火電總體系統的複雜度體現在哪裡？

01-15

源自：「現在人類的能源最終都是靠燒開水」這種說法正確嗎？
為什麼火力發電系統是地球上最複雜，高精尖的民用系統之一？

瀉藥，更新完畢，謝謝各位更新前就點贊。。。。

有人說直呼上多的是碎片化的知識，我想盡量以系統視角去回答一些專業問題。

電站系統子系統太多，如果全講一遍不現實，看得人也容易陷入過多的描述而迷惑。

火電廠系統中有三大主機，鍋爐，汽輪機，發電機，今天我只以汽輪機為例子，通過介紹汽輪機來表現電廠系統的複雜。

燒水不簡單，而汽輪機就像是苦力的命，少爺的身子，還玻璃心。

據說管中窺豹，就可以腦補出豹子，我描述豹子的一些特點，希望足夠大家自行腦補。

自工業革命以來，世界上出現了各種各樣現代機械，其中有的由幾百甚至上千個零件構成，其精巧讓人稱奇。有的在惡劣條件下工作，可靠性讓人驚愕。有的無比小巧精密，也很巧奪天工。

當今世上，民用系統中，唯有汽輪機，集中了最複雜的材料，設計，製造，控制，熱力系統於一身。蒸汽輪機和燃氣輪機的水平，代表了一個國家的工業綜合實力。

材料：一台蒸汽輪機使用大約50種金屬材料，比如說，在下面例子的圖片里，前段葉片必須承受接近600攝氏度的溫度，同時保證每分鐘5800轉的轉速造成的巨大離心力，同時270倍的大氣壓。這麼說有點抽象，是什麼概念呢，一個270公斤的大胖子，壓在一個0.0001平方米的面積上，壓人身上，瞬間擊穿。

後面的葉片材料，頂端圓周速度有628米，接近於2倍音速，以極薄的金屬，空間立體造型，保持高離心力下的可靠工作。

零件：一台典型的600MW的汽輪機，包含了40000個以上的零件。40000個零件安裝在一起，誤差卻不能超過零點幾毫米。在工作的時候，軸線方向上，漲差超過0.6mm，就要求停機。一個軸系長十幾米的，上萬個零件安裝在一起的，裡面通550度左右的蒸汽，一百多倍的大氣壓，居然控制0.6毫米，這個算不算少爺的身子。。。。

製造的精密：有些地方的公差，都在0.02毫米左右，光潔度要求最高的地方，是Ra0.2！，0.2是什麼概念，0是鏡面，幾乎是鏡面。

慣例舉個栗子：處於產品設計保密的因素，只能展示不合格報告的附圖的局部，可見大部分誤差都在0.015-0.23毫米以內，就因為這0.015毫米，所有的環節都要停下來待命，等待分析結果。這才是傷不起的玻璃心啊！！

關鍵是這一系列高精度的要求，背後都有一套流程和管理體系去保證。。。有很多人圍繞著這些要求去工作，這就是流程式控制制上的複雜性了。

我們看到的設備的複雜只是一方面，值得注意的是，設備一旦複雜之後，隨之而來的管理，控制，流程的複雜程度，也隨之成倍增長。

控制系統：整台汽輪機由數百個高靈敏度的探頭檢測，溫度，震動，位移，膨脹，壓力，鍵相等等。。。信號進入系統，系統裡面進行判斷，哪些情況下報警，哪些情況下要停機，單是自動停機的情況就有幾十種之多，報警情況多達數百類。這還是汽輪機的系統，此外還有協調鍋爐和汽機的DCS還有很多保護呢。這是邏輯，具體實現起來，軟體硬體一大堆，需要很多專業的相互配合。

隨便發一張圖作為例子，列出了一部分保護，只是一小部分，每一條還有信號界面，全部列出來，有沒有想死的衝動（圖片涉及知識產權，請勿引用）

輔助系統：汽封系統，疏水系統，凝氣系統，循環系統，潤滑系統，控制油系統。。。。每個系統都很複雜敏感，並被系統精確控制，有的壓力只要達到零點幾個大氣壓的誤差，就會報警。這一系列系統，可以養活幾個行業。

