中国电力工业介绍及发电机运行原理初步.ppt
中国电力工业介绍及发电机运行原理初步,授课提纲,提纲：1、电力系统初步认识2、火电工业初步认识3、汽轮发电机的简化运行原理4、火电行业形势和发展现状、火电厂运行原理5、上发厂的产品和技术、竞争对手情况6、为什么要造大容量、高参数的发电机,一、电力系统和电力工业,从电力和文明谈起,第二次工业革命以电力的广泛应用为显著特点。英国人法拉第发明发电机（1831），比利时人格拉姆发明电动机（1870）。电力工业和电器制造业迅速发展起来。人类跨入了电气时代。,电力和文明,（google earth 夜间地图：全球晚上十点）,电力系统构成,电力系统（electric system,power）学术上电力系统是指电能的生产、输送、分配和应用组成的整体称为电力系统。设备上讲由电厂内的发电机、电力网内的变压器和输电线路以及用户的各种用电设备，按照一定的规律连接组成的统一整体。行业里人们通常也将电力行业称为电力系统，包括电网（grid），电厂（power station）等。,电力系统构成,电力行业：电力设备,电力系统一次设备：电能生产、输送、分配和消费所需要的发电机、变压器、电力线路、断路器、母线和用电设备。也称为电气一次系统。特点：能量系统、主系统、高电压、大电流。电力系统二次设备：由对电工一次系统进行监视、控制、保护和调度所需要的自动监控设备、继电保护装置、远动和通信设备等。特点：信息系统、辅助系统、低电压、小电流。,电力设备：发电机,发电机是电厂真正与电力系统对接的关键部件，是电力系统的起点。,电站三大主机：发电机、汽轮机、锅炉,电力设备：电网,输配电设备:变压器、断路器、开关,发电分类,火力发电煤、石油、天然气等固体、液体、气体燃料燃烧时产生热能发电，是目前的主要发电形式。1、布局灵活，装机容量的大小可按需要决定。2、建造工期短，一般为水电厂的一半甚至更短。一次性建造投资少，仅为水电厂的一半左右。3、煤耗量大，加上运煤费用和大量用水，其生产成本比水力发电要高出34倍。4、动力设备繁多，发电机组控制操作复杂，厂用电量和运行人员都多于水电厂，运行费用高。5、汽轮机开、停机过程时间长，耗资大，不宜作为调峰电源用。6、对空气和环境的污染大。,发电机分类,水力发电（天然水流的落差能量，水轮机动力）运行中不消耗燃料,运行管理费和发电成本远比燃煤电站低。水力发电在水能转化为电能的过程中不发生化学变化，不排泄有害物质，对环境影响较小，清洁能源。水力发电机一般采用立式。,发电机分类,核电（与火电相似，能量源不同）利用核反应堆中核裂变所释放出的热能进行发电的方式。与火电相比，只是以核反应堆及蒸汽发生器来代替火力发电的锅炉，以核裂变能代替矿物燃料的化学能。发电成本低，对环境影响小，发电功率大，对安全性要求高。法国核电占发电总量的90以上,发电分类,风力发电潮汐能发电太阳能发电（光伏发电）生物质能发电（沼气、燃料酒精、气化发电等）,二、火力发电介绍,火电厂的分类1、按燃料分类燃煤发电厂、燃油发电厂、燃气发电厂、余热发电厂、垃圾发电厂2、按供出能源分类 凝汽式发电厂：只向外供应电能的电厂 热电厂：同时向外供应电能和热能的电厂3、按发电装机容量的多少分类 小容量发电厂：装机总容量在100MW以下的发电厂；中容量发电厂：装机总容量在100250MW范围内的发电厂；大中容量发电厂：装机总容量在250600MW范围内的发电厂；大容量发电厂：装机总容量在6001000MW范围内的发电厂；特大容量发电厂：装机总容量在1000MW以上的发电厂。,什么是超临界、超超临界？SHC-水氢冷超超临界，静态励磁方式不分体,超高压发电厂：蒸汽压力一般为13.83MPa（141kgf/cm2）、温度为540/540的发电厂，单机功率小于20MW；亚临界压力发电厂：蒸汽压力一般为16.77MPa（171kgf/cm2）、温度为540/540的发电厂，单机功率为300MW直至1000MW不等；超临界压力发电厂：蒸汽压力大于22.11MPa（225.6kgf/cm2）、温度为550/550的发电厂，机组功率为600MW及以上。超超临界压力发电厂 大于31 MPa、大于593,火电厂的运行原理,将燃料（煤）燃烧的热能通过锅炉产生高温高压水蒸气，推动汽轮机做功产生旋转机械能，经发电机转变为电能，最后通过变压器将电能送入电网。,包括燃烧系统、汽水系统、电气系统、控制系统。,燃烧系统：主要由锅炉的燃烧室（即炉膛）、送风装置，送煤装置、灰渣排放装置、脱硫脱硝装置等。主要功能是完成燃料的燃烧过程，将燃料所含能量以热能形式释放出来，用于加热锅炉里的水。汽水系统：主要由给水泵、循环泵、加热器、凝汽器、除氧器、水冷壁及管道系统、汽轮机等组成。其功能是利用燃料的燃烧使水变成高温高压蒸汽，送入汽轮机中，并使水进行循环。