課程內(nèi)容和發(fā)電形式.ppt
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發(fā)電廠(chǎng)電氣部分(32學(xué)時(shí)),主講:張東英E-mail:zdyingmail@Tel:80798449,緒論本課程的主要內(nèi)容,發(fā)電廠(chǎng),升壓站,輸電網(wǎng),降壓站,配電網(wǎng),用戶(hù),電力生產(chǎn)過(guò)程:發(fā)電+輸電+變電+配電+用電,電力網(wǎng)示意圖,發(fā)電廠(chǎng),變電站,本課程知識(shí)體系,發(fā)電廠(chǎng)和變電站的電氣部分,相關(guān)課程間的聯(lián)系,第一章能源與發(fā)電,1、能源的分類(lèi)2、電能的特點(diǎn)3、發(fā)電廠(chǎng)的類(lèi)型4、各種類(lèi)型發(fā)電廠(chǎng)的生產(chǎn)過(guò)程和特點(diǎn),一、能源分類(lèi),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,,二、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(wú)氣體和噪聲污染,三、發(fā)電廠(chǎng),----------能量轉(zhuǎn)換站,發(fā)電廠(chǎng)的類(lèi)型,,火力發(fā)電廠(chǎng):燃料的化學(xué)能----電能,水力發(fā)電廠(chǎng):水的位能----電能,核能電廠(chǎng):核裂變能----電能,地?zé)犭姀S(chǎng):地?zé)崮?---電能,潮汐電廠(chǎng):海洋能----電能,風(fēng)力發(fā)電廠(chǎng):風(fēng)能----電能,太陽(yáng)能電站:太陽(yáng)能----電能,,四、發(fā)電廠(chǎng)的生產(chǎn)過(guò)程(自學(xué)),1、火電廠(chǎng)的生產(chǎn)過(guò)程鍋爐主要設(shè)備: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,,火電廠(chǎng)的生產(chǎn)過(guò)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(chǎng)的分類(lèi),按燃料分類(lèi):,按蒸汽壓力和溫度分類(lèi),按原動(dòng)機(jī)分類(lèi),按輸出能源分類(lèi):,按裝機(jī)容量分類(lèi):,燃煤電廠(chǎng)、燃油電廠(chǎng)、燃?xì)怆姀S(chǎng)、余熱電廠(chǎng),中低壓電廠(chǎng)---蒸汽壓力3.92MPa,溫度450℃,單機(jī)小于25MW高壓電廠(chǎng)---9.9MPa,540℃,小于100MW超高壓電廠(chǎng)---13.83MPa,540/540℃,小于200MW亞臨界壓力電廠(chǎng)---16.77MPa,540/540℃,300~1000MW超臨界壓力電廠(chǎng)---21.11MPa,550/550℃,600、800MW及及以上,,凝汽式汽輪機(jī)電廠(chǎng)、燃?xì)廨啓C(jī)電廠(chǎng)、內(nèi)燃機(jī)電廠(chǎng)、蒸汽-燃?xì)廨啓C(jī)電廠(chǎng),,凝汽式發(fā)電廠(chǎng)(效率30%~40%)、熱電廠(chǎng)(效率60%~70%),小容量電廠(chǎng)、中容量電廠(chǎng)、大中容量電廠(chǎng)、大容量電廠(chǎng)100MW以下100~250MW250~1000MW1000MW以上,*,火力發(fā)電的特點(diǎn),☆除坑口電廠(chǎng)外,火電廠(chǎng)選址布局較靈活,有利于合理配置有功和無(wú)功電源,裝機(jī)容量可按需要決定?!罨痣姀S(chǎng)相對(duì)于水電廠(chǎng),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(chǎng)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)?!罨痣姀S(chǎng)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(chǎng))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,我國(guó)主要的大型火力發(fā)電廠(chǎng),石景山、大港、軍糧城、盤(pán)山、陡河、邢臺(tái)、張家口、華能上安、秦皇島熱電廠(chǎng)、西柏坡、大同二廠(chǎng)、神頭一廠(chǎng)、神頭二廠(chǎng)、漳澤、陽(yáng)泉二廠(chǎng)、豐鎮(zhèn)、通遼、元寶山、伊敏、達(dá)旗、托克托、清河、錦州、遼寧、鐵嶺、華能大連、綏中、雙遼、富拉而基二廠(chǎng)、哈爾濱三發(fā)、牡丹江二廠(chǎng)、石洞口、吳涇、外高橋、望亭、諫壁、徐州、常熟、鎮(zhèn)海、北侖港、平芋、鄒縣、鄒縣二廠(chǎng)、華能德州、十里泉、石橫、秦嶺、渭河、靖遠(yuǎn)(甘肅)、大壩(寧夏)、焦作、姚孟、洛河、漢川(湖北)、陽(yáng)邏、豐城(江西)、華能福州、沙角A、沙角C、黃浦、媽灣,2、水電站的生產(chǎn)過(guò)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(guò)水輪機(jī)的水量,m3/sη---水電廠(chǎng)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(lèi),水電廠(chǎng),,按集中落差方式分類(lèi),按徑流調(diào)節(jié)的程度分類(lèi),水電廠(chǎng),,有調(diào)節(jié)水電廠(chǎng),無(wú)調(diào)節(jié)水電廠(chǎng),,日調(diào)節(jié)水電廠(chǎng),年調(diào)節(jié)水電廠(chǎng),多年調(diào)節(jié)水電廠(chǎng),*,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(chǎng)房建在壩后,不承受水壓。