能源工程技術(shù)概論復(fù)習(xí)要點說明

...wd......wd......wd...第一章煤炭1、煤的元素組成〔P2〕：必考題---煤主要由碳C、氫H、氧O、氮N、硫(S)和磷(P)等元素組成，其中碳、氫、氧、氮為有機物，硫和磷為無機物。2、碳是煤中有機物質(zhì)的主導(dǎo)成分，也是最主要的可燃物質(zhì)?！睵2〕3、氫也是煤中重要的可燃物質(zhì)。〔P3〕4、氧是煤中不可燃的元素，氧是助燃的?！睵3〕5、煤中氮含量較少，僅為1%~3%〔P3〕6、硫是煤中的有害物質(zhì)，磷是煤中有害成分?！睵3〕7、煤質(zhì)指標(biāo)包括：水分、灰分、揮發(fā)分和發(fā)熱量。8、水分是煤中的不可燃成分，含水分高的煤發(fā)熱量低，不易著火和燃燒。〔P4〕9、灰分是指煤完全燃燒后其中礦物質(zhì)的固體剩余物、灰分含量高，不僅使煤發(fā)熱量減少，而且影響煤的著火和燃燒?！睵4〕10、在隔絕空氣的條件下，將煤加熱到850℃左右，從煤中有機物質(zhì)分解出來的液體和氣體產(chǎn)物稱為揮發(fā)分。由于揮發(fā)分是表征煤炭性質(zhì)的主要指標(biāo)，因此通常也根據(jù)揮發(fā)分的多少對煤炭進展分級。11、單位質(zhì)量煤完全燃燒時所放出的熱量稱為煤的發(fā)熱量。煤的發(fā)熱量分為高位發(fā)熱量Qgr，p和低位發(fā)熱量Qnet，p12、煤的分類〔P5〕：根據(jù)煤中枯燥無灰基揮發(fā)分含量〔Vdaf〕將煤分為褐煤、煙煤和無煙煤三大類。-----按揮發(fā)分來分。13、利用煤、石油、天然氣等自然界蘊藏量極其豐富的化石燃料的化學(xué)能發(fā)電稱為火力發(fā)電〔P7〕14、火電廠生產(chǎn)過程〔P8〕：以論述題來準備〔用自己的語言來描述其過程〕重點基本過程為燃料的化學(xué)能---熱能---機械能---電能。汽輪機發(fā)電又稱蒸汽發(fā)電，它利用燃料在鍋爐中燃燒產(chǎn)生蒸汽，用蒸汽沖動汽輪機，再由汽輪機帶動發(fā)電機發(fā)電。這種發(fā)電方式在火力發(fā)電中居主要地位，占世界火力發(fā)電總裝機的95%以上。自己的語言描述其過程：〔僅供參考〕熱力發(fā)電廠以煤為燃料，煤在鍋爐內(nèi)燃燒，將鍋爐里的水加熱生成蒸汽，然后將來自鍋爐的具有一定溫度、壓力的蒸汽經(jīng)主汽閥和調(diào)節(jié)汽閥進入汽輪機內(nèi)，依次流過一系列環(huán)形安裝的噴嘴柵和動葉柵而膨脹做功，將其熱能轉(zhuǎn)換成推動汽輪機轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)的機械能，通過聯(lián)軸器驅(qū)動發(fā)電機發(fā)電。膨脹做功后的蒸汽由汽輪機排汽局部排出，排汽至凝汽器凝結(jié)成水，再送至加熱器、經(jīng)給水送往鍋爐加熱成蒸汽，如此循環(huán)。也就是蒸汽的熱能在噴嘴柵中首先轉(zhuǎn)變?yōu)閯幽?，然后在動葉柵中再使這局部動能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C械能。工作原理就是一個能量轉(zhuǎn)換過程，即熱能--動能--機械能--電能。最終將電發(fā)送出去。15、在火力發(fā)電廠中，鍋爐將燃料的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為蒸汽熱能、汽輪機將蒸汽熱能轉(zhuǎn)化為機械能、發(fā)電機將機械能轉(zhuǎn)化為電能。鍋爐、汽輪機、發(fā)電機并稱火力發(fā)電廠的三大主機?！睵10〕16、火電廠三大系統(tǒng)：燃燒系統(tǒng)、汽水系統(tǒng)和電氣系統(tǒng)?！睵10〕17、鍋爐是將燃料內(nèi)的潛在能量經(jīng)過燃燒釋放熱能或利用其他能源釋放的能量，將水變成蒸汽或過熱蒸汽；或?qū)⑺訜嶙兂梢欢囟鹊臒崴?；或?qū)⒂袡C熱載體加熱到一定溫度而輸出熱能的設(shè)備。鍋爐設(shè)備是火力發(fā)電廠的主要熱力設(shè)備之一。其作用是：燃料在爐膛內(nèi)燃燒將其化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)闊煔鉄崮?；煙氣熱能加熱給水，水經(jīng)過預(yù)熱、汽化、過熱三個階段稱為具有一定壓力、溫度的過熱蒸汽?！睵10〕18、根據(jù)受熱面內(nèi)工質(zhì)〔汽、水〕的不同狀態(tài)以及受熱面在鍋爐中所處的不同位置，給出相應(yīng)不同的名稱。如省煤器、汽包、水冷壁、過熱器、再熱器等?！睵10〕19、鍋爐的輔助設(shè)備主要包括供應(yīng)空氣的送風(fēng)機、排除煙氣的引風(fēng)機、煤粉制備系統(tǒng)以及除渣、除塵設(shè)備等。〔P10〕20、鍋爐的主要生產(chǎn)過程可以分為燃燒放熱過程和汽水加熱循環(huán)過程?！睵10〕21、干凈煤技術(shù)：〔P20〕重點干凈煤技術(shù)是指從煤炭開發(fā)到利用的全過程中旨在減少污染排放與提高利用效率的加工、燃燒、轉(zhuǎn)化及污染控制等新技術(shù)的總稱。