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能源与环境学院 认识实习报告
学号： 姓名：
专业：热能与动力工程
指导教师：王明春
实习地点：扬州第二发电厂 实习时间：2013/9/11~12
目 录
一 认识实习的任务与目的…………………………2
二 火力发电厂的生产过程…………………………2
三 实习电厂锅炉主要设备及系统…………………3
四 实习电厂汽轮机设备及系统……………………13
五 实习电厂主要辅助设备…………………………16
六 实习心得体会……………………………………18
参考文献
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一、认识实习的任务和目的
在现有知识储备的基础上，通过老师和电厂工人的讲解以及现场的参观学习，我们对热能与动力工程专业最对口的火力发电厂的热工过程、相关设备和周围环境能够有些感性的认识，这便是认识实习的任务。
认识实习是热能与动力工程专业的一个重要的实践教学环节，是课程教学的补充形式。通过认识实习加强学生对热工过程和设备的感性认识，有利于后续专业课程的学习，使学生在实习过程中巩固了基础理论知识，进一步了解了热能与动力工程学科的现状与发展，激发了专业课程学习的兴趣，提高了工程实践能力。使学生在认识了解的过程中，对自己以后要走什么样的道路有一些更具体的思考。
二、火力发电厂的生产过程
2.1火力发电厂概述
火力发电厂是指利用煤、石油或天然气等作为燃料生产电能的工厂，简称火电厂。我国的火电厂以燃煤为主，过去曾建过一批燃油电厂，当前尽量压缩燃油电厂，新建电厂全部为燃煤电厂。火电厂的生产过程是基本相同的，其实质是一个能量转换的过程。首先燃料在锅炉中燃烧，将水加热成蒸汽，燃料的化学能转变成蒸汽的热能；接着在汽轮机中高温高压的蒸汽冲动汽轮机转子，蒸汽的热能转变为转子的机械能；最后在发电机中将机械能转换为电能；通过主变压器升压后，经升压站和输电线路送入电网，再由电网调度中心统一分配给电力用户。
2.2火力发电厂生产流程
火力发电厂由三大主要设备——锅炉、汽轮机、发电机及相应辅助设备组成，它们通过管道或线路相连构成生产主系统，即燃烧系统、汽水系统和电气系统。其生产过程简介如下。
2.2.1燃烧系统 包括锅炉的燃烧部分和输煤、除灰和烟气排放系统等。煤由皮带输送到锅炉车间的煤斗，进入磨煤机磨成煤粉，然后与经过预热器预热的空气一起喷入炉内燃烧，将煤的化学能转换成热能，烟气经除尘器清除灰分后，由引风机抽出，经高大的烟囱排入大气。炉渣和除尘器下部的细灰由灰渣泵排至灰场。
2.2.2汽水系统 包括锅炉、汽轮机、凝汽器及给水泵等组成的汽水循环
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和水处理系统、冷却水系统等。水在锅炉中加热后蒸发成蒸汽，经过热器进一步加热，成为具有规定压力和温度的过热蒸汽，然后经过管道送入汽轮机。 在汽轮机中，蒸汽不断膨胀，高速流动，冲击汽轮机的转子，以额定转速（3000r／min）旋转，将热能转换成机械能，带动与汽轮机同轴的发电机发电。在膨胀过程中，蒸汽的压力和温度不断降低。蒸汽做功后从汽轮机下部排出。排出的蒸汽称为乏汽，它排入凝汽器。在凝汽器中，汽轮机的乏汽被冷却水冷却，凝结成水。凝汽器下部所凝结的水由凝结水泵升压后进入低压加热器和除氧器，提高水温并除去水中的氧（以防止腐蚀炉管等），再由给水泵进一步升压，然后进入高压加热器，回到锅炉，完成水—蒸汽—水的循环。给水泵以后的凝结水称为给水。 汽水系统中的蒸汽和凝结水在循环过程中总有一些损失，因此，必须不断向给水系统补充经过化学处理的水。补给水进入除氧器，同凝结水一块由给水泵打入锅炉。
2.2.3电气系统 包括发电机、励磁系统、厂用电系统和升压变电站等。发电机的机端电压和电流随其容量不同而变化，其电压一般在10～20kV之间，电流可达数千安至20kA。因此，发电机发出的电，一般由主变压器升高电压后，经变电站高压电气设备和输电线送往电网。极少部分电，通过厂用变压器降低电压后，经厂用电配电装置和电缆供厂内风机、水泵等各种辅机设备和照明等用电。
三大系统间的联系如下：
燃料燃烧的热能
锅炉
高温高压水蒸汽
汽轮机
机械能
发电机
电能
变压器
电力系统
