典型的蒸汽發電廠使用哪些裝置?
火力發電廠或蒸汽發電廠是一個將煤炭燃燒的熱能轉化為電能的發電站。現代火力發電廠由許多必要的和輔助裝置組成。在本文中,我們將瞭解火力發電廠最重要的裝置。
鍋爐
鍋爐是一種利用煤炭燃燒的熱能將水轉化為蒸汽的裝置。蒸汽鍋爐主要有兩種型別:
**水管鍋爐** - 在水管鍋爐中,水流經管子,煤炭燃燒產生的高溫氣體流過這些管子。
**火管鍋爐** - 在火管鍋爐中,煤炭燃燒產生的高溫氣體透過管子,管子周圍是水。
鍋爐爐膛
鍋爐爐膛是一個燃燒煤炭以釋放熱能的腔室。鍋爐爐膛為燃燒裝置提供支撐和圍護。鍋爐爐膛的壁由耐火材料(如耐火粘土、二氧化矽等)構成,因為這些材料具有在高溫下抵抗形狀、重量或其他物理特性變化的特性。
過熱器
過熱器是一種使蒸汽過熱的裝置,即它將蒸汽的溫度提高到水的沸點以上。使用過熱蒸汽可以提高火力發電廠的整體效率。過熱器由一組由特殊合金鋼製成的管子組成。這些管子在從爐膛到煙囪的行程中透過煙氣加熱。
根據煙氣向蒸汽傳遞熱量的系統,過熱器分為兩種型別:
**輻射式過熱器** - 輻射式過熱器位於水冷壁之間,透過輻射過程接收煤炭燃燒的熱量。有時,由於爐膛溫度過高,輻射式過熱器可能會過熱。此外,輻射式過熱器的溫度隨著蒸汽輸出的增加而下降。
**對流式過熱器** - 對流式過熱器位於鍋爐的管束中,透過對流過程接收煙氣中的熱量。對於對流式過熱器,過熱器的溫度隨著蒸汽輸出的增加而增加。
省煤器
省煤器是一種透過從煙氣中提取熱量來提高給水溫度的裝置。它由大量緊密排列的平行鋼管和集管或汽包組成。給水流經這些管子,煙氣流經管子外部。因此,煙氣的熱量被傳遞給給水,從而提高其溫度。使用省煤器可以提高鍋爐效率,節省燃料,並由於給水溫度較高而減少鍋爐的應力。
空氣預熱器
空氣預熱器是一種從煙氣中提取熱量並將其傳遞給供給爐膛進行煤炭燃燒的空氣的裝置。這增加了爐膛的溫度,從而提高了電廠的熱效率。
根據從煙氣向空氣傳遞熱量的系統,空氣預熱器分為兩種型別:
**回熱式空氣預熱器** - 它由一組鋼管組成。煙氣透過管子,空氣流過管子外部。因此,煙氣的熱量被傳遞給空氣。
**蓄熱式空氣預熱器** - 它有一個緩慢移動的轉鼓,由波紋金屬板構成。煙氣連續地流過轉鼓的一側,而空氣流過另一側。透過這種方式,煙氣的熱量被傳遞給供給爐膛進行煤炭燃燒的空氣。
冷凝器
冷凝器是一種冷凝汽輪機排出蒸汽的裝置。冷凝器有兩個重要作用:
它在汽輪機的排氣口產生非常低的壓力,從而允許蒸汽在汽輪機中膨脹到非常低的壓力。這有助於將蒸汽能量轉化為機械能。
冷凝的蒸汽可以作為鍋爐的給水。
冷凝器分為兩種型別:
噴射式冷凝器
表面式冷凝器
噴射式冷凝器
在噴射式冷凝器中,排出的蒸汽與冷卻水混合。因此,冷凝水和冷卻水的溫度在離開冷凝器時相同。噴射式冷凝器的優點是初始成本低,所需佔地面積小,維護成本低等。但它也有一些缺點,例如:冷凝水被浪費,並且需要較高的水泵功率。
表面式冷凝器
在表面式冷凝器中,冷卻水和排出的蒸汽不會混合在一起。表面式冷凝器由一組水平管組成,這些管子封閉在一個鑄鐵殼體中。冷卻水流經管子,而排出的蒸汽流過管子的表面。在這個過程中,蒸汽將其熱量傳遞給水,並自行冷凝。
表面式冷凝器的優點是冷凝水可用作給水,所需的泵送功率較小,並且它可以在汽輪機排氣口產生更好的真空等。但是,表面式冷凝器的缺點是:初始成本高,需要較大的佔地面積,以及較高的維護成本等。
原動機
在火力發電廠的背景下,原動機是一種將蒸汽能量轉化為機械能的裝置。蒸汽原動機主要有兩種型別:蒸汽機和蒸汽輪機。在現代火力發電廠中,由於蒸汽輪機具有效率高、結構簡單、速度快等優點,因此被用作原動機。
根據蒸汽對活動葉片的衝擊方式,蒸汽輪機分為兩種型別:
**衝動式汽輪機** - 在衝動式汽輪機中,蒸汽在靜葉中完全膨脹,活動葉片上的壓力保持不變。這導致活動葉片上產生衝動力,使轉子旋轉。
**反動式汽輪機** - 在反動式汽輪機中,蒸汽在靜葉中部分膨脹,其餘膨脹發生在其流過活動葉片的過程中。因此,蒸汽的動量在活動葉片上產生反作用力,使轉子旋轉。
交流發電機
交流發電機是一種將汽輪機的機械能轉化為電能的電氣裝置。交流發電機連線到汽輪機上,並將機械能轉換為電能。
變壓器
發電站有不同型別的變壓器用於升壓或降壓。
**發電變壓器** - 這是主要的升壓變壓器,它將發電電壓升壓以傳輸電力。
**站用變壓器** - 這些變壓器用於一般服務,例如發電廠的照明。
**配電變壓器** - 這些是降壓變壓器,將電壓降壓以分配電力。
**儀表變壓器** - 儀表變壓器用於測量和保護應用。
開關裝置
開關裝置是用於定位系統故障並將故障部分與系統正常部分隔離的裝置類別。它包含斷路器、繼電器、開關和其他控制和開關裝置。