电力生产过程及动力设备绪论.ppt
绪论,电力生产过程,课程特点,对象：非电力专业学生要求：掌握概念为主，能够对电力生产过程有一个感性认识形式：课堂讲授与多媒体教学相结合目标：不愧为电力大学的学生,发电机的发明电力工业的基础,法拉第,1831年年底，他发明了一种电磁电流发生器，这就是最原始的发电机,1820年，奥斯特发现了电流的磁作用后，,法拉第用十年时间，发现了电磁感应定律：,感应电动势的大小与磁通量的变化率成正比,磁现象,电现象,电力系统的萌芽,美国纽约珍珠街电厂（1882）,直流输电电压低，损耗大,19世纪90年代初，伦敦建成了世界上最早的输、配电系统。由郊外的电厂发出交流电，经变压器将电压由2.5千伏升高到10千伏，经12公里长的输电线路将电能输送到伦敦市区的4个降压变电所，将电压降到2.4千伏，再分别经配电变压器将电压降到 100伏向用户供电。发、输、变、配、用几个环节连成一体，形成了现代电力系统的雏形,直流输电,三相交流输电,这是世界上第一座较正规的电厂.,由发电机经输电线与电灯相连，这是最早的住户式电站的典型，属于电力系统的萌芽,一、我国电力工业发展简况,中国电力工业起点：1882年7月26日，上海，直流发电机（蒸汽机带动），照明用电 水力发电始于1912年农历4月12日，云南昆明螳螂川，石龙坝水电厂，2台240kW水轮机组 总装机容量、年发电量1949年，装机容量：184.86万kW（世界21位），年发电量：43.1亿kWh（世界25位）2003年，装机容量：3.8亿kW（世界2位），年发电量：19000亿kWh（世界2位）,电力工业的飞速发展还体现在电力系统容量、电厂规模和单机容量的大幅提高上,一、我国电力工业发展简况,电力系统容量，电网输电电压等级华东、华北、东北和华中四大电网容量均已超过4000万kw 1953年,中国自行设计施工的第一条220千伏输电线路(369公里)建成,从丰满水电站输送电能到虎石台变电所 1974年，第一条330kV输电线路，甘肃刘家峡水电厂到陕西关中地区 1981年，第一条500kV输电线路，河南姚孟电厂到武汉 1988年，500kV直流输电线路，葛洲坝到上海南桥，1080km，输送容量120万kW，使华中与华东两大电力系统互联，是中国第一个跨大区的联合电力系统。西北750kV输变电工程（青海官亭-兰州东，建设中）,一、我国电力工业发展简况,最大单机容量 我国最大火电机组容量90万kw（外高桥第二发电厂）最大水电机组容量70万kw（三峡工程）最大核电机组容量100万kw（岭澳核电厂）最大发电厂容量 最大火力发电厂容量300万kw（北仑港电厂，5600MW）最大的水力发电厂330万kw（二滩水电厂，6550MW）（目前最大为三峡）最大的核能发电厂200万kw（岭澳核电厂，21000MW）最大的抽水蓄能电厂240万kw（广东抽水蓄能电厂，8300MW，世界最大）,一、我国电力工业发展简况,三峡工程,设计装机容量1820（2670）万kw，单机容量70万kw，年均发电量847亿kw.h，是世界上最大的发电厂。,自2003年首次并网发电，到目前为止，三峡工程已有台机组投产发电。所发电能送往华中、华东和广东、重庆等地。实现了华中、川渝、华东和南方电网的互联 已经完成投资亿元，预计到年整个工程竣工时，三峡的总投资将在亿元之内。,湖北省宜昌县三斗坪镇,一、我国电力工业发展简况,核电工业 1991年12月，自行设计，30万kw浙江秦山核电厂首次并网发电 1994年，大亚湾厂（引进290万kw）2002年，岭澳核电厂（2100万kw）,目前中国的核电厂主要位于沿海的广东省和浙江省。总发电能力为700万千瓦,二、电力工业发展特点,做好电力规划，加强电网建设 电力规划是根据社会经济发展需求、能源资源和负荷的分布，确定合理的电源结构和战略布局，确立电网电压等级、输电方式和合理的网架结构等。电力工业必须超前发展，所以要做好电力规划。美加大停电的经验教训（2003、8、14）加强电力总体规划，确定合理的电网结构和布局，留有足够的容量和能量的备用，建成容量充足、结构合理、运行灵活的联合电力系统。,二、电力工业发展特点,电力工业现代化 国外电力技术的先进水平主要表现超高压、大系统系统容量在（4-8）亿 kw以上，交流输电电压为500、750和1150kV，直流为500kV和750kV。大机组、大电厂火电厂容量（460-640）万kw，最大机组容量130-165万kw水电厂容量1260万kw，最大机组容量（70-80）万kw；抽水蓄能电厂容量210万kw，最大机组容量45.7万kw核电厂容量（400-800）万kw，最大机组容量（100-145）万kw。高度自动化以计算机为中心的安全监测和经济调度系统，实行功率和频率的自动调整，火电厂实行单元集中控制，水电厂和变电站实行无人值班和远方集中控制。,二、电力工业发展特点,电力工业现代化我国电力工业今后发展目标 优化发展火电，优先开发水电，积极发展核电，因地制宜地发展新能源，同步发展电网，认真治理对环境的污染。