发电厂,与其他制造业的设施一样,将原材料转化为产品,而且通常都会产生一些废品。对于电力制造者来说,主要的产品就是电。所谓的废品,就是被排放到空气中的烟灰和挥发性物质、水和土壤中,这取决于所使用的燃料。
电力是一种非常规的产品,它是看不见而且危险的产品。对于电力工业来说,一个困难就在于电力一般无法储存。它必须按需生产。
在发电厂中,燃料被转换为热能,然后成为机械能,最终变为电能。燃料燃烧产生热水并产生蒸汽,进而推动马达或涡轮机——这些机械带动发电机。图
发电厂的运行电工需要掌握的基础知识:
1. 具备电工技术、电子技术、计算机技术与应用等较宽广领域的工程技术基础和一定的专业知识;
2. 具有发电厂、电力系统等基础知识及安全工作知识;
3. 具有发电厂、变电站、地区电网电气运行的基本操作技能、一般事故分析处理的能力和技术管理的初步能力及正确使用常用电工、电子仪器及仪表能力;
4. 受到过电工电子、计算机技术方面的基本训练。
运行电工的主要的职责是严格遵守操作程序,做好防水、防火、防小动物及防尘的措施,保证变电设备的正常运行。
火力发电一般是指利用石油、煤炭和天然气等燃料燃烧时产生的热能来加热水,使水变成高温、高压水蒸气,然后再由水蒸气推动发电机来发电的方式的总称。
以煤、石油或天然气作为燃料的发电厂统称为火电厂。 火力发电站的主要设备系统包括:燃料供给系统、给水系统、蒸汽系统、冷却系统、电气系统及其他一些辅助处理设备。
火力发电系统主要由燃烧系统(以锅炉为核心)、汽水系统(主要由各类泵、给水加热器、凝汽器、管道、水冷壁等组成)、电气系统(以汽轮发电机、主变压器等为主)、控制系统等组成。前二者产生高温高压蒸汽;电气系统实现由热能、机械能到电能的转变;控制系统保证各系统安全、合理、经济运行。
火力发电的重要问题是提高热效率,办法是提高锅炉的参数(蒸汽的压强和温度)。90年代,世界最好的火电厂能把40%左右的热能转换为电能;大型供热电厂的热能利用率也只能达到60%~70%。
此外,火力发电大量燃煤、燃油,造成环境污染,也成为日益引人关注的问题。 热电厂为火力发电厂,采用煤炭作为一次能源,利用皮带传送技术,向锅炉输送经处理过的煤粉,煤粉燃烧加热锅炉使锅炉中的水变为水蒸汽,经一次加热之后,水蒸汽进入高压缸。
为了提高热效率,应对水蒸汽进行二次加热,水蒸汽进入中压缸。通过利用中压缸的蒸汽去推动汽轮发电机发电。
从中压缸引出进入对称的低压缸。已经作过功的蒸汽一部分从中间段抽出供给炼油、化肥等兄弟企业,其余部分流经凝汽器水冷,成为40度左右的饱和水作为再利用水。
40度左右的饱和水经过凝结水泵,经过低压加热器到除氧器中,此时为160度左右的饱和水,经过除氧器除氧,利用给水泵送入高压加热器中,其中高压加热器利用再加热蒸汽作为加热燃料,最后流入锅炉进行再次利用。以上就是一次生产流程。
火力发电厂的基本生产过程 火力发电厂的主要生产系统包括汽水系统、燃烧系统和电气系统,现分述如下: (一)汽水系统: 火力发电厂的汽水系统是由锅炉、汽轮机、凝汽器、高低压加热器、凝结水泵和给水泵等组成,他包括汽水循环、化学水处理和冷却系统等。 水在锅炉中被加热成蒸汽,经过热器进一步加热后变成过热的蒸汽,再通过主蒸汽管道进入汽轮机。
由于蒸汽不断膨胀,高速流动的蒸汽推动汽轮机的叶片转动从而带动发电机。 为了进一步提高其热效率,一般都从汽轮机的某些中间级后抽出作过功的部分蒸汽,用以加热给水。
在现代大型汽轮机组中都采用这种给水回热循环。此外,在超高压机组中还采用再热循环,既把作过一段功的蒸汽从汽轮机的高压缸的出口将作过功的蒸汽全部抽出,送到锅炉的再热汽中加热后再引入气轮机的中压缸继续膨胀作功,从中压缸送出的蒸汽,再送入低压缸继续作功。
