发电厂知识讲座

能源、发电知识讲座企划部1目录第一章能源概述第一节能源开发与利用第二节火力发电第二章项目名词解释专题第三章其他能源电厂第一节风力发电第二节水力发电第三节太阳能发电第四节其他能源发电23第一节能源开发与利用一、能源资源能源资源是指为人类提供能量的天然物质。它包括煤、石油、天然气、水能等，也包括太阳能、风能、生物质能、地热能、海洋能、核能等新能源。能源资源是一种综合的自然资源。纵观社会发展史，人类经历了柴草能源时期、煤炭能源时期和石油天然气能源时期，目前正向新能源时期过渡，并且无数学者仍在不懈地为社会进步寻找开发更新更安全的能源。但是，目前人们能利用的能源仍以煤炭、石油、天然气为主，在世界一次能源消费结构中，这三者的总和约占93%左右。4第二节火力发电火力发电厂简称火电厂，是利用煤、石油、天然气或其他燃料的化学能生产电能的工厂。我国电源构成是以火电为主，至2010年底，全国总装机容量为44070万kW，火电装机容量为32490万kW,占我国发电装机总容量的73.7%。火电厂按使用燃料的不同可分为燃煤、燃油和燃气等几类电厂。我国的煤炭资源比较丰富，燃煤火电厂是我国目前电能生产的主要方式。火电厂的分类（按蒸汽参数）与容量中低压:3.4MPa，435℃,6\12\25\50MW，高压：9.8MPa，540℃，50\100MW，超高压:13.7MPa，535℃，125\200MW，亚临界：16.2MPa，540℃，300\600MW，超临界：24MPa，566℃600\800MW，超超临界电厂：28MPa以上，1000MW以上1MPA=10大气压力=10.3323kg/cm2.即相当于10.332公斤/平方厘米的压力.6第二节火力发电过程分解组成：①燃料系统：完成燃料输送、储存、制备的系统。燃煤电厂具有卸煤设施、煤场、上煤设施、煤仓、给煤机、磨煤机等设备；燃油电厂备有油罐、加热器、油泵、输油管道等设备。7第二节火力发电②燃烧系统:完成燃料燃烧过程,使燃料化学能转化为蒸汽热能的系统。主要有燃烧器、炉膛、送风机、引风机、除尘器、除灰设备等。8第二节火力发电③汽水系统：完成蒸汽热能转化为机械能的系统。主要有锅炉的汽水部分、汽轮机及其辅助设备，如凝汽器、除氧器、回水加热器、给水泵、循环水泵、冷却设备等。9第二节火力发电④电气系统：完成机械能转化为电能的系统。主要有发电机、主变压器、断路器、隔离开关、母线等。⑤控制系统：完成生产过程中的参数测量及自动化监控操作的系统。10第二节火力发电具体环节图片第二章项目名词解释专题1112三大主机设备锅炉将燃料的化学能转化为蒸汽热能，蒸汽机将蒸汽热能转化为机械能，发电机将机械能转化为电能。锅炉、汽轮机、发电机是常规火力发电厂的三大主机。动力设备就是指锅炉、汽轮机及其附属设备与热力系统。13一、锅炉锅炉是火力发电厂的主要热力设备之一，其作用是：燃料在炉膛内燃烧将其化学能转变为烟气热能；烟气热能加热给水，水经过预热、汽化、过热三个阶段成为具有一定压力、温度的过热蒸汽。锅炉由锅炉本体和辅助设备两大部分组成。（1）锅炉本体实际上就是一个庞大的热交换器，由“锅”和“炉”两部分组成的。（2）锅炉的辅助设备主要包括供给空气的送风机、排除烟气的引风机、煤粉制备系统以及除渣、除尘设备等。141、锅本体（1）省煤器（2）汽包（3）下降管（4）水冷壁（5）过热器（6）再热器2、炉本体（1）炉膛（2）燃烧器（3）空气预热器锅炉15汽轮机由汽轮机本体和汽轮机辅助设备两部分组成。1、本体由静止部分、转动部分、主汽门、调节汽门等组成。2、辅助设备主要包括凝汽设备、回热加热设备、调节保安装置、供油系统等。3、汽轮机本体及其辅助设备由管道和阀门连成一个整体，称为汽轮机设备。4、汽轮机和发电机的组合称为汽轮发电机组。二、汽轮机三、发电机通常由定子、转子、端盖及轴承等部件构成。由轴承及端盖将发电机的定子，转子连接组装起来，使转子能在定子中旋转，做切割磁力线的运动，从而产生感应电势，通过接线端子引出，接在回路中，便产生了电流。16第三章其他能源电厂1718第一节风力发电从能量转换观点来看，风力发电的能量转换过程为：空气动能→旋转机械能→电能，因此发电设备的关键在于将截获的流动空气所具有的动能转化为机械能。风电场图片机组的总体结构20控制系统风轮增速器发电机主继电器主开关熔断器变压器晶闸管电网风变桨风速转速并网功率无功补偿风21第一节风力发电二、风力发电的运行方式风力发电的运行方式通常可分为独立运行和并网运行。1、独立运行发电机组的独立运行是指机组生产的电能直接供给相对固定的用户的一种运行方式。独立运行的风力发电机输出的电能经蓄电池蓄能，再供应用户使用。22第一节风力发电2、并网运行风力发电机与电网连接，向电网输送电能的运行方式在风能资源良好的地区，将几十、几百台或几千台单机容量从数十千瓦、数百千瓦直至兆瓦级以上的风力发电机组按一定的阵列布局方式成群安装而组成的风力发电机群体，其发出的电能全部经变电设备送往大电网。