電力生產(chǎn)概論01章

1、電力生產(chǎn)概論電力生產(chǎn)概論課程簡(jiǎn)介 目的：目的：了解電力生產(chǎn)的基本過(guò)程（發(fā)電、變電、供電、配電）和基本知識(shí)，包括火力、水力、核電、新能源發(fā)電等內(nèi)容。 重點(diǎn)：重點(diǎn)：火力發(fā)電、水力發(fā)電生產(chǎn)過(guò)程；電網(wǎng)運(yùn)行。 難點(diǎn)：難點(diǎn)：發(fā)電廠經(jīng)濟(jì)運(yùn)行和調(diào)度。 課時(shí)：13周共52課時(shí)。第3頁(yè)成績(jī)?cè)u(píng)定成績(jī)?cè)u(píng)定期末考試期末考試: : 40%平時(shí)成績(jī)：平時(shí)成績(jī)： 60% 其中：紀(jì)律和課堂表現(xiàn)其中：紀(jì)律和課堂表現(xiàn) 20% 過(guò)程考核過(guò)程考核 80%緒論緒論 能源：指產(chǎn)生機(jī)械能、熱能、光能、電磁能、化學(xué)能等各種能量的自然資源。 一次能源：自然界現(xiàn)成存在、可直接取得又不改變其基本形態(tài)的能源稱一次能源。 二次能源：通過(guò)人類(lèi)的生產(chǎn)活動(dòng)，

2、依靠一次能源制取的能源稱二次能源。能源一 次能源二次能源：電力、焦炭、煤氣、汽油、煤油、油制品、沼氣蒸汽、熱水等常 規(guī) 能源新能源再生能源：水力非再生能源：煤、石油、天然氣、核裂變?nèi)剂显偕茉矗禾?yáng)能、風(fēng)能、生物質(zhì)能、海洋能、地?zé)崮芊窃偕茉矗汉司圩內(nèi)剂夏茉捶诸?lèi)能源分類(lèi) 基本分基本分5 5個(gè)環(huán)節(jié)：個(gè)環(huán)節(jié)： 生產(chǎn)生產(chǎn) 傳輸傳輸 變換變換 分配分配 銷(xiāo)售銷(xiāo)售 （發(fā)電）（送電）（變電）（發(fā)電）（送電）（變電） （配電）（營(yíng)業(yè)）（配電）（營(yíng)業(yè)） 1 1、發(fā)電：自然能、發(fā)電：自然能電能電能 發(fā)電廠：把各種自然能轉(zhuǎn)換成發(fā)電廠：把各種自然能轉(zhuǎn)換成電能的工廠。電能的工廠。 根據(jù)所利用的能源形式不同，發(fā)電廠可分

3、為火電廠、水電根據(jù)所利用的能源形式不同，發(fā)電廠可分為火電廠、水電廠、核電廠、太陽(yáng)能發(fā)電廠、風(fēng)力發(fā)電廠、潮汐發(fā)電廠、廠、核電廠、太陽(yáng)能發(fā)電廠、風(fēng)力發(fā)電廠、潮汐發(fā)電廠、地?zé)岚l(fā)電廠、磁流體發(fā)電廠等。地?zé)岚l(fā)電廠、磁流體發(fā)電廠等。 2 2、輸電：把電能從發(fā)電廠、輸電：把電能從發(fā)電廠 用電負(fù)荷中心用電負(fù)荷中心 分幾個(gè)電壓分幾個(gè)電壓等級(jí)：等級(jí)：500kv,220kv,110kv500kv,220kv,110kv。一、電力生產(chǎn)過(guò)程一、電力生產(chǎn)過(guò)程 3 3、配電：把電能從負(fù)荷中心、配電：把電能從負(fù)荷中心 用戶，用戶， 分幾個(gè)電壓等級(jí)：分幾個(gè)電壓等級(jí)：35kv,10kv,0.4kv35kv,10kv,0.4kv

4、4 4、變電：升高電壓便于傳輸、降低損耗；降低電壓便于配送使、變電：升高電壓便于傳輸、降低損耗；降低電壓便于配送使用。用。 電能的電能的3 3個(gè)特點(diǎn)：個(gè)特點(diǎn)： 便于集中、傳輸、分配、轉(zhuǎn)換，稱為便于集中、傳輸、分配、轉(zhuǎn)換，稱為“方便的能源方便的能源” 可以提高效率，被稱為可以提高效率，被稱為“節(jié)約的能源節(jié)約的能源” 沒(méi)有污染，稱為沒(méi)有污染，稱為“無(wú)污染的能源無(wú)污染的能源”。一、電力生產(chǎn)過(guò)程一、電力生產(chǎn)過(guò)程 1、電能的生產(chǎn)和消費(fèi)是在同一時(shí)間實(shí)現(xiàn)的 電能不能儲(chǔ)存、每時(shí)每刻的發(fā)電量取決于同一時(shí)刻的用電量。也即要求發(fā)電廠不間斷地、可靠地供應(yīng)電能，隨時(shí)保持電源與負(fù)荷間的功率平衡。要求電能的5個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)必須

