4.6.1.1 我国火电行业的发展现在

    1.我国电力工业的发展

    电力工业是国民经济和社会发展的重要基础产业，它既是促进国民经济发展的生产资料，又是人们生活中不可缺少的生活资料。

    我国目前主要的发电方式为火电和水电，截至2014年12月31日，我国全口径火电装机容量为91,133万千瓦，占总装机容量的67.0%；水电装机容量为30,210万千瓦，占总装机容量的22.2%。2011年与2014年我国各类发电机组的装机容量如表96所示。可以看出，近年来水电、风电等绿色能源得到了快速发展，火电装机容量占比在下降，但仍是我国发电的主要型式。

    2015年我国发电装机总容量已达到15.08亿千瓦，发电量达5.6万亿千瓦时，均稳居世界第一。同时，从2014年开始我国人均发电装机容量已达到1千瓦，人均年用电量超过4000千瓦时，达到了世界平均水平。我国电力供应已从十年前的紧张短缺转向供需平衡，甚至宽松过剩。全国发电设备利用率出现下降，平均利用小时已经降至4286小时，为1978年以来的最低水平。

    2.火力发电现状

    火电是目前我国的主要发电形式，其发电量占比高出世界平均水平约28个百分点。我国火电中绝大部分为煤电，占90%以上。表4-97为2005-2015年我国发电量数据，显示2005-2014年间，我国年发电量呈逐年增加趋势，2014年我国总发电量为56495.83亿千瓦时，较上年同期增长4.01%，其中火力发电量为42337.3亿千瓦时，占比74.9%，同比下降0.31%；水电发电量为10643.4亿千瓦时，占比18.8%，较2013年增长15.65%。2015年我国发电量首次出现下降，总发电量为56045亿千瓦时，较2014年下降0.8%，其中火力发电量为40972亿千瓦时，占比73.1%，同比下降3.2%；水电发电量为11143亿千瓦时，占比19.9%，较2014年增加4.7%。

    多年来，我国这种以燃煤为主的火力发电形式给大气环境带来了较大的污染，同时大量的中小参数发电机组存在发电效率低、煤耗高等问题。为了满足社会发展对用电量的需求和节能降耗的要求，这些年新建的火力发电机组绝大部分为大容量、高参数机组。另外，随着社会对环保工作的日益重视，发电企业在烟气净化、废水处理等方面有较大的投入。

    电力工业的快速发展给电力材料的应用带来了新问题，如近年来超超临界机组、超临界机组的推广应用在提高机组运行效率的同时，因运行温度压力的较大提高带来了过热器氧化皮生长过快、启停过程中脱落导致管道堵塞造成多起安全事故等问题；因环保需要脱硫脱硝设备在火电厂全面应用、而材料防护技术未及时跟上，造成脱硫系统（GGH、烟囱等低温部位）腐蚀严重等问题；大气污染的日益加剧及极端气候的出现，带来输变电设备及线路腐蚀新问题等。

    4.6.1.2 发电设备和主要建筑物的类型、构造、形式

    火力发电的形式多样，依据燃料的不同可分为燃煤发电、燃油发电、燃气发电、余热发电等。我国的煤炭储量较为丰富，是火力发电厂中所使用的主要燃料。

    火力发电的生产过程可简要地概括为：将燃料（如煤炭、石油、天然气等）的化学能通过在锅炉里的燃烧转换成水蒸汽的热能，然后在汽轮机内再将水蒸气的热能转换成旋转机械能来驱动发电机，最后旋转机械能通过发电机的作用转换成电能并向外输出。火力发电系统由锅炉、汽轮机、发电机等主要设备及其它附属设备组成。图4-160为燃煤凝汽式电厂的发电系统流程和设备。

    火力发电系统主要包括燃烧系统、汽水系统、电气系统及控制系统等。

    燃烧系统由燃料系统、送风系统等组成。首先将经过预处理的煤通过输煤装置送到锅炉原煤仓，经给煤机送入磨煤机磨制成煤粉，再由空气输送经过燃烧器后送入燃烧室。与此同时，冷空气由风机送入空气预热器并加热成热空气，其中一部分作为煤粉制备系统中的干燥剂并输送煤粉进入炉膛，另一部分直接进入燃烧器。当煤粉与空气在炉膛内充分混合并燃烧时，放出大量高温烟气。高温烟气与布置在炉膛四壁的水冷壁和炉膛上方的过热器进行强烈的热交换。煤粉燃烧后形成的灰分中大颗粒的灰渣从炉底排出，小颗粒的飞灰则随烟气流动上行进入烟道。烟气分别流经过热器、再热器、省煤器和空气预热器，进行对流换热。换热后的烟气通过除尘器除去大部分飞灰、并经过烟气净化装置（脱硫脱硝）后，经引风送入烟囱排向大气。

    汽水系统由锅炉、汽轮机、除氧器、凝汽器、高低压加热器、凝结水泵和给水泵等组成，包括补给水系统、给水系统和循环水系统。生水经化学水处理系统严格除盐后进入除盐水箱（补给水），经过除氧器除氧后进入给水系统。锅炉给水经给水泵加压后送入尾部烟道的省煤器，给水在省煤器内加热为接近饱和后，经导管引入布置在炉顶的汽包。汽包中的水沿着炉墙外的下降管下行至水冷壁下联箱，通过下联箱分配给并列的水冷壁管。饱和水在水冷壁中接受管外的辐射换热而成为汽水混合物向上流动，并通过导管引入汽包，进入汽包的汽水混合物被汽水分离器分离，分离出的水与省煤器来水再次通过下降管、下联箱进入水冷壁管受热，完成下一个循环。分离出的饱和蒸汽则引入过热系统，在其内被过热到规定温度后，经主蒸汽管道送入汽轮机的高压缸膨胀做功，其排汽引回到锅炉再热系统，被加热到一定温度后又返回到汽轮机的中、低压缸继续膨胀做功。

    电气系统由发电机、励磁装置、厂用电系统和升压变电站等组成。发电机的机端电压和电流随着容量的不同而各不相同，额定电压一般在10～24kV之间，而额定电流可达20kA以上。在发电机产生的电能中，一小部分由厂用变压器降压后，经厂用配电装置由电缆供给送风机、磨煤机、给水泵等各种厂用用电设备；另一大部分则由主变压器升压后，经高压配电装置、输电线路送入电网。