發(fā)電廠電氣部分第1章 能源與發(fā)電

第一章能源和發(fā)電教學(xué)內(nèi)容1、能源的分類2、電能的特點(diǎn)3、發(fā)電廠的類型4、各種類型發(fā)電廠的生產(chǎn)過程和特點(diǎn)能源分類一次能源二次能源電力、焦炭、煤氣、汽油、煤油、柴油、重油、氫能、沼氣、酒精、蒸汽、熱水等電能的特點(diǎn)便于大規(guī)模生產(chǎn)和遠(yuǎn)距離輸送方便轉(zhuǎn)換和易于控制損耗小效率高無氣體和噪聲污染發(fā)電廠---能量轉(zhuǎn)換站發(fā)電廠的類型火力發(fā)電廠：燃料的化學(xué)能----電能水力發(fā)電廠：水的位能----電能核能電廠：核裂變能----電能地?zé)犭姀S：地?zé)崮?---電能潮汐電廠：海洋能----電能風(fēng)力發(fā)電廠：風(fēng)能----電能太陽能電站：太陽能----電能火電廠的生產(chǎn)過程主要設(shè)備：

鍋爐汽輪機(jī)發(fā)電機(jī)各種輔機(jī)礦物燃料的化學(xué)能----熱能----機(jī)械能----電能

課后自學(xué)：錄像片《火電廠生產(chǎn)過程》煤風(fēng)汽水1）燃燒系統(tǒng)以鍋爐為中心2）汽水系統(tǒng)以汽輪機(jī)為中心3）電氣系統(tǒng)火電廠的生產(chǎn)過程按燃料分類：按蒸汽壓力和溫度分類按原動(dòng)機(jī)分類按輸出能源分類:按裝機(jī)容量分類：燃煤電廠、燃油電廠、燃?xì)怆姀S、余熱電廠中低壓電廠---蒸汽壓力3.92MPa，溫度450℃，單機(jī)小于25MW高壓電廠---9.9MPa，540℃，小于100MW超高壓電廠---13.83MPa，540/540℃，小于200MW亞臨界壓力電廠---16.77MPa，540/540℃，300-1000MW超臨界壓力電廠---21.11MPa，550/550℃，600、800MW及及以上凝汽式汽輪機(jī)電廠、燃?xì)廨啓C(jī)電廠、內(nèi)燃機(jī)電廠、蒸汽-燃?xì)廨啓C(jī)電廠凝汽式發(fā)電廠（效率30%-40%）、熱電廠（效率60%-70%）小容量電廠、中容量電廠、大中容量電廠、大容量電廠100MW以下100-250MW250-1000MW1000MW以上*火電廠的分類火力發(fā)電的特點(diǎn)☆除坑口電廠外，火電廠選址布局較靈活，有利于合理配置有功和無功電源，裝機(jī)容量可按需要決定。☆火電廠相對(duì)于水電廠，建設(shè)周期短，一次性投資少，運(yùn)行費(fèi)用高，單位電量發(fā)電成本比水電廠高3-4倍?！钆c水電機(jī)組相比，火電機(jī)組啟動(dòng)、帶負(fù)荷、停機(jī)所需要的時(shí)間長(zhǎng)。☆火電廠效率同蒸汽參數(shù)有關(guān)，高參數(shù)機(jī)組比中低參數(shù)機(jī)組效率高?！罨痣姍C(jī)組最小出力受熱負(fù)荷（熱電廠）和鍋爐穩(wěn)定運(yùn)行最低蒸發(fā)量的制約?！顚?duì)環(huán)境的污染大水電站的生產(chǎn)過程水位能---機(jī)械能---電能主要設(shè)備：壓力水管、水輪機(jī)、發(fā)電機(jī)P=9.81ηQHP發(fā)電功率，kW；Q通過水輪機(jī)的水量，m3/sη水電廠效率H水的落差，m；堤壩式引水式混合式壩后式河床式水電站的分類按集中落差方式分類按徑流調(diào)節(jié)的程度分類有調(diào)節(jié)水電廠無調(diào)節(jié)水電廠日調(diào)節(jié)水電廠年調(diào)節(jié)水電廠多年調(diào)節(jié)水電廠*各類水電廠的結(jié)構(gòu)堤壩式壩后式河床式建在河水中上游山區(qū)峽谷地段。單獨(dú)筑壩，壩身高，水位高，廠房建在壩后，不承受水壓。特點(diǎn)：形成蓄水庫，以調(diào)節(jié)流量，引用流量大，電站規(guī)模大，綜合效益高。三門峽、劉家峽、白山、丹江口水電站

適用于平原上河床平緩地區(qū)，落差小，廠房和壩建在一起，構(gòu)成攔河建筑物的一個(gè)組成部分。廠房承受上游水的壓力，起擋水作用。

特點(diǎn)是：水頭低（小于30～40米）；擋水建筑物長(zhǎng)。葛洲壩、西津水電廠

*各類水電廠的特點(diǎn)混合式根據(jù)河流特點(diǎn)建造的兼有堤壩式和引水式兩種特點(diǎn)的水電廠。

引水式無壓引水有壓引水在河流上游，當(dāng)河床坡度較大時(shí)，可以借助坡降較小的引水道（修建隧洞和渠道）引水，用以集中水頭，以獲取最大落差。特點(diǎn)是：水頭較高（最高為1020米），流量小，無蓄水池調(diào)節(jié)流量；綜合利用價(jià)值低，電站規(guī)模也較小。