5、相互依賴、密切配合，其中任何一個(gè)元件故障都會(huì)影響電力系統(tǒng)的正常工作。二、電力生產(chǎn)特點(diǎn)二、電力生產(chǎn)特點(diǎn) 2、電能的生產(chǎn)應(yīng)服從統(tǒng)一調(diào)度和管理、合理利用動(dòng)力資源 各電廠電能生產(chǎn)任務(wù)都由電力中心調(diào)度所統(tǒng)一規(guī)劃、統(tǒng)一調(diào)度，便于協(xié)調(diào)水、火電廠經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。如：火電廠一般擔(dān)任基荷、腰荷，水電廠擔(dān)任系統(tǒng)調(diào)頻、調(diào)峰、負(fù)荷備用等；又如：在洪水期水電廠多發(fā)電，在枯水期則火電廠多發(fā)電。二、電力生產(chǎn)特點(diǎn)二、電力生產(chǎn)特點(diǎn) 3、電能生產(chǎn)與國(guó)民經(jīng)濟(jì)部門(mén)和人民生活有著極為密切的關(guān)系 現(xiàn)代工業(yè)、農(nóng)業(yè)、交通運(yùn)輸業(yè)等都廣泛用電能作為生產(chǎn)的動(dòng)力，而且電氣化程度會(huì)越來(lái)越高，對(duì)電能的要求也越高。從世界各國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的進(jìn)程來(lái)看，國(guó)民經(jīng)濟(jì)每增長(zhǎng)1%

6、，就要求電力工業(yè)增長(zhǎng)1.31.5% 左右，才能適應(yīng)生產(chǎn)發(fā)展的需要。二、電力生產(chǎn)特點(diǎn)二、電力生產(chǎn)特點(diǎn)1. 第一個(gè)火電廠第一個(gè)火電廠1882年，由外國(guó)人在上海租界建立，安裝一臺(tái)發(fā)電機(jī)，容量12千瓦。 2. 第一個(gè)水電廠第一個(gè)水電廠 1912年，距云南昆明40公里的螳螂川上，建成石龍壩水電廠安裝兩臺(tái)240千瓦的水輪機(jī)組。3. 舊中國(guó)舊中國(guó)1882188219491949，共，共6868年年全國(guó)發(fā)電設(shè)備容量185萬(wàn)千瓦，居世界第21位全國(guó)年發(fā)電量43億度，居世界第25位低壓小機(jī)組，最大單機(jī)容量25MW發(fā)電煤耗700800克/度電網(wǎng)很小三、我國(guó)電力工業(yè)發(fā)展概況三、我國(guó)電力工業(yè)發(fā)展概況4. 新中國(guó)新中國(guó)1

7、949194920072007年年裝機(jī)容量和發(fā)電量的發(fā)展裝機(jī)容量和發(fā)電量的發(fā)展年份年份裝機(jī)容量（萬(wàn)裝機(jī)容量（萬(wàn)kWkW） 年發(fā)電量（億年發(fā)電量（億kWhkWh）19491949184.86184.8643.143.119871987100001000049604960199519952100021000100001000020002000300003000013000130002004200444070440702187021870200720077.137.13億億kWkW3255932559200820087.927.92億億kWkW3433434334200920098.748.74億億

8、kWkW3663936639年人均電量年人均電量約約：我國(guó)：我國(guó)： 2700kWh中等發(fā)達(dá)國(guó)家：中等發(fā)達(dá)國(guó)家：7000kWh北歐、美國(guó)：北歐、美國(guó)： 18000kWh三、我國(guó)電力工業(yè)發(fā)展概況三、我國(guó)電力工業(yè)發(fā)展概況4. 新中國(guó)新中國(guó)1949194920072007年年220kV以上的輸電線路66.85萬(wàn)公里，變電容量11.53億KVA。已建成50萬(wàn)伏高壓交流輸電網(wǎng)。1981年，姚孟火電廠武漢已建成50萬(wàn)伏直流輸電工程 1988年，葛洲壩上海 全長(zhǎng)1080km/電壓+ 500kV/電流1200A 額定功率： 雙極運(yùn)行 1200MW/ 單極地回路運(yùn)行600MW?？缡】绲貐^(qū)的大電網(wǎng)（裝機(jī)容量3000