隨便貼個最簡單的疏水系統的原理流程圖，裡面細節的設備還有單獨的原理圖，其餘的系統，都比輸水系統要複雜，有沒有嚇得想尿？

此外，還有無數種類的的泵，閥門，負責任的說，單單一個主汽閥和控制閥，可以講一個星期。。。

單單汽機就如此之複雜以至於難以詳述，考慮還有鍋爐，電機，燃料供給系統,磨煤器，冷卻塔等等，無疑火力發電系統是地球上最複雜，精密，高度集成的民用系統之一。

補充：有朋友提到化工系統，其實，化工系統很多也要用到鍋爐和汽輪機，只是把發電機變成了壓縮機，而且從設備設計製造的角度，化工系統的主機還是要簡單一些。化工系統的複雜之處在於，整個流程很複雜，這種流程一般都是國外公司的專利，大家買他們的授權。但是電力系統流程比較固定，所以僅從設計院的方面來說，電力設計院的工作複雜程度，低於化工設計院的複雜程度。從設備設計製造來說，發電系統更複雜。

正好在做熱力發電廠和鍋爐的課設，汽輪機的上學期做了，以本科生淺薄的認知來說說自己的體會。

鑒於中國的火電廠大都是煤電廠，就先從輸煤的系統說起，多數用火車運煤，一車皮一車皮的煤在翻車機上一百八十度轉體，在一分鐘左右將幾十噸的煤傾倒乾淨，當時只覺得翻車機是個強悍的糙漢子。

然後各種傳送帶，到另一個大力士手下——磨煤機，要將石頭狀的原煤磨到直徑不足一毫米的煤粉，就是你站在上面會陷下去的細小程度（還真有人掉到煤粉里「淹死」的）。主要是針對不同硬度的煤，需要有不同結構的磨煤機相配合，才能達到要求，然後中國電廠為了節約錢，將不同種類的煤摻混，然後磨煤機就遭殃了，問題不斷。

有了煤粉，就能到三大主機之一的鍋爐了。以前我只覺得鍋爐不就是把水燒開了，就是爐子上放個小茶壺的擴大版。然後我就錯了，首先鍋爐裡面的煤粉得走幾十米高才能燃盡（直觀一些就是你看到一個幾十米高的大火苗），停留時間2秒左右（不能一下子就燒沒了），然後火焰不能偏斜，得在正中，然後就什麼一次風摻混，二次風裹挾，周界風冷卻，四角切圓，前後牆對沖···空氣分幾股，方向好幾個，各種控制煤粉的燃燒。而那個爐子里的水則要燒到500多度，20MPa（大氣也就0.1MPa），已經不能用我們正常認知的水去理解那種超臨界的東西了。主要是超臨界的水蒸氣需要在一條條管子內流動，這種管子，一面要接受火焰的炙烤，一面要接受高壓水汽的頂撞，可想而知，材料要求極高。還有一點很重要，就是煤這種礦物實在是太複雜了，不像天然氣燒完就只剩氣體飄走了，即使是煤粉完全燃盡，也會有留下數量可觀的煤灰煤渣（其實煤灰是個很到的東西，當建築材料或者鋪路，都是不錯的選擇），你總不可能把它留在鍋爐裡面吧，得及時排走。然後煙氣裡面也有很多固體顆粒，會磨損那些換熱的管道吧，這個也得想辦法，當然也不能讓這些小顆粒堆積在煙道裡面，除灰得考慮吧。然後煤裡面還有一種化學元素叫做硫，它在高溫或者低溫環境下都能發生反應，會對金屬造成腐蝕，關鍵它的氧化物排出去那個污染啊，這個也得引起重視（當然現在煙氣脫硫效率很高了，而且能夠得到有經濟價值的副產品——石膏）。最後還有個讓人很無語的元素——氮，煤裡面有，空氣裡面更多(氮氣)，然後高溫一燒，就是各種氮氧化物，這可是酸雨的元兇之一，但是總不可能把助燃的空氣換成純氧吧，成本太高了，而控制燃燒時的最高溫度也不是容易的事，脫硝系統還需要更大的發展。

有了做功的工質，就靠汽輪機做功了，這個第一個答案已經詳細介紹了，其實汽輪機和飛機發動機是一脈相承的，我覺得很神奇的是，那些轉子葉片，平滑的扭轉曲線是怎麼設計出來的，然後是什麼樣的材料能承受如此的高壓高溫高速，然後十幾米東西，裝配誤差是毫米級的。然後老師講課時總是說西門子的材料，動力實驗室從二戰後就沒停過，是需要很多基礎研究才能保證如此高科技的產物誕生，中國的基礎研究還差得很遠。

