。這種方式適用于小型電廠。

　?、诩锌刂疲簩㈠仩t、汽輪機(jī)、發(fā)電機(jī)聯(lián)系起來進(jìn)行集中控制。例如大型電廠采用的機(jī)、爐、電單元的集中控制。

　?、劬C合自動(dòng)控制：將電廠的整個(gè)生產(chǎn)過程作為一個(gè)有機(jī)整體進(jìn)行控制，以實(shí)現(xiàn)全盤自動(dòng)化。

　　上世紀(jì)80年代，大型電廠多采用單元機(jī)組。對(duì)于單元機(jī)組自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的主要控制方式有以下3種。

　?、馘仩t跟蹤調(diào)節(jié)方式：由電力負(fù)荷指令操作調(diào)節(jié)汽輪機(jī)的閥門，以控制發(fā)電機(jī)的出力。而在鍋爐方面則調(diào)節(jié)燃料輸入，保證其產(chǎn)生的蒸汽在流量和參數(shù)方面滿足汽輪機(jī)的需要。

　　②汽輪機(jī)跟蹤調(diào)節(jié)方式：以電力負(fù)荷指令控制燃料的輸入，改變鍋爐出力；對(duì)于汽輪機(jī)，則通過調(diào)節(jié)汽壓以決定負(fù)荷。

　?、蹤C(jī)、爐協(xié)調(diào)控制方式：將機(jī)、爐、電作為一個(gè)統(tǒng)一整體進(jìn)行控制，以機(jī)、爐共同調(diào)整機(jī)組的負(fù)荷來適應(yīng)外界負(fù)荷變化的要求。

　　現(xiàn)代化電廠多采用程序控制，以提高自動(dòng)化水平。程序控制是將生產(chǎn)過程中大量分散的操作，按輔機(jī)與熱力系統(tǒng)的工藝流程劃分為若干有規(guī)律的程序進(jìn)行控制，并結(jié)合保護(hù)、聯(lián)鎖條件，使運(yùn)行人員通過少數(shù)開關(guān)式按鈕，即可由程控系統(tǒng)自動(dòng)完成控制系統(tǒng)的操作。

　　隨著計(jì)算機(jī)應(yīng)用的日益擴(kuò)大，特別是微機(jī)及微處理器的發(fā)展，現(xiàn)代火電廠的自動(dòng)化已實(shí)現(xiàn)以小型機(jī)、微機(jī)和微處理器為基礎(chǔ)的分層綜合控制方式。

　　生產(chǎn)隱患

　　火電廠粉塵危害

　　生產(chǎn)性粉塵是指在生產(chǎn)中形成的，能較長時(shí)間飄浮在作業(yè)場(chǎng)所空氣中的固體微粒。對(duì)于火電廠，主要有輸煤系統(tǒng)作業(yè)場(chǎng)所漂浮的煤塵，鍋爐運(yùn)行中產(chǎn)生的、鍋爐檢修中接觸的鍋爐塵，干式除塵器運(yùn)行、干灰輸送系統(tǒng)及粉煤灰綜合利用作業(yè)場(chǎng)所的粉塵，電焊操作產(chǎn)生的電焊塵，采用濕法、干法脫硫工藝的制粉制漿系統(tǒng)產(chǎn)生的石灰、石灰石粉塵及石膏干燥系統(tǒng)、脫硫廢渣利用拋棄系統(tǒng)產(chǎn)生的粉塵。