9、萬(wàn)kW）e.g.華北、東北、華中、華東、西北、南方三、我國(guó)電力工業(yè)發(fā)展概況三、我國(guó)電力工業(yè)發(fā)展概況4.4. 新中國(guó)新中國(guó)1949194920072007年年裝機(jī)容量在100萬(wàn)千瓦及以上的電廠沙角電廠 388萬(wàn)kW大型發(fā)電機(jī)組，單機(jī)容量60、100萬(wàn)千瓦最早：元寶山電廠 60萬(wàn)kW，外高橋第二發(fā)電廠90萬(wàn)kW， 山東鄒縣2*100萬(wàn)；浙江玉環(huán)2*100萬(wàn)核電建設(shè)（浙江秦山，廣東大亞灣、嶺奧）三峽水電機(jī)組：3270萬(wàn)kW抽水蓄能（廣東從化8*30萬(wàn)kW）電力系統(tǒng)的自動(dòng)化（SKADA,EMS,DMS,MIS）。 微機(jī)控制、微機(jī)保護(hù)、計(jì)算機(jī)管理三、我國(guó)電力工業(yè)發(fā)展概況三、我國(guó)電力工業(yè)發(fā)展概況 5 5、

10、發(fā)展規(guī)劃、發(fā)展規(guī)劃 “十一五”規(guī)劃：2010年，總裝機(jī)容量達(dá)6.5億KW，提高水電比例到24% 中長(zhǎng)期規(guī)劃： 2020年，總裝機(jī)容量達(dá)9.5億KW，綜合利用各種能源，加大新能源開(kāi)發(fā)。 6 6、我國(guó)電力之最、我國(guó)電力之最 總裝機(jī)容量最大的火電廠：福建漳州后石電廠一期工程 360萬(wàn)KW 總裝機(jī)容量最大的水電廠：湖北宜昌三峽電廠 2240萬(wàn)KW 總裝機(jī)最大的核電廠：浙江的秦山核電廠 320萬(wàn)KW三、我國(guó)電力工業(yè)發(fā)展概況三、我國(guó)電力工業(yè)發(fā)展概況 截至2014年底，我國(guó)發(fā)電裝機(jī)容量136019萬(wàn)千瓦，同比增長(zhǎng)8.7%。 全國(guó)基建新增發(fā)電設(shè)備容量10350萬(wàn)千瓦，其中，水電新增2185萬(wàn)千瓦，火電新增47

11、29萬(wàn)千瓦，核電新增547萬(wàn)千瓦，并網(wǎng)風(fēng)電新增2072萬(wàn)千瓦，并網(wǎng)太陽(yáng)能發(fā)電新增817萬(wàn)千瓦。 2015年我國(guó)全口徑電力裝機(jī)容量達(dá)到150673萬(wàn)千瓦。三、我國(guó)電力工業(yè)發(fā)展概況三、我國(guó)電力工業(yè)發(fā)展概況 2016年 1月15日，國(guó)家能源局發(fā)布2015年全社會(huì)用電量等數(shù)據(jù)。 2015年，全社會(huì)用電量55500億千瓦時(shí)，同比增長(zhǎng)0.5%。分產(chǎn)業(yè)看，第一產(chǎn)業(yè)用電量1020億千瓦時(shí)，同比增長(zhǎng)2.5%；第二產(chǎn)業(yè)用電量40046億千瓦時(shí)，同比下降1.4%；第三產(chǎn)業(yè)用電量7158億千瓦時(shí)，同比增長(zhǎng)7.5%；城鄉(xiāng)居民生活用電量7276億千瓦時(shí)，同比增長(zhǎng)5.0%。 2015年，全國(guó)6000千瓦及以上電廠發(fā)電設(shè)備累

12、計(jì)平均利用小時(shí)為3969小時(shí)，同比減少349小時(shí)。其中，水電設(shè)備平均利用小時(shí)為3621小時(shí)，同比減少48小時(shí)；火電設(shè)備平均利用小時(shí)為4329小時(shí)，同比減少410小時(shí)。 2015年，全國(guó)電源新增生產(chǎn)能力（正式投產(chǎn)）12974萬(wàn)千瓦，其中，水電1608萬(wàn)千瓦，火電6400萬(wàn)千瓦。 三、我國(guó)電力工業(yè)發(fā)展概況三、我國(guó)電力工業(yè)發(fā)展概況 我國(guó)最高交流電壓等級(jí)是750KV（蘭州-官亭線），國(guó)家電網(wǎng)公司正在實(shí)驗(yàn)1000KV特高壓交流輸電. 我國(guó)最高直流電壓等級(jí)為正負(fù)500KV（葛洲壩-上海南橋線、天生橋-廣州線、貴州-廣東線、三峽-廣東線），另有正負(fù)50KV（上海-嵊泗群島線），100KV（寧波-舟山線），南

