發(fā)電廠主要設(shè)備及其功能

發(fā)電廠主要設(shè)備及其功能之青柳念文創(chuàng)作動力是人類社會賴以存在和發(fā)展的重要物質(zhì)條件，從其形成條件上可分為一次動力和二次動力.煤、石油、天然氣等可以直接從自然界獲得，它們是一次動力.但一次動力有其自身的缺乏和局限性，如方便于直接操縱、熱效率低、晦氣于運(yùn)輸和儲藏等.于是，人們將一次動力轉(zhuǎn)換為二次動力，如電能，蒸汽，汽油等，以使動力得以充分操縱，而且能方便地轉(zhuǎn)換為社會所需要的各種形式的能.然而一次動力向二次動力轉(zhuǎn)換需要一定的條件，而且要在一定的設(shè)備或系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn).因此，將天然動力轉(zhuǎn)化為電能的發(fā)電廠也就應(yīng)運(yùn)而生了.按輸入動力形式及轉(zhuǎn)換過程的分歧可將發(fā)電廠分為火電廠、水電廠、核電廠及其他形式電廠.下面我們將連系圖1給出的典型火力發(fā)電廠的設(shè)備構(gòu)成停止簡要說明.圖１火力發(fā)電廠的主要設(shè)備一、在發(fā)電廠中，實(shí)現(xiàn)“燃料”能量釋放、傳遞和向機(jī)械能形成轉(zhuǎn)換的系統(tǒng)和設(shè)備稱作發(fā)電廠的動力部分，主要有鍋爐設(shè)備、汽輪機(jī)設(shè)備、水輪機(jī)設(shè)備和核反應(yīng)堆.1．鍋爐設(shè)備是火力發(fā)電的三大主機(jī)設(shè)備中最基本的能量轉(zhuǎn)換裝置.它的主要作用是使顛末預(yù)處理燃料（煤、油、氣等）的化學(xué)能通過燃燒釋放出高溫?zé)崮?，并最終把給水加熱成高溫、高壓過熱蒸汽供給汽輪機(jī).鍋爐設(shè)備由鍋爐本體和輔助設(shè)備構(gòu)成.本體包含汽水系統(tǒng)和燃?xì)庀到y(tǒng).輔助設(shè)備包含通風(fēng)設(shè)備、燃料運(yùn)輸設(shè)備、給水設(shè)備、除灰設(shè)備及除塵設(shè)備等.在此，通過對汽水系統(tǒng)和燃?xì)庀到y(tǒng)關(guān)鍵部分的簡要說明，而且連系燃煤火力發(fā)電廠中能量流程圖我們可對鍋爐設(shè)備有更深刻的懂得.⑴爐膛即燃燒室是燃料與空氣充分混合后，停止完全燃燒的地方.⑵在汽包中通過外部汽水分離器將來自蒸汽管的汽水停止分離.⑶過熱器是對來自汽包的飽和蒸汽停止加熱的裝置，一般放在燃燒氣體的通路中.⑷再熱氣是為了提高效率和防止汽輪機(jī)葉片腐蝕，把在汽輪機(jī)高壓缸做過功的低溫低壓蒸汽再送到鍋爐中加熱，后送到汽輪機(jī)的中壓缸及低壓缸去做功的裝置.⑸省煤器是操縱煙道氣體（廢氣）將鍋爐給水停止預(yù)熱的裝置，它能提高整個發(fā)電廠的熱效率.⑹空氣預(yù)熱器是操縱通過省煤器廢氣中的熱量，在空氣送到鍋爐之前再加熱，以回收余熱，提高鍋爐效率的熱交換器.⑺通風(fēng)裝置是燃燒時向鍋爐提供需要的空氣，并將燃燒后發(fā)生的氣體從鍋爐中排出的裝置.圖２燃煤火力發(fā)電廠中能量流程在輔助設(shè)備中燃料運(yùn)輸設(shè)備（包含煤的卸載運(yùn)輸和存儲設(shè)備）發(fā)揮著重要作用.它們將煤卸下并運(yùn)送至鍋爐或煤場.煤場作為儲煤設(shè)備能包管廠外無來煤或來煤數(shù)量少時鍋爐有足夠的燃料，同時它還起到煤的干燥及分歧煤種的混合作用.2．汽輪機(jī)設(shè)備由汽輪機(jī)本體和附屬設(shè)備（調(diào)節(jié)保安油系統(tǒng)、凝汽及抽氣系統(tǒng)、回?zé)峒訜嵯到y(tǒng)）及毗連這些設(shè)備的管道組成.其中本體汽輪機(jī)是以水蒸汽為工質(zhì)的葉輪式發(fā)動機(jī)，是熱力發(fā)電廠普遍采取的動力機(jī)械.