使我国电力工业走向低能耗、低污染、高效率的发展道路。,二、电力工业发展特点,联合电力系统 发展联合电力系统得好处 各系统间电负荷的错峰效益（东西时差、南北温差）提高供电可靠性、减少系统备用容量 有利于安装单机容量较大的机组 进行电力系统的经济调度（水、火经济调度，机组间的经济调度）调峰能力互相支援、减少调峰机组容量,二、电力工业发展特点,联合电力系统全国大联网1988年，500kV直流输电线路，葛洲坝到上海南桥，使华中与华东两大电力系统互联，是中国第一个跨大区的联合电力系统。2001年5月，东北、华北电网通过500kV姜(姜家营)绥(绥中)线互联 2003年9月，华北、华中电网通过500kV辛(辛安)嘉(获嘉)线互联 三峡工程建设实现了华中、川渝、华东和南方电网的互联,二、电力工业发展特点,电力市场含义：电力市场既是电能生产与运营的组织、指挥、控制和管理中心，也是电能商品集中交易和结算的场所目的：是要建立一种平等竞争的环境 电价：是电力市场的支点。电能是一种商品，由于电能具有垄断性和发、供、用同时性的特点，电价具有特殊性 我国电力体制改革的总体目标：建立全国统一，竞争开放，规范有序的电力市场,二、电力工业发展特点,IT技术 IT技术在电力系统中的应用集中在两个方面 电气设备的微机化 电力系统各类复杂计算由计算机自动实现 SCADA系统，EMS系统，DMS系统，就地或区域的综合监控系统，MIS系统等 谐波治理 电力电子设备的采用，产生非正弦波形，形成谐波,二、电力工业发展特点,洁净煤发电技术 包括在发电设备中实现煤的清洁燃烧和高效利用的发电技术煤炭利用前的净化处理技术煤炭燃烧过程中的洁净燃烧技术 烟气净化技术 煤的转化 绿色能源的开发与利用 绿色能源：通过特定的发电设备，将风能、太阳能、生物质能、海洋能和地热能等可再生能源转换得来的电能。,三、能源和电能,物质、能量和信息 物质、能量和信息是构成客观世界的三大基础 能量的形式 机械能 热能 化学能 辐射能 核能 电能,三、能源和电能,能源含义 能源是能量的来源或源泉，即指人类取得能量的来源，包括已经开发可供直接使用的自然资源和经过加工或转换的能量来源，而尚未开发的自然资源称为能源资源。,三、能源和电能,能源分类 按获得的方法分一次能源和二次能源一次能源：煤，石油、天然气、水能、风能 二次能源：电力、蒸汽、煤气、焦炭、汽油 按被利用的程度分常规能源和新能源 常规能源：煤、石油、天然气、水能 新能源：太阳能、风能、海洋能、地热能、生物质能、氢能、核能 按能否再生分为可再生能源和非再生能源可再生能源：水能、风能、太阳能、海洋能 非再生能源：煤、石油、天然气、核燃料等,三、能源和电能,按能源本身的性质（能否直接储存）分为含能体能源和过程性能源 含能体能源：煤、石油、天然气、核燃料、地热、氢能等 过程性能源：水能、风能、海洋能、电能等 按对环境的污染分清洁能源和非清洁能源 清洁能源：太阳能、水能、海洋能等 非清洁能源：煤、石油等,能源的重要性：生活上，军事上,三、能源和电能,能源资源 我国煤、水力资源较丰富，但石油、天然气和核能等资源相对较少 煤炭 我国煤炭资源存储量丰富，质量优良、但主要分布在新疆、内蒙、山西、陕西4省（81.3%）。1993年起，煤炭产量居世界第一位 水能 中国水能资源居第一位。但分布不均匀，西南占大部分 其他资源 石油，现代工业的“血液”。1996年底，我国石油探明储量约32.87亿吨，居世界9位。天然气，主要分布在中、西部，优质燃料和化工原料。铀，我国铀储量可供4000万kw核电厂运行30年。海水含铀,三、能源和电能,电能电能作为一种二次能源，可以从多种途径获得（如水力发电、火力发电、核能发电、太阳能发电等）；同时又便于转换为其它能量形式（如电动力、电热、电化学能、电光源等），以满足社会生产和生活的种种需要。与其它能源相比，电能在生产、传送、使用中更易于调控。这一系列优点，使电能成为最理想的二次能源，格外受到人们关注。然而，电能无法大量储存，电能的生产与消耗几乎是在同一瞬间完成的，发电、输电、变电、配电、用电各环节紧密相关，组成一个互相影响、互相制约、始终处于连续工作状态的整体。因此，电能从一开始生产就具有鲜明的系统性。,三、能源和电能,电能交流：与直流相比，开断电流容易，输送大功率。高压直流用于远距离输送大功率，连接不同频率或非同步运行的系统，向海岛送电等。正弦波：通过电器设备后波形基本还是正弦波。5060HZ：国内50HZ,国外大多采用60HZ三相：三相设备经济、三相系统形成的旋转磁场是电动机工作的基础。,三、能源和电能,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 传输损耗小 效率高 无气体和噪声污染,属于：二次能源、过程性能源、清洁能源,三、能源和电能,发电厂将各种能源转变成电能的工厂按一次能源不同分：火力发电厂，水力发电厂、核能发电厂、风力发电厂、地热发电厂、太阳能发电厂、潮汐发电厂等 我国以火力发电厂为主，占总发电量的70以上,