13、方電網(wǎng)公司將建設(shè)正負(fù)800KV特高壓直流輸電線。 三、我國(guó)電力工業(yè)發(fā)展概況三、我國(guó)電力工業(yè)發(fā)展概況u開(kāi)發(fā)與節(jié)約并重；u大力發(fā)展水電；u繼續(xù)發(fā)展火電；u適當(dāng)發(fā)展核電；u積極發(fā)展新能源發(fā)電；u同步發(fā)展電網(wǎng)，促進(jìn)全國(guó)聯(lián)網(wǎng)。四、我國(guó)電力工業(yè)發(fā)展方針?biāo)?、我?guó)電力工業(yè)發(fā)展方針 1、電力市場(chǎng)化改革。打破壟斷，引入競(jìng)爭(zhēng) 2、更加廣泛使用電力。解決環(huán)境污染問(wèn)題 3、轉(zhuǎn)向燃?xì)庹羝?lián)合循環(huán)發(fā)電。降低造價(jià)，提高效率 4、大力發(fā)展?jié)崈裘杭夹g(shù)。解決煤炭利用對(duì)生態(tài)環(huán)境的不利影響 5、大力發(fā)展可再生能源發(fā)電。重點(diǎn)開(kāi)發(fā)太陽(yáng)能、風(fēng)能、地?zé)崮芎蜕镔|(zhì)能 6、提倡分散的電力工業(yè)。用那些靠近符合中心的小型和清潔的發(fā)電方式最終取代那些大

14、型且遠(yuǎn)離負(fù)荷中心的電廠 7、積極推廣電力需求側(cè)管理。合理的電價(jià)結(jié)構(gòu)可以改變電力負(fù)荷曲線的形狀：電價(jià)越高，用電量越少；電價(jià)越低，用電量越多。五、國(guó)外電力工業(yè)發(fā)展動(dòng)態(tài)五、國(guó)外電力工業(yè)發(fā)展動(dòng)態(tài) 轉(zhuǎn)換方便； 能源利用效率高；“節(jié)約的能源： 電動(dòng)機(jī)柴油機(jī)，節(jié)能50 電氣機(jī)車(chē)蒸汽機(jī)車(chē)，效率8上升到30 環(huán)保、潔凈電力工業(yè)特點(diǎn)電力工業(yè)特點(diǎn)電力的產(chǎn)品是看不見(jiàn)、摸不著的電能，其生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化程電力的產(chǎn)品是看不見(jiàn)、摸不著的電能，其生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化程度高，技術(shù)性強(qiáng)。度高，技術(shù)性強(qiáng)。電能不能大量?jī)?chǔ)存，發(fā)、供、用電同時(shí)進(jìn)行，必須隨時(shí)保持電能不能大量?jī)?chǔ)存，發(fā)、供、用電同時(shí)進(jìn)行，必須隨時(shí)保持平衡。平衡。電力的生產(chǎn)、輸送、分配

15、和消費(fèi)在功率和能量上，必須嚴(yán)格電力的生產(chǎn)、輸送、分配和消費(fèi)在功率和能量上，必須嚴(yán)格保持平衡，并需留有足夠的容量和能量的備用。這是電力企保持平衡，并需留有足夠的容量和能量的備用。這是電力企業(yè)充足、可靠、合格地向用戶供電的基本條件。業(yè)充足、可靠、合格地向用戶供電的基本條件。發(fā)、送、變、配和用電各個(gè)部分相互連接，形成一個(gè)整體，發(fā)、送、變、配和用電各個(gè)部分相互連接，形成一個(gè)整體，不可分割，各顯其能，共同實(shí)現(xiàn)目標(biāo)。不可分割，各顯其能，共同實(shí)現(xiàn)目標(biāo)。電力系統(tǒng)過(guò)渡過(guò)程十分短暫。電的傳播速度是以光速電力系統(tǒng)過(guò)渡過(guò)程十分短暫。電的傳播速度是以光速30104km/s進(jìn)行的，一旦發(fā)生事故進(jìn)行的，一旦發(fā)生事故 ，就會(huì)

16、造成巨大損失。，就會(huì)造成巨大損失。電力工業(yè)的特征電力工業(yè)的特征以安全為中心，保證安全經(jīng)濟(jì)發(fā)、供電，以滿足國(guó)民經(jīng)濟(jì)各部門(mén)的電能需求，是電力工業(yè)的根本任根本任務(wù)。根據(jù)資源和負(fù)荷的分布，布置、建設(shè)和擴(kuò)大電網(wǎng)，實(shí)行電網(wǎng)高度集中統(tǒng)一管理。(電力工業(yè)以電網(wǎng)的形式出現(xiàn))為適應(yīng)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展需要，電力工業(yè)要超前發(fā)展。要求電能質(zhì)量合乎標(biāo)準(zhǔn)，電力供應(yīng)高度可靠。電力工業(yè)發(fā)展基本規(guī)律電力工業(yè)發(fā)展基本規(guī)律第1章 概述第2章 鍋爐設(shè)備第3章 汽輪機(jī)設(shè)備第4章 汽輪發(fā)電機(jī)第5章 輔助生產(chǎn)系統(tǒng)第6章 火力發(fā)電廠運(yùn)行火電篇火電篇第第1章章 概述概述 火力發(fā)電廠定義：火力發(fā)電廠定義： 火力發(fā)電一般是指利用石油、煤炭和天然氣等燃料