接著就到發電機了，這個不太熟悉，但是有個數據讓我印象深刻，就是發電機是整個電廠效率最高的，一般是99%以上，就是輸入的扭矩幾乎沒有一點浪費，然後升壓到300kv以上（日用電220v），還有各種複雜的繼電保護。

火電廠的複雜性還體現在，複雜的抽汽回熱系統，常見的三高四低一除氧，進入汽輪機的蒸汽不容易啊，剛沖轉幾級，就被抽出去一部分，去回熱系統加熱給水。然後簡單的燒水做功就複雜多

還有幾點：

檢測控制系統，發電廠有上千個閥門，數公里的管道，水溫水壓，氣溫氣壓，煙氣濃度，你都得測吧，而且你總不能在煤粉火焰里裝個探頭吧，一把火燒得渣都不剩了，然後各種測量原理的裝置一起來吧。關鍵位置保護得有吧，一套怎麼行，安全裕度不夠啊，然後就自動的，手動的，電磁的，機械的，不怕一萬就怕萬一，再全部都接入DCS系統，東西一多，自然複雜了。

給水系統，據說運行人員就是喝的鍋爐給水（經過糾正，給水是加藥的，對人體有害），可見其要求之高，所以好不容易沉澱，化學處理，除氧後的給水輕易是不能排的，然後就是完整的給水循環系統。

環保，其實電廠的環保要求已經很高了，但是由於燃料量太大，還是有一定的污染的，污水處理，灰渣處理，催化還原，都是牽扯到很多最新科技的。

其實說到底，電廠的系統原理其實很簡單，但是由於方方面面的考量，有各種東西需要補充進來，然後就形成了複雜的系統集合。附上原則圖和系統圖一對比就清楚了。

最後補充點題外話，今年校慶的時候，一位很有成就的老教授說「一輩子搞好汽機或者鍋爐就是很大的成功了」，這些複雜的系統，其實都是由一個個更為複雜的個體組成，我們可以做的其實很多很多。

部分圖片來自於百度

圖片地址：File:Coal-fired Power Plant.png

冷卻塔
冷卻水泵
三相交變輸電線
升壓變壓器
發電機
低壓汽輪機
給水泵
表面冷凝器
中壓汽輪機
蒸汽調節閥
高壓汽輪機
凝汽器
除氧器
送煤傳送裝置
煤斗
磨煤機
鍋爐汽包
渣斗
過熱器
風扇
回熱器
助燃氣體入口（送風機）
節熱器
空氣預熱器
靜電除塵器
風扇
廢氣脫硫裝置
煙氣閥

從圖裡可以看出，火力發電系統是一個很龐大的系統，總體流程是先將煤炭送入煤斗，然後粉碎成粉末，然後再送入燃燒室里燃燒，將水流過過熱器，與燃燒爐進行熱交換，，產生大量蒸汽，再通過水蒸氣推動汽輪機轉子轉動帶動發電機轉子轉動切割磁感線產生電流，將汽輪機機械能轉換為電能。

而其中的核心部分是：鍋爐，汽輪機，發電機。

鍋爐是將燃料化學能轉換為蒸汽熱能

汽輪機將蒸汽熱能轉換為轉子機械能

發電機是將機械能轉換為電能

三個設備是火電廠中的主要設備，並稱為三大主機。

汽水系統中，高壓蒸汽依次通過高，中，低壓缸進行做功，以便達到充分利用蒸汽熱能的目的。整個過程會有很多的管道連接處，閥門，這樣難免會造成很多的水汽的流失，所以在發電過程中會在除氧器補充經過處理的軟化水。

我覺得這個系統中的難點：

1、燃燒時給氧量與煤炭量的控制

2、飽和水蒸氣與冷凝後冷凝水的循環利用系統

3、燃燒後的煤渣處理

4、燃燒產生的廢氣也必須經過嚴格的處理才能夠排放

5、除三大主機之外，還有許許多多的輔助設備。而爐內燃燒的溫度非常之高，保證各個系統間的協調運行以及輔助設備正常運作的同時，安全問題也是一大難點吧。

6、火電產生的廢水，廢渣，廢氣的處理也都需要單獨的系統進行，而所有三大主機，輔助設備，變電輸電設備，三廢處理系統，有點在火電廠建築物內，有的在建築物外，有的獨起一個廠房進行，所以火電廠是一個極大，及其複雜的系統。