在蒸汽不断作功的过程中,蒸汽压力和温度不断降低,最后排入凝汽器并被冷却水冷却,凝结成水。凝结水集中在凝汽器下部由凝结水泵打至低压加热再经过除氧气除氧,给水泵将预加热除氧后的水送至高压加热器,经过加热后的热水打入锅炉,再过热器中把水已经加热到过热的蒸汽,送至汽轮机作功,这样周而复始不断的作功。
在汽水系统中的蒸汽和凝结水,由于疏通管道很多并且还要经过许多的阀门设备,这样就难免产生跑、冒、滴、漏等现象,这些现象都会或多或少地造成水的损失,因此我们必须不断的向系统中补充经过化学处理过的软化水,这些补给水一般都补入除氧器中。 (二)燃烧系统 燃烧系统是由输煤、磨煤、粗细分离、排粉、给粉、锅炉、除尘、脱流等组成。
是由皮带输送机从煤场,通过电磁铁、碎煤机然后送到煤仓间的煤斗内,再经过给煤机进入磨煤机进行磨粉,磨好的煤粉通过空气预热器来的热风,将煤粉打至粗细分离器,粗细分离器将合格的煤粉(不合格的煤粉送回磨煤机),经过排粉机送至粉仓,给粉机将煤粉打入喷燃器送到锅炉进行燃烧。而烟气经过电除尘脱出粉尘再将烟气送至脱硫装置,通过石浆喷淋脱出流的气体经过吸风机送到烟筒排人天空。
(三)发电系统 发电系统是由副励磁机、励磁盘、主励磁机(备用励磁机)、发电机、变压器、高压断路器、升压站、配电装置等组成。发电是由副励磁机(永磁机)发出高频电流,副励磁机发出的电流经过励磁盘整流,再送到主励磁机,主励磁机发出电后经过调压器以及灭磁开关经过碳刷送到发电机转子,当发电机转子通过旋转其定子线圈便感应出电流,强大的电流通过发电机出线分两路,一路送至厂用电变压器,另一路则送到SF6高压断路器,由SF6高压断路器送至电网。
火力发电厂的基本生产过程 这里介绍的是汽轮机发电的基本生产过程。 火力发电厂的燃料主要有煤、石油(主要是重油、天然气)。
我国的火电厂以燃煤为主,过去曾建过一批燃油电厂,目前的政策是尽量压缩烧油电厂,新建电厂全部烧煤。 火力发电厂由三大主要设备——锅炉、汽轮机、发电机及相应辅助设备组成,它们通过管道或线路相连构成生产主系统,即燃烧系统、汽水系统和电气系统。
其生产过程简介如下。 1.燃烧系统 燃烧系统如图1-l所示,包括锅炉的燃烧部分和输煤、。
去百度文库,查看完整内容>内容来自用户:苗苗老师第一章能源与发电1、掌握电力系统与电力网的概念。
☞电力系统是由发电厂、变电所、输配电线路和用电设备有机连接起来的整体。☞电力系统=发电厂+电力网+电力用户。
☞电力网是指在电力系统中,由升压和降压变电所通过输、配电线路连接起来的部分。2、掌握额定电压的概念及电力网的电压等级。
☞额定电压:电气设备的额定电压是能使发电机、变压器和用电设备在正常运行时获得最佳技术效果的电压。☞我国电力网额定电压等级如下:0.22、0.38、3、6、10、35、110、220、330、500、750、1000 kV☞按电压等级高低分类:低压电网:3kV以下;高压电网:3~330kV;超高压电网:330~1000kV;特高压电网:1000kV及以上;4、掌握发电厂的类型。
☞按一次能源取得的方式不同分类:火力发电厂、水力发电厂、核电厂、风力电厂、太阳能电厂、地热电厂、潮汐电厂等。☞按燃料分类:燃煤电厂、燃油电厂、燃气电厂、余热电厂。
☞按蒸汽压力和温度分类:中低压电厂、高压电厂、超高压电厂、亚临界压力电厂、超临界压力电厂、超超临界压力电厂。☞按原动机分类:凝汽式汽轮机电厂、燃汽轮机电厂、内燃机电厂、蒸汽-燃气轮机电厂。
☞按输出能源分类:凝汽式发电厂、热电厂。5、掌握火力发电厂的电能生产过程。
2☞4(5)09☞为了保证测量仪表的准确度,电流互感器的准确级不得低于所供测量仪表的准确级。8☞高型配电装置特点:可节省占地面积☞归总式原理接线图缺点:☞变压器负荷。
