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1、发电工业科普,引 言,电力工业，是我国能源产业的重要组成部，是国民经济的重要网络性基础产业,在我国工业化、现代化进程中起着十分重要的作用，被誉为国民经济的先行官和经济社会发展的晴雨表。 持续、优质、稳定的电力供应，是我国由工业化迈向现代化进程的重要保障。,同时，电力也是人类文明和社会进步的象征,与我们的生活息息相关。 生活，因为电力而绚丽,第一部分 电力基础知识,什么是电？ 电力技术与电力工业发展简史 电力工业生产环节,什么是电？,电是一种自然现象。18世纪时，西方国家开始探索电的种种现象。 美国科学家富兰克林认为，电是一种没有重量的流体，存在于所有物体中。当物体得到比正常份量多的电就带了正电
2、；若少于正常份量，就带了负电。所谓“放电”，就是正电流向负电的过程。 尽管这个理论并不完全正确，但是正电、负电两种名称被保留下来。1752年，他在一个风筝实验中，证明了空中的闪电与地面上的电是同一回事。 十八世纪，蒲力斯特里与库仑于1785年揭示出静态电荷间的作用力与距离成反平方的定律，奠定了静电的基本定律。 1800年，意大利的伏特制成了第一个电池。 1831年，英国的法拉第利用磁场效应的变化，展示感应电流的产生。 1897年，汤姆生揭示出了原子由带正电的原子核（质子、中子）和核外带负电的电子组成，e=1.610-19C， 使物体带电的过程叫“起电”。 起电有三种方式：磨擦、接触、感应。 规
3、定：用丝绸磨擦过的玻璃棒所带的电荷正电荷 用毛皮磨擦过的橡胶棒所带的电荷负电荷,电力技术与电力工业发展简史,1831 年，法拉第发现电磁感应原理 1866 年，维西门子发明了励磁电机 1876 年，贝尔发明了电话 1879 年，爱迪生发明了电灯 1882 年，爱迪生建成世界上第一座发电厂 1881 年，卢西恩高拉德和约翰吉布斯取得“供电交流系统”专利 1885 年，制成交流发电机和变压器 1886 年，建成第一个单相交流送电系统 1888 年, 制成交流感应式电动机 1891 年，德国劳芬电厂安装了世界第一台三相交流发电机，建 成第一条三相交流送电线路,电力工业生产环节,发电包括火力发电、水力
4、发电、核能和其他能源发电 输电包括交流输电和直流输电 变电低压 高压、直流 交流 配电电力由大电网分配到小电网、用户的过程 用电用电设备的安装、使用和用电负荷的控制，以及将这5 个环节所存在的设备连接起来的电力系统 此外，电力工业生产环节，还包括规划、勘测设计和施工等电力基本建设，电力科学技术研究和电力机械设备制造,第二章 电力生产,一、常规电力能源 火电 水电 核电 二、新型电力能源 风力发电 太阳能发电 地热发电 潮汐发电,电力生产的特点和基本要求,保护环境,控制污染,节约能源,安全可靠,力求经济,保证电能质量,电力生产 基本要求,我国火力发电量大约占总发电量的80%左右。 电能的特点是便
5、于输送、使用方便。,发电厂类型,（一）火电 定义利用煤、石油、天然气等自然界蕴藏量极其丰富的化石燃料发电称为火力发电。 按发电方式，它可分为汽轮机发电、燃气发电和既供电又供热的“热电联产”。汽轮机发电又称蒸汽发电，占世界火力发电总装机的95以上。,火电厂的分类,按火电厂供电、供热的产品分,1,按使用的一次能源分,2,按火电厂的服务规模分,3,按锅炉、汽轮机的蒸汽初参数分,4,发电厂和热电厂,燃煤电厂、燃油电厂、余热电厂,电力系统中发电厂 、孤立电厂、 自备电厂,亚临界、超临界、超超临界, 通过燃料燃烧，将化学能变为电能 ,火电厂工作原理图,工作原理动画示意图,三大主机,汽轮机,发电机,锅炉,火