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非專業人士回答，如果有錯誤，請指正。

除了其他人說的三大主機，還有大量的輔機。

為了運煤（每度電煤耗按300克算，百萬機組滿功率每小時需要300噸標煤，每天就是7200噸，當然實際不會滿功率，一半也是每天三千多多噸，換算成實際煤量還要大不少）要有專門的萬噸級碼頭或者火車站，卸煤輸煤儲煤，需要卸煤機、幾公里長的皮帶、堆煤場、堆取煤機、破碎機、篩選機

為了準備除鹽水需要一個小規模自來水廠的各種設備再加上各種離子交換、過濾、各種檢測設備檢測鍋爐每個節點的水、蒸汽質量

為了冷卻乏汽，需要大量的冷卻水或者建冷卻塔（就是內地電廠常見的白色雙曲線巨大口徑的煙囪狀物）

為了煙氣中的粉塵，除塵需要三級或更多靜電除塵，目前環保標準提升，很多還要加上布袋除塵（跟吸塵器差不多），產生的粉塵需要專門的運輸、儲存、卸載

為了煙氣中的硫，需要一整套脫硫設備，這個不同方法各有不同設備，基本相當於一個小化工廠

為了煙氣中的氮氧化物，需要脫硝設備，基本等於另一個小化工廠

其它還有壓縮空氣系統，發電機冷卻用的氫氣的製備、儲存系統，點火用的柴油的儲存傳輸系統

這樣聽起來可能很一般，但是真正複雜的在於，上面這些任何一部分出了問題，整套火電機組就用不了了，這整體是一套系統。

高鐵上手機答一發，以上答案基本上都是從硬體，設備，工藝的繁雜龐大角度出發，因為硬體設備複雜，使這幾千個設備，兩萬溫度壓力開關狀態等各種測點等等的有機結合，和動態適應，以及變工況下各種設備自動控制與系統耦合問題的解決，也是目前民用工業里的皇冠之一。

火電廠要保證變負荷下的參數穩定，需要使進入鍋爐的燃料量，風量，水量，攜帶煤粉所需的動力風量，爐膛里的空氣動力場，汽輪機進汽調門，等等因素時刻處在一個受控，動態平衡，相互匹配的狀態之中。

現代發電廠幾千個設備，只需要兩三個運行人員，絕大部分操作都是自動進行，事實上現代電廠的複雜程度，已經不是人力能解決的問題了。

而且鍋爐是一個大慣性，大遲延，被控對象多，耦合關係嚴重的高階系統，與之匹配的汽輪機則是一個小慣性小遲延但是又特別嬌貴的一個部件，讓他們倆結合起來一起工作，是一項很艱巨的任務。

所有參數都有相應的報警機制，有的嚴重報警甚至會直接停機，一個操作不慎可能半個西安的用電量就沒了。所以啊，電力工人不易~請大家愛護電力狗~

圖是火電廠一些重要參數的變化趨勢，最後的調試階段就是整天看這些曲線找出問題所在不斷優化各種控制參數，主要是PID參數和前饋參數以及一些設備的參數限制之類

大家說的都是電廠的設備，這屬於硬體方面，電廠要能運行，還需要多套控制來監控這些複雜的設備。這些控制系統的硬體和其中控制策略也是非常複雜的，其複雜程度與科技含量相對於被控對象毫不遜色。如果把電廠比作一個人的話，煤（或其他燃料）就是食物，水就是血液，各種設備就是骨骼、臟器、肌肉，各種信號電纜和光纜就是神經系統，控制系統就是大腦了。

我雖不是自動化專業出身，但是在火電自動化行業10年了。就每天接觸的DCS系統簡單說說吧。

DCS是分散控制系統的英文縮寫，目前火電廠主設備多由DCS系統來控制。簡單來說，就是通過一些分散的計算機，完成對火電廠主輔設備的控制。主設備：爐機電；主要輔機：送引排磨；輔機：水煤灰脫硫脫硝等等。

先說硬體方面：

目前主流的火電廠，單台機組的主DCS系統的測點容量應該是在7000左右，這些測點通過數據採集模塊進入DCS系統，分散到幾十個控制器中進行運算和處理。數據採集模塊通常稱為IO模塊，控制器稱為DPU，DPU+IO模塊+網路設備，構成了DCS系統的核心，DCS還需要一些提供人機界面，供操作人員使用，這些人機介面通常是以計算機的形式存在的，他們稱為上位機。