分為四類：干凈加工技術(shù)〔燃燒前處理〕、高效干凈轉(zhuǎn)化技術(shù)〔燃燒前處理〕、高效干凈燃燒與發(fā)電技術(shù)〔燃燒中處理〕、燃煤污染排放治理技術(shù)〔燃燒后處理〕。22、干凈煤技術(shù)分類：〔P21〕見以以下圖23、燃燒前的處理主要是洗選煤、型煤和水煤漿三項技術(shù)措施。洗選煤的目的是降低原煤中的灰分、硫分等雜質(zhì)的含量，并將原煤加工成質(zhì)量均勻、能適應(yīng)用戶需要的不同品種及規(guī)格的商品煤。〔P21〕24、型煤：型煤是將粉煤或低品位煤加工成一定形狀、尺寸和有一定理化性能的煤制品。型煤一般需加黏結(jié)劑。型煤是各種干凈煤技術(shù)中投資小、見效快、適宜普遍推廣的技術(shù)〔P22〕25、水煤漿：水煤漿是將煤研磨成一定粒度〔評價粒度為50μm左右〕，與水按一定質(zhì)量比例混合，再添加少量的添加劑，經(jīng)過強力攪拌而形成的煤水兩相流漿體?！睵22〕26、水煤漿的制備以浮選精煤為原料，經(jīng)脫水、脫灰、磨制，加添加劑后與水混合成漿。水煤漿中煤粉顆粒的質(zhì)量濃度為65%~70%，含水30%~35%，添加劑為1%~2%?！睵23〕27、干凈煤發(fā)電技術(shù)主要有循環(huán)流化床燃燒〔CFBC〕、增壓流化床燃燒〔PFBC〕、整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)〔IGCC〕、高效超臨界發(fā)電等〔P29〕循環(huán)流化床燃燒〔CFBC〕循環(huán)流化床鍋爐技術(shù)作為一種新型成熟的高效低污染清潔煤技術(shù)，可以高效率地燃燒各種固體燃料〔特別是劣質(zhì)煤〕，可以直接向燃燒室參加脫硫劑控制燃燒過程中SO2的排放增壓流化床燃燒〔PFBC〕整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)〔IGCC〕整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)發(fā)電技術(shù)通過將煤氣化生成燃料氣，驅(qū)動燃氣輪機發(fā)電，其尾氣通過余熱鍋爐產(chǎn)生蒸汽驅(qū)動汽輪機發(fā)電，構(gòu)成聯(lián)合循環(huán)發(fā)電，具有效率高、污染排放低的優(yōu)勢。高效低污染的超臨界凝汽式發(fā)電高效低污染的超臨界凝汽式發(fā)電：凝汽式電站是技術(shù)上最成熟的傳統(tǒng)發(fā)電技術(shù)，采用高參數(shù)、大容量機組就可以不斷提高電廠熱效率、降低投資和燃料消耗量。中國已經(jīng)大量采用高參數(shù)的超臨界機組，采取各種措施提高機組效率和環(huán)境效益?！睵30〕28、鍋爐分類：〔P30~P32〕按用途分類：工業(yè)鍋爐、電站鍋爐、船用鍋爐、機車鍋爐等；按鍋爐出口工質(zhì)壓力分類：常壓熱水鍋爐、低壓鍋爐〔≤2.5MPa〕、中壓鍋爐〔3.82MPa〕、高壓鍋爐〔9.8MPa〕、超高壓鍋爐〔13.7MPa〕、亞臨界鍋爐〔16.7MPa〕、超臨界鍋爐〔>22.1MPa〕按所用燃料或能源分類：燃煤鍋爐、燃油鍋爐、燃氣鍋爐、水煤漿鍋爐、混合燃料鍋爐、廢料鍋爐、余熱鍋爐、其他能源鍋爐按燃燒方式分類：火床燃燒〔層燃〕鍋爐、火室燃燒〔懸浮燃燒〕鍋爐、流化床燃燒〔沸騰燃燒〕鍋爐、旋風(fēng)爐燃燒鍋爐。按鍋爐構(gòu)造分類：鍋殼鍋爐、水管鍋爐。29、鍋爐型號：〔P33〕第一局部表示鍋爐本體型式和燃燒設(shè)備或燃燒方式及鍋爐容量；第二局部表示介質(zhì)參數(shù)；第三局部表示燃料種類。30、燃料種類：〔P34〕31、鍋爐的型號例舉：〔P34〕DZL4-1.25-WⅡ表示單鍋筒縱置式水管或臥式水火管鏈條爐排〔此處有疑問〕，額定蒸發(fā)量為4t／h，額定蒸汽壓力為1.25MPa，蒸汽溫度為飽和溫度，燃用Ⅱ類無煙煤的蒸汽鍋爐。SZS10-1.6/350-Y、Q表示雙鍋筒縱置式室燃，額定蒸發(fā)量為10t／h，額定蒸汽壓力為1.6MPa，過熱蒸汽溫度為350℃SHX20-2.5/400-H表示雙鍋筒橫置式循環(huán)流化床燃燒，額定蒸發(fā)量為20t/h，額定蒸汽壓力為2.5MPa，過熱蒸汽溫度為400℃32、有機熱載體鍋爐型號：〔P35〕——有機熱載體鍋爐型號例舉：YLW-8000MW表示燃料品種為無煙煤，額定功率為8000kW，爐體安置型式為臥式，燃燒設(shè)備為鏈條爐排的液相有機熱載體爐。YJW-6000MJ表示燃料品種為水煤漿，額定功率為6000kW，爐體安置型式為臥式，燃燒設(shè)備為水煤漿燃燒器的液相有機熱載體爐。33、水煤漿鍋爐——水煤漿的概念〔P54~55〕：水煤漿是由65%～70%的煤粉、30%～35%的水和少量的添加劑混合而成，可以像油一樣泵送、霧化、儲運，并可直接用于各種鍋爐、窯爐的燃燒。——水煤漿鍋爐的優(yōu)點〔P56〕：水煤漿鍋爐作為一項高效、低成本的干凈燃燒技術(shù)，具有以下的優(yōu)點：符合國家可持續(xù)開展戰(zhàn)略，有利于節(jié)約資源以及生態(tài)和環(huán)境保護；提高煤炭利用率；可以解決能源的運輸問題；節(jié)約土地；運行成本低，自動化程度高?！簼{鍋爐的缺點〔P57〕：鍋爐負荷不易調(diào)節(jié)；運行穩(wěn)定性差；結(jié)焦和積灰；燃燒器噴嘴的使用壽命較短。