摘要：我国电能主要是发电厂所承担的，其动力燃料是煤炭，利用可燃物在燃烧时产生的热能，通过发电动力装置转换成电能的一种发电方式。火力发电一般是指利用煤炭、石油和天然气等燃料燃烧时产生的热能来加热水，使水变成高温、高压水蒸气，然后再由水蒸气推动发电机来发电的方式的总称。火电行业与水电、核电和其他能源发电并列属于发电行业。发电和电网行业又并列处于电力行业。火电仍占领电力的大部分市场，只有火电技术必须不断提高发展，才能适应和谐社会的要求。因此本文对火电行业的主要工艺过程进行阐述，从而探寻更加环保和高效的火电工艺。
关键词：火电行业；工艺流程；火电厂
前言：火力发电是我国主要的发电方式，电站锅炉作为火力电站的三大主机设备之一，伴随着我国火电行业的发展而发展。当环保节能成为中国电力工业结构调整的重要方向时，火电行业在“上大压小”的政策导向下积极推进产业结构优化升级，关闭大批能效低、污染重的小火电机组，在很大程度上加快了国内火电设备的更新换代。燃煤火力发电厂依然是现阶段电能生产的主要动力，因此对火电行业的工艺流程的探索具有至关重要的意义。
1.火电行业的相关内容
1.1火电行业的基本概述
火力发电一般是指利用煤炭、石油和天然气等燃料燃烧时产生的热能来加热水，使水变成高温、高压水蒸气，然后再由水蒸气推动发电机来发电的方式的总称。中国的火电厂以燃煤为主。发电行业的各个子行业之间存在一些替代关系，尤其是水电行业和新能源发电行业对火电的替代关系。火力发电按其作用分单纯供电的和既发电又供热的。按原动机分汽轮机发电、燃气轮机发电、柴油机发电。按所用燃料分，主要有燃煤发电、燃油发电、燃气发电。火力发电中存在着三种型式的能量转换过程：燃料化学能→ 蒸汽热能→机械能→电能。简单的说就是利用燃料发热，加热水，形成高温高压过热蒸汽，然后蒸汽沿管道进入汽轮机中不断膨胀做功，冲击汽轮机转子高速旋转，带动发电机转子（电磁场）旋转，定子线圈切割磁力线，发出电能，再利用升压变压器，升到系统电压，与系统并网，向外输送电能。最后冷却后的蒸汽又被给水泵进一步升压送回锅炉中重复参加上述循环过程。
1.2火力发电的基本原理
火力发电厂主要设备系统包括：燃料供给系统、给水系统、蒸汽系统、冷却系统、电气系统及其他一些辅助处理设备。火力发电厂以煤为燃料，煤在锅炉内燃烧，将锅炉里的水加热生成蒸汽，然后将来自锅炉的具有一定温度、压力的蒸汽经主汽阀和调节汽阀进入汽轮机内，依次流过一系列环形安装的喷嘴栅和动叶栅而膨胀做功，将其热能转换成推动汽轮机转子旋转的机械能，通过联轴器驱动发电机发电。膨胀做功后的蒸汽由汽轮机排汽部分排出，排汽至凝汽器凝结成水，再送至加热器、经给水送往锅炉加热成蒸汽，如此循环。也就是蒸汽的热能在喷嘴栅中首先转变为动能，然后在动叶栅中再使这部分动能转变为机械能。 汽轮机转动带动发电机转子转动，由发电机励磁系统向转子提供直流电流用作磁场，发电机定子与旋转的转子切割磁感线，将电能传输至系统。工作原理就是一个能量转换过程，即热能--动能--机械能--电能。最终将电发送出去。
1.3火电行业的基本流程
火力发电的流程依所用原动机而异。在汽轮机发电方式中，其基本流程是先将燃料送进锅炉，同时送入空气，锅炉注入经过化学处理的给水，利用燃料燃烧放出的热能使水变成高温、高压蒸汽，驱动汽轮机旋转做功而带动发电机发电。热电联产方式则是在利用原动机的排汽（或专门的抽汽）向工业生产或居民生活供热。在燃气轮机发电方式中，基本流程是用压气机将压缩过的空气压入燃烧室，与喷入的燃料混合雾化后进行燃烧，形成高温燃气进入燃气轮机膨胀做功，推动轮机的叶片旋转并带动发电机发电。在柴油机发电中，基本流程是用喷油泵和喷油器将燃油高压喷入汽缸，形成雾状，与空气混合燃烧，推动柴油机旋转并带动发电机发电。
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2.火电行业的主要工艺过程
2.1燃烧系统