　　硅塵一般是指游離二氧化硅的粉塵，以石英為代表的硅塵是電力行業(yè)危害性最嚴(yán)重且危害面較廣的一種職業(yè)性有害因素?；痣姀S的煤塵一般是含有10%以下游離二氧化硅的粉塵（國家規(guī)定最高容許排放質(zhì)量濃度為10mg/m3），塵粒分散度高，直徑小于5μm的占73%。鍋爐塵一般是含有10%～40%游離SiO2的粉塵（國家規(guī)定最高容許排放質(zhì)量濃度為2mg/m3），塵粒分散度高，直徑小于5μm的占73%。焊接塵是在焊接作業(yè)時(shí)，由于高溫使焊藥、焊接芯和被焊接材料熔化蒸發(fā)，逸散在空氣中氧化冷凝而形成的顆粒極細(xì)的氣溶膠，焊接氣溶膠再冷凝后形成極細(xì)的塵粒，其中1μm以下的塵粒約占90%以上。電焊塵主要由鐵的氧化物組成，當(dāng)使用高錳焊條時(shí)，空氣中的二氧化錳的含量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過氧化鐵的含量。除塵器、干灰輸送系統(tǒng)及粉煤灰等綜合利用作業(yè)場(chǎng)所的粉塵，也是含有10%～40%游離SiO2的粉塵，粒徑一般在15μm以下，5μm以下的占有相當(dāng)份額。脫硫裝置制粉系統(tǒng)的粉塵一般是含10%以下游離SiO2的粉塵。其主要成分為CaO、CaCO3或其他脫硫劑（脫硫劑的品位一般要求純度為90%或95%）。脫硫裝置石膏處理或廢渣處理系統(tǒng)的粉塵一般是含10%以下游離SiO2的粉塵，其主要成分為CaSO4.H2O或其他脫硫廢渣。

　　粉塵的分散度越高，即粉塵粒徑越小，其在空氣中的穩(wěn)定性越高，在空氣中懸浮越持久，工人吸入的機(jī)會(huì)越多，對(duì)人體危害越大。呼吸性粉塵可沉淀在呼吸性的支氣管壁和肺泡壁上。長期吸入生產(chǎn)性粉塵易引起以肺組織纖維化為主的全身性疾病，即塵肺病，屬國家法定職業(yè)病。其中硅肺、煤塵肺、電焊工塵肺、石棉肺和水泥塵肺等均屬于以膠原纖維增生為主的塵肺。職工長期高濃度吸入含量大于10%的游離SiO2粉塵（即硅塵），會(huì)引起硅肺病。肺組織膠原纖維性變是一種不可逆轉(zhuǎn)的破壞性病理組織學(xué)改變。目前尚無使其消除的辦法。對(duì)于這一種塵肺，尤其是硅肺的治理，主要是對(duì)癥治療和積極防治并發(fā)病，以減輕患者痛苦，延緩病情發(fā)展，努力延長其壽命?；痣姀S生產(chǎn)性粉塵73%以上是粒徑小于5μm的呼吸性粉塵。因此一定要重視粉塵危害后果的嚴(yán)重性，做好粉塵防治工作，防止塵肺病的發(fā)生，保護(hù)職工健康。

　　火電廠粉塵防治措施

　　防治具體措施如下：

　?。?）加強(qiáng)對(duì)防塵設(shè)備的維護(hù)管理

　　提高除灰系統(tǒng)和制粉系統(tǒng)的檢修質(zhì)量，防止漏灰、漏粉。定期檢測(cè)粉塵質(zhì)量濃度，發(fā)現(xiàn)超標(biāo)，要采取措施。投入資金，進(jìn)行技術(shù)改造，提高防塵設(shè)備的投入率和防塵效率。對(duì)現(xiàn)有防塵設(shè)備做好維護(hù)管理，保證設(shè)備的正常投入，發(fā)揮防塵作用。

　?。?）提高作業(yè)自動(dòng)化水平

　　對(duì)粉塵危害大的場(chǎng)所，采用機(jī)械手或自動(dòng)控制，實(shí)現(xiàn)無人值班或少人值班，減少工人與粉塵的接觸時(shí)間。

　?。?）增強(qiáng)自我保護(hù)意識(shí)

　　加強(qiáng)工人防塵知識(shí)的安全教育和培訓(xùn)，提高工人對(duì)粉塵危害和防治知識(shí)的認(rèn)識(shí)，增強(qiáng)職工的自我保護(hù)意識(shí)。電廠要為工人購置合格、高效、實(shí)用、方便的防塵個(gè)人用品。工人在有粉塵危害的作業(yè)場(chǎng)所工作時(shí)，要按規(guī)定正確佩帶防塵個(gè)人用品，要象帶安全帽一樣養(yǎng)成良好的習(xí)慣。