17、燃燒時(shí)產(chǎn)生的熱能來(lái)加熱水，使水變成高溫、高壓水蒸氣，然后再由水蒸氣推動(dòng)發(fā)電機(jī)來(lái)發(fā)電的方式的總稱。以煤、石油或天然氣作為燃料的發(fā)電廠統(tǒng)稱為火電廠。（熱力電廠） 火力發(fā)電廠根據(jù)不同的分類(lèi)方法，得出不同的類(lèi)型，如表1.1所示： 1、按燃料分類(lèi) 燃煤發(fā)電廠：燃煤發(fā)電廠：以煤為燃料的發(fā)電廠； 燃油發(fā)電廠：燃油發(fā)電廠：以石油（實(shí)際是提取汽油、煤油、柴油后的油渣）為燃料的發(fā)電廠； 燃?xì)獍l(fā)電廠：燃?xì)獍l(fā)電廠：以天然氣、煤氣等可燃?xì)怏w為燃料的發(fā)電廠； 余熱發(fā)電廠：余熱發(fā)電廠：用工業(yè)企業(yè)的各種余熱進(jìn)行發(fā)電的發(fā)電廠； 此外，還有利用垃圾及工業(yè)廢料作為燃料的發(fā)電廠。火電廠分類(lèi)火電廠分類(lèi) 2、按能量供應(yīng)分 凝氣式發(fā)電廠：

18、凝氣式發(fā)電廠：?jiǎn)渭冇脕?lái)發(fā)電的電廠。一般建在燃料基地或礦區(qū)附近，發(fā)出的電能用高壓線路送往負(fù)荷中心，這樣免去了燃料的長(zhǎng)途運(yùn)輸，提高了能量輸送效益，同時(shí)又防止煤灰對(duì)城市周?chē)貐^(qū)環(huán)境污染。 供熱式發(fā)電廠：供熱式發(fā)電廠：既發(fā)電又兼供熱的電廠。由于供熱網(wǎng)絡(luò)不能太長(zhǎng)，所以一般都建設(shè)在熱用戶附近靠近工業(yè)區(qū)或大城市。發(fā)電與供熱必須兼顧，在電力系統(tǒng)中的運(yùn)行方式遠(yuǎn)不如凝氣式電廠靈活，但其熱效率較高?；痣姀S分類(lèi)火電廠分類(lèi) 3、 按原動(dòng)機(jī)分類(lèi) 汽輪機(jī)發(fā)電廠：汽輪機(jī)發(fā)電廠：又稱蒸汽發(fā)電，它利用燃料在鍋爐中燃燒產(chǎn)生蒸汽，用蒸汽沖動(dòng)汽輪機(jī)，再由汽輪機(jī)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。這種發(fā)電方式在火力發(fā)電火力發(fā)電中居主要地位，占世界火力發(fā)電火

19、力發(fā)電總裝機(jī)的95以上。 內(nèi)燃機(jī)發(fā)電廠：內(nèi)燃機(jī)發(fā)電廠：主要指功率較大的柴油機(jī)發(fā)電。柴油機(jī)系統(tǒng)壓縮點(diǎn)火式發(fā)動(dòng)機(jī)，將吸入的空氣用活塞壓縮到高溫與噴入的燃油著火燃燒產(chǎn)生高溫高壓，推動(dòng)機(jī)械旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。它的缺點(diǎn)是使用燃料價(jià)格高，發(fā)電成本貴、容量小、維修工作量大、運(yùn)行周期短，除特殊場(chǎng)合外，多用作尖峰供用電電源和應(yīng)急電源?；痣姀S分類(lèi)火電廠分類(lèi) 燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電廠：燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電廠：它通過(guò)壓氣機(jī)將空氣壓縮后送入燃燒室，與噴入的燃料混合燃燒產(chǎn)生高溫高壓燃?xì)猓M(jìn)入透平機(jī)膨脹做功，推動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。它的單機(jī)容量遠(yuǎn)比汽輪機(jī)小，最大功率1321.6萬(wàn)KW，凈發(fā)電效率可達(dá)35%以上，主要用于尖峰負(fù)荷。 把燃?xì)獍l(fā)電和