各類水電廠的特點(diǎn)水力發(fā)電的特點(diǎn)☆可綜合利用水能資源，不污染環(huán)境?！钔顿Y大，工期長(zhǎng)，但發(fā)電效率高，運(yùn)行成本低?！钐烊涣髁渴芩?、氣象等自然條件影響，利用水庫調(diào)節(jié)徑流可減少洪水和枯水期的差別?！钸\(yùn)行靈活，水電機(jī)組啟動(dòng)快，宜在電力系統(tǒng)擔(dān)任調(diào)峰、調(diào)頻和緊急備用。☆興建水庫會(huì)帶來一定的弊端梯級(jí)電站及抽水蓄能電站梯級(jí)電廠----根據(jù)河流條件將河流分成若干段，每段各自建立水電廠，上游的水發(fā)電后放入下游，供下游各級(jí)電廠繼續(xù)利用發(fā)電。抽水蓄能電廠----在下游增設(shè)一個(gè)大的儲(chǔ)水池，白天負(fù)荷高峰時(shí)電廠發(fā)電，發(fā)過電的水存入儲(chǔ)水池，夜間低負(fù)荷時(shí)把儲(chǔ)水池的水再抽回水庫，把電能再變成水的勢(shì)能，以備下一天負(fù)荷高峰時(shí)再發(fā)電。抽水蓄能電站的作用在系統(tǒng)中的作用調(diào)峰填谷備用調(diào)頻調(diào)相功能降低電力系統(tǒng)的燃料消耗提高火電設(shè)備利用率可作為發(fā)電成本低的峰荷電源對(duì)環(huán)境沒污染且能美化環(huán)境可用于蓄能26臺(tái)700MW的水輪發(fā)電機(jī)組，總裝機(jī)容量18200MW。三峽電站分為左岸和右岸電站，左、右岸電站又各分為兩個(gè)電廠。其中，左一電廠裝機(jī)8臺(tái)，出線5回；左二電廠裝機(jī)6臺(tái)，出線3回；右一、右二電廠裝機(jī)均為6臺(tái)，出線分別為4回和3回。三峽電站核電站的生產(chǎn)過程主要設(shè)備：核反應(yīng)堆+核蒸汽發(fā)生系統(tǒng)（=鍋爐)汽輪機(jī)、發(fā)電機(jī)核裂變能-------熱能-------機(jī)械能--------電能核燃料在反應(yīng)堆內(nèi)進(jìn)行核裂變的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，產(chǎn)生大量熱量，由冷卻劑（水或空氣）帶出，在蒸汽發(fā)生器中把熱量傳給水，將水加熱成蒸汽來轉(zhuǎn)動(dòng)汽輪發(fā)電機(jī)發(fā)電。原子能種類裂變反應(yīng)：重金屬元素如鈾、钚等的原子核發(fā)生分裂放出巨大能量。（原子彈）聚變反應(yīng)：輕元素如氫的同位素氘（ｄao）和氚等原子核聚合成較重的原子核如氦，放出巨大的能量。（氫彈）核電站反應(yīng)堆的分類利用沸騰水作為慢化劑，采用單回路系統(tǒng)，使汽輪機(jī)等設(shè)備有受放射性污染的可能。沸水堆用有壓力的水作為慢化劑和冷卻劑，采用蒸汽發(fā)生器，形成兩個(gè)獨(dú)立的循環(huán)系統(tǒng)，即水循環(huán)系統(tǒng)和蒸汽循環(huán)系統(tǒng)，可防止蒸汽受放射性污染壓水堆核電廠的系統(tǒng)組成：核島+常規(guī)島+輔助系統(tǒng)+控制系統(tǒng)+安全系統(tǒng)核島的核蒸汽供應(yīng)系統(tǒng)

一回路系統(tǒng)化學(xué)和容積控制系統(tǒng)：余熱排出系統(tǒng)/停堆冷卻系統(tǒng)：停堆時(shí)導(dǎo)出余熱安全注射系統(tǒng)/緊急堆芯冷卻系統(tǒng)控制、保護(hù)和檢測(cè)系統(tǒng)常規(guī)島系統(tǒng)

二回路系統(tǒng)：循環(huán)冷卻水系統(tǒng)電氣系統(tǒng)及廠用電設(shè)備核電站的安全性防止核泄漏的四道屏障燃料芯塊：核裂變產(chǎn)生的放射性物質(zhì)98%以上滯留在二氧化鈾芯塊中,不會(huì)釋放出來燃料元件包殼：燃料芯塊密封在鋯合金包殼內(nèi),防止放射性物質(zhì)進(jìn)入一回路水中一回路管道和容器：整個(gè)一回路都是耐高壓的,放射性物質(zhì)不會(huì)漏到反應(yīng)堆廠房中安全殼：反應(yīng)堆廠房是一個(gè)高大的預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土建筑,壁厚近一米,內(nèi)表面加有6毫米厚的鋼襯,防止放射性物質(zhì)進(jìn)入環(huán)境核電站的特點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)運(yùn)行安全穩(wěn)定節(jié)省煤、石油和天然氣節(jié)省燃料的運(yùn)輸費(fèi)反應(yīng)堆不需要空氣助燃，可建在地下水下和高山頂上對(duì)環(huán)境影響小，無溫室