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发电厂电气部分课件第一章


第一章 能源和发电
1.1 能源和电能 1.2 火力发电厂

1.3 水力发电厂
1.4 核能发电厂

1.1 能源和电能
一、能源含义和分类
一次能源:直接由自然界采用的能源。如煤、石油、 天然气等。 二次能源:由一次能源经加工转换而获得的另一种形 态的能源。如电力、汽油、煤气等。

r /> 二、电能
?电是一种二次能源,是在各种发电厂内由其它能源 (比如煤、水等天然能源)转换而来的。 ?发电厂是把各种天然能源,如煤炭、水能、核能等 转换成电能的工厂。 ?根据发电厂所使用的一次能源的不同,发电厂可分 为火力发电厂、水力发电厂、核发电厂等类型。

1.2 火力发电厂
一、火电厂的分类

按输出能源分为: a. 凝汽式电厂(200MW及以上的机组) 容量大,靠近燃料产区(坑口、矿口),燃烧劣质煤。

电能经高压或超高压线路送往负荷中心。单纯供电。

?特点:水循环使用,即在汽轮机内作功后,蒸汽全

部排入凝汽器冷却成水,又重新送回锅炉。蒸汽中含
有的大量热量被浪费。 ?效率低:30%~40%

b. 热电厂(几十到几百MW的机组) 容量中小,靠近城市和负荷中心。电能在满足地方需

求后,经高压线路送进电网。既供电又供热。
?特点:在汽轮机中段抽出已作功蒸汽,或直接供热 给热用户(化工、纺织、造纸、制药、公用事业和居

民取暖等),或送给水加热器将水加热供给用户。
?效率高:可达60%~70%。但运行方式不如凝汽式 电厂灵活,因为需根据热需求调整出力。

二、火电厂的电能生产过程

1、主要组成
?两大部分:热力部分和电气部分

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?三大核心设备:锅炉、汽轮机和发电机 ?大型火力发电厂一般都有燃煤、锅炉、汽机、电气、 化学、热工、水处理等车间(或称分场)。

2、生产过程

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?发电厂的生产过程实际上是能量的传递和转换过程 燃料的化学能

烟气的热能
热能传递给水、蒸汽和空气 气流的动能

汽轮机轴上的机械能
发电机送出的电能(加上励磁机送进的磁能)

2、生产过程
(1)输煤系统 煤矿

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经火车或轮船运到电厂 存放在储煤场 经皮带:通过电磁分离器吸净铁屑 再经碎煤机打碎大块煤

锅炉原煤仓

2、生产过程
(2)磨煤制纷系统

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煤从给煤机送至磨煤机,加上热风道来的热风 煤被磨制和干燥后,送到粗粉分离器 旋风分离器进行气粉分离 细粉进入煤粉仓 热风进入排风机

带上从给粉机来的煤粉由喷燃器喷入炉膛燃烧

2、生产过程
(3)风烟系统

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冷空气经送风机,进入空气预热器 一部分热风送磨煤机,一部分热风直送喷燃器 炉膛中热风与煤粉混合燃烧,产生大量热量 热量经过金属表面传给锅炉的水冷壁管、 过热器、省煤器、空气预热器、除尘器 烟气经吸风机引至烟囱,排入大气

2、生产过程
(4)汽水系统 给水泵打水

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经高压加热器、省煤器加热送入汽包 汽包内的水经水冷壁下降管及下联箱进入上升管 水吸热汽化,汽水混合物上升到汽包进行汽水分离 汽进入过热器,经蒸汽管道引入汽轮机

蒸汽膨胀,高速冲击叶片,带动发电机转子转动

2、生产过程
(4)汽水系统

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作功后蒸汽温度压力下降 排入凝汽器 冷却凝结成水循环使用

(5)电气系统
发电机发电

除去厂用电后经变压器升压送入电网

1.3 水力发电厂
一、水电厂的分类

水力发电厂:水为原料,水轮机为原动机 根据取水的方式不同,又可以分为: a. 坝式水电厂 堤坝蓄水,抬高水位,形成发电水头。

?坝后式:厂房在堤坝后面
?河床式:厂房组成堤坝的一部分

坝后式水电厂

河床式水电厂

b. 引水式水电厂 不修堤坝,只由引水渠道形成发电水头。

引水式水电厂

c. 混合式水电厂 兼有堤坝式,引水式的特点

d. 抽水蓄能电厂

利用深夜或丰水期剩余电力,使水轮机以水泵方式工
作,将下游的水抽到高水位蓄水池内,再在需要时用 来发电,作负荷调峰之用。

?火电和水电的简单比较 ? 火电厂投资相对少,建设工期相对短,但原料储量

不如水电丰富,而且有污染。
? 火电机组不如水电机组起停迅速,所以火电大多承

担系统基荷,而水电既可承担基荷(丰水期),也可
承担腰荷,以及调峰、调频、调相和各种备用任务。

1.4 核能发电厂
基本原理同火力发电厂,只不过是用核反应堆和蒸发

器代替了火力发电厂的锅炉设备。
一个1000MW的火电厂一天燃煤9600t,同样大的核 电厂只要3.3kg的U235。

核分裂反应如何持续发生

压水式核反应器示意图

沸水式核反应器示意图

其它能源发电
太阳能 风力 地热 潮汐 燃料电池 垃圾 磁流体

太阳能发电
三种方法: 其一:直接将日光转换为电流。 其二:产生蒸汽推动发电机。 其三:利用日光将水分解,利用氢 作为发电的燃料。 上述三种方法均须有稳定的日照及 广大的土地

主控制器

直流负载

交流负载

蓄电池 逆变器

利用光电效应来产生电力

利用聚热装置,将太阳热能聚 集以产生蒸汽,带动涡轮发电 机产生电力。

太阳能的利用方式

风力发电

20kW变速恒频 风力发电机组

地热发电

地热蒸汽——电能

羊八井地热电站

潮夕发电

潮夕发电示意图

波浪电站

燃料电池还被称为静止发电机

垃圾焚烧发电技术

发电厂的其他分类
根据电厂的地位和作用,又可分为:

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①区域性发电厂、地区发电厂和自备发电厂 ?区域性发电厂: 主力电厂,多为大型水电厂或凝汽式火电厂,担负主

要供电任务。
?地区发电厂和自备发电厂:

中小型电厂,多建在负荷中心附近或大厂矿企业内,
直接供该地区或该厂用电。

发电厂的其他分类
②基荷电厂、腰荷电厂和峰荷电厂 ?主要是指设备的利用率不同。 ?基荷电厂:年利用小时在 5000 以上

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根据电厂的地位和作用,又可分为:

?腰荷电厂:年利用小时在 3000~5000 之间
?峰荷电厂:年利用小时在 3000 以下


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