汽輪機(jī)的主要功能是將高壓、高溫、蒸汽攜帶的熱能，在汽輪機(jī)外部部分地轉(zhuǎn)換成電能.汽輪機(jī)具有轉(zhuǎn)速高、運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)、單機(jī)功率大、工作靠得住、有較高經(jīng)濟(jì)性和便于與發(fā)電機(jī)直接組合等特點(diǎn).汽輪機(jī)的分類方式很多，就其工作的原理可分為沖動式汽輪機(jī)和反動式汽輪機(jī)，依照熱力特性可分為凝汽式汽輪機(jī)、背壓式汽輪機(jī)等.３．水輪機(jī)是水電站的主要動力設(shè)備，是將水能轉(zhuǎn)換為旋轉(zhuǎn)機(jī)械功的原動機(jī)，它與水輪發(fā)電機(jī)直接相毗連，構(gòu)成水輪發(fā)電機(jī)組.依照水流作用于轉(zhuǎn)輪時的能量轉(zhuǎn)換特點(diǎn)可分為沖擊型和反擊式兩類.４．從防輻射角度出發(fā)，核電廠的系統(tǒng)分為核島部分和慣例島部分.慣例島部分的動力設(shè)備及系統(tǒng)（如汽輪機(jī)和發(fā)電機(jī)等的安插）與火電廠沒有區(qū)別.反應(yīng)堆是核電廠的動力設(shè)備，它位于核島部分，以鈾（钚或鈾钚混合物）作核燃料，是實(shí)現(xiàn)受控核裂變鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的裝置.其主要作用是節(jié)制核裂變、發(fā)生熱能并由傳熱工質(zhì)（通常為水）吸收.反應(yīng)堆由壓力外殼和堆芯組成.二、發(fā)電廠的電氣設(shè)備根據(jù)其用途可分為一次設(shè)備和二次設(shè)備.其中直接生產(chǎn)、輸送和分配電能的設(shè)備是一次設(shè)備，由發(fā)電機(jī)、變壓器以及配電設(shè)備（開關(guān)電器、限流器、互感器、導(dǎo)體絕緣子等）構(gòu)成.二次設(shè)備是包管一次設(shè)備平安、靠得住運(yùn)行的重要組成部分，其任務(wù)是監(jiān)視一次設(shè)備和電力系統(tǒng)的工作狀況，對一次設(shè)備停止節(jié)制，并在電氣一次設(shè)備及電力系統(tǒng)發(fā)生故障時，能使故障部分迅速退出運(yùn)行或給值班人員信號，以便采納措施及時處理，它由節(jié)制電源、繼電呵護(hù)、節(jié)制系統(tǒng)、信號系統(tǒng)、同步系統(tǒng)、節(jié)制電纜構(gòu)成.一次設(shè)備：１．發(fā)電機(jī)將機(jī)械能和水的熱能轉(zhuǎn)換為電能.罕見類型有同步發(fā)電機(jī)和異步發(fā)電機(jī).同步發(fā)電機(jī)一般應(yīng)用于熱力電廠，異步發(fā)電機(jī)在風(fēng)力發(fā)電中得到廣泛應(yīng)用.2．變壓器是一種運(yùn)動的電力機(jī)械，它的主要作用是通過電磁感應(yīng)把一種電壓的交流電能轉(zhuǎn)變成同頻率的另外一種電壓的交流電能.發(fā)電廠用升壓器將發(fā)電機(jī)端電壓升高至較高電壓等級后，將電能送入樞紐變電站.３．開關(guān)電器主要功能有三點(diǎn)：正常運(yùn)行時分合電路，如負(fù)荷開關(guān)；故障時在繼電呵護(hù)裝置節(jié)制下自動切斷故障電路，如高壓斷路器；設(shè)備檢修時使被檢修設(shè)備靠得住的與電源隔離，如高壓隔分開關(guān).４．限流電器：在輸配電設(shè)備中用以增加電路的短路阻抗以限制短路電流的裝置.５．互感器：將一次接線系統(tǒng)的高電壓、大電流變換成尺度等級的電壓和電流，向二次丈量、節(jié)制與調(diào)節(jié)裝置及儀表提供電流電壓信號.