20、蒸汽發(fā)電組合起來(lái)就是燃?xì)?、蒸汽?lián)合循環(huán)發(fā)電，有較高的電能轉(zhuǎn)換效率。火電廠分類(lèi)火電廠分類(lèi) 4 4、 按發(fā)電裝機(jī)容量的多少分類(lèi)按發(fā)電裝機(jī)容量的多少分類(lèi) 小容量發(fā)電廠：100MW以下的發(fā)電廠； 中容量發(fā)電廠：100250MW范圍內(nèi)的發(fā)電廠； 大中容量發(fā)電廠：250600MW范圍內(nèi)的發(fā)電廠，常規(guī)30萬(wàn)kW和60萬(wàn)kW燃煤機(jī)組將是中國(guó)目前和今后一段時(shí)期內(nèi)火電發(fā)展的主要機(jī)組； 大容量發(fā)電廠：6001000MW范圍內(nèi)的發(fā)電廠； 特大容量發(fā)電廠：1000MW以上的發(fā)電廠?；痣姀S分類(lèi)火電廠分類(lèi) 5 5、 按供電范圍分類(lèi)按供電范圍分類(lèi) 區(qū)域性發(fā)電廠：在電網(wǎng)內(nèi)運(yùn)行，承擔(dān)一定區(qū)域性供電的大中型發(fā)電廠； 孤立發(fā)電廠：不

21、并入電網(wǎng)內(nèi)，單獨(dú)運(yùn)行的發(fā)電廠； 自備發(fā)電廠：由大型企業(yè)自己建造，主要供本單位用電的發(fā)電廠（一般也與電網(wǎng)連）。 移動(dòng)式發(fā)電廠：主要供火車(chē)、輪船等交通工具上的用電火電廠分類(lèi)火電廠分類(lèi)1.2 火力發(fā)電廠的燃料火力發(fā)電廠的燃料 火力發(fā)電廠主要的燃料是煤，其次是重油和天然氣。 一、煤的組成一、煤的組成 煤的成分有：碳、揮發(fā)分、灰分、水分。它們是衡量煤質(zhì)量好壞的主要指標(biāo)。 1 1、碳：、碳：是主要可燃元素，含量占燃料重量的45%90%，當(dāng)它完全燃燒時(shí)放出大量熱量。C+O2CO2+33662 kJ/kg 2 2、揮發(fā)分、揮發(fā)分 ：是判明煤炭著火特性的首要指標(biāo)。揮發(fā)分含量越高，著火越容易，使燃料易于燃燒完全。

22、 3 3、灰分：、灰分：煤完全燃燒后的固態(tài)殘余物。灰分含量會(huì)使火焰?zhèn)鞑ニ俣认陆?，著火時(shí)間推遲，燃燒不穩(wěn)定，爐溫下降，使受熱面積灰、結(jié)渣、腐蝕。 4 4、水分：、水分：水分是燃燒過(guò)程中的有害物質(zhì)之一，它在燃燒過(guò)程中吸收大量的熱，使發(fā)熱量降低，使?fàn)t內(nèi)燃燒溫度降低，造成燃燒著火困難或燃燒不完全。對(duì)燃燒的影響比灰分大得多。1.2 火力發(fā)電廠的燃料火力發(fā)電廠的燃料 5 5、煤的發(fā)熱量：、煤的發(fā)熱量：指每公斤燃料完全燃燒后所放出的熱量，單位是kJ/kg。煤的發(fā)熱量也是煤的特征之一，它是評(píng)價(jià)媒質(zhì)的重要指標(biāo)。煤的發(fā)熱量越高，燃燒時(shí)放出熱量越多，發(fā)同樣多的電所耗煤量越少。 標(biāo)準(zhǔn)煤：標(biāo)準(zhǔn)煤：規(guī)定發(fā)熱量為29270

23、kJ/kg29270kJ/kg的煤為標(biāo)準(zhǔn)煤。各個(gè)發(fā)電廠計(jì)算煤耗量都要折算成標(biāo)準(zhǔn)煤來(lái)計(jì)算。1.2 火力發(fā)電廠的燃料火力發(fā)電廠的燃料 二、四種煤二、四種煤 火力發(fā)電廠燃用的煤通常稱為動(dòng)力煤，其分類(lèi)方法主要是依據(jù)煤的揮發(fā)分進(jìn)行分類(lèi)。 主要有4種煤： 1 1、無(wú)煙煤：、無(wú)煙煤：含碳量多，發(fā)熱量最多（最好） 2 2、煙煤：、煙煤：揮發(fā)物多，容易著火；（次差） 3 3、褐煤：、褐煤：水分多，發(fā)熱量最低；（最差） 4 4、貧煤、貧煤: :灰分多，但發(fā)熱量較多。（次好） 重油含灰分水分少，是一種優(yōu)質(zhì)燃料。1.2 火力發(fā)電廠的燃料火力發(fā)電廠的燃料 一般把含灰分及水分多的煤稱為劣質(zhì)煤，它們不僅發(fā)熱量低，且積灰較多