34、——有機熱載體鍋爐及其供熱循環(huán)系統(tǒng)特點〔P60〕：必考獲得低壓高溫?zé)峤橘|(zhì)；無冷凝排放熱損失，熱效率較高；水處理設(shè)備及系統(tǒng)可以簡化或省略；有機熱載體鍋爐房要求防護距離小，爆炸不安全性??；有機熱載體鍋爐尾部可設(shè)置余熱回收裝置，充分利用煙氣熱量，大大提高熱能利用效率；35、——有機熱載體鍋爐運行特別注意的問題：〔P60〕〔1〕礦物油作為熱載體，其加熱溫度受到熱穩(wěn)定性的限制。液相導(dǎo)熱油鍋爐在任何情況下，只允許在單相〔液相〕狀態(tài)下工作，為此導(dǎo)熱油鍋爐的工作溫度一般定為250℃，嚴禁超過300〔2〕長期運行后，礦物油黏度會急劇上升，生成的膠質(zhì)體將玷污受熱面內(nèi)外表，影響傳熱，嚴重時會使受熱面因超溫而被燒壞?！?〕由于有機熱載體鍋爐工質(zhì)溫度高，故排煙溫度也高，造成鍋爐熱效率低。36、為了節(jié)約能源，就得降低排煙溫度，解決的方法有：①在鍋爐尾部增加空氣預(yù)熱器。一方面可降低排煙溫度〔降到250℃②在鍋爐尾部增加余熱鍋爐及省煤器，使排煙溫度降到180℃37、——煤氣發(fā)生爐的分層〔P61〕：按照煤氣發(fā)生爐內(nèi)氣化過程進展的程序，可以將發(fā)生爐內(nèi)部由下向上依次分為六層，即灰層、氧化層〔燃燒層〕、復(fù)原層、干餾層、枯燥層和空層。38、——從節(jié)能環(huán)保角度理解單段爐與兩段爐的區(qū)別〔P64〕：單段爐產(chǎn)生的冷煤氣對水的污染嚴重，特別是在凈化過程中煤氣直接用水來洗滌和降溫，把煤氣中大量的雜質(zhì)帶出，產(chǎn)生的酚水對環(huán)境污染嚴重；兩段爐的凈化采用間接冷卻，水和煤氣不直接接觸，防止了對水的污染，更好地表達了兩段爐的優(yōu)越性。單段爐的氣化強度比較低，兩段爐在原氣化層上加高了干餾層使煤炭在進入氣化層時已成為半焦炭狀，使煤炭氣化得更完全，從煤渣中可以非常清楚地看到兩段式煤氣爐生產(chǎn)出的灰渣含炭率非常低，一般在12％左右，而單段爐在20％左右。同時新型兩段式煤氣發(fā)生爐的污染問題現(xiàn)在完全可以解決，但是解決單段式煤氣爐的水污染問題仍有一定難度。39、——工業(yè)窯爐的分類與用途〔P66~67〕：按工藝特點分類：分為加熱爐和熔煉爐兩類。加熱爐主要是用于完成物料的加熱，提高物料的溫度。熔煉爐主要用于碳金屬、合金、特種金屬的熔煉和提溫。按使用能源種類分類：分為燃料爐和電爐兩種。按工作溫度分類：分為高溫爐、中溫爐和低溫爐三種。高溫爐的工作溫度在1000℃以上，中溫爐的工作溫度在650～1000℃之間，低溫爐的工作溫度低于第二章1、——石油的組成〔P78〕：由烷烴、環(huán)烷烴、芳香烴等烴類化合物組成。2、——石油的加工過程〔P79〕：出題類型---歸類-正推反推根據(jù)所需產(chǎn)品的不同，加工流程大致分為三種類型：燃料型：以汽油、煤油、柴油等燃料油為主要產(chǎn)品。燃料-潤滑油型：除生產(chǎn)燃料油外，還生產(chǎn)各種潤滑油。石油化工類：它是提供石腦油、輕油、渣油用作生產(chǎn)石油化工產(chǎn)品的原料。3、——主要石油產(chǎn)品的用途〔P80〕：復(fù)習(xí)級別---了解可將其分成14大類，即溶劑油、燃料油、潤滑油、電器用油、液壓油、真空油脂、防銹油脂、工藝用油、潤滑脂、蠟及其制品、瀝青、油焦、石油添加劑和石油化學(xué)品。4、——燃料油的性能指標(biāo)〔P81--82〕：包括黏度、含硫量、低溫性能和安定性。黏度是燃料油的重要指標(biāo)，黏度過高會導(dǎo)致燃料油的霧化性能惡化。燃料油中的含硫化合物在燃燒時會污染環(huán)境，燃料油的低溫性能通常用傾點來評定，燃料油的安定性主要是對高黏度燃料油而言的。5、天然氣主要由甲烷、乙烷、丙烷和丁烷等烴類組成，其中甲烷占80%~90%。常見天然氣的4種類型為純天然氣、石油伴生氣、凝析氣和礦井氣。純天然氣：從地下氣層礦井中開采出來的干天然氣，也稱氣田氣，它的特點是甲烷〔CH4〕含量高。石油伴生氣：開采石油時的副產(chǎn)品，是石油開采過程中從油井獲得的可燃氣體，也稱油田氣或濕氣，油田氣含甲烷較低。礦井氣：又稱煤層氣，是伴隨煤礦開采而產(chǎn)生的，俗稱瓦斯。6、——開發(fā)煤層氣的意義〔P84〕：煤層氣〔俗稱瓦斯〕是與煤伴生的非常規(guī)天然氣。豐富的煤層氣資源有望成為中國21世紀的接替性能源之一。21世紀大力開展煤層氣工業(yè)有如下意義：①減輕我國石油和天然氣的供應(yīng)壓力。②能有效地改善煤礦安全生產(chǎn)條件。③能有效地保護大氣環(huán)境。7、——天然氣水合物的構(gòu)成〔P84〕：是一種新發(fā)現(xiàn)的能源，俗稱“可燃冰〞。由水分子和燃氣分子構(gòu)成，其中燃氣分子絕大多數(shù)是甲烷，所以天然氣水合物也稱為甲烷水合物。天然氣水合物只能存在于低溫高壓環(huán)境中。天然氣水合物形成的最正確場所是海洋大陸架。8、——各種人工煤氣的概念及組成〔P88~89〕：液化石油氣：在石油熱裂化或催化裂化過程中獲得的可燃氣。它主要是由飽和與未飽和烷烴所組成，工業(yè)上多用丙烷液化石油氣作為燃料，而丁烷液化石油氣通常供家庭使用。高爐煤氣：高爐中焦炭局部燃燒和鐵礦石局部復(fù)原作用所產(chǎn)生的煤氣。發(fā)熱量很低。