电力生产概论-0-1章

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1、电力生产概论,课程简介,目的：了解电力生产的基本过程（发电、变电、供电、配电）和基本知识，包括火力、水力、核电、新能源发电等内容。 重点：火力发电、水力发电生产过程；电网运行。 难点：发电厂经济运行和调度。 课时：13周共52课时。,第3页,成绩评定,期末考试: 40% 平时成绩： 60%其中：纪律和课堂表现 20%过程考核 80%,绪论,能源：指产生机械能、热能、光能、电磁能、化学能等各种能量的自然资源。 一次能源：自然界现成存在、可直接取得又不改变其基本形态的能源称一次能源。 二次能源：通过人类的生产活动，依靠一次能源制取的能源称二次能源。,能源分类,基本分5个环节：生产 传输 变换 分配

2、 销售（发电）（送电）（变电） （配电）（营业）1、发电：自然能电能 发电厂：把各种自然能转换成电能的工厂。根据所利用的能源形式不同，发电厂可分为火电厂、水电厂、核电厂、太阳能发电厂、风力发电厂、潮汐发电厂、地热发电厂、磁流体发电厂等。 2、输电：把电能从发电厂 用电负荷中心 分几个电压等级：500kv,220kv,110kv。,一、电力生产过程,3、配电：把电能从负荷中心 用户， 分几个电压等级：35kv,10kv,0.4kv4、变电：升高电压便于传输、降低损耗；降低电压便于配送使用。电能的3个特点： 便于集中、传输、分配、转换，称为“方便的能源” 可以提高效率，被称为“节约的能源” 没有污

3、染，称为“无污染的能源”。,一、电力生产过程,1、电能的生产和消费是在同一时间实现的电能不能储存、每时每刻的发电量取决于同一时刻的用电量。也即要求发电厂不间断地、可靠地供应电能，随时保持电源与负荷间的功率平衡。要求电能的5个生产环节必须相互依赖、密切配合，其中任何一个元件故障都会影响电力系统的正常工作。,二、电力生产特点,2、电能的生产应服从统一调度和管理、合理利用动力资源各电厂电能生产任务都由电力中心调度所统一规划、统一调度，便于协调水、火电厂经济运行。如：火电厂一般担任基荷、腰荷，水电厂担任系统调频、调峰、负荷备用等；又如：在洪水期水电厂多发电，在枯水期则火电厂多发电。,二、电力生产特点,

4、3、电能生产与国民经济部门和人民生活有着极为密切的关系现代工业、农业、交通运输业等都广泛用电能作为生产的动力，而且电气化程度会越来越高，对电能的要求也越高。从世界各国经济发展的进程来看，国民经济每增长1%，就要求电力工业增长1.31.5% 左右，才能适应生产发展的需要。,二、电力生产特点,1. 第一个火电厂 1882年，由外国人在上海租界建立，安装一台发电机，容量12千瓦。 2. 第一个水电厂1912年，距云南昆明40公里的螳螂川上，建成石龙坝水电厂安装两台240千瓦的水轮机组。 3. 旧中国18821949，共68年 全国发电设备容量185万千瓦，居世界第21位 全国年发电量43亿度，居世界

5、第25位 低压小机组，最大单机容量25MW 发电煤耗700800克/度 电网很小,三、我国电力工业发展概况,4. 新中国19492007年 装机容量和发电量的发展,年人均电量约： 我国： 2700kWh 中等发达国家：7000kWh 北欧、美国： 18000kWh,三、我国电力工业发展概况,4. 新中国19492007年 220kV以上的输电线路66.85万公里，变电容量11.53亿KVA。 已建成50万伏高压交流输电网。 1981年，姚孟火电厂武汉 已建成50万伏直流输电工程1988年，葛洲坝上海 全长1080km/电压+ 500kV/电流1200A额定功率： 双极运行 1200MW/ 单极

6、地回路运行600MW。 跨省跨地区的大电网（装机容量3000万kW） e.g.华北、东北、华中、华东、西北、南方,三、我国电力工业发展概况,4. 新中国19492007年 装机容量在100万千瓦及以上的电厂 沙角电厂 388万kW 大型发电机组，单机容量60、100万千瓦 最早：元宝山电厂 60万kW，外高桥第二发电厂90万kW，山东邹县2*100万；浙江玉环2*100万 核电建设（浙江秦山，广东大亚湾、岭奥） 三峡水电机组：3270万kW 抽水蓄能（广东从化8*30万kW） 电力系统的自动化（SKADA,EMS,DMS,MIS）。微机控制、微机保护、计算机管理,三、我国电力工业发展概况,5、