　?。?）合理安排工作程序

　　如在鍋爐檢修時(shí)，要在充分做好防塵措施后，才能進(jìn)入爐膛、管道工作。

　　（5）搞好粉煤灰出干灰系統(tǒng)的技術(shù)改造

　　靜電除塵器取干灰系統(tǒng)若有泄漏，均是硅塵，對(duì)人體危害很大。要采取措施，將簡(jiǎn)易取灰逐步改造為機(jī)械化自動(dòng)化操作。新廠在設(shè)計(jì)時(shí)就應(yīng)考慮粉煤灰綜合利用項(xiàng)目，在投資、設(shè)備購置、場(chǎng)地使用等方面為供灰、用灰創(chuàng)造必要的條件，如粗細(xì)分裝，配備密封性能好的輸送貯運(yùn)系統(tǒng)、運(yùn)輸車輛，筑好灰外運(yùn)的道路等。

　?。?）做好煤場(chǎng)、灰場(chǎng)的管理工作

　　搞好干灰堆放場(chǎng)所的噴淋和碾壓，已滿灰場(chǎng)要及時(shí)復(fù)土綠化，搞好廠區(qū)（包括煤場(chǎng)周圍）的綠化，文明生產(chǎn)，減少揚(yáng)塵。

　?。?）加強(qiáng)脫硫系統(tǒng)的防塵工作

　　隨著脫硫工程的上馬，應(yīng)考慮脫硫工程的制粉系統(tǒng)、石膏或廢渣處理系統(tǒng)的防塵問題。石灰石粉倉要有除塵器，輸送管道閥門要嚴(yán)密無泄漏。如采用濕法球磨磨制石灰石漿液的工藝，可將小于200mm的大塊石灰石料直接經(jīng)過濕磨磨制成石灰石漿液，降低粉塵污染。

　　火電廠污染防止對(duì)策

　　一、提高煤的利用效率

　　火力發(fā)電廠中存在著三種型式的能量轉(zhuǎn)換過程：在鍋爐中煤的化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?；在汽輪機(jī)中熱能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能；在發(fā)電機(jī)中機(jī)械能轉(zhuǎn)換成電能。進(jìn)行能量轉(zhuǎn)換的主要設(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)，而鍋爐則是三大主機(jī)中最基本的能量轉(zhuǎn)換設(shè)備。

　　鍋爐燃燒用的煤粉是由磨煤機(jī)將煤炭磨成的不規(guī)則的細(xì)小煤炭顆粒，其顆粒平均在0.05~0.01mm，其中20~50μm（微米）以下的顆粒占絕大多數(shù)。由于煤粉顆粒很小，表面很大，故能吸附大量的空氣，且具有一般固體所未有的性質(zhì)——流動(dòng)性。從制粉系統(tǒng)方面希望煤粉磨得粗些，從而降低磨煤電耗和金屬消耗。所以在選擇煤粉細(xì)度時(shí)，應(yīng)使上述各項(xiàng)損失之和最小?？倱p失蟬聯(lián)小的煤粉細(xì)度稱為“經(jīng)濟(jì)細(xì)度”。由此可見，對(duì)揮發(fā)分較高且易燃的煤種，或?qū)τ谀ブ泼悍垲w粒比較均勻的制粉設(shè)備，以及某些強(qiáng)化燃燒的鍋爐，煤粉細(xì)度可適當(dāng)大些，以節(jié)省磨煤能耗，提高燃煤利用率。

　　二、燃燒中凈化技術(shù)

　　燃煤電廠潔凈煤技術(shù)是指煤炭從開發(fā)到利用全過程中，旨在減少污染排放和提高利用效率的加工、轉(zhuǎn)化、燃燒和污染控制等高新技術(shù)的總稱：燃燒中凈化技術(shù)是指燃料在燃燒過程中提高效率減少污染排放的技術(shù)，它是潔凈煤技術(shù)的重要組成部分，由五項(xiàng)技術(shù)組成。先進(jìn)的燃燒器改進(jìn)鍋爐設(shè)計(jì)，采用先進(jìn)的燃燒器，以減少污染排放，提高鍋爐效率。目前，已有低NO2燃燒器，其燃燒過程是燃料和空氣逐漸混合，以降低火焰溫度，從而減少NO2生成；或者調(diào)節(jié)燃料與空氣的混合比，只提供夠燃料燃燒的氧量，而不足和氮結(jié)合生成NO2。還有噴石灰石多段燃燒器、加天然氣再燃燒器以及爐內(nèi)脫硫等技術(shù)。

