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1、发电厂电气部分（32学时）,主 讲： 张东英 E-mail: Tel: 80798449,绪论 本课程的主要内容,发电厂,升压站,输电网,降压站,配电网,用户,电力生产过程：发电+ 输电 +变电 +配电 + 用电,电力网示意图,发电厂,变电站,本课程知识体系,发电厂和变电站的电气部分,相关课程间的联系,第一章 能源与发电,1、能源的分类 2、电能的特点 3、发电厂的类型 4、各种类型发电厂的生产过程和特点,一、能源分类,一次能源,二次能源,电力、焦炭、煤气、汽油、煤油、柴油、重油、氢能、沼气、酒精、蒸汽、热水等,二、电能的特点,便于大规模生产和远距离输送 方便转换和易于控制 损耗小 效率高
2、无气体和噪声污染,三、发电厂,-能量转换站,发电厂的类型,火力发电厂：燃料的化学能-电能,水力发电厂：水的位能-电能,核能电厂： 核裂变能-电能,地热电厂： 地热能-电能,潮汐电厂： 海洋能-电能,风力发电厂：风能-电能,太阳能电站：太阳能-电能,四、发电厂的生产过程(自学）,1、 火电厂的生产过程 锅炉 主要设备： 汽轮机 发电机 各种辅机 矿物燃料的化学能-热能-机械能-电能,火电厂的生产过程,煤 风 汽 水 1）燃烧系统 以锅炉为中心,2）汽水系统 以汽轮机为中心,3）电气系统,火电厂的分类,按燃料分类：,按蒸汽压力和温度分类,按原动机分类,按输出能源分类:,按装机容量分类：,燃煤电厂、
3、燃油电厂、燃气电厂、余热电厂,中低压电厂-蒸汽压力3.92MPa，温度450 ，单机小于25MW 高压电厂-9.9MPa，540 ，小于100MW 超高压电厂-13.83MPa，540/ 540 ，小于200MW 亚临界压力电厂-16.77MPa，540/ 540 ，300 1000MW 超临界压力电厂-21.11MPa，550/550 ，600、800MW及及以上,凝汽式汽轮机电厂、燃气轮机电厂、 内燃机电厂、蒸汽-燃气轮机电厂,凝汽式发电厂（效率30%40%）、热电厂（效率60%70%）,小容量电厂、中容量电厂、大中容量电厂、大容量电厂 100MW以下 100250MW 2501000MW
4、 1000MW以上,*,火力发电的特点,除坑口电厂外，火电厂选址布局较灵活，有利于合理配置有功和无功电源，装机容量可按需要决定。 火电厂相对于水电厂，建设周期短，一次性投资少，运行费用高，单位电量发电成本比水电厂高34倍。 与水电机组相比，火电机组启动、带负荷、停机所需要的时间长。 火电厂效率同蒸汽参数有关，高参数机组比中低参数机组效率高。 火电机组最小出力受热负荷（热电厂）和锅炉稳定运行最低蒸发量的制约。 对环境的污染大,我国主要的大型火力发电厂,石景山、大港、军粮城、盘山、陡河、邢台、张家口、华能上安、秦皇岛热电厂、西柏坡、大同二厂、神头一厂、神头二厂、漳泽、阳泉二厂、丰镇、通辽、元宝山、
5、伊敏、达旗、托克托、清河、锦州、辽宁、铁岭、华能大连、绥中、双辽、富拉而基二厂、哈尔滨三发、牡丹江二厂、石洞口、吴泾、外高桥、望亭、谏壁、徐州、常熟、镇海、北仑港、平芋、邹县、邹县二厂、华能德州、十里泉、石横、秦岭、渭河、靖远（甘肃）、大坝（宁夏）、焦作、姚孟、洛河、汉川（湖北）、阳逻、丰城（江西）、华能福州、沙角A、沙角C、黄浦、妈湾,2、水电站的生产过程,水位能-机械能-电能,主要设备：压力水管、水轮机、发电机,P=9.81QH p-发电功率，KW； Q-通过水轮机的水量，m3/s -水电厂效率； H-水的落差，m；,堤坝式 引水式 混合式,坝后式 河床式,水电站的分类,水电厂,按集中落差
6、方式分类,按径流调节的程度分类,水电厂,有调节水电厂,无调节水电厂,日调节水电厂,年调节水电厂,多年调节水电厂,*,堤坝式,坝后式,河床式,建在河水中上游山区峡谷地段。单独筑坝，坝身高，水位高，厂房建在坝后，不承受水压。 特点：形成蓄水库，以调节流量，引用流量大，电站规模大，综合效益高。 三门峡、刘家峡、白山、丹江口水电站,适用于平原上河床平缓地区，落差小，厂房和坝建在一起，构成拦河建筑物的一个组成部分。厂房承受上游水的压力，起挡水作用。 特点是：水头低（小于3040米）；挡水建筑物长。 葛洲坝、西津水电厂,*,混合式,根据河流特点建造的兼有堤坝式和引水式两种特点的水电厂。,引水式,无压引水,