23第二节水力发电水电站是将水能转变成电能的工厂，其能量转换的基本过程是：水能→机械能→电能。按利用能源的种类，水电站可分为：（1）将河川中水能转换成电能的常规水电站，也是通常所说的水电站，按集中落差的方法它又有三种基本形式，即堤坝式、引水式和混合式；（2）调节电力系统峰谷负荷的抽水蓄能式水电站；（3）利用海洋能中的水流的机械能进行发电的水电站，即潮汐电站、波浪能电站、海流能电站。24第二节水力发电一、坝式水电站在河道上拦河筑坝建水库抬高上游水位，集中发电水头，并利用水库调节流量生产电能的水电厂，称为坝式水电站。按照水电站厂房与坝的相对位置的不同，坝式水电站可分为河床式和坝后式两种基本型式。25第二节水力发电二、引水式水电站三、混合式水电站四、抽水蓄能式水电站26第二节水力发电五、水电站的主要动力设备常规水电站主要由挡水建筑物、泄水建筑物、排沙设施、发电引水系统、发电系统以及其他引水设施和过坝设施等组成。这里，仅介绍发电设备中的主要动力设备——水轮机。仅利用水流的动能转换为机械能的水轮机称为冲击式水轮机。同时利用水流的压能、动能转换成机械能的水轮机称为反击式水轮机，反击式水轮机是应用最广泛的一种水轮机。27引水式电站图1－1水电站示意图1－水库；2－压力水管；3－水电站厂房；4－水轮机5－发电机；6－尾水渠道坝式水电站水轮发电机组29第四节其他能源发电一、核能发电核电厂是利用核裂变能转化为热能，再按火电厂的发电方式，将热能转换为电能，它的原子核反应堆相当于锅炉。核反应堆中，除装有核燃料外，还以重水或高压水作为慢化剂和冷却剂，所以，反应堆又可分为重水堆、压水堆等。图1—21为压水堆核电厂发电方式示意图。核反应堆内，铀-235在中子撞击下，使原子核发生裂变，产生的巨大能量主要以热能形式被高压水带至蒸汽发生器，在此产生蒸汽，送至汽轮发电机组。1kg铀-235所发出的电力约等于2700t标准煤所发出的电力。核能利用核武器利用能自持进行核裂变或聚变反应释放的能量，产生爆炸作用，并具有大规模杀伤破坏效应的武器的总称。其中主要利用铀235(U-235)或钚239(239Pu)等重原子核的裂变链式反应原理制成的裂变武器,通常称为原子弹;主要利用重氢等轻原子核的热核反应原理制成的热核武器或聚变武器，通常称为氢弹。1945年8月6日，美国空军B-29超级堡垒轰炸机在广岛投掷核武器“小男孩”1945年8月9日上午11时02分，继袭击广岛之后，美军对日本实施第二次原子弹袭击。“胖子”投到长崎市中心。1964年10月16日15时，中国的第一颗原子弹爆炸了，这个耀眼的瞬间立刻震撼了全世界。切尔诺贝利1986年4月26日日本福岛2011年3月12日什么叫核电站？将原子核裂变释放的核能转换成热能，再转变为电能的系统和设施，通常称为核电站。核电站工作原理前言核岛BOPBOP37第四节其他能源发电二、生物质能发电生物质能是绿色植物通过叶绿素将太阳能转化为化学能而储存在生物质内部的能量。生物质能是由太阳能转化而来，是可再生能源。生物质能发电厂的种类较多，规模大小受生物质能资源的制约，主要有；垃圾焚烧发电厂、沼气发电厂、木煤气发电厂、薪柴发电厂、蔗渣发电厂等。38第四节其他能源发电三、地热发电地球本身就是一个巨大的热库，其内部蕴藏的热能即“地热能”，是取之不尽的可再生能源。在未来一段时期内能够经济、合理地利用的地热能称为地热资源，目前人类只是开发利用了其中的极少一部分。1、地热资源的类型地热资源根据其在地下储热中存在的不同形式，可以分为五种类型：（1）蒸汽型地热资源。（2）热水型地热资源。（3）地压型地热资源。（4）干热岩型地热资源。（5）岩浆型地热资源。39第四节其他能源发电四、海洋能发电海洋能通常指海洋中所蕴藏的可再生的自然能源，主要为潮汐能、波浪能、海流能（潮流能）、海水温差能和海水浓度差能。潮汐能和潮流能来源于太阳和月亮对地球的引力作用，其他海洋能均源自太阳辐射。1、潮汐电站潮汐能是指海水潮涨和潮落形成的水的势能，多为10m以下的低水头，平均潮差在3m以上就有实际应用价值，潮汐电站目前已经实用化。在潮差大的海湾入口或河口筑坝构成水库，在坝内或坝侧安装水轮发电机组，利用堤坝两侧潮汐涨落的水位差驱动水轮发电机组发电。潮汐电站有单库单向式、单库双向式、双库式等几种开发形式。40第四节其他能源发电2、波浪能电站波浪能是海洋表面波浪所具有的动能和势能，是被研究得最为广泛的一种海洋能源。波浪能电站是利用波浪的上下振荡、前后摇摆、波浪压力的变化，通过某种装置将波浪的能量转换为机械的、气压的或液压的能量，然后通过传动机构、气轮机、水轮机或油压马达驱动发电机发电的电站。3、海流能电站海流能是海水流动的动能，主要是指海底水道和海峡中较为稳定的海水流动以及由于潮汐导致的有规律的海水流动。海流发电装置的基本形式和风力发电相似，又称为水下风车。