特點(diǎn):形成蓄水庫(kù),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(mén)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(chǎng)房和壩建在一起,構(gòu)成攔河建筑物的一個(gè)組成部分。廠(chǎng)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(chǎng),,,,*,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(chǎng)。,,引水式,無(wú)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(wú)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。,,,*,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?!钐烊涣髁渴芩摹庀蟮茸匀粭l件影響,利用水庫(kù)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?!钆d建水庫(kù)會(huì)帶來(lái)一定的弊端,梯級(jí)電站及抽水蓄能電站,梯級(jí)電廠(chǎng)----根據(jù)河流條件將河流分成若干段,每段各自建立水電廠(chǎng),上游的水發(fā)電后放入下游,供下游各級(jí)電廠(chǎng)繼續(xù)利用發(fā)電。抽水蓄能電廠(chǎng)----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(chǎng)發(fā)電,發(fā)過(guò)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(kù),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(méi)污染且能美化環(huán)境可用于蓄能,,我國(guó)主要的大型水電廠(chǎng),白山(松花江)、水口(閔江)、五強(qiáng)溪(沅水)、葛洲壩(長(zhǎng)江)、三峽(長(zhǎng)江)、隔河巖(清江)、廣州抽水蓄能(流溪河支流)、鹽灘(紅水河)、二灘(雅礱江)、天生橋(南盤(pán)江)、漫灣(瀾滄江)、劉家峽(黃河)、龍羊峽、李家峽、小浪底、龔咀(大渡河),三峽電站,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(chǎng)。其中,左一電廠(chǎng)裝機(jī)8臺(tái),出線(xiàn)5回;左二電廠(chǎng)裝機(jī)6臺(tái),出線(xiàn)3回;右一、右二電廠(chǎng)裝機(jī)均為6臺(tái),出線(xiàn)分別為4回和3回。,3、核電站的生產(chǎn)過(guò)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(lái)轉(zhuǎn)動(dòng)汽輪發(fā)電機(jī)發(fā)電。,原子能種類(lèi)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(lèi),沸水堆,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。,,壓水堆,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,核電廠(chǎng)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(chǎng)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(lái)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(chǎng)房中安全殼:反應(yīng)堆廠(chǎng)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(wú)溫室效應(yīng)壽期長(zhǎng)缺點(diǎn)建設(shè)投資比火電廠(chǎng)和水電站大。,,大亞灣核電站,秦山一期:30萬(wàn)kW,原型壓水堆,1985年開(kāi)工,1991年并網(wǎng)秦山二期:260萬(wàn)kW,壓水堆,1996年開(kāi)工,2002年并網(wǎng)秦山三期:272.8萬(wàn)kW,重水堆,1998年開(kāi)工,2002、2003年并網(wǎng)(與加拿大合建)大亞灣:298.4萬(wàn)kW,壓水堆,94年投入運(yùn)行嶺澳:299萬(wàn)kW,壓水堆,2002、2003年投入運(yùn)行,“九五”最大的能源項(xiàng)目,作業(yè):1-31-41-51-6,- 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