發(fā)生爐煤氣：煤在發(fā)生爐內(nèi)與蒸汽、空氣或富氧空氣等氣化劑經(jīng)燃燒與復(fù)原等熱化學(xué)過程而獲得的煤氣。發(fā)熱量不高。地下氣化煤氣：將含有工業(yè)氧的空氣送入在技術(shù)上不宜開采的薄煤層，或混有大量硫和礦物質(zhì)的煤層巷道，使煤在地下氧化生成煤氣，一般發(fā)熱量也比較低。9、——燃煤蒸汽---燃氣聯(lián)合循環(huán)開發(fā)和示范工程〔P93〕：〔可能會出題---類型及特點〕直接燃煤的燃氣輪機、整體式聯(lián)合循環(huán)〔IGCC〕、增壓流化床鍋爐聯(lián)合循環(huán)〔PFBC〕、局部煤氣化的混合式循環(huán)流化床聯(lián)合循環(huán)、新型高溫鍋爐聯(lián)合循環(huán)、外燃式聯(lián)合循環(huán)。第三章水能1、水能的概念：水能是蘊藏于河川和海洋水體中的位能和動能，是干凈的一次能源、用之不竭的再生能源〔P105〕2、水能資源的理論蘊藏量和可能開發(fā)的水能資源量，中國在世界各國中均居第一位?！睵107〕3、水力發(fā)電是將水能直接轉(zhuǎn)換成電能。(P108)4、堤壩式是在河流地形地質(zhì)條件適宜的地方建攔河壩，抬高上游河段的水位，形成水庫，與下游天然水位形成落差，即可引水發(fā)電。(P108)5、水電站是將水能轉(zhuǎn)變成電能的工廠，其能量轉(zhuǎn)換的基本過程是：水能---機械能---電能〔P109〕6、將河川中水能轉(zhuǎn)換成電能的常規(guī)水電站，也是通常所說的水電站。按集中落差的方法它又有三種基本形式，即堤壩式、引水式和混合式。常規(guī)水電站在水力發(fā)電中占主導(dǎo)地位；堤壩式水電站、引水式水電站、抽水蓄能式水電站〔P110~P112〕7、水力發(fā)電的特點：〔P115〕---可能論述1〕水能是可再生能源，并且發(fā)過電的天然水流本身并沒有損耗，一般也不會造成水體污染，仍可為下游用水部門利用；2〕水力發(fā)電是清潔的電力生產(chǎn)，不排放有害氣體、煙塵和灰渣，沒有核廢料；3〕水力發(fā)電的效率高，常規(guī)水電廠的發(fā)電效率在80％以上；4〕水力發(fā)電可同時完成一次能源開發(fā)和二次能源轉(zhuǎn)換；5〕水力發(fā)電的生產(chǎn)成本低廉，無需購置、運輸和儲存燃料，所需運行人員較少、勞動生產(chǎn)率較高，管理和運行簡便，且運行可靠性較高；6〕水輪發(fā)電機組起停靈活，輸出功率增減快、可變幅度大，是電力系統(tǒng)理想的調(diào)峰、調(diào)頻和事故備用電源；7〕水力發(fā)電開發(fā)投資大，工期長；8〕一般水電站需建設(shè)水庫調(diào)節(jié)徑流，以適應(yīng)電力系統(tǒng)負荷的需要；9〕水電站除發(fā)電外，綜合利用功能顯著，如防洪、灌溉、航運、城鄉(xiāng)生活和工礦生產(chǎn)供水、養(yǎng)殖、旅游等功能；10〕水能資源在地理上分布不均，建壩條件較好和水庫淹沒損失較少的大型水電站站址往往位于遠離用電中心的偏僻地區(qū)，施工條件較困難并需要建設(shè)較長的輸電線路，增加了造價和輸電損失；11〕對人類和生態(tài)環(huán)境有一定影響，還有可能帶來地質(zhì)災(zāi)害。8、海洋能發(fā)電：〔P116〕海水中蘊藏著的這一巨大的動力資源的總稱，它包括潮汐能、波浪能、海流能〔潮流能〕、海水溫差能和海水鹽差能等各種不同形態(tài)的能源。在海洋能中，除潮汐能和潮流能來源于星球間的引力作用以外，其余各類均來源于太陽輻射能。第四章核能1、核電以其清潔、安全、高效受到世界各國的普遍重視，成為能源開展的趨勢?！睵122〕2、1g235U完全裂變所產(chǎn)生的能量為2.276×104kW·h，相當(dāng)于2500kg標(biāo)準煤燃燒放出的熱量。(注：1kg標(biāo)準煤=7000萬大卡=7000×4186焦耳)〔P123〕3、核電站是利用原子核裂變產(chǎn)生的巨大能量進展發(fā)電的發(fā)電廠。235U是自然界存在的唯一易發(fā)生裂變的物質(zhì)，所以核電站通常用它作為燃料?！睵130〕4、壓水堆核電站具有功率密度高、構(gòu)造緊湊、安全易控、技術(shù)成熟、造價和發(fā)電成本較低等特點，因此它是目前國際上采用最廣泛的商用核電站?！睵131〕5、——核電站對環(huán)境的影響及防護措施：〔P155~P156〕論述題可能性很大核電站對環(huán)境的影響主要是指運行中對環(huán)境造成的輻射或非輻射影響。正常運行時的輻射環(huán)境影響主要來源于汽、液態(tài)流出物的排放和放射性固體廢物的儲存和處置，非輻射環(huán)境影響主要是廢熱、廢水排放，與火電廠類似。核電站正常運行并嚴格對放射性廢物的處理時，其對環(huán)境產(chǎn)生的輻射劑量與來自天然輻射和醫(yī)學(xué)治療的劑量相比是極其微小的。燃煤電廠因燃煤時天然放射性的釋放對公眾產(chǎn)生的輻射劑量都高于同電功率的核電站。和其他能源工業(yè)相比，核電站的污染物排放量相對極少；核電運行成本比火電成本低1/3～1/2，應(yīng)該說核能發(fā)電是一種比較安全、清潔、經(jīng)濟的能源。核電站的放射性核廢物是主要的環(huán)境問題，核廢物的存放現(xiàn)階段仍然是舉世矚目的難題。