7、发展规划 “十一五”规划：2010年，总装机容量达6.5亿KW，提高水电比例到24% 中长期规划： 2020年，总装机容量达9.5亿KW，综合利用各种能源，加大新能源开发。 6、我国电力之最 总装机容量最大的火电厂：福建漳州后石电厂一期工程 360万KW 总装机容量最大的水电厂：湖北宜昌三峡电厂 2240万KW 总装机最大的核电厂：浙江的秦山核电厂 320万KW,三、我国电力工业发展概况,截至2014年底，我国发电装机容量136019万千瓦，同比增长8.7%。 全国基建新增发电设备容量10350万千瓦，其中，水电新增2185万千瓦，火电新增4729万千瓦，核电新增547万千瓦，并网风电新增20

8、72万千瓦，并网太阳能发电新增817万千瓦。2015年我国全口径电力装机容量达到150673万千瓦。,三、我国电力工业发展概况,2016年 1月15日，国家能源局发布2015年全社会用电量等数据。 2015年，全社会用电量55500亿千瓦时，同比增长0.5%。分产业看，第一产业用电量1020亿千瓦时，同比增长2.5%；第二产业用电量40046亿千瓦时，同比下降1.4%；第三产业用电量7158亿千瓦时，同比增长7.5%；城乡居民生活用电量7276亿千瓦时，同比增长5.0%。2015年，全国6000千瓦及以上电厂发电设备累计平均利用小时为3969小时，同比减少349小时。其中，水电设备平均利用小时

9、为3621小时，同比减少48小时；火电设备平均利用小时为4329小时，同比减少410小时。2015年，全国电源新增生产能力（正式投产）12974万千瓦，其中，水电1608万千瓦，火电6400万千瓦。,三、我国电力工业发展概况,我国最高交流电压等级是750KV（兰州-官亭线），国家电网公司正在实验1000KV特高压交流输电. 我国最高直流电压等级为正负500KV（葛洲坝-上海南桥线、天生桥-广州线、贵州-广东线、三峡-广东线），另有正负50KV（上海-嵊泗群岛线），100KV（宁波-舟山线），南方电网公司将建设正负800KV特高压直流输电线。,三、我国电力工业发展概况,开发与节约并重； 大力发展

10、水电； 继续发展火电； 适当发展核电； 积极发展新能源发电； 同步发展电网，促进全国联网。,四、我国电力工业发展方针,1、电力市场化改革。打破垄断，引入竞争 2、更加广泛使用电力。解决环境污染问题 3、转向燃气蒸汽联合循环发电。降低造价，提高效率 4、大力发展洁净煤技术。解决煤炭利用对生态环境的不利影响 5、大力发展可再生能源发电。重点开发太阳能、风能、地热能和生物质能 6、提倡分散的电力工业。用那些靠近符合中心的小型和清洁的发电方式最终取代那些大型且远离负荷中心的电厂 7、积极推广电力需求侧管理。合理的电价结构可以改变电力负荷曲线的形状：电价越高，用电量越少；电价越低，用电量越多。,五、国外

11、电力工业发展动态,转换方便； 能源利用效率高；“节约的能源： 电动机柴油机，节能50 电气机车蒸汽机车，效率8上升到30 环保、洁净,电力工业特点,电力的产品是看不见、摸不着的电能，其生产过程自动化程度高，技术性强。 电能不能大量储存，发、供、用电同时进行，必须随时保持平衡。 电力的生产、输送、分配和消费在功率和能量上，必须严格保持平衡，并需留有足够的容量和能量的备用。这是电力企业充足、可靠、合格地向用户供电的基本条件。 发、送、变、配和用电各个部分相互连接，形成一个整体，不可分割，各显其能，共同实现目标。 电力系统过渡过程十分短暂。电的传播速度是以光速30104km/s进行的，一旦发生事故