24、，影響受熱面的傳熱，增加磨損，對(duì)金屬表面腐蝕。但由于發(fā)電用煤數(shù)量很大，所以盡量就近采用劣質(zhì)煤，把優(yōu)質(zhì)煤留給冶金、化工部門(mén)。 在燃煤電廠，只有在鍋爐啟動(dòng)點(diǎn)火或特殊情況下為維持爐膛穩(wěn)定燃燒，才使用少量重油。我國(guó)煤種含量：我國(guó)煤種含量： 煙煤37.95%，無(wú)煙煤16.74%，褐煤17.9%，貧煤7.79%，其余未分類(lèi)煤占19.36%1.2 火力發(fā)電廠的燃料火力發(fā)電廠的燃料1.3 火力發(fā)電廠的基本生產(chǎn)過(guò)程火力發(fā)電廠的基本生產(chǎn)過(guò)程 1.3.11.3.1水蒸氣性質(zhì)水蒸氣性質(zhì) 1 1、工質(zhì)、工質(zhì)：把在熱能轉(zhuǎn)換和傳遞過(guò)程中攜帶熱能的媒介物質(zhì)叫工作物質(zhì)，簡(jiǎn)稱工質(zhì)。 在火電廠中，通常用水蒸氣作為工質(zhì)，它是由水在鍋

25、爐中進(jìn)行加熱汽化而形成的。 2 2、描述水蒸氣狀況的、描述水蒸氣狀況的3 3個(gè)基本狀態(tài)參數(shù)：個(gè)基本狀態(tài)參數(shù)： 溫度溫度t t：指物體的冷熱程度。有絕對(duì)溫度T和攝氏溫度t 壓力壓力P P：表示工質(zhì)作用于容器壁單位面積上的垂直力，也稱壓強(qiáng)。 比容比容v v：?jiǎn)挝毁|(zhì)量的物體所占的容積。它的倒數(shù)是密度。 3 3、水蒸氣定壓形成過(guò)程、水蒸氣定壓形成過(guò)程（幾個(gè)概念） 水的飽和溫度水的飽和溫度t ts s：水沸騰時(shí)的溫度。 未飽和水：未飽和水：在熱力工程中把未達(dá)到沸騰狀態(tài)的水稱為“未飽和水”。 飽和水：飽和水：沸騰狀態(tài)的水稱為“飽和水”。 飽和蒸汽：飽和蒸汽：既有水又有蒸汽的蒸汽狀態(tài)，有濕蒸汽和干蒸汽。溫度

26、等于飽和溫度。 過(guò)熱蒸汽：過(guò)熱蒸汽：溫度高于飽和溫度的蒸汽。過(guò)熱度D=t-ts1.3.1 水蒸氣性質(zhì)水蒸氣性質(zhì) 蒸汽形成過(guò)程如圖所示： 總的來(lái)說(shuō)，水蒸汽等壓下汽化過(guò)程分為總的來(lái)說(shuō)，水蒸汽等壓下汽化過(guò)程分為3 3個(gè)階段：個(gè)階段： 預(yù)熱階段預(yù)熱階段汽化階段汽化階段過(guò)熱階段過(guò)熱階段1kg 0未飽和水沸騰、飽和水飽和溫度Ts飽和壓力Ps水蒸氣 濕 蒸 汽t v加熱v ， t = Ts，p=Ps干 飽 和 蒸汽 干 蒸 氣過(guò)熱蒸汽v，ttts臨界點(diǎn)1.3.1 水蒸氣性質(zhì)水蒸氣性質(zhì) 4 4、飽和溫度和壓力的關(guān)系、飽和溫度和壓力的關(guān)系 隨著壓力的增加，飽和溫度隨之升高。 如：1atm100； 30atm23

27、2.76； 100atm309.53； 0.07atm38.66 5 5、過(guò)熱蒸汽優(yōu)點(diǎn)、過(guò)熱蒸汽優(yōu)點(diǎn) 火力發(fā)電廠都是應(yīng)用過(guò)熱蒸汽，因?yàn)樗环矫嫘阅芙咏跉怏w，比較穩(wěn)定；另一方面，在過(guò)熱過(guò)程中所加進(jìn)去的熱量使蒸汽進(jìn)入汽輪機(jī)中膨脹時(shí)，能作更多功，進(jìn)而使發(fā)電機(jī)發(fā)出更多電，有利于提高經(jīng)濟(jì)性。1.3.1 水蒸氣性質(zhì)水蒸氣性質(zhì) 1、煤炭在鍋爐內(nèi)燃燒放出的熱量，將水加熱成具有一定壓力和溫度的蒸汽 2、然后蒸汽沿管道進(jìn)入汽輪機(jī)膨脹做功，帶動(dòng)發(fā)電機(jī)一起高速旋轉(zhuǎn)，從而發(fā)出電來(lái)。 3、在汽輪機(jī)中做完功的蒸汽排入凝汽器中并凝結(jié)成水，然后被凝結(jié)水泵送入除氧器。水在除氧器中被來(lái)自抽氣管的汽輪機(jī)抽汽加熱并除去所含氣體，最后