目前常見的高放射性核廢物，是采用地質(zhì)深埋的方法。到現(xiàn)在為止，世界上仍然沒有任何國家找到安全、永久處理高放射性核廢料的方法。防護措施：第一道安全屏障是核燃料本身。第二道安全屏障是燃料元件的包殼。第三道安全屏障是反響堆的壓力殼。第四道安全屏障是反響堆的安全殼。第五章電能1、電力系統(tǒng)的定義〔P160〕：由生產(chǎn)、變換、傳送、分配、消耗電能的電氣設(shè)備〔發(fā)電機、變壓器、電力線路及各種用戶端的用電設(shè)備如水泵、風(fēng)機等〕聯(lián)系在一起組成的統(tǒng)一整體就是電力系統(tǒng)。2、電力系統(tǒng)基本參數(shù)：〔P160〕總裝機容量——系統(tǒng)中所有發(fā)電機組額定有功功率的總和，以MW〔兆瓦〕計。年發(fā)電量——系統(tǒng)中所有發(fā)電機組全年所發(fā)電能的總和，以MW·h〔兆瓦·時〕計。最大負荷——指規(guī)定時間〔一天、一月或一年〕內(nèi)電力系統(tǒng)總有功功率負荷的最大值，以MW〔兆瓦〕計。年用電量——接在系統(tǒng)上所有用戶全年所用電能的總和，以MW·h〔兆瓦·時〕計。額定頻率——我國規(guī)定的交流電力系統(tǒng)的額定頻率為50Hz〔赫茲〕。最高電壓等級——指電力系統(tǒng)中最高電壓等級電力線路的額定電壓，以kV〔千伏〕計。3、在電力系統(tǒng)中，除去發(fā)電機、用電設(shè)備之外的局部，稱為電力網(wǎng)。簡稱電網(wǎng)?！睵162〕4、電力系統(tǒng)特點：〔P162〕電能不能大量儲存。過渡過程非常迅速。與國民經(jīng)濟和全社會密切相關(guān)。5、電力系統(tǒng)運行的基本要求：〔P163〕極有可能論述安全可靠性、電能質(zhì)量、經(jīng)濟性和環(huán)保。保證可靠地持續(xù)供電。保證可靠、不連續(xù)的供電是電力系統(tǒng)運行的首要任務(wù)。輸出功率缺乏時才考慮方案限電，特別要保證交通、通信、醫(yī)院等重要負荷的供電和全系統(tǒng)的安全性。保證良好的電能質(zhì)量。電能質(zhì)量的指標(biāo)主要有供電電壓、頻率、波形。電力系統(tǒng)的電壓和頻率正常是保證電能質(zhì)量的兩大基本指標(biāo)，電壓質(zhì)量和頻率質(zhì)量一般以偏離額定值的大小來衡量。實際用電設(shè)備均按額定電壓和頻率設(shè)計，假設(shè)電壓、頻率偏高或偏低都將影響用電設(shè)備運行的技術(shù)和經(jīng)濟指標(biāo)，甚至不能正常工作。一般規(guī)定，電壓偏移不應(yīng)超過額定電壓的±5％，電力系統(tǒng)運行規(guī)定頻率偏移不超過±0.2Hz。正弦交流電的波形質(zhì)量一般以諧波畸變率衡量。三相電力系統(tǒng)中三相不對稱的程度稱為三相不平衡度。用電壓或電流負序分量與正序分量的均方根值百分比表示。按標(biāo)準規(guī)定，電力系統(tǒng)公共連接點正常電壓不平衡度允許值為2％，短時不得超過4％。努力提高電力系統(tǒng)運行的經(jīng)濟性。電力系統(tǒng)運行的經(jīng)濟性主要反映在降低發(fā)電廠的能源消耗、廠用電率和電力網(wǎng)的電能損耗等指標(biāo)上。環(huán)境和生態(tài)保護?？刂茰厥覛怏w和有害物質(zhì)的排放，保護水體，防止核輻射污染，減少輸電線路的高壓電磁場、變壓器噪聲及其影響等，開發(fā)利用可再生能源發(fā)電，做到能源的可持續(xù)利用和開展，以保護環(huán)境與生態(tài)。6、——直流輸電的使用范圍〔P168〕：遠距離大功率輸電。用海底電纜隔海輸電或用地下電纜向負荷密度很高的大城市供電。作為系統(tǒng)間聯(lián)絡(luò)線，用來實現(xiàn)不同步或不同頻率的兩個交流系統(tǒng)的互聯(lián)。用于限制互聯(lián)系統(tǒng)的短路容量。500kV以上使用直流輸電7、電力網(wǎng)的主干線和相鄰電網(wǎng)間的聯(lián)絡(luò)線多采用500、330kV和220kV等級；二級輸電網(wǎng)采用220、110kV等級；35kV既用于城市和農(nóng)村的配電網(wǎng)，也用于大工業(yè)企業(yè)的內(nèi)部電網(wǎng)。10kV是最常用的較低一級的高壓配電電壓〔P171〕8、電力負荷的分級〔P171〕可能論述按其對供電可靠性的要求及中斷供電所造成的人身傷亡、設(shè)備損壞，在政治、經(jīng)濟上所造成的損失和影響程度，分為三級：一級負荷：指突然中斷供電將造成人身傷亡；或在經(jīng)濟上造成重大損失，如重大的設(shè)備損壞、重大產(chǎn)品報廢、給國民經(jīng)濟造成重大損失；或在政治上造成重大的影響或引起公共場所秩序嚴重混亂等電能用戶。特別重要的負荷是指中斷供電將發(fā)生中毒、爆炸和火災(zāi)等情況的負荷，以及特別重要場所不允許中斷供電的負荷。一級負荷屬于重要負荷，應(yīng)保證連續(xù)供電，應(yīng)有兩個獨立的電源供電〔獨立于正常電源的發(fā)電機組、干電池、蓄電池〕，還要求增設(shè)應(yīng)急電源，嚴禁將其他負荷接入應(yīng)急供電系統(tǒng)。