　　三\降低燃煤對(duì)大氣的污染

　　國家發(fā)改委主任馬凱要求，“十一五”期間，電力工業(yè)“上大壓小”要力爭(zhēng)實(shí)現(xiàn)三個(gè)目標(biāo)：一是確保全國關(guān)停小燃煤火電機(jī)組5000萬千瓦以上，包括關(guān)停燃油機(jī)組700萬千瓦至1000萬千瓦，各地根據(jù)實(shí)際情況力爭(zhēng)超額完成；二是通過關(guān)停小火電機(jī)組，要形成節(jié)約能源5000萬噸標(biāo)準(zhǔn)煤以上、減少二氧化硫160萬噸以上的能力；三是建成一批大型高效環(huán)保機(jī)組和其它清潔能源、可再生能源發(fā)電機(jī)組。

　　“電力工業(yè)是節(jié)能降耗和污染物減排的重點(diǎn)領(lǐng)域。”國家發(fā)改委能源局局長趙小平說，與發(fā)達(dá)國家相比，我國電力工業(yè)差距明顯。一是能源利用效率低，拿發(fā)電來說，發(fā)達(dá)國家每千瓦時(shí)供電煤耗平均為335克，我國2005年是370克；二是廠用電率(發(fā)電廠電力生產(chǎn)過程中所必需的自用電量占發(fā)電量的百分比)高，發(fā)達(dá)國家的水平是4%，我們?nèi)ツ晔?.87%；三是我國電網(wǎng)線損大，“九五”末期的線損是7.81%，而世界平均水平是6%；四是電力污染排放重，2005年電力行業(yè)排放二氧化硫占全國排放總量的53%。

　　“以上數(shù)字表明，我國電力工業(yè)結(jié)構(gòu)不合理、增長方式粗放的問題比較突出，特別是能耗高、污染重的小火電機(jī)組比重偏大，不利于提高能源利用效率和保護(hù)生態(tài)環(huán)境。”趙小平說，因此，電力工業(yè)實(shí)施“上大壓小”，加快關(guān)停小火電機(jī)組，對(duì)于實(shí)現(xiàn)“十一五”能源消耗和主要污染物排放總量控制目標(biāo)，建設(shè)資源節(jié)約型和環(huán)境友好型社會(huì)至關(guān)重要。

　　燃煤火力發(fā)電廠采用電子束法脫硫工藝：該工藝由排煙預(yù)除塵、煙氣冷卻、氨的加入、電子束照射和副產(chǎn)品捕集等工序組成。鍋爐排出的煙氣，經(jīng)過除塵器的粗濾處理得到預(yù)除塵后進(jìn)入冷卻塔，在噴射入的冷卻水冷卻下，煙氣溫度降到適合于脫硫脫氮的溫度。經(jīng)過冷卻后的煙氣流進(jìn)反應(yīng)器，在反應(yīng)器進(jìn)口處將一定的氨氣、壓縮空氣混合物噴入，經(jīng)電子束照射后，煙氣中的SO2、NO2在自由基作用下與氨進(jìn)行中和反應(yīng)生成硫酸銨和硝酸銨的混合粉體，這一副產(chǎn)品為化肥。這些粉狀微粒一部分沉淀到反應(yīng)器底部排出，其余部分被除塵器捕集，凈化后煙氣經(jīng)脫硫風(fēng)機(jī)由煙囪排入大氣降低污染。此法是目前世界上應(yīng)用最廣、規(guī)模最大的脫硫方式，脫硫效率可達(dá)95%以上，吸收劑利用率達(dá)90%以上。