6、电厂的组成及能量转换,现代火力发电厂由锅炉、汽轮机和发电机三大核心设备组成。 燃料在炉膛内燃烧形成高温烟气，高温烟气加热水冷壁管和过热器管中的水和蒸汽形成高温高压蒸汽。 蒸汽在汽轮机中膨胀推动汽轮机转子旋转。 汽轮机带动发电机旋转产生电能。,火电厂的三大系统：,一、燃 烧 系 统,二、汽 水 系 统,三、燃 烧 系 统,燃烧系统：包括输煤、制粉、锅炉与燃烧、风烟系统、灰渣系统等环节。,汽水系统系统：由锅炉, 汽轮机, 凝汽器, 除氧器, 加热器等构成。主要包括: 给水系统、冷却水系统、补水系统,电气系统：包括汽轮发电机控制系统、厂用电控制系统、直接送出线路或升压变电站控制系统,火电厂的三大设备
7、：,一、汽 轮 机,二、锅 炉,三、发 电 机,锅炉：,锅炉是火力发电厂的三大主机之一，它的作用是使燃料在炉膛中燃烧成很高温度的烟气，烟气从水管外面流通时，把大部分的热量传递给管内的水，使之成为饱和蒸气，然后继续过热成具有一定压力和温度的过热蒸汽，通过主蒸汽管道送入汽轮机。 锅炉有两个主要系统，一个是汽水系统，另一个是燃烧系统。 汽水系统由省煤器、汽包、下降管、水冷壁、过热器等设备组成。它的任务是使水吸收蒸发，最后成为具有一定参数的过热蒸汽。 燃烧系统由燃烧器、炉膛、烟道及空气预热器等组成。,锅炉设备是由锅炉本体和辅助设备两大部分组成。,1、锅炉本体 炉膛 汽包 过热器 省煤器 空气预热器 炉
8、墙和钢架,2、锅炉辅助设备 送、引风机 给水泵 除尘器 制粉设备,汽轮机是将蒸汽的热力势能转换成机械能，借以拖动其他机械旋转的原动机。为保证汽轮机安全经济地进行能量转换，需配置若干附属设备。汽轮机及其附属设备由管道和阀门连成的整体称汽轮机设备。 汽轮机运行时，工作蒸汽先在其喷管内进行膨胀，压力降低而速度增大，形成一股高速流，此高速气流喷射到汽轮机动叶片上，动叶片安装在许多分离的圆盘上，而圆盘固定在汽轮机轴上，从而推动转子转动，使蒸汽所携带的热能转变为机械能。,汽轮机：,汽轮机主要设备，一般包括汽轮机本体、附属设备及调速系统。,1、 汽轮机本体 汽缸 隔板 轴承 转子,2、汽轮机辅助设备 凝汽器
9、 凝结水泵和抽汽器 除氧器 加热器 凝结水精处理装置,3、调速系统 由于外界负荷的变化频繁，汽轮机必须有一套自动调节装置，以便根据外界负荷变化来控制调速汽门的开度，及时改变汽轮机的进汽量，使其功率随时与外界负荷相适应，保证转速在很小范围内变化，这套自动调节装置称调速系统。,汽轮机高压缸,汽轮机中压缸,汽轮机低压缸,汽轮机下气缸,汽轮机隔板,隔板和下气缸,喷嘴及喷嘴室,汽轮机转子,汽轮机扣缸,汽轮发电机的作用是将汽轮机转动的机械能，转变成电能，通过母线输送到电网。 发电机工作的机理是通过励磁机对发电机转子产生磁场，通过转子的旋转，对静子线圈产生切割磁力线作用，从而在静子线圈上产生电流。 发电机主
10、要由转子、轴承、励磁机、密封油系统和发电机静子冷却水系统组成。,发电机：,（二）水电 1、定义 把水能转换成电能的工厂，又称水力发电厂或水力发电站（包括抽水蓄能电站海洋能电站）。 2、结构 挡水建筑物 泄水建筑物 排沙设施 发电引水系统 发电系统 其他引水设施、过坝设施等组成。,中国最大水电站三峡电站,三峡工程的世界之最,三峡电站经济、社会效益,环境 与火电相比，少燃烧5000万吨原煤，具有巨大的环境效益。每年可少排放1000万吨二氧化碳，100万吨二氧化硫，1万吨一氧化碳，37万吨氮氧化合物，以及大量的废水、废渣；可减轻因有害气体的排放而引起酸雨的危害。,（三）新型电力能源,CHINA 风能
11、资源丰富，可开 发利用风能2.5亿kW。内 蒙、宁夏、甘肃、新疆等 西北部省区，都是我国风 力资源富集的地区。 已建立了14 个风力 发电场。2003年底，我国 风电装机已达56.74万千 瓦。 我国最大的风电厂 贺兰山风力发电场，装机 108台，容量9.18万瓦。,建在戈壁滩上的风 电 场,太阳能发电,太阳能光伏发电 太阳能光伏发电是利用太阳电池组将太阳能直接转换为电能。太阳电池由单晶硅或非晶硅薄膜制成。 将太阳电池排成方阵，其总面积决定所需的功率。,太阳能热发电 太阳能热发电是利用聚光集热器把太阳能聚集起来，将水加热，使产生的蒸汽去驱动汽轮发电机组。 根据热电转换方式的不同，把太阳能电站分