燃烧系统是火电站机组的重要组成部分之一，主要由锅炉的燃烧室（即炉膛）、送风装置，送煤（或油、天然气）装置、灰渣排放装置等组成。主要功能是完成燃料的燃烧过程，将燃料所含能量以热能形式释放出来，用于加热锅炉里的水。主要流程有烟气流程、通风流程、排灰出渣流程等。对燃烧系统的基本要求是：尽量做到完全燃烧，使锅炉效率≥90%；排灰符合标准规定。火力发电机组的燃烧过程实际上是一个能量转换的过程，它主要通过燃烧将燃料的化学能转化成热能，为整个火电站系统提供能量。机组运行过程中涉及到很多设备的传热和受热过程，并且各因素相互影响，从而使燃烧系统具有较强的耦合性和非线性。送风量、引风量、机组负荷、燃料量、蒸汽流量等参数的变化都可以直接影响燃烧系统的运行状态，如果扰动作用过大，就会引起整个燃烧系统振荡，严重影响机组运行过程的安全性。
2.2汽水系统
汽水系统主要由给水泵、循环泵、给水加热器、凝汽器、除氧器、水冷壁及管道系统等组成。其功能是利用燃料的燃烧使水变成高温高压蒸汽，并使水进行循环。主要流程有汽水流程、补给水流程、冷却水流程等。对汽水系统的基本要求是汽水损失尽量少；尽可能利用抽汽加热凝结水，提高给水温度。火电厂汽水流程是个循环转化的过程。在水汽系统方面，给水在加热器中加热到一定温度后，经给水管道进入省煤器，进一步加热以后送入锅筒，与锅水混合后沿下降管下行至水冷壁进口集箱。水在水冷壁管内吸收炉膛辐射热形成汽水混合物经上升管到达锅筒中，由汽水分离装置使水、汽分离。分离出来的饱和蒸汽由锅筒上部流往过热器，继续吸热成为一定温度的过热蒸汽，然后送往汽轮机。
2.3电气系统
火电行业的电气系统主要由电厂主接线、汽轮发电机、主变压器、配电设备、开关设备、发电机引出线、厂用结线、厂用变压器和电抗器、厂用电动机、保安电源、蓄电池直流系统及通信设备、照明设备等组成。基本功能是让电厂与电网的连接枢纽，汇集和分配本厂电能，也可将电网电能反送至电厂。主要流程包括供电用流程、厂用电流程。对电气系统的基本要求是供电安全、可靠；调度灵活；具有良好的调整和操作功能，保证供电质量；能迅速切除故障，避免事故扩大。电气系统工作时，具备一定能量的蒸汽在汽轮机中由热能转换成动能，汽轮机转子与发电机转子为刚性连接，带动发电机转子转动，同时由发电机励磁系统产生的直流电通过碳刷送至转子线圈中，产生旋转磁场，由于电磁感应作用，在定子线圈中产生同步交变电流，完成了动能到电能的转换。电机产生的电能，一部分经高压厂用变压器降压送至厂用电系统，一部分经励磁变降压送至励磁系统，绝大部分经主变压器升压后送至变电站（电气主接线），再通过输电线路送至电网。
2.4控制系统
控制系统主要由锅炉及其辅机系统、汽轮机及其辅机系统、发电机及电工设备、附属系统组成。基本功能是对火电厂各生产环节实行自动化的调节、控制，以协调各部分的工况，使整个火电厂安全、合理、经济运行，降低劳动强度，提高生产率，遇有故障时能迅速、正确处理，以避免酿成事故。主要工作流程包括汽轮机的自起停、自动升速控制流程、锅炉的燃烧控制流程、灭火保护系统控制流程、热工测控流程、自动切除电气故障流程、排灰除渣自动化流程等。
结语：火电行业是我国供电的一个主要的来源，使用的原料主要是煤炭资源。但是在火电行业给我们的生活带来便利的同时，也会带来很多的环境污染。所以相关的技术人员需要不断地探索火电行业的工艺流程，通过采取先进的技术手段来不断改进火电行业的生产结构，优化其工艺流程和生产手段，使其能够更好地为国民供电。除此之外，随着中国电力供应的逐步宽松以及国家对节能降耗的重视，我国开始加大力度调整火力发电行业的结构，从而使火电行业能够更好地发展。
参考文献:
[1]何振坤.燃煤火力发电厂的工艺流程[J].资源节约与环保,2016(09):25-26.
[2]马军.燃煤火力发电厂工艺流程概述[J].黑龙江科技信息,2016(12):05-06.
论文作者:李宏伟,张春岐
论文发表刊物:《电力设备》2019年第21期
论文发表时间:2020/3/16
标签：火电论文; 系统论文; 流程论文; 蒸汽论文; 行业论文; 汽轮机论文; 燃料论文; 《电力设备》2019年第21期论文;