二級負荷：指突然中斷供電，將在政治上、經(jīng)濟上造成較大損失的負荷，如中斷停電將造成主要設(shè)備損壞、大量產(chǎn)品報廢、連續(xù)生產(chǎn)過程被打亂需較長時間才能恢復(fù)、重點企業(yè)大量減產(chǎn)等電能用戶。應(yīng)由兩回線路供電，供電變壓器也應(yīng)兩臺。三級負荷為一般的電力負荷，即所有不屬于一、二級負荷者。三級負荷不屬于重要負荷，對供電電源無特殊要求，允許停電的時間較長，一般由單回線路供電即可。9、電力負荷計算方法：〔P175〕需要系數(shù)法、利用系數(shù)法、二項式系數(shù)法、單位面積功率計算法、單位產(chǎn)品功率計算法等需要系數(shù)法：用設(shè)備功率乘以需要系數(shù)和同時系數(shù)，直接求出計算負荷；10、供配電系統(tǒng)的類型：〔P181~P183〕具有總降壓變電所的供配電系統(tǒng)，該用戶設(shè)總降壓變電所(HSS)，把35～110kV的電壓降為6～10kV；具有高壓配電所的供配電系統(tǒng)：設(shè)高壓配電所(HDS)；高壓深入負荷中心自供配電系統(tǒng)：對于大型企業(yè)或廠區(qū)面積較大的企業(yè)，采用高壓直接深入負荷中心的配電方式。11、供配電系統(tǒng)的接線方式〔P184~185〕：放射式、樹干式、環(huán)形接線12、供配電系統(tǒng)的質(zhì)量調(diào)節(jié)方式〔P187~190〕：可能論述電壓調(diào)整、電壓波動的有效抑制、高次諧波的抑制及無功補償方式提高供配電系統(tǒng)質(zhì)量。供配電系統(tǒng)的電壓調(diào)整：〔1〕合理地選擇變壓器的分接頭或采用有載調(diào)壓變壓器，使之在負荷變動的情況下，有效地調(diào)節(jié)電壓，保證用電設(shè)備端電壓的穩(wěn)定?！?〕合理地減少供配電系統(tǒng)的阻抗，以降低電壓損耗，從而縮小電壓偏移的范圍。〔3〕合理改變系統(tǒng)的運行方式，以調(diào)整電壓偏移?！?〕盡量使系統(tǒng)的三相負荷均衡，以減少電壓偏移?！?〕采用無功功率的補償裝置，提高功率因數(shù)，降低電壓損耗，縮小電壓偏移范圍。電壓波動及其抑制：治理措施：〔1〕對負荷變動劇烈的大型電氣設(shè)備，采用專用線或?qū)Ｓ米儔浩鲉为毠╇??！?〕設(shè)法增大供電容量，減小系統(tǒng)阻抗?！?〕在系統(tǒng)出現(xiàn)嚴重的電壓波動時，減少或切除引起電壓波動的負荷。〔4〕對大功率電孤爐的爐用變壓器宜由短路容量較大的電網(wǎng)供電，一般是選用更高電壓等級的電網(wǎng)供電。〔5〕對大型沖擊性負荷，如采取上述措施仍達不到要求時，可裝設(shè)能“吸收〞沖擊性無功功率的靜止型無功補償裝置(SVC)。SVC是一種能吸收隨機變化的沖擊無功功率和動態(tài)諧波電流的無功補償裝置。電網(wǎng)高次諧涉及其抑制：造成因素：電網(wǎng)產(chǎn)生諧波的元件很多，例如熒光燈和高壓汞燈等氣體放電燈、感應(yīng)電動機、點焊機、變壓器和感應(yīng)電爐等，都要產(chǎn)生諧波電壓和電流。最為嚴重的是大型的晶閘管變流設(shè)備和大型的電弧爐，它們產(chǎn)生的諧波電流最為突出。電網(wǎng)高次諧涉及其抑制：危害：諧波電流通過變壓器，可使變壓器的鐵芯損耗明顯增加，從而使變壓器出現(xiàn)過熱，縮短使用壽命；諧波電流通過電動機，不僅會使電動機的鐵芯損耗明顯增加，而且還會使電動機的轉(zhuǎn)動發(fā)生振動現(xiàn)象，嚴重影響機械加工的產(chǎn)品質(zhì)量；諧波對電容器的影響更為突出，諧波電壓加在電容器兩端時，由于電容器對諧渡的阻抗很小，因此，電容器很容易發(fā)生過負荷甚至燒毀。諧波電流可使電力線路的電能損耗和電壓損耗增加，計量電能的感應(yīng)式電能表不正確；可使電力系統(tǒng)發(fā)生電壓諧振，從而在線路上引起過電壓，有可能擊穿電氣設(shè)備的絕緣；還可能造成系統(tǒng)的繼電保護和自動裝置發(fā)生誤動作，并可對附近的通信設(shè)備和通信線路產(chǎn)生信號干擾，等等電網(wǎng)高次諧涉及其抑制：措施：〔1〕三相整流變壓器采用Y,d或D,y接線；〔2〕增加整流變壓器二次側(cè)的相數(shù)；〔3〕使各臺整流變壓器二次側(cè)互有相角差。〔4〕裝設(shè)分流濾波器〔5〕選用D，ynll連接組別的三相配電變壓器〔6〕限制電力系統(tǒng)中接入的變流設(shè)備及交流調(diào)壓裝置等的容量r或提高對大容量非線性設(shè)備的供電電壓，或者將“諧波源〞與不能受干擾的負荷電路從電網(wǎng)的接線上分開13、提高功率因數(shù)的好處：〔P190〕提高設(shè)備的利用率；減少供配電系統(tǒng)的電壓損失；減少系統(tǒng)的有功功率損耗；提高供配電系統(tǒng)的傳輸能力14、提高功率因數(shù)的措施：〔P190〕〔1〕提高感應(yīng)電動機檢修質(zhì)量，防止定子與轉(zhuǎn)子間氣隙過大?！?〕合理選擇電動機、變壓器容量，使其盡量在接近最正確負荷率下運行。電動機接近滿載，變壓器負荷率在75%左右較適宜。防止出現(xiàn)“大馬拉小車〞的現(xiàn)象?！?〕采用技術(shù)措施，降低輕載設(shè)備的外加電壓，如將△接線的電動機改為Y接線。