7、有压引水,在河流上游，当河床坡度较大时，可以借助坡降较小的引水道（修建隧洞和渠道）引水，用以集中水头，以获取最大落差。 特点是：水头较高（最高为1020米），流量小，无蓄水池调节流量；综合利用价值低，电站规模也较小。,*,水力发电的特点,可综合利用水能资源，不污染环境。 投资大，工期长，但发电效率高，运行成本低。 天然流量受水文、气象等自然条件影响，利用水库调节径流可减少洪水和枯水期的差别。 运行灵活，水电机组启动快，宜在电力系统担任调峰、调频和紧急备用。 兴建水库会带来一定的弊端,梯级电站及抽水蓄能电站,梯级电厂 -根据河流条件将河流分成若干段，每段各自建立水电厂，上游的水发电后放入下游，供
8、下游各级电厂继续利用发电。 抽水蓄能电厂 -在下游增设一个大的储水池，白天负荷高峰时电厂发电，发过电的水存入储水池，夜间低负荷时把储水池的水再抽回水库，把电能再变成水的势能，以备下一天负荷高峰时再发电。,抽水蓄能电站的作用,在系统中的作用,调峰 填谷 备用 调频 调相,功能,降低电力系统的燃料消耗 提高火电设备利用率 可作为发电成本低的峰荷电源 对环境没污染且能美化环境 可用于蓄能,我国主要的大型水电厂,白山（松花江）、水口（闵江）、五强溪（沅水）、葛洲坝（长江）、三峡（长江） 、隔河岩（清江）、广州抽水蓄能（流溪河支流）、 盐滩（红水河）、 二滩（雅砻江）、天生桥（南盘江）、漫湾（澜沧江）、
9、刘家峡（黄河）、龙羊峡、李家峡、小浪底、龚咀（大渡河）,三峡电站,26台700MW的水轮发电机组，总装机容量18200MW。 三峡电站分为左岸和右岸电站，左、右岸电站又各分为两个电厂。其中，左一电厂装机8台，出线5回；左二电厂装机6台，出线3回；右一、右二电厂装机均为6台，出线分别为4回和3回。,3、 核电站的生产过程,主要设备：核反应堆+核蒸汽发生系统=锅炉 汽轮机、发电机 核裂变能-热能-机械能-电能,核燃料在反应堆内进行核裂变的链式反应，产生大量热量，由冷却剂（水或空气）带出，在蒸汽发生器中把热量传给水，将水加热成蒸汽来转动汽轮发电机发电。,原子能种类 裂变反应：重金属元素如铀、钚等的原
10、子核发生分裂放出巨大能量。（原子弹） 聚变反应：轻元素如氢的同位素氘（ao）和氚等原子核聚合成较重的原子核如氦，放出巨大的能量。（氢弹）,核电站反应堆的分类,沸水堆,利用沸腾水作为慢化剂，采用单回路系统，使汽轮机等设备有受放射性污染的可能。,压水堆,用有压力的水作为慢化剂和冷却剂，采用蒸汽发生器，形成两个独立的循环系统，即水循环系统和蒸汽循环系统，可防止蒸汽受放射性污染,核电厂的系统,组成：核岛+常规岛 +辅助系统+控制系统+安全系统,核岛的核蒸汽供应系统 一回路系统 化学和容积控制系统： 余热排出系统/停堆冷却系统：停堆时导出余热 安全注射系统/紧急堆芯冷却系统 控制、保护和检测系统,常规岛
11、系统 二回路系统： 循环冷却水系统 电气系统及厂用电设备,核电站的安全性,防止核泄漏的四道屏障 燃料芯块： 核裂变产生的放射性物质98%以上滞留在二氧化铀芯块中,不会释放出来 燃料元件包壳：燃料芯块密封在锆合金包壳内,防止放射性物质进入一回路水中 一回路管道和容器：整个一回路 都是耐高压的,放射性物质不会漏到反应堆厂房中 安全壳：反应堆厂房是一个高大的预应力钢筋混凝土建筑,壁厚近一米,内表面加有6毫米厚的钢衬,防止放射性物质进入环境,核电站的特点,优点 运行安全稳定 节省煤、石油和天然气 节省燃料的运输费 反应堆不需要空气助燃，可建在地下水下和高山顶上 对环境影响小，无温室效应 寿期长 缺点 建设投资比火电厂和水电站大。,大亚湾核电站,秦山一期：30万kW，原型压水堆，1985年开工，1991年并网 秦山二期：260万kW，压水堆，1996年开工，2002年并网 秦山三期：272.8万kW，重水堆，1998年开工，2002、2003年并网（与加拿大合建） 大亚湾：298.4万kW，压水堆，94年投入运行 岭澳：299万kW，压水堆，2002、2003年投入运行，“九五”最大的能源项目,作业: 1-3 1-4 1-5 1-6,