28、又被給水泵送回鍋爐中重復(fù)參加上述循環(huán)過(guò)程。1.3.2 基本生產(chǎn)過(guò)程基本生產(chǎn)過(guò)程 顯然，在這種火力發(fā)電廠中存在著三種型式的能量轉(zhuǎn)換過(guò)程：1 1、鍋爐：、鍋爐：煤的化學(xué)能熱能；2 2、汽輪機(jī)：、汽輪機(jī)：蒸汽的熱能汽輪機(jī)的旋轉(zhuǎn)機(jī)械能；3 3、發(fā)電機(jī)：、發(fā)電機(jī)：機(jī)械能電能。 進(jìn)行能量轉(zhuǎn)換的主要設(shè)備鍋爐、汽輪機(jī)和發(fā)電機(jī)，被稱為火力發(fā)電廠的三大主機(jī)，而鍋爐則是三大主機(jī)中最基本的能量轉(zhuǎn)換設(shè)備。 如圖1.1所示1.3.2 基本生產(chǎn)過(guò)程基本生產(chǎn)過(guò)程 火力發(fā)電廠由三大主要設(shè)備鍋爐、汽輪機(jī)、發(fā)電機(jī)及相應(yīng)輔助設(shè)備組成，它們通過(guò)管道或線路相連構(gòu)成生產(chǎn)主系統(tǒng)，即熱力系統(tǒng)（包括燃燒系統(tǒng)和汽水系統(tǒng)）和電氣系統(tǒng)組成。 1 1、

29、燃燒系統(tǒng)、燃燒系統(tǒng) 如圖，包括鍋爐的燃燒部分和輸煤、除灰和煙氣排放系統(tǒng)等。 煤由皮帶輸送到鍋爐車(chē)間的煤斗，進(jìn)入磨煤機(jī)磨成煤粉，然后與經(jīng)過(guò)預(yù)熱器預(yù)熱的空氣一起噴入爐內(nèi)燃燒，將煤的化學(xué)能轉(zhuǎn)換成熱能，煙氣經(jīng)除塵器清除灰分后，由引風(fēng)機(jī)抽出，經(jīng)高大的煙囪排入大氣。爐渣和除塵器下部的細(xì)灰由灰渣泵排至灰場(chǎng)。 1.3.3 主要系統(tǒng)組成主要系統(tǒng)組成 汽水系統(tǒng)流程如圖所示，包括鍋爐、汽輪機(jī)、凝汽器及給水泵等組成的汽水循環(huán)和水處理系統(tǒng)、冷卻水系統(tǒng)等。給水泵高壓加熱器省煤器汽包-下降管-下聯(lián)箱-水冷壁-汽包過(guò)熱器汽輪機(jī)凝汽器凝結(jié)水泵低壓加熱器除氧器給水泵2.汽水系統(tǒng)汽水系統(tǒng) 電氣系統(tǒng)如圖1.3所示，包括發(fā)電機(jī)、勵(lì)磁系統(tǒng)、廠用電系統(tǒng)和升壓變電站等。 發(fā)電機(jī)的機(jī)端電壓和電流隨其容量不同而變化，其電壓一般在1020kV之間，電流可達(dá)數(shù)千安至20kA。因此，發(fā)電機(jī)發(fā)出的電，一般由主變壓器升高電壓后，經(jīng)變電站高壓電氣設(shè)備和輸電線送往電網(wǎng)。極少部分電，通過(guò)廠用變壓器降低電壓后，經(jīng)廠用電配電裝置和電纜供廠內(nèi)風(fēng)機(jī)、水泵等各種輔機(jī)設(shè)備和照明等用電。 3電氣系統(tǒng)電氣系統(tǒng)1.4火力發(fā)電廠的效率火力發(fā)電廠的效率 火力發(fā)電的重要問(wèn)題是提高熱效率，辦法是提高鍋爐的參數(shù)（蒸汽的壓強(qiáng)和溫度）。目前，大型凝汽式火電廠能把40左右的熱能轉(zhuǎn)換為電能；大型供熱電廠的熱能利用率也只能達(dá)到6070。 表1.4是發(fā)