4.6.1.1 我國火電行業的發展現在

    1.我國電力工業的發展

    電力工業是國民經濟和社會發展的重要基礎產業，它既是促進國民經濟發展的生產資料，又是人們生活中不可缺少的生活資料。

    我國目前主要的發電方式為火電和水電，截至2014年12月31日，我國全口徑火電裝機容量為91,133萬千瓦，占總裝機容量的67.0%；水電裝機容量為30,210萬千瓦，占總裝機容量的22.2%。2011年與2014年我國各類發電機組的裝機容量如表96所示。可以看出，近年來水電、風電等綠色能源得到了快速發展，火電裝機容量占比在下降，但仍是我國發電的主要型式。

    2015年我國發電裝機總容量已達到15.08億千瓦，發電量達5.6萬億千瓦時，均穩居世界第一。同時，從2014年開始我國人均發電裝機容量已達到1千瓦，人均年用電量超過4000千瓦時，達到了世界平均水平。我國電力供應已從十年前的緊張短缺轉向供需平衡，甚至寬松過剩。全國發電設備利用率出現下降，平均利用小時已經降至4286小時，為1978年以來的最低水平。

    2.火力發電現狀

    火電是目前我國的主要發電形式，其發電量占比高出世界平均水平約28個百分點。我國火電中絕大部分為煤電，占90%以上。表4-97為2005-2015年我國發電量數據，顯示2005-2014年間，我國年發電量呈逐年增加趨勢，2014年我國總發電量為56495.83億千瓦時，較上年同期增長4.01%，其中火力發電量為42337.3億千瓦時，占比74.9%，同比下降0.31%；水電發電量為10643.4億千瓦時，占比18.8%，較2013年增長15.65%。2015年我國發電量首次出現下降，總發電量為56045億千瓦時，較2014年下降0.8%，其中火力發電量為40972億千瓦時，占比73.1%，同比下降3.2%；水電發電量為11143億千瓦時，占比19.9%，較2014年增加4.7%。

    多年來，我國這種以燃煤為主的火力發電形式給大氣環境帶來了較大的污染，同時大量的中小參數發電機組存在發電效率低、煤耗高等問題。為了滿足社會發展對用電量的需求和節能降耗的要求，這些年新建的火力發電機組絕大部分為大容量、高參數機組。另外，隨著社會對環保工作的日益重視，發電企業在煙氣凈化、廢水處理等方面有較大的投入。

    電力工業的快速發展給電力材料的應用帶來了新問題，如近年來超超臨界機組、超臨界機組的推廣應用在提高機組運行效率的同時，因運行溫度壓力的較大提高帶來了過熱器氧化皮生長過快、啟停過程中脫落導致管道堵塞造成多起安全事故等問題；因環保需要脫硫脫硝設備在火電廠全面應用、而材料防護技術未及時跟上，造成脫硫系統（GGH、煙囪等低溫部位）腐蝕嚴重等問題；大氣污染的日益加劇及極端氣候的出現，帶來輸變電設備及線路腐蝕新問題等。

    4.6.1.2 發電設備和主要建筑物的類型、構造、形式

    火力發電的形式多樣，依據燃料的不同可分為燃煤發電、燃油發電、燃氣發電、余熱發電等。我國的煤炭儲量較為豐富，是火力發電廠中所使用的主要燃料。

    火力發電的生產過程可簡要地概括為：將燃料（如煤炭、石油、天然氣等）的化學能通過在鍋爐里的燃燒轉換成水蒸汽的熱能，然后在汽輪機內再將水蒸氣的熱能轉換成旋轉機械能來驅動發電機，最后旋轉機械能通過發電機的作用轉換成電能并向外輸出。火力發電系統由鍋爐、汽輪機、發電機等主要設備及其它附屬設備組成。圖4-160為燃煤凝汽式電廠的發電系統流程和設備。

    火力發電系統主要包括燃燒系統、汽水系統、電氣系統及控制系統等。

    燃燒系統由燃料系統、送風系統等組成。首先將經過預處理的煤通過輸煤裝置送到鍋爐原煤倉，經給煤機送入磨煤機磨制成煤粉，再由空氣輸送經過燃燒器后送入燃燒室。與此同時，冷空氣由風機送入空氣預熱器并加熱成熱空氣，其中一部分作為煤粉制備系統中的干燥劑并輸送煤粉進入爐膛，另一部分直接進入燃燒器。當煤粉與空氣在爐膛內充分混合并燃燒時，放出大量高溫煙氣。高溫煙氣與布置在爐膛四壁的水冷壁和爐膛上方的過熱器進行強烈的熱交換。煤粉燃燒后形成的灰分中大顆粒的灰渣從爐底排出，小顆粒的飛灰則隨煙氣流動上行進入煙道。煙氣分別流經過熱器、再熱器、省煤器和空氣預熱器，進行對流換熱。換熱后的煙氣通過除塵器除去大部分飛灰、并經過煙氣凈化裝置（脫硫脫硝）后，經引風送入煙囪排向大氣。

    汽水系統由鍋爐、汽輪機、除氧器、凝汽器、高低壓加熱器、凝結水泵和給水泵等組成，包括補給水系統、給水系統和循環水系統。生水經化學水處理系統嚴格除鹽后進入除鹽水箱（補給水），經過除氧器除氧后進入給水系統。鍋爐給水經給水泵加壓后送入尾部煙道的省煤器，給水在省煤器內加熱為接近飽和后，經導管引入布置在爐頂的汽包。汽包中的水沿著爐墻外的下降管下行至水冷壁下聯箱，通過下聯箱分配給并列的水冷壁管。飽和水在水冷壁中接受管外的輻射換熱而成為汽水混合物向上流動，并通過導管引入汽包，進入汽包的汽水混合物被汽水分離器分離，分離出的水與省煤器來水再次通過下降管、下聯箱進入水冷壁管受熱，完成下一個循環。分離出的飽和蒸汽則引入過熱系統，在其內被過熱到規定溫度后，經主蒸汽管道送入汽輪機的高壓缸膨脹做功，其排汽引回到鍋爐再熱系統，被加熱到一定溫度后又返回到汽輪機的中、低壓缸繼續膨脹做功。

    電氣系統由發電機、勵磁裝置、廠用電系統和升壓變電站等組成。發電機的機端電壓和電流隨著容量的不同而各不相同，額定電壓一般在10～24kV之間，而額定電流可達20kA以上。在發電機產生的電能中，一小部分由廠用變壓器降壓后，經廠用配電裝置由電纜供給送風機、磨煤機、給水泵等各種廠用用電設備；另一大部分則由主變壓器升壓后，經高壓配電裝置、輸電線路送入電網。