三、实习电厂锅炉主要设备及系统
3.1扬二锅炉概况
扬州第二发电厂二期工程采用哈尔滨锅炉厂引进三井巴布科克能源公司技术生产的超临界变压运行直流锅炉。锅炉型号为HG1956/25.4-YM，型式为单炉膛、一次再热、平衡通风、露天布置、固态排渣（采用碎渣机方案）、全钢构架、全悬吊结构Π型锅炉。锅炉以神府烟煤作为设计煤，以山西晋北烟煤作为校核煤。锅炉整体布置见图1：
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图1扬州第二发电有限责任公司二期工程锅炉整体布置图
扬二锅炉主要参数见下表1
表1HG1956/25.4-YM型号锅炉主要参数
锅炉的汽水流程以内置式汽水分离器为界设计成双流程。从冷灰斗进口一直到标高46.46m的中间混合集箱之间为螺旋管圈水冷壁，再连接至炉膛上部的
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水冷壁垂直管屏和后水冷壁吊挂管，然后经下降管引入折焰角和水平烟道侧墙，再引入汽水分离器。从汽水分离器出来的蒸汽引至顶棚和包墙系统，再进入一级过热器中，然后再流经屏式过热器和末级过热器。图2为灰斗：
图2灰斗
再热器分为低温再热器和高温再热器两段布置，低温再热器布置于尾部双烟道中的前部烟道，末级再热器布置于水平烟道中，逆、顺流混合换热。水冷壁为膜式水冷壁，下部水冷壁及灰斗采用螺旋管圈，上部水冷壁为垂直管屏。从炉膛出口至锅炉尾部，烟气依次流经上炉膛的屏式过热器、末级过热器、水平烟道中的高温再热器，然后至尾部双烟道中烟气分两路，一路流经前部烟道中的立式和水平低温再热器、省煤器，一路流经后部烟道的一级过热器、省煤器，最后进入下方的两台回转式空气预热器。图3为省煤器至汽包管道，图4为空气预热器：
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图3省煤器至汽包管道
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图4空气预热器
制粉系统采用直吹系统，每炉配6台HP1003型磨煤机，B-MCR工况下5台运行。每台磨煤机供布置于一层的LNASB燃烧器（如图6所示），前后墙各3层，每层布置5只。在煤粉燃烧器的上方前后墙各布置1层燃烬风，每层有5只风口。锅炉布置有98只炉膛吹灰器、12只半长吹、50只长吹，空气预热器的冷、热端也配有4只吹灰器，吹灰器由程序控制。炉膛出口两侧各装设一只烟气温度探针，并设置炉膛监视闭路电视系统。锅炉除渣采用碎渣机方案，装于冷灰斗下部。下图为锅炉汽水流程。
图5锅炉汽水流程
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图6燃烧器
3.2锅炉系统 3.2.1性能要求
锅炉带基本负荷并参与调峰锅炉变压运行，采用定－滑－定的方式，压力－负荷曲线与汽轮机相匹配。过热汽温在35％～100％BMCR、再热汽温在50％～100％BMCR负荷范围内，保持在额定值，温度偏差不超过5℃锅炉在燃用设计煤种时，能满足负荷在不大于锅炉的30％BMCR时不投油长期安全稳定运行，并在最低稳燃负荷及以上范围内满足自动化投入率100％的要求。锅炉燃烧室的设计承压能力不低于±5800Pa，当燃烧室突然灭火内爆，瞬时不变形承载能力不低于±8700Pa。
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表2锅炉压力负荷曲线
表3锅炉负荷效率曲线
3.2.2省煤器
在双烟道的下部均布置有省煤器，省煤器以顺列布置，以逆流方式与烟气进行换热。给水经省煤器的入口汇集集箱分别供至前后的省煤器入口集箱。省煤器的管子规格为φ51×6mm，材料为SA-201C，管组横向节距为115mm，共190排。如图6为省煤器进口
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图6省煤器进口
3.2.3炉膛与水冷壁
炉膛水冷壁采用焊接膜式壁，炉膛断面尺寸为22187mm×15632mm。给水经省煤器加热后进入外径为φ219mm、材料为SA-106C的水冷壁下集箱，经水冷壁下集箱进入冷灰斗水冷壁。冷灰斗的角度为55°，下部出渣口的宽度为1400mm。灰斗部分的水冷壁由水冷壁下集箱引出的436根直径φ38mm、壁厚为6.5mm材料为SA-213T12、节距为53mm的管子组成的管带围绕成。如图7为炉膛观测孔。