第一章 电学基础知识“电”(electricity)一词在西方是从希腊文琥珀一词转意而来的,在中国则是从雷闪现象中引出来的。
自从18世纪中叶以来,对电的研究逐渐蓬勃开展。它的每项重大发现都引起广泛的实用研究,从而促进科学技术的飞速发展。
现今,无论人类生活、科学技术活动以及物质生产活动都已离不开电。随着科学技术的发展,某些带有专门知识的研究内容逐渐独立,形成专门的学科,如电子学、电工学等。
电学又可称为电磁学,是物理学中颇具重要意义的基础学科。第一节 电学的发展简史有关电的记载可追溯到公元前6世纪。
早在公元前585年,希腊哲学家泰勒斯已记载了用木块摩擦过的琥珀能够吸引碎草等轻小物体,后来又有人发现摩擦过的煤玉也具有吸引轻小物体的能力。在以后的2000年中,这些现象被看成与磁石吸铁一样,属于物质具有的性质,此外没有什么其他重大的发现。
在中国,西汉末年已有“碡瑁(玳瑁)吸偌(细小物体之意)”的记载;晋朝时进一步还有关于摩擦起电引起放电现象的记载“今人梳头,解著衣时,有随梳解结有光者,亦有咤声”。1600年,英国物理学家吉伯发现,不仅琥珀和煤玉摩擦后能吸引轻小物体,而且相当多的物质经摩擦后也都具有吸引轻小物体的性质,他注意到这些物质经摩擦后并不具备磁石那种指南北的性质。
为了表明与磁性的不同,他采用琥珀的希腊字母拼音把这种性质称为“电的”。吉伯在实验过程中制作了第一只验电器,这是一根中心固定可转动的金属细棒,当与摩擦过的琥珀靠近时,金属细棒可转动指向琥珀。
大约在1660年,马德堡的盖利克发明了第一台摩擦起电机。他用硫磺制成形如地球仪的可转动球体,用干燥的手掌摩擦转动球体,使之获得电。
盖利克的摩擦起电机经过不断改进,在静电实验研究中起着重要的作用,直到19世纪霍耳茨和推普勒分别发明感应起电机后才被取代。18世纪电的研究迅速发展起来。
1729年,英国的格雷在研究琥珀的电效应是否可传递给其他物体时发现导体和绝缘体的区别:金属可导电,丝绸不导电,并且他第一次使人体带电。格雷的实验引起法国迪费的注意。
1733年迪费发现绝缘起来的金属也可摩擦起电,因此他得出所有物体都可摩擦起电的结论。他把玻璃上产生的电叫做“玻璃的”,琥珀上产生的电与树脂产生的相同,叫做“树脂的”。
他得到:带相同电的物体互相排斥;带不同电的物体彼此吸引。1745年,荷兰莱顿的穆申布鲁克发明了能保存电的莱顿瓶。
莱顿瓶的发明为电的进一步研究提供了条件,它对于电知识的传播起到了重要的作用。差不多同时,美国的富兰克林做了许多有意义的工作,使得人们对电的认识更加丰富。
1747年他根据实验提出:在正常条件下电是以一定的量存在于所有物质中的一种元素;电跟流体一样,摩擦的作用可以使它从一物体转移到另一物体,但不能创造;任何孤立物体的电总量是不变的,这就是通常所说的电荷守恒定律。他把摩擦时物体获得的电的多余部分叫做带正电,物体失去电而不足的部分叫做带负电。
严格地说,这种关于电的一元流体理论在今天看来并不正确,但他所使用的正电和负电的术语至今仍被采用,他还观察到导体的尖端更易于放电等。早在1749年,他就注意到雷闪与放电有许多相同之处。
1752年他通过在雷雨天气将风筝放入云层,来进行雷击实验,证明了雷闪就是放电现象。在这个实验中最幸运的是富兰克林居然没有被电死,因为这是一个危险的实验,后来有人重复这种实验时遭电击身亡。
富兰克林还建议用避雷针来防护建筑物免遭雷击。1745年首先由狄维斯实现,这大概是电的第一个实际应用。
18世纪后期开始了电荷相互作用的定量研究。1776年,普里斯特利发现带电金属容器内表面没有电荷,猜测电力与万有引力有相似的规律。
1769年,鲁宾孙通过作用在一个小球上电力和重力平衡的实验,第一次直接测定了两个电荷相互作用力与距离二次方成反比。1773年,卡文迪什推算出电力与距离的二次方成反比,他的这一实验是近代精确验证电力定律的雏形。