12、为集中型热电太阳能电站和分散型太阳能电站。,太 阳 能 电 厂,塔式太阳能热发电,太阳能光伏发电,地热发电,定义用地球内部所具备的热能资源发电的方式 分布：滇西腾冲、西藏 利用：西藏羊八井电站，装机容量2。5万千瓦，发电量占拉萨电网的40%,海洋能是海流动能、海洋热能、潮汐能和波浪能等 的总称。海洋能用于发电有海流发电、海洋温差发电、 波浪发电和潮汐发电等几种方式。 潮汐发电把潮汐能转换成电能的水电站。 一般在海湾或河口修筑堤坝建成水库，于涨潮时放海 水入库，利用库水位低于潮位的水位差发电；待潮位下降， 又利用库水位高于潮位的水位差和库内蓄存的水量发电。 法国朗斯(La Rance)潮汐电站,
13、是世界已建成潮汐电 站中规模最大的水电站，其装机容量为24万kW。,海洋能发电,第六章 电力安全,安全供电 安全用电 节电技术,（一）供电安全 1、电力生产、供应必需严格执行国家、省制定的安全操作规程、安全生产导则等。 2、建立健全电力系统检修、故障排查制度，并加以认真的贯彻执行；尤其是雨季，一是要搞好水情监测，合理蓄水、及时泄洪；二是，要认真巡检供电线路，及时更换电力系统绝缘保护装置，并尽量避免山洪、泥石流、冰雹等自然灾害对电力系统可能造成的冲击和破坏；三是在雷电活动频繁地区，要加强防雷工作。 3、做好负荷增长变化预测，加强电力负荷控制及DSM，以及电网调度管理工作，确保电能质量，并避免电网
14、大面积停电、乃至电网瓦解而造成的重大经济损失和政治影响。 4、加强电力建设监管，严格落实有关电力建设的规范要求。,5、 加强电网互联互供工作，提高供电稳定性。 电力系统互联可以获得显著的技术经济效益。其主要作用和优越性有以下几个方面： 更经济合理开发一次能源，实现水、火电资源优势互补。既可解决能源和负荷分布的不平衡性，又可在更大程度上实现“水、火相济，互为补充”的供电格局； 降低系统总的负荷峰值（错峰效益），减少总的装机容量； 减少备用容量。通过电力系统互联，各个电网相互支援，可减少检修备用； 提高电能质量和运行经济性。 6、加强电力执法，坚决打击各种窃电行为，避免窃电给电网安全运行所带来的安
15、全隐患。,（二）用电安全 1、严格按设备安全使用说明书进行启动、运行、关停； 2、重大专用设备要进行岗前培训、持证上岗，尽量避免误操作； 3、用电设备严禁超负荷运行和长时间空载运行； 4、确保用电设备的联结正确性； 5、定期对用电设备进行检修、维护，确保设备运行工况良好； 6、配备必要的停电、短路等保护措施，尽量降低可能的经济损失。,（三）节电新技术 节约用电指的是采取各种措施，降低电能损耗（包括电网网损），提高用电效率。 1、高效电动机。它是采用新材料和改进设计，具有低损耗、高功率因数的电动机。目前，电动机用电占我国总用电量的60。高效电动机的效率比一般标准电动机高27，永磁电动机可提高效率410。 2、高效节电照明技术。如稀土荧光灯在同等照度下消耗电能仅为普通白炽灯的20；节能电灯代替白炽灯可提高效率50以上。 3、电力电子控制技术。它是大功率电子器件、微电子和微处理技术及现代控制论相结合的综合性技术，在工业、交通运输、家用电器等领域有广泛的用途，可产生很好的节能节电效果。例如，风机、水泵的阀门流量调节改为交流变频调速控制，可节电3040。 4、电热膜加热技术。它是将电子电热膜直接制作在被加热体的表面上，当通电加热时，热量能很快传给被加热体。电热膜加热效率比普通电热丝加热效率高一倍以上。,生活中有哪些节电的小窍门呢,THE END,