12、，就会造成巨大损失。,电力工业的特征,以安全为中心，保证安全经济发、供电，以满足国民经济各部门的电能需求，是电力工业的根本任务。 根据资源和负荷的分布，布置、建设和扩大电网，实行电网高度集中统一管理。(电力工业以电网的形式出现) 为适应国民经济的发展需要，电力工业要超前发展。 要求电能质量合乎标准，电力供应高度可靠。,电力工业发展基本规律,第1章 概述 第2章 锅炉设备 第3章 汽轮机设备 第4章 汽轮发电机 第5章 辅助生产系统 第6章 火力发电厂运行,火电篇,第1章 概述,火力发电厂定义： 火力发电一般是指利用石油、煤炭和天然气等燃料燃烧时产生的热能来加热水，使水变成高温、高压水蒸气，然后

13、再由水蒸气推动发电机来发电的方式的总称。以煤、石油或天然气作为燃料的发电厂统称为火电厂。（热力电厂）火力发电厂的分类 火力发电厂根据不同的分类方法，得出不同的类型，如表1.1所示：,1、按燃料分类 燃煤发电厂：以煤为燃料的发电厂； 燃油发电厂：以石油（实际是提取汽油、煤油、柴油后的油渣）为燃料的发电厂； 燃气发电厂：以天然气、煤气等可燃气体为燃料的发电厂； 余热发电厂：用工业企业的各种余热进行发电的发电厂；此外，还有利用垃圾及工业废料作为燃料的发电厂。,1.1 火电厂分类,2、按能量供应分凝气式发电厂：单纯用来发电的电厂。一般建在燃料基地或矿区附近，发出的电能用高压线路送往负荷中心，这样免去了

14、燃料的长途运输，提高了能量输送效益，同时又防止煤灰对城市周围地区环境污染。供热式发电厂：既发电又兼供热的电厂。由于供热网络不能太长，所以一般都建设在热用户附近靠近工业区或大城市。发电与供热必须兼顾，在电力系统中的运行方式远不如凝气式电厂灵活，但其热效率较高。,1.1 火电厂分类,3、 按原动机分类 汽轮机发电厂：又称蒸汽发电，它利用燃料在锅炉中燃烧产生蒸汽，用蒸汽冲动汽轮机，再由汽轮机带动发电机发电。这种发电方式在火力发电中居主要地位，占世界火力发电总装机的95以上。 内燃机发电厂：主要指功率较大的柴油机发电。柴油机系统压缩点火式发动机，将吸入的空气用活塞压缩到高温与喷入的燃油着火燃烧产生高温

15、高压，推动机械旋转运动，带动发电机发电。它的缺点是使用燃料价格高，发电成本贵、容量小、维修工作量大、运行周期短，除特殊场合外，多用作尖峰供用电电源和应急电源。,1.1火电厂分类,燃气轮机发电厂：它通过压气机将空气压缩后送入燃烧室，与喷入的燃料混合燃烧产生高温高压燃气，进入透平机膨胀做功，推动发电机发电。它的单机容量远比汽轮机小，最大功率1321.6万KW，净发电效率可达35%以上，主要用于尖峰负荷。 把燃气发电和蒸汽发电组合起来就是燃气、蒸汽联合循环发电，有较高的电能转换效率。,1.1 火电厂分类,4、 按发电装机容量的多少分类小容量发电厂：100MW以下的发电厂； 中容量发电厂：100250

16、MW范围内的发电厂； 大中容量发电厂：250600MW范围内的发电厂，常规30万kW和60万kW燃煤机组将是中国目前和今后一段时期内火电发展的主要机组； 大容量发电厂：6001000MW范围内的发电厂； 特大容量发电厂：1000MW以上的发电厂。,1.1 火电厂分类,5、 按供电范围分类 区域性发电厂：在电网内运行，承担一定区域性供电的大中型发电厂； 孤立发电厂：不并入电网内，单独运行的发电厂； 自备发电厂：由大型企业自己建造，主要供本单位用电的发电厂（一般也与电网连）。 移动式发电厂：主要供火车、轮船等交通工具上的用电,1.1 火电厂分类,1.2 火力发电厂的燃料,火力发电厂主要的燃料是煤，其次是重油和天然气。一、煤的组成 煤的成分有：碳、挥发分、灰分、水分。它们是衡量煤质量好坏的主要指标。 1、碳：是主要可燃元素，含量占燃料重量的45%90%，当它完全燃烧时放出大量热量。C+O2CO2+33662 kJ/kg,