或者切斷空載設(shè)備電源，如電焊機空載自停裝置等。〔4〕繞線型感應(yīng)電動機同步化運行。〔5〕負荷聯(lián)接應(yīng)力求三相平衡?！?〕功率因數(shù)仍不能到達規(guī)定標(biāo)準，應(yīng)采用人工無功補償裝置。15、變壓器的類型：〔P193〕按冷卻方式分----干式、油浸式變壓器；按鐵芯形式分---非晶合金變壓器16、變壓器合理選擇原那么：〔P195〕1〕對于符合較穩(wěn)定的情況，應(yīng)選擇臺數(shù)盡量少的大容量變壓器，而不應(yīng)選擇多臺小容量的變壓器。2〕視在功率計算負荷的數(shù)值在兩個標(biāo)準容量等級之間時，如近期內(nèi)負荷會增長，那么應(yīng)選大一級容量的變壓器。如近期內(nèi)負荷不會增加，那么可選擇小一級容量的變壓器。3〕對于電力使用地點分散，且相隔遙遠的情況下，由于電路損失和電壓降增大，可以考慮選擇多臺變壓器分散設(shè)置。4〕對于制冷裝置用于重要場合的情況，如屬于一級用電負荷時，應(yīng)選擇多臺變壓器的組合。5〕對于用電負荷隨季節(jié)性變化較大時，應(yīng)考慮選擇多臺變壓器并聯(lián)運行的方案。這樣在用電負荷小的季節(jié)，可以切除局部變壓器，減少空載損耗。17、變壓器并聯(lián)運行具有提高供電可靠性和運行經(jīng)濟性的優(yōu)點〔P196〕18、功率：〔P198〕表示額定運行時電動機軸上輸出的額定機械功率，單位kW或HP，1HP=0.736kW19、泵與風(fēng)機的分類〔P200〕：按工作原理可分為三大類。1〕葉片式。利用裝在旋轉(zhuǎn)軸上的葉輪的葉片對流體做功來提高流體能量而實現(xiàn)輸送流體的泵與風(fēng)機。這類泵與風(fēng)機有離心式、軸流式、混流式。此外還有漩渦泵也屬于此類。2〕容積式。利用工作室容積周期性變化來提高流體能量而實現(xiàn)輸送流體的泵與風(fēng)機。這類泵與風(fēng)機由于工作室內(nèi)工作部件的運動不同，又有往復(fù)式和回轉(zhuǎn)式之分。往復(fù)式有活塞泵、柱塞泵、隔膜泵和空氣壓縮機；回轉(zhuǎn)式有齒輪泵、螺桿泵、滑片泵、羅茨風(fēng)機、螺桿風(fēng)機和水環(huán)式真空泵。3〕其他形式。工作原理不能歸入葉片式和容積式的各種泵與風(fēng)機，如噴射泵、水擊泵等。20、噴射泵〔射流泵〕：P205利用高能的工作流體來抽吸混合低能態(tài)流體而實現(xiàn)輸送流體的泵與風(fēng)機21、空壓機分類---按壓縮方式分P205渦旋式渦旋式往復(fù)式往復(fù)式膜片式滑片式液環(huán)式滾動活塞式螺桿式單螺桿雙螺桿回轉(zhuǎn)式空壓機容積式動力式透平式噴射式離心式軸流式混流式22、空壓機性能參數(shù)：〔P206〕排氣量：真正反映了壓縮機的大小，故較多的壓縮機，尤其是微型制冷與空調(diào)用壓縮機，大都用排量來表示其容量的大小。排氣壓力：最終排出壓縮機的氣體表壓力，單位為MPa。排氣溫度：壓縮機主機末級排出氣體的溫度為壓縮機排氣溫度，排氣溫度是壓縮機安全性的一個重要指標(biāo)。壓縮比軸功率〔軸馬力〕比功率〔或比能〕23、螺桿空壓機與活塞式空壓機的區(qū)別：〔P207〕它不存在往復(fù)慣性力和力矩，所以轉(zhuǎn)速高、根基小、重量輕、振動小、運轉(zhuǎn)平穩(wěn)；它無活塞機中的活塞和高頻振動的進排氣閥，故零部件(特別是易損件)少、構(gòu)造簡單易于維修；同時，在轉(zhuǎn)子每轉(zhuǎn)之內(nèi)常有屢次排氣過程，所以它輸氣均勻、壓力脈動小。24、制冷壓縮機的分類---按工作的蒸發(fā)溫度范圍分類：〔P210〕①高溫制冷壓縮機〔-10～0〕℃②中溫制冷壓縮機〔-15～-10〕℃③低溫制冷壓縮機〔-40～-15〕℃25、制冷壓縮機的性能參數(shù)主要關(guān)注〔P210〕：制冷量、性能系數(shù)---為了最終衡量制冷壓縮機的動力經(jīng)濟性，采用性能系數(shù)COP，它是在一定工況下制冷壓縮機的制冷量與所消耗功率之比26、電加熱方式分類〔P212~P214〕前三種為主電阻加熱：利用電流的焦耳效應(yīng)將電能轉(zhuǎn)變成熱能以加熱物體的用電設(shè)備，如電阻爐。感應(yīng)加熱：利用導(dǎo)體處于交變電磁場中產(chǎn)生感應(yīng)電流〔渦流〕所形成的熱效應(yīng)使導(dǎo)體本身發(fā)熱的用電設(shè)備，如感應(yīng)電爐等。電弧加熱：利用電弧產(chǎn)生的高溫加熱物體，如電弧爐。電子束加熱：利用在電場作用下高速運動的電子轟擊物體外表，使之被加熱。進展電子束加熱的主要部件是電子束發(fā)生器，又稱電子槍。紅外線加熱27、照明系統(tǒng)分類---電光源發(fā)光方法的分類：〔P217〕電阻發(fā)光、電弧發(fā)光、氣體發(fā)光和熒光粉發(fā)光四類。28、性能參數(shù)---光源的發(fā)光效率：〔P217〕簡稱為光效。光源發(fā)光效率是指一個光源所發(fā)出的光通量φ與該光源所消耗的電功率P之比，單位是流明每瓦〔lm/w〕。29、用需要系數(shù)法計算用電負荷〔P221〕必考題用需要系數(shù)法計算用電負荷舉例：一小批量生產(chǎn)的冷加工機床組，擁有額定電壓〔UN〕為380V的三相電動機38臺，其中，7kW的3臺，4.5kW的8臺，2.8kW的17臺，1.7kW的l0臺。