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图7炉膛观测孔
3.2.4过热器
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图8 过热器示意图
经四只汽水分离器引出的蒸汽进入外径为φ219mm的顶棚入口集箱，顶棚过热器由192根φ63.5mm、材料为SA-213 T12、节距为115mm的管子组成，管子之间焊接6mm厚的扁钢，另一端接至外径为φ219mm顶棚出口集箱。顶棚出口集箱同时与后烟道前墙和后烟道顶棚相接，后烟道顶棚转弯下降形成后烟道后墙，后烟道前、后墙与后烟道下部环形集箱相接，并连接后烟道两侧包墙。侧包墙出口集箱的24根φ168mm引出管与后烟道中间隔墙入口集箱相接，隔墙向下引至隔墙出口集箱，隔墙出口集箱与一级过热器相连。除烟道隔墙的管径为57mm外，烟道包墙的其余管子外径均为φ44.5mm。图8 为过热器示意图
3.2.5再热器
低温再热器布置于尾部双烟道的前部烟道中，由3段水平管组和1段立式管组组成。1、2、3段水平再热器沿炉宽布置190片、横向节距为115mm，每片管组由5根管子绕成，1、2段的管子规格为
φ63.5×4.3mm、材料为SA-210C，3段的管子规格为φ57×4.3mm、材料为SA-209T1a。立式低温再热器的片数变为95片，横向节距为230mm，每片管组由10根管子组成，管子规格为φ57×4.3mm、材料为SA-213 T22。
高温再热器布置于水平烟道内，与立式低温再热器直接连接，逆顺混合换热布置。高温再热器沿炉宽排列95片，横向节距为230mm，每片管组采用10根管，入口段管子为φ57×4.3mm、材料为SA-213 T22，其余管子为φ51×4.3mm、材料为SA-213 T91及TP347。
3.2.6燃烧器
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图9 燃烧器示意图
燃烧器设计原则：
A、增大挥发份从燃料中释放出来的速率，以获得最大的挥发物生成量； B、在燃烧的初始阶段除了提供适量的氧以供稳定燃烧所需要以外，尽量维持一个较低氧量水平的区域，以最大限度地减少NOx生成；
C、 控制和优化燃料富集区域的温度和燃料在此区域的驻留时间，以最大限度地减少NOx生成；
D、增加煤焦粒子在燃料富集区域的驻留时间，以减少煤焦粒子中氮氧化物释出形成NOx的可能；
E、 及时补充燃尽所需要的其余的风量，以确保充分燃尽。
四、实习电厂汽轮机设备及系统
汽轮机是火力发电厂三大主要设备之一。它是以蒸汽为工质，将热能转变为机械能的高速旋转式原动机。它为发电机的能量转换提供机械能。
4.1汽轮机的工作原理
由锅炉来的蒸汽通过汽轮机时，分别在喷嘴（静叶片）和动叶片中进行能量转换。根据蒸汽在动、静叶片中做功原理不同，汽轮机可分为冲动式和反动式两种。冲动式汽轮机工作原理如图所示。具有一定压力和温度的蒸汽首先在固定不动的喷嘴中膨胀加速，使蒸汽压力和温度降低，部分热能变为动能。从喷嘴喷出的高速汽流以一定的方向进入装在叶轮上的动叶片流道，在动叶片流道中改变速度，产生作用力，推动叶轮和轴转动，使蒸汽的动能转变为轴的机械能。在反动式汽轮机中，蒸汽流过喷嘴和动叶片时，蒸汽不仅在喷嘴中膨胀加速，而且
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在动叶片中也要继续膨胀，使蒸汽在动叶片流道中的流速提高。当由动叶片流道出口喷出时，蒸汽便给动叶片一个反动力。动叶片同时受到喷嘴出口汽流的冲动力和自身出口汽流的反动力。在这两个力的作用下，动叶片带动叶轮和轮高速旋转，这就是反动式汽轮机的工作原理。
扬二发电厂汽轮机亚临界机组采取反动式，二期超临界机组采用冲动式发电。
4.2汽轮机主设备使用条件 A、机组运转层标高13.7m
B、凝汽器背压： 双背压为4.4/5.4kPa(a)/(平均背压4.9kPa(a)) C、循环冷却水： 设计温度20℃
夏季最高温度33℃
D、燃料：电厂燃煤设计煤种为神府东胜煤