這圖是從工控網上找的，是和利時的DCS系統圖，不是我所在公司哦。

由於DCS系統的重要性很高（大腦么），出安全考慮，DCS系統的多數設備都是冗餘的。所謂的冗餘，簡單說就是做了兩套一模一樣的東西，一個為主控，一個為備用；備用時刻監視主控，一旦發現異常，立即接過控制權，繼續執行任務。

由於有了冗餘的存在，整個系統的硬體架構就大大複雜了，電源系統、網路系統、DPU等設備都是兩套，有的極端情況，IO模塊也是冗餘配置的。冗餘設備之間如何相互監控，如何實現無擾切換，都是非常複雜的問題。

為了讓大家了解一下DCS的複雜程度，我就挑其中不太複雜的歷史記錄部分來具體說說：

由於火電廠系統複雜，一旦出現故障，單靠監控人員的會議根本無法判斷故障原因，這就需要一套歷史記錄系統，隨時記錄系統的情況，在有問題時，技術人員可以調去歷史數據幫助故障分析。

系統中所有的IO測點（通常還要加上重要的中間測點）每一秒鐘的數據變化都要進入歷史資料庫。對於部分重要測點，一秒鐘的解析度是遠遠不夠的，歷史記錄需要精確到毫秒數量級，這些測點（稱為SOE測點）就需要特殊處理，在IO模塊中採集數據時，就打上時間標籤送入DPU中。如果SOE測點處於不同的DPU中，這些DPU之間還有一個時間同步的問題。DCS系統一般都有自己的對時系統，確保系統內的各單元之間的時間一致，但是其精度較低，通常是秒級的，不符合SOE的要求，這就需要另外配置一套時鐘系統，將高精度時鐘信號直接送入DPU中，以確保各個DPU的時間誤差在1ms以下。時鐘信號的來源通常是一套GPS系統，這兩年也有開始使用北斗系統的（我國自己的衛星定位和對時系統），還有兩套一起用的（這也是冗餘）。

由於歷史數據的重要性，歷史站（存儲歷史數據的計算機）也是冗餘配置的。但是歷史站的冗餘相對簡單，因為它們只是同時工作，不涉及到相互監視和切換的問題。有時候，為了進一步確保歷史數據的可靠性，歷史站還會用到硬碟的冗餘技術。

軟體方面：

其實吧，我的工作主要偏向硬體和管理。說軟體方面的東西，有點兒班門弄斧，很可能被行家笑話。不過既然開頭了，還是硬著頭皮寫吧。如有錯漏之處，還望指出。

火電廠的控制，其實就是工業領域的自動化控制。在我的理解，系統的軟體最核心的東西可以分成兩部分，控制策略和軟體平台。

=控制策略，是技術人員為被控設備制定的運行規則，就是讓計算機知道該如何控制設備。類比一般軟體開發，就是軟體的"需求"，或稱為"功能說明書"。

=軟體平台，就是在控制系統中實現控制策略的基礎平台。類比一般的軟體開發，就是開發環境，就像VS平台之類的。

將功能說明書的內容在軟體平台中實現的過程叫做組態。由於控制系統的組態人員的編程經驗有限，所以組態軟體的使用要比一般的軟體開發環境簡單很多（否則就直接把"組態"叫編程了）。現代的控制系統軟體平台，通常使用圖形化的組態環境，組態的過程通常不需要編寫代碼，使用者只要拖放演算法塊，再將各個演算法塊用線連接起來，就完成基本的組態了。

圖：一款控制系統軟體的組態界面（基於Visio開發）

軟體平台除了核心的組態功能以外，還承擔了製作UI界面、維護系統狀況等多項任務，再次就不一一說明了。

在工業自動化領域，DCS系統的軟體平台通常與DCS系統硬體捆綁銷售，二者之間結合緊密。通常我們將兩者合稱為DCS系統。各個DCS廠商的軟體平台是相對穩定的，不會因電廠不同而改變。

而控制策略，對於每一個電廠都是各不相同的。會根據電廠所使用的設備等因素而有所不同。

有了軟體平台和控制策略，再加上組態，就可以讓DCS系統實現對電廠設備的控制，但是這還不夠，還需要一個叫做軟體調試的階段（也叫做現場調試）。就是在DCS系統與現場設備實現連接之後，對軟體進行的測試、調整、除錯、改進等工作。類比一般的軟體開發，有點兒像是測試與除錯。在機組正式投產之後，為了優化機組運行的經濟性和穩定性，通常還要對控制策略進行優化。