主要有電壓互感器和電流互感器.６．導(dǎo)體：毗連各種電氣設(shè)備，使發(fā)電、輸電、配電、用電組成一個可以調(diào)度的系統(tǒng).通常有裸導(dǎo)線、硬鋁母線及電力電纜等.７．絕緣子：支持無絕緣的導(dǎo)體，包管對地絕緣及其機(jī)械強(qiáng)度.８．接地裝置：發(fā)電廠和變電站的接地裝置按其作用可分為工作接地、呵護(hù)接地和防雷接地.工作接地是為了包管電力系統(tǒng)正常情況下和事故情況下能靠得住工作，而將電力系統(tǒng)中的某一點(diǎn)接地，如變壓器中性點(diǎn)直接接地；呵護(hù)接地是為了呵護(hù)人身平安，防止人身觸電，而將電器設(shè)備外殼或金屬布局接地；防雷接地是針對防雷呵護(hù)而設(shè)置的接地，如避雷針接地.９．抵償裝置：抵償電網(wǎng)中的電容電感參數(shù)，或向電網(wǎng)提供無功功率（容性或感性），以提高電能質(zhì)量，包管電網(wǎng)平安、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行.二次設(shè)備：１.節(jié)制電源：為電廠的節(jié)制、呵護(hù)、信號、丈量系統(tǒng)及裝置供電.２．繼電呵護(hù)：監(jiān)測電氣設(shè)備或線路不正常運(yùn)行情況或故障，并發(fā)出正告信號或有選擇地發(fā)出跳閘或停機(jī)指令的自動化技術(shù)及裝置.其作用一是發(fā)出正告信號后，通過運(yùn)行調(diào)整終止不正常運(yùn)行情況的發(fā)展；二是自動、迅速有選擇性地將發(fā)生故障的電氣設(shè)備或線路，從電力系統(tǒng)中切除，終止故障的發(fā)展，包管電力系統(tǒng)中無障礙部分恢復(fù)正常運(yùn)行.３．節(jié)制系統(tǒng)：對電站內(nèi)主要機(jī)電設(shè)備停止節(jié)制及功率調(diào)節(jié)和斷路器節(jié)制等.４．信號系統(tǒng)：機(jī)電設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)和事故不正常運(yùn)行工況的顯示和報警裝置.它以聲光、文字等形式提醒運(yùn)行人員注意設(shè)備的運(yùn)行工況，以便及時采納處理措施.５．節(jié)制系統(tǒng)：對電站內(nèi)主要機(jī)電設(shè)備停止節(jié)制,施行功率調(diào)節(jié)和斷路器節(jié)制等.６．同步系統(tǒng)：將交流同步發(fā)電機(jī)投入電力系統(tǒng)或使電力系統(tǒng)之間聯(lián)網(wǎng)并列運(yùn)行的裝置.７．節(jié)制電纜：傳遞節(jié)制、丈量呵護(hù)和信號等載流信息.三、火力發(fā)電廠的節(jié)制：火力發(fā)電廠的生產(chǎn)過程變更復(fù)雜、迅速且持續(xù)不竭.因此,實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程的自動化是非常需要的.如圖３所示,發(fā)電廠承受來自中央調(diào)度所的指令，對鍋爐的燃料、空氣、給水等停止節(jié)制，對汽輪機(jī)進(jìn)氣量停止節(jié)制，通過自動負(fù)荷節(jié)制裝置對發(fā)電機(jī)停止自動節(jié)制.圖３汽輪發(fā)電機(jī)的節(jié)制參考文獻(xiàn)：「1」《發(fā)電廠動力》關(guān)金峰編中國電力出版社「2」《發(fā)電廠動力設(shè)備》易大賢史振聲合編水利電力出版社「3」《中國電力百科全書》水力發(fā)電卷「4」《發(fā)電廠電氣主系統(tǒng)》宗士杰編中國電力