E、水源：电厂水源为长江水源。长江水量充沛，且含沙量很小，可充分保证电厂用水量的需要
F、循环冷却水系统：供水方式为一次循环（直流）供水。电厂水源为长江水源，有海水倒灌。
4.3汽轮机本体 4.3.1气缸
高、中、低压缸均采用已有成熟运行业绩的结构和材料。高压内缸、喷嘴室及喷嘴、中压内缸、导流环等部件选用在高温下持久强度较高的材料 。如图10为汽轮机
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图10汽轮机
汽轮机缸效率如下：
汽轮机总内效率 高压缸效率 中压缸效率 低压缸效率
通流级数：
高压缸 中压缸 低压缸
4.3.2转子及叶片
汽轮机转子采用无中心孔整锻转子。汽轮机设计允许不揭缸进行转子的动平衡。各个转子的脆性转变温度（FATT）的数值：高中压转子100℃，低压转子
8级 6级 2×2×7级 92.04(包括压损) % 86.41% 92.55% 92.97 % 15
-6.6℃。由于蒸汽参数高且采用直流锅炉，对汽轮机防止固体颗粒侵蚀（SPE）采用了调节级喷嘴渗硼涂层的方法。
低压末级及次末级叶片应具有可靠的抗应力腐蚀及抗水蚀措施，汽轮机设有足够的除湿用的疏水口。末级叶片第一台采用镶焊司太立合金，第二台采取高频淬火的措施防止水刷。
轴系临界转速值：高中压一阶/二阶1690/>4000 r/min、低压A一阶1724/>4000 r/min、低压B一阶1743/>4000 r/min。采用转子接地装置和汽缸接地装置，防止发电机产生的轴电流、轴电压对汽轮机轴的损伤。
4.3.3轴承
主轴承是自对中心型水平中分轴承。任何运行条件下，各轴承的回油温度不超过65℃，每个轴承回油管上有观察孔及温度计插座。运行中各轴承设计金属温度不超过90℃，但乌金材料允许在112℃以下长期运行。
4.3.4汽机启动运行
在机组采用中压缸启动方式，中压缸启动时为防止过热，在高压缸排汽口出处设有通风阀（VV阀）与凝汽器相连，使高压缸处于真空状态以减少鼓风发热。在高、中压内缸之间有一中间汽封室，当机组甩负荷时，为防止中间汽封室积压的高压蒸汽串至高、中压缸而引起超速事故，故在中间汽封室设置有事故排放阀（BDV），将中间积压汽排入凝汽器。
五、实习电厂主要辅助设备
5.1水泵
其中比较重要的一种泵是炉水循环泵。扬州第二电厂炉水循环泵的生产厂家为KSB公司，循环泵和电机形成一个封闭的耦联装置，装置垂直安装，电机在泵壳的正下方。泵和电机均充注液体，压力和整个系统压力相同，电机为潜水电机，泵装置悬挂于管道上，无支撑架。
锅炉启动期间，靠炉水循环泵和给泵的协同控制来维持分离器的水位及锅炉最小循环流量。当锅炉发生水膨胀时在储水箱里会造成很高的液位，此时须靠两个排放阀的连续排放来维持分离器正常水位。随着负荷的增加，更多的水转化成蒸汽，储水箱的液位降低，直到液位低时水泵跳闸为止，在本生负荷点以上，所有水都转化成蒸汽。
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泵和电机之间设有一个热屏蔽装置，其目的是将高温的泵和低温的电机隔开，将两者的热传导降至最低。轴承箱有两个，一个在电机上方，另一个在电机下方，轴承采用水润滑，止推轴承安装于轴的下端。止推轴承上设有径各的孔，从而可以起到辅助叶轮的作用，其目的在于保持水在电机和高压冷却器之间的循环，将泵体中由于电机的热损耗以及轴承摩擦所产生的热量传到低压冷却段上，以防电机发生超温。 机组正常运行后，炉水循环泵处于热备用状态，此时通过热虹吸作用保持电机不发生超温。
5.2风机 5.2.1送风机
送风机叶片为机翼形扭曲叶片，由锻造制成，无杂质，密度高，叶片整体晶相结构紧密结合，过渡平滑，结构强度高。 其无润滑油系统，轴承采用油浴自润滑，动叶采用液压油驱动，液压油压和同类型设备相比较低（只需＞1.7MPa）。
5.2.2引风机
AN风机是一种子午加速风机，它由进气室、前导叶、集流器、叶轮、后导叶和扩压器组成。AN风机工作时，烟气进入AN风机进气室，经过前导叶的导向，在集流器中收敛加速，再经过叶轮的作功产生静压能和动压能；后导叶又将烟气的螺旋运动转化为轴向运动而进入扩压器，并在扩压器内将烟气的大部分动能转化为静压能，从而完成风机的工作过程。
5.2.3一次风机