主要流程有汽水流程、补给水流程、冷却水流程等。电气系统：主要由汽轮发电机、发电机引出线系统、主变压器、电厂主接线、配电设备、开关设备、厂用电系统、通信设备、照明设备等组成。基本功能是保证按电能质量要求向负荷或电力系统供电。控制系统：三大主机及辅机的控制系统。,发电机运行原理介绍,发电机是电机中的一类电机是通过电磁场为媒介，实现机电能量转换装置，以旋转机械为主，是电力、自动化技术的基础。按照能量流动方向分：为电动机和发电机。按照电机结构及运行分：同步电机与异步电机“同步”概念：指的是定、转子磁场旋转速度是否一致，同步电机与异步电机均可作为发电机，也均可作为电动机。特种电机：直线电机（磁悬浮列车）、形状记忆金属、电动汽车用特种电机等。,我厂的汽轮发电机属于：同步，2极，发电机，卧式（阳江核电发电机是4极）,三、中国的电力工业体系及火电市场,电网公司：国家电网公司，南方电网公司五大电力（发电）集团：中国华能集团、国电集团、中国华电集团、中国大唐集团及中国电力投资集团主要电气设备制造商：上海电气、东方电气、哈电、西电、南瑞、南自、特变电工，各外资、合资公司（ABB、SIEMENS、GE、MITSUBISH、ALSTOM）.庞大的产业群,火电市场,火电凭借其技术成熟、成本低、建设速度快等优势，在未来十年内，在世界电力能源增量中仍然居首位，我国更加明显（煤炭资源丰富），中长期内仍然是发展的重点。2007 年我国火电装机容量55442 万KW，约占总容量77.73%；,我国的火电主导地位较长时间内都不会改变！,火电产业发展,火电的弊端：资源浪费和污染：火电用煤占原煤产量50以上，火电用水占工业用水的40%；排放CO2 占全国排放总量的54%，烟尘排放量占全国排放量的20%，产生的灰渣占全国的70%，给资源和环境带来沉重压力。我国火电的发展方针变化：50年代水火并举 80年代积极发展煤电 90年代优化发展火电 十一五规划（20062010）：在保护环境和做好移民工作的前提下积极开发水电，优化发展火电，推进核电建设；大力发展可再生能源。摘自能源发展“十一五”规划，国家发改委，2007.4,中国火电发电机的寡头时代,汽轮发电机：上汽、东电和哈电3足鼎立。复杂和高精度机械加工能力的门槛使汽轮机设备处于高度寡头垄断，三大动力在近20 年引进吸收消化基础上，已掌握了100 万KW 超超临界汽轮发电机制造技术，整机 国产化率超过80%。阿尔斯通和北重的合资公司 也能生产600MW发电机。,2007年与主要竞争对手的比较,上发厂与竞争对手的对标比较,上发厂国内外市场竞争对手,国内电力需求情况,电力供需总体基本平衡但局部偏紧。2007 年我国发电装机容量为7.12 亿KW，居世界第二位；全年用电量超过32400 亿千瓦时，比上年增长14.8%。,火电发展进入新一轮调整期较长时间内仍能保持高速发展，未来15年，煤电预计20003000万千瓦/年发展。,火电发展的机遇和挑战,发改委火电“上大压小”政策，十一五期间关停小火电5000万千瓦；淘汰老小燃油机组7001000万千瓦；以实现节能5000万吨以上标准煤、减排160万吨以上二氧化硫的目标。大型、高效、清洁煤机组的市场需要；超临界、超超临界、IGCC（整体煤气化联合循环）核电产业的迅猛发展（核电常规岛部分和火电相似）国家的经济刺激计划及国务院关于加快振兴装备制造业的若干意见印度、越南、中东、巴基斯坦等市场需要较旺盛，但国外市场的风险高。,大功率、高参数发电机,大容量、高参数火电机组的效率要远远高于小火电机组，装机容量为100万千瓦的超超临界机组发电耗煤为273g/KWh，是12MV 机组的56.9%，但发电效率比前者高75.8%，供电效率更是前者的2 倍。在节能降耗和环保主题下，限制和关停小容量机组，大容量、高参数超临界、超超临界锅炉等设备是今后火电设备的发展方向。近年来，伴随着我国电力装机已经有了大幅的增长，高参数机组的比例也在逐步提高，火电机组中30万千瓦以上所占的比例从2002年的41.7%提升至2006年的50.4%，供电煤耗在此过程中迅速降低。从最近两年的新增装机来看，基本上都是60万千瓦及其以上容量的超临界、超超临界机组。由此带来的影响是发电设备市场份额向东方电气、哈动力集团、上海电气这三大龙头企业集中。,提高能源利用效率,我国电力工业在快速增长的同时，在节能方面成效显著，供电煤耗从1981年约440g/kwh下降到2007年的357g/kwh，但距离发达国家平均330g/kwh的水平还有一定的差距（其中日本、德国的供电煤耗低于300g/kwh，日本在2002年的厂用电率只有3.45）。改善目前的能源格局有两种主要的途径：提高现有能源的使用效率和大力发展替代新能源。替代能源发电，主要包括核电、风电、太阳能发电，是解决全球能源危机的根本出路。,上发厂任重而道远！中国的西门子、中国的GE！,