試求其計算有功功率、無功功率、視在功率和電流。注：冷加工機床需要系數(shù)Kx=0.2，功率因數(shù)為cosφ=0.5，tanφ=1.73第六章太陽能1、太陽能光伏發(fā)電是太陽能利用的一種重要形式，是采用太陽電池將光能轉(zhuǎn)換為電能的發(fā)電方式〔P225〕2、晶體硅太陽電池技術(shù)：是當(dāng)前太陽能光伏電池的主流P2253、太陽能光伏發(fā)電的應(yīng)用〔P230〕重點重點4、太陽能熱發(fā)電的概念：〔P237〕指利用聚光器將低密度的太陽能會聚到焦斑處，使其生成高密度的能量，然后由工作流體將其轉(zhuǎn)化成熱能，再利用熱能發(fā)電的方式。太陽能熱發(fā)電與火電站相比，其熱力循環(huán)局部是一樣的，區(qū)別在于火電站使用化石燃料獲得熱能，而太陽能熱發(fā)電那么利用太陽能產(chǎn)生熱能。太陽能熱發(fā)電的主要方式塔式、槽式、碟式、菲涅爾式、太陽能煙囪以及太陽池發(fā)電等幾種，其中已到達商業(yè)化應(yīng)用水平的主要是聚焦型的塔式、槽式、碟式三種方式，前兩種發(fā)電傳熱工質(zhì)采用水，后一種采用氫氣或者氦氣。5、塔式太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)：〔P237〕吸熱器將太陽光能轉(zhuǎn)變成熱能并加熱盤管內(nèi)流動著的介質(zhì)〔水或其他流體〕產(chǎn)生中高溫蒸汽〔溫度可達560℃以上〕驅(qū)動汽輪發(fā)電機組發(fā)電。目前，塔式熱發(fā)電系統(tǒng)總效率13%左右，集光—6、槽式太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)：〔P238〕采用向一個方向彎曲的拋物線型槽式反射鏡面將太陽光聚焦到位于焦線的吸熱管上，使管內(nèi)的傳熱工質(zhì)〔油或水〕加熱至一定溫度，然后經(jīng)熱交換器產(chǎn)生蒸汽驅(qū)動汽輪發(fā)電機組發(fā)電。7、碟式太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)：〔P238〕利用旋轉(zhuǎn)拋物面反射鏡，將入射陽光聚集在鏡面焦點處，而在該處可放置太陽能吸熱器吸收熱能、加熱工質(zhì)、驅(qū)動汽輪發(fā)電機組發(fā)電；也可放置太陽能斯特林〔Stirling〕發(fā)電裝置直接發(fā)電。8、根據(jù)我國的標(biāo)準規(guī)定，太陽能熱水器是指小型的太陽熱水系統(tǒng)，其貯熱水箱容積在0.6m3以下，常用于家庭住宅使用。太陽熱水系統(tǒng)那么是指大型的太陽能熱水系統(tǒng)，其貯熱水箱容積大于0.6m3。〔P238〕9、零能耗建筑：〔P246〕指通過建筑節(jié)能、可再生能源等各種技術(shù)手段，使建筑的產(chǎn)能量大于或等于建筑的耗能量，從而使建筑的外部耗能量為零的建筑。10、太陽灶是利用太陽能輻射進展炊事的裝置。〔P246〕第七章風(fēng)能1、風(fēng)力發(fā)電的特點：P252間歇性發(fā)電;運行條件惡劣;成本相對下降;分散建設(shè);有利于環(huán)境保護2、風(fēng)力發(fā)電的能量轉(zhuǎn)換過程：空氣動能---旋轉(zhuǎn)機械能---電能〔P252〕3、風(fēng)力機的選址：〔P270〕除了考慮設(shè)置地點的風(fēng)況外，還應(yīng)考慮其他自然條件的影響，如雷擊、結(jié)冰、鹽霧和沙塵等。在平坦地形上設(shè)置風(fēng)力機時應(yīng)考慮的條件是：①離開設(shè)置地點1km的方圓內(nèi)，無較高的障礙物。②如有較高的障礙物〔如小山坡〕時，風(fēng)力機的高度應(yīng)比障礙物高2倍以上。在山丘的山脊或山頂設(shè)置風(fēng)力機時，山脊不但可以作為巨大的塔架，而且風(fēng)經(jīng)過山脊時還會加速。因此山頂和山脊的肩部是安裝風(fēng)力機的好場所。4、風(fēng)力機對環(huán)境的影響：〔P271〕風(fēng)力機的噪聲；對鳥類的傷害；對景觀的影響；對通信的干擾第八章生物質(zhì)能〔重要性僅次于煤炭和電能章節(jié)〕1、生物質(zhì)能的概念：〔P275〕小重點指直接或間接地通過綠色植物的光合作用，把太陽能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能后固定和儲藏在生物質(zhì)內(nèi)部的能量。生物質(zhì)能是人類使用的最古老的能源，是人類賴以生存的重要能源。生物質(zhì)能是僅次于煤炭、石油和天然氣而居于世界能源消費總量第四位的能源，在整個能源系統(tǒng)中占有重要地位。2、通常用做能量轉(zhuǎn)化的生物質(zhì)可以分為四大類：木材剩余物、農(nóng)業(yè)廢棄物、能源莊稼和城市固體垃圾。P275----必考3、生物質(zhì)的特點：〔P276〕生物質(zhì)是一種二氧化碳零排放的能源資源；生物質(zhì)的硫、氮和灰分含量少；生物質(zhì)的揮發(fā)分含量大，氧含量高;生物質(zhì)的水分含量大;單位