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发电厂电气部分（32学时）,主讲张东英E-mailzdyingmailTel80798449,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、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℃，3001000MW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3040）、热电厂（效率6070）,小容量电厂、中容量电厂、大中容量电厂、大容量电厂100MW以下100250MW2501000MW1000MW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、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,P9.81ηQHp---发电功率，KW；Q---通过水轮机的水量，m3/sη---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30～40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,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）、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（ｄao）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1-31-41-51-6,
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