1785年,库仑设计了精巧的扭秤实验,直接测定了两个静止点电荷的相互作用力与它们之间的距离二次方成反比,与它们的电量乘积成正比。库仑的实验得到了世界的公认,从此电学的研究开始进入科学行列。
1811年泊松把早先力学中拉普拉斯在万有引力定律基础上发展起来的势论用于静电,发展了静电学的解析理论。18世纪后期电学的另一个重要的发展是意大利物理学家伏打发明了电池,在这之前,电学实验只能用摩擦起电机的莱顿瓶进行,而它们只能提供短暂的电流。
1780年,意大利的解剖学家伽伐尼偶然观察到与金属相接触的蛙腿发生抽动。他进一步的实验发现,若用两种金属分别接触蛙腿的筋腱和肌肉,则当两种金属相碰时,蛙腿也会发生抽动。
1792年,伏打对此进行了仔细研究之后,认为蛙腿的抽动是一种对电流的灵敏反应。电流是两种不同金属插在一定的溶液内并构成回路时产生的,而肌肉提供了这种溶液。
基于这一思想,1799年,他制造了第一个能产生持续电流的化学电池,其装置为一系列按同样顺序叠起来的银片、锌片和用。
锅炉就是将燃煤(煤粉)燃烧释放的热量通过传导,对流,辐射传送到锅炉的给水,加热后产生蒸汽(高温高压或超高压,亚临界,临界),蒸汽经能承受高压的蒸汽管送到汽轮机,膨胀做功,推动汽轮机旋转(3000rpm或3600rpm),汽轮机带动发电机转子旋转,在励磁电流的作用下产生旋转磁场,发电机定子线圈切割磁力线,根据法拉第原理,感应产生交流电。
锅炉要燃烧煤粉,需要磨煤机,点火器,送风机,吸风机,有点还有排粉风机,一次风机,火捡风机,燃烧器。有大型的受热管道 ,汽包,联箱,还有空气预热器,吹灰器,电除尘,给水泵,捞渣机,灰渣泵等设备。
汽机主要有高压缸,中压缸,低压缸,除氧器,凝汽器,低压加热器,高压加热器,真空泵,轴封系统,冷却水系统,润滑油,顶轴油系统,氢气系统,化学水处理系统。电气包含发电机,励磁机,配电盘,开关站,母线,变压器,中压厂用母线和低压厂用母线,还有控制用的直流电源和不间断电源。
需要学习传热学,工程热力学,流体力学,水化学,热工自动化,电工基础,电路分析,电机原理,机械制图,普通物理,大学英语,专业英语,高等数学等。
利用煤、石油、天然气等自然界蕴藏量极其丰富的化石燃料发电称为火力发电。
按发电方式,它可分为汽轮机发电、燃气轮机发电、内燃机发电和燃气一蒸汽联合循环发电,还有火电机组既供电又供热的“热电联产(热电厂)”。汽轮机发电又称蒸汽发电,它利用燃料在锅炉中燃烧产生蒸汽,用蒸汽冲动汽轮机,再由汽轮机带动发电机发电。
这种发电方式在火力发电中居主要地位,占世界火力发电总装机的95%以上。内燃机和燃气轮机发电均称燃气发电。
内燃机发电主要指功率较大的柴油机发电。柴油机系统压缩点火式发动机,将吸入的空气用活塞压缩到高温与喷入的燃油着火燃烧产生高温高压,推动机械旋转运动,带动发电机发电,它的优点是单位容量重量轻,占地面积小,投资省,建设速度快,缺点是使用燃料价格高,发电成本贵、容量小、维修工作量大、运行周期短,除特殊场合外,多用作尖峰供用电电源和应急电源。
目前,最大的单机柴油发电机组功率已达4.5万kW,净发电效率达30%~40%。燃气轮机是旋转式机械,与柴油机相比更适宜于作为常用发电设备。
它通过压气机将空气压缩后送入燃烧室,与喷入的燃料混合燃烧产生高温高压燃气,进入透平机膨胀做功,推动发电机发电。它的单机容量远比汽轮机小,最大功率13~21.6万KW,净发电效率可达35%以上,主要用于尖峰负荷。
把燃气发和蒸汽发电组合起来就是燃气、蒸汽联合循环发电,有较高的电能转换效率。
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