一次风机是单独供给锅炉燃料制备和燃烧所需一次空气的风机。其提供一定压力的一次风，将煤粉送入喷燃器。由叶轮、机壳、进气箱、集流器、调节器组成。循环流化床锅炉中，一次风机多采用大功率的高压离心式风机，一次风机的作途主要是送出的风进入一次风室，通过布风装置（风帽）进入炉膛，使炉膛内的床料流化。一次流化风是炉内热量的主要传递和携带介质。一次风速的大小决定着床料的流化情况和炉内床温的调节情况。一次风还是点火风机和播煤风机的风源。如图11为一次风机
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图11一次风机
5.3回热加热器
按传热方式不同，回热加热器分为混合式和表面 式两种。加热蒸汽和给水直接混合的回热加热器叫混合式加热器；加热蒸汽和被加热的给水不直接接解，其换热通过金属表面进行的加热器叫表面式加热器。
在现代电厂中，表面式回热加热器被广泛应用。加热蒸汽和被加热的水之间是通过金属表面来传递热量的。由于传热热阻的存在，给水不可能被加热到蒸汽压力下的饱和温度，不可避免地存在一个端差。即加热蒸汽的饱和温度与加热后的给水温差。表面式加热器与混合式加热器相比较，除了热经济性较差外，还有金属消耗量在，造价高，需要增加与其配合的疏水设备等缺点。但由于其组成的回热系统简单，给水泵的数量小，运行方式便可靠，监视工作量小。故在发电厂的回热加热器系统中除了除氧器外，均采用表面式加热器。
六、实习心得体会
短短的两个星期，让我了解了火力发电厂的概貌，为我揭开了火力发电厂的神秘面纱。
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大一大二学习的课程全是基础课程，很少与实际联系起来，尤其是流体力学，根本想不通与火力发电厂有什么联系！认识实习第一周是我收获最大的一周，老师们的精彩讲解，让我对火力发电厂有了全新的了解，将我大二的工程热力学和工程流体力学与现实紧密的连接起来，也让我感到我学习的知识终于有了实际的意义。锅炉、蒸汽轮机、辅机的介绍还有火力发电厂的历史，从1.25万千瓦到100万千瓦，它们印证了科学前进的脚印。第一周周五，我们参观了电厂的模型，虽然模型比较脏，做工又不是那么精细，但是给了我电厂的整体概括。即使在第二周的扬二电厂实习，也不能如此清晰地展现电厂的轮廓。
在第二周电厂的实地实习，让我对真实的火力发电厂加深了认识。高端的集控室，里面的工作人员忙忙碌碌的身影，不过不知道他们具体在忙什么。在集控室里，工作人员向我们简单介绍了控制电厂的系统，各种复杂的管道，还有数不清的动态参数，让我们简单了解了整个发电厂的运行。虽然现在还无法看懂那些动态参数的意义，但是我相信经过我今后不断地努力学习，总有一天可以看懂那些参数的语言。身形巨大的蒸汽轮机，以及精盐处理等为蒸汽轮机服务的辅机，还有周围许许多多不知名的管道。整个机型的概况在工作人员的带领下，我们有了初步的了解，高压缸、低压缸、各个抽气口、高旁、低旁还有许多其他部件。不过最为遗憾的就是没有机会见识到汽轮机内部的结构。
扬二电厂实习的第二天，我们参观了向往已久的锅炉本体，高达70余米的锅炉，站在上面的我微微颤抖，实在是太高了，一开始根本不敢往脚下看。不过这样的状态并没有持续太久，工作人员的精彩讲解让我们逐渐忘记了高度，全身心的投入了知识的海洋。从最顶部开始，我们俯瞰整个电厂，当然还有美丽的长江。巨大的船只从江面驶过，带来的是源源不断地能源，也是电厂的根本。逐级的往下走，我们看到汽包、过热器管道、再热器管道、从一个小孔看到炉膛内部、省煤器、燃烧器、下降管、制粉系统、给煤机、风机还有大大的灰斗。不过锅炉那边的灰尘特别的多，但是噪音比蒸汽轮机小的多。
整个实习环节最需要注意的当然是安全，我们带上安全帽，风风火火的就出发了。虽然看上去很像搬砖的，不过能够看到电厂的概况，熟悉热能工程专业企业的热力系统概况，能够为今后后即课程建立感性的认识，奠定必要的基础，也是物超所值。
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参考文献：
康松 杨建明 胥建群 《汽轮机原理》中国电力出版社
孙为民 王海英 杨淑红 郭朝令 《发电厂认识实习》 中国电力出版社 王明春 康松 钟辉 韦红旗 《火力发电厂概论》
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