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發(fā)電廠電氣部分（32學時）,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,升壓站,輸電網(wǎng),降壓站,配電網(wǎng),用戶,電力生產(chǎn)過程：發(fā)電+輸電+變電+配電+用電,電力網(wǎng)示意圖,發(fā)電廠,變電站,本課程知識體系,發(fā)電廠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2、電能的特點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,一、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,,二、電能的特點,便于大規(guī)模生產(chǎn)和遠距離輸送方便轉(zhuǎn)換和易于控制損耗小效率高無氣體和噪聲污染,三、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,地熱電廠：地熱能----電能,潮汐電廠：海洋能----電能,風力發(fā)電廠：風能----電能,太陽能電站：太陽能----電能,,四、發(fā)電廠的生產(chǎn)過程(自學）,1、火電廠的生產(chǎn)過程鍋爐主要設(shè)備：汽輪機發(fā)電機各種輔機礦物燃料的化學能----熱能----機械能----電能,,火電廠的生產(chǎn)過程,煤風汽水1）燃燒系統(tǒng)以鍋爐為中心,2）汽水系統(tǒng)以汽輪機為中心,3）電氣系統(tǒng),火電廠的分類,按燃料分類：,按蒸汽壓力和溫度分類,按原動機分類,按輸出能源分類:,按裝機容量分類：,燃煤電廠、燃油電廠、燃氣電廠、余熱電廠,中低壓電廠---蒸汽壓力3.92MPa，溫度450℃，單機小于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,,凝汽式汽輪機電廠、燃氣輪機電廠、內(nèi)燃機電廠、蒸汽-燃氣輪機電廠,,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,*,火力發(fā)電的特點,☆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，裝機容量可按需要決定?！罨痣姀S相對于水電廠，建設(shè)周期短，一次性投資少，運行費用高，單位電量發(fā)電成本比水電廠高3~4倍?！钆c水電機組相比，火電機組啟動、帶負荷、停機所需要的時間長。☆火電廠效率同蒸汽參數(shù)有關(guān)，高參數(shù)機組比中低參數(shù)機組效率高?！罨痣姍C組最小出力受熱負荷（熱電廠）和鍋爐穩(wěn)定運行最低蒸發(fā)量的制約?！顚Νh(huán)境的污染大,我國主要的大型火力發(fā)電廠,石景山、大港、軍糧城、盤山、陡河、邢臺、張家口、華能上安、秦皇島熱電廠、西柏坡、大同二廠、神頭一廠、神頭二廠、漳澤、陽泉二廠、豐鎮(zhèn)、通遼、元寶山、伊敏、達旗、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、哈爾濱三發(fā)、牡丹江二廠、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、華能德州、十里泉、石橫、秦嶺、渭河、靖遠（甘肅）、大壩（寧夏）、焦作、姚孟、洛河、漢川（湖北）、陽邏、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)過程,水位能---機械能---電能,主要設(shè)備：壓力水管、水輪機、發(fā)電機,P=9.81ηQHp---發(fā)電功率，KW；Q---通過水輪機的水量，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,水電廠,,按集中落差方式分類,按徑流調(diào)節(jié)的程度分類,水電廠,,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,*,堤壩式,壩后式,河床式,建在河水中上游山區(qū)峽谷地段。單獨筑壩，壩身高，水位高，廠房建在壩后，不承受水壓。特點：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組成部分。廠房承受上游水的壓力，起擋水作用。特點是：水頭低（小于30～40米）；擋水建筑物長。葛洲壩、西津水電廠,,,,*,混合式,根據(jù)河流特點建造的兼有堤壩式和引水式兩種特點的水電廠。,,引水式,無壓引水,有壓引水,在河流上游，當河床坡度較大時，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；綜合利用價值低，電站規(guī)模也較小。,,,*,水力發(fā)電的特點,☆可綜合利用水能資源，不污染環(huán)境?！钔顿Y大，工期長，但發(fā)電效率高，運行成本低?！钐烊涣髁渴芩摹庀蟮茸匀粭l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\行靈活，水電機組啟動快，宜在電力系統(tǒng)擔任調(diào)峰、調(diào)頻和緊急備用。☆興建水庫會帶來一定的弊端,梯級電站及抽水蓄能電站,梯級電廠----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，供下游各級電廠繼續(xù)利用發(fā)電。抽水蓄能電廠----在下游增設(shè)一個大的儲水池，白天負荷高峰時電廠發(fā)電，發(fā)過電的水存入儲水池，夜間低負荷時把儲水池的水再抽回水庫，把電能再變成水的勢能，以備下一天負荷高峰時再發(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環(huán)境沒污染且能美化環(huán)境可用于蓄能,,我國主要的大型水電廠,白山（松花江）、水口（閔江）、五強溪（沅水）、葛洲壩（長江）、三峽（長江）、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700MW的水輪發(fā)電機組，總裝機容量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電廠。其中，左一電廠裝機8臺，出線5回；左二電廠裝機6臺，出線3回；右一、右二電廠裝機均為6臺，出線分別為4回和3回。,3、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、發(fā)電機核裂變能-------熱能-------機械能--------電能,核燃料在反應(yīng)堆內(nèi)進行核裂變的鏈式反應(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)動汽輪發(fā)電機發(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,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，形成兩個獨立的循環(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、保護和檢測系統(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)進入一回路水中一回路管道和容器：整個一回路都是耐高壓的,放射性物質(zhì)不會漏到反應(yīng)堆廠房中安全殼：反應(yīng)堆廠房是一個高大的預(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)進入環(huán)境,核電站的特點,優(yōu)點運行安全穩(wěn)定節(jié)省煤、石油和天然氣節(jié)省燃料的運輸費反應(yīng)堆不需要空氣助燃，可建在地下水下和高山頂上對環(huán)境影響小，無溫室效應(yīng)壽期長缺點建設(shè)投資比火電廠和水電站大。,,大亞灣核電站,秦山一期：30萬kW，原型壓水堆，1985年開工，1991年并網(wǎng)秦山二期：260萬kW，壓水堆，1996年開工，2002年并網(wǎng)秦山三期：272.8萬kW，重水堆，1998年開工，2002、2003年并網(wǎng)（與加拿大合建）大亞灣：298.4萬kW，壓水堆，94年投入運行嶺澳：299萬kW，壓水堆，2002、2003年投入運行，“九五”最大的能源項目,作業(yè):1-31-41-51-6,