發(fā)電過(guò)程是把各種能源的能量轉變成電能的程序。根據所利用的能源形式可分為火力發(fā)電、水力發(fā)電、核能發(fā)電、地熱發(fā)電、風(fēng)力發(fā)電等。
發(fā)電過(guò)程
燃煤
用輸煤皮帶從煤場(chǎng)運至煤斗中。大型火電廠(chǎng)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內磨成煤粉。磨碎的煤粉由熱空氣攜帶經(jīng)排粉風(fēng)機送入鍋爐的爐膛內燃燒。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)機的作用下通過(guò)煙囪排入大氣。助燃用的空氣由送風(fēng)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,一方面除使進(jìn)入鍋爐的空氣溫度提高,易于煤粉的著(zhù)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。從空氣預熱器排出的熱空氣分為兩股:一股去磨煤機干燥和輸送煤粉,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,與從除塵器分離出的細灰一起用水沖至灰漿泵房?jì)?,再由灰漿泵送至灰場(chǎng)。
熱能轉化為機械能
在除氧器水箱內的水經(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,水受到熱煙氣的加熱,然后進(jìn)入鍋爐頂部的汽包內。在鍋爐爐膛四周密布著(zhù)水管,稱(chēng)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,汽包內的水經(jīng)由水冷壁不斷循環(huán),吸收著(zhù)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,因此有很大的熱勢能。具有熱勢能的過(guò)熱蒸汽經(jīng)管道引入汽輪機后,便將熱勢能轉變成動(dòng)能。高速流動(dòng)的蒸汽推動(dòng)汽輪機轉子轉動(dòng),形成機械能。
機械能轉化為電能
汽輪機的轉子與發(fā)電機的轉子通過(guò)連軸器聯(lián)在一起。當汽輪機轉子轉動(dòng)時(shí)便帶動(dòng)發(fā)電機轉子轉動(dòng)。在發(fā)電機轉子的另一端帶著(zhù)一個(gè)小直流發(fā)電機,叫勵磁機。勵磁機發(fā)出的直流電送至發(fā)電機的轉子線(xiàn)圈中,使轉子成為電磁鐵,周?chē)a(chǎn)生磁場(chǎng)。當發(fā)電機轉子旋轉時(shí),磁場(chǎng)也是旋轉的,發(fā)電機定子內的導線(xiàn)就會(huì )切割磁力線(xiàn)感應產(chǎn)生電流。這樣,發(fā)電機便把汽輪機的機械能轉變?yōu)殡娔?。電能?jīng)變壓器將電壓升壓后,由輸電線(xiàn)送至電用戶(hù)。
水循環(huán)
釋放出熱勢能的蒸汽從汽輪機下部的排汽口排出,稱(chēng)為乏汽。乏汽在凝汽器內被循環(huán)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并最終回到除氧器內,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)系統內補給一些水,以保證循環(huán)的正常進(jìn)行。高、低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設備及管道的腐蝕。
綜述
以上分析雖然較為繁雜,但從能量轉換的角度看卻很簡(jiǎn)單,即燃料的化學(xué)能→蒸汽的熱勢能→機械能→電能。在鍋爐中,燃料的化學(xué)能轉變?yōu)檎羝臒崮?;在汽輪機中,蒸汽的熱能轉變?yōu)檩喿有D的機械能;在發(fā)電機中機械能轉變?yōu)殡娔?。爐、機、電是火電廠(chǎng)中的主要設備,亦稱(chēng)三大主機。與三大主機相輔工作的設備成為輔助設備或稱(chēng)輔機。主機與輔機及其相連的管道、線(xiàn)路等稱(chēng)為系統?;痣姀S(chǎng)的主要系統有燃燒系統、汽水系統、電氣系統等。
輔助系統
除了上述的主要系統外,火電廠(chǎng)還有其它一些輔助生產(chǎn)系統,如燃煤的輸送系統、水的化學(xué)處理系統、灰漿的排放系統等。這些系統與主系統協(xié)調工作,它們相互配合完成電能的生產(chǎn)任務(wù)。大型火電廠(chǎng)的保證這些設備的正常運轉,火電廠(chǎng)裝有大量的儀表,用來(lái)監視這些設備的運行狀況,同時(shí)還設置有自動(dòng)控制裝置,以便及時(shí)地對主輔設備進(jìn)行調節?,F代化的火電廠(chǎng),已采用了先進(jìn)的計算機分散控制系統。這些控制系統可以對整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行控制和自動(dòng)調節,根據不同情況協(xié)調各設備的工作狀況,使整個(gè)電廠(chǎng)的自動(dòng)化水平達到了新的高度。自動(dòng)控制裝置及系統已成為火電廠(chǎng)中不可缺少的部分。