在我看來，軟體調試和策略優化，本質上是對控制策略進行調整，可以模糊地看做是控制策略的一部分。但是在實際工作中，控制策略的制定、軟體調試、策略優化在時間上是有著明確分隔的，所以它們也可以看做是控制策略工作的三個階段。

對於新建電廠來說，控制系統的軟體相關工作主要是以下幾個階段。

首先要確定DCS系統供應商。
之後設計單位彙集各個設備廠家提供的資料，再由電廠、設計院、DCS廠家三方（有時還會有調試單位的參與）根據這些資料，確定控制策略，形成功能說明書。這個階段需要2~3個月的時間。
之後就是根據控制策略來進行組態，這一般也要消耗2-3個月的時間。
再往後就是現場調試了，一般會持續3-4個月時間。
機組設備和控制策略調試完成後，還許通過連續1周的滿負荷運行測試（通常叫做168試運），通過之後才算正式投產。
機組投產之後，根據實際需求進行優化。

火電廠相對於其他的工業領域來說，被控對象是比較複雜的。@Ground 的答案裡面也說到了：

軟體系統也是非常複雜的
負荷降低了，整個系統參數怎麼調整
負荷升高了怎麼辦
這遠遠不是想多發點就多放點煤，想少發就少放點煤那麼簡單
很多設備還要有備用，連鎖，旁路
還有大量PID和協調的參數
從頭寫一套能寫的人想死

為了說明複雜度，就拿「升負荷」簡單舉例吧（以下完全按照門外漢的思路說的，專業人士請對其中不嚴謹之處無視吧）：

機組正在穩定運行，這個時候電網的調度發來指令「用電需求提升了，你多發點兒」。哦，多發點，那就要讓更多的蒸汽進入汽輪機；為了產生更多的蒸汽，就要多加煤；不過燃燒不止是煤的問題，還需要空氣啊，那就得讓更多的空氣進入爐膛；等等，還沒完，蒸汽是水變的啊，不加水哪行啊！

就這樣，為了提升發電量，需要調整煤、空氣、水的量。而且還不能一下子增加，還要逐漸增加；並且這些東西不能同時加，得有先後次序；加的時候還得監視著各種溫度、壓力、流量，一旦出現異常還得有後備手段。不按照一定的套路做，輕則造成工況擾動，重則跳爐停機，那就是事故了。

而這個套路，就是所謂的控制策略。

置於控制策略的調試和優化，那說道就更多了，這些我就不懂了。只說一位前輩跟我說的：「調試不是技術是藝術，光學是學不到的，得悟」，玄乎吧？哈哈

就侃到這兒吧！

Again，如果您發現有錯誤，麻煩您及時指正，謝謝！

1.首先是理論上的不足和缺陷，固體顆粒的燃燒過程並沒有被研究透徹，對燃燒情況的控制能力相對來說是比較薄弱的，帶有很強的經驗性。

2.其次是系統組成及其控制的複雜，成千上萬的閥門，管道，儀錶，執行機構的控制，還有幾十個功能各異系統之間的耦合，需要在保證安全的情況下高效率的運行。

3.最後是運行情況的複雜，中國的火力發電廠由於入口煤種和負荷需求的變化很大，對整個電廠系統的設計，運行和檢修提出了更高的要求。

P.S. 同學圈我的時候我正在現場調試，真tm是門藝術活！

看了一下貌似沒有說電廠化學的呀，先佔個坑等考完研再來填~考研之前還整天刷知乎隱隱有種作死的感覺...

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考完來更新了...

如果說前面那些答案說的幾大主機是火電系統的內髒的話，那麼電廠里的化水系統可以說是血液循環系統了。水的循環與鍋爐、汽輪機以及後期的煙氣處理、爐渣處理等都有很大的關係。這裡我主要說一下比較重要的鍋爐水處理系統，畢竟整個系統太複雜了不容易做到面面俱到。

這個圖是火電廠的生產流程，不過因為這個軟體比較老了這個示意圖是以300MW機組為藍本的，現在新上的1000MW的機組已經不使用這種帶有汽包的鍋爐結構了。在這個圖中綠色的管線代表的是水的流向，紅色的管線代表的是蒸汽的流向。

以下我分補給水處理系統、凝結水精處理系統、給水和爐水處理這三個比較重要的系統說一下。

1、補給水處理系統

1.1 預處理系統

從泵房來的江水進入斜板沉澱池和機械攪拌澄清池中。電廠一般會使用機械攪拌澄清池或斜板沉澱池，有些電廠只用一種有些兩種都用。機械攪拌澄清池和斜板沉澱池使用時一般會加入一些混凝劑。沉澱池原水母管用沉澱池加藥泵；澄清池和輔助原水用澄清池加藥泵。出水分別進入工業水池和濾池。工業水池用水用於工業用水和高壓消防。濾池過濾後的水一部分進入生消水池用於生活和消防用水，一部分進入生水池然後通過生水泵打入補給水後續制水系統。

下面這個圖是機械攪拌澄清池的原理圖

1.2 超濾和反滲透預除鹽

生產流程：

生水母管→生水泵→自動反衝洗過濾器→超濾裝置→超濾水箱→超濾水泵→保安過濾器→反滲透高壓泵→RO裝置→淡水箱→淡水泵

超濾是在外界推動力(壓力)作用下去除預處理系統中未除盡的懸浮物、大分子有機物和膠體有機物顆粒，降低SDI值，從而保護反滲透膜不受污染和堵塞。反滲透設備是採用膜分離手段來除去水中的離子、有機物及微細懸浮物（細菌、膠體微粒），以達到水的脫鹽純化目的。超濾和反滲透系統中共有5套加藥裝置：加酸、加鹼、加次氯酸鈉、加還原劑、加阻垢劑，每套加藥裝置安裝在一個整體的框架上。

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慢慢更...

嘛，好多，從何說起……

隨便貼幾張圖先……

註：部分圖片來自網路

人認識一件事物，總是要經歷三個階段。

看山是山，看水是水。

看山不是山，看水不是水。

看山是山，看水是水。

在我進電廠時，乾的是外圍環保。

後來轉到主控。

一開始，看所有東西，不就是個用煤燒水，水變水蒸氣推動汽輪機帶動發電機做功么。

後來學習了一段時間，每天看著一堆主設備和輔助設備，請腦補王寶強畫面，啥，啥，啥這都是啥！

每天跟著系統圖倒流程，就地找對應設備，每天都在解鎖新技能，我擦，這玩意真高級，這個東西碉堡了！這玩意到底咋回事，看求不懂啊。媽的這管子倒著倒著進牆了，從哪冒出來呢？

現在再回過頭再看，媽的，不就是控制個煤燒水，就是個燒鍋爐的。

這也就是干這行的都覺得自己是燒鍋爐的。

所以，你說這玩意複雜也複雜，說簡單也簡單。

我是某燃氣蒸汽聯合循環二拖一機組的DCS維護人員，從我廠土建開始一直到過168，完整的參加過整個項目的自動控制部分的安裝調試工作。

二拖一的意思就是兩台300MW燃機經過鍋爐燒水帶一個汽輪機，每台燃機汽機分別帶一個300MW發電機。說幾個參數吧：燃機第一級透平葉片入口溫度1400攝氏度，而且在每片葉片上還要根據空氣動力學精確開出導流孔，並且對鑄造要求極高，必須縱向結晶，不僅如此還要求塗上特殊隔熱材料；鍋爐主蒸汽額定壓力13MPa；控制系統中每台燃機五千個點，汽機五千個點，除此之外整套機組還有兩萬七千個點，對於前邊提到的SOE點，解析度達到八分之一毫秒，也就是一秒鐘八千次，等等。

簡單起來幾張紙就能把要點寫完，複雜起來到你干二三十年只能精通一部分。這麼巨大的機器，要招的人涉及了一個理工科大學一半的專業，你說呢？

更複雜的還有電網之間的合併，電的輸送等。涉及到很多基礎學科。

涵蓋鍋爐、汽機、電氣、輸煤、化學、除灰、脫硫、空冷（水冷）各個環節相互聯動，環環相扣。任何一個環節出現故障都會造成停機。除氧水從給水泵到高低加註入水冷壁變成無色無味高溫高壓蒸汽進入高低壓缸做功，煤從卸煤機到磨煤機變成煤粉到鍋爐切角燃燒同步脫硫。上萬個機械、電器同步協調運行。升壓站-併網發電。

有時候僅僅是一個測點故障就會引起停機事故。

挖個坑，回頭填，看來沒有怎麼介紹發電機的，算是我的工作專業了。