一、 內(nèi)容提示
這一講主要介紹1G420000電力工程管理與實(shí)務(wù)的1G421000項(xiàng)目管理專業(yè)知識(shí)的第3、4目。
二、 重點(diǎn)難點(diǎn)
電力生產(chǎn)的類型及其基本過(guò)程；發(fā)電工程施工組織設(shè)計(jì)編制的內(nèi)容和要求。
三、 大綱要求
掌握電力生產(chǎn)的類型及其基本過(guò)程；
掌握發(fā)電工程施工組織設(shè)計(jì)編制的內(nèi)容和要求；
四、內(nèi)容講解
1G421030 掌握電力生產(chǎn)的類型及其基本過(guò)程
1G421031 電力生產(chǎn)的類型
(1)火力發(fā)電
(2)水力發(fā)電
(3)核能發(fā)電
●核電的優(yōu)點(diǎn)：成本低廉，不受燃料運(yùn)輸?shù)南拗?，污染環(huán)境輕微。
●核電的展望：大力發(fā)展水電、核電與可再生能源，替換一部分火電，是今后的方向。
(4)地?zé)岚l(fā)電
●地?zé)崮茴愋停赫羝?、熱水型、干熱巖型、地壓型和巖漿型。用得多的是蒸汽型和熱水型。
●地?zé)岚l(fā)電的優(yōu)點(diǎn)
(5)太陽(yáng)能發(fā)電
通過(guò)水或其他介質(zhì)和裝置將太陽(yáng)輻射能轉(zhuǎn)換為電能的發(fā)電方式。
1)太陽(yáng)能發(fā)電基本途徑
先將太陽(yáng)輻射能轉(zhuǎn)換為熱能，再按照某種發(fā)電方式將熱能轉(zhuǎn)換為電能，即太陽(yáng)能熱發(fā)電。
通過(guò)光電器件將太陽(yáng)光直接轉(zhuǎn)換為電能，即太陽(yáng)能光發(fā)電。
2)太陽(yáng)能熱發(fā)電類型
①太陽(yáng)能熱動(dòng)力發(fā)電
②太陽(yáng)能熱直接轉(zhuǎn)換
③太陽(yáng)能光發(fā)電類型
(6)風(fēng)能發(fā)電
通過(guò)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組將風(fēng)能轉(zhuǎn)換成電能，是風(fēng)能利用的基本形式。風(fēng)力發(fā)電機(jī)組主要由風(fēng)力機(jī)、傳動(dòng)變速機(jī)構(gòu)和發(fā)電機(jī)等組成。
(7)潮汐能發(fā)電
(8)波浪能發(fā)電
波浪能與常規(guī)能源相比，具有如下優(yōu)點(diǎn)：
●可以再生，取之不盡，用之不竭。
●分布廣泛，可在大面積范圍內(nèi)就地開(kāi)發(fā)，就地開(kāi)采。
●清潔干凈，沒(méi)有污染。
波浪能的局限性：
●分散性，能量密度低。
●實(shí)時(shí)性，能量在一定時(shí)間時(shí)有時(shí)無(wú)。
●地域性。
(9)海洋溫差發(fā)電
1G421032 火力發(fā)電的生產(chǎn)過(guò)程
火力發(fā)電廠的主要生產(chǎn)系統(tǒng)包括汽水系統(tǒng)、燃燒系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)和控制系統(tǒng)。
(1)汽水系統(tǒng)
●汽水系統(tǒng)：給水在鍋爐中加熱、蒸發(fā)、過(guò)熱后送往汽輪機(jī)。
包括有鍋爐、汽輪機(jī)、凝汽器及給水泵等組成的汽水循環(huán)和水處理系統(tǒng)、冷卻水系統(tǒng)等。水在鍋爐中加熱后蒸發(fā)成蒸汽，經(jīng)過(guò)熱器進(jìn)一步加熱成為過(guò)熱蒸汽，然后經(jīng)管道送人汽輪機(jī)。蒸汽在汽輪機(jī)中膨脹做功后排入凝汽器，冷凝成水；水再經(jīng)凝結(jié)水泵、低壓加熱器、除氧器、給水泵、高壓加熱器等升壓、加熱和除氧后，送回鍋爐，形成一個(gè)閉合的汽水循環(huán)回路。在汽輪機(jī)中，蒸汽不斷膨脹，高速流動(dòng)蒸汽沖動(dòng)汽輪機(jī)的轉(zhuǎn)子，帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。從能量的角度看，汽水系統(tǒng)將燃燒所產(chǎn)生的熱能傳給蒸汽，然后再將蒸汽的熱能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能。
●輔助汽水系統(tǒng)：包括補(bǔ)給水、冷卻水、疏水排污、輔助蒸汽和供熱等系統(tǒng)。
(2)燃燒系統(tǒng)：包括鍋爐的燃燒部分及燃料輸送、空氣、煙氣、除灰渣系統(tǒng)。
3)電氣系統(tǒng)：分為向外供電系統(tǒng)和廠用電系統(tǒng)。
●向外供電系統(tǒng)：發(fā)電機(jī)生產(chǎn)的電能，大部分經(jīng)主變壓器升壓后，經(jīng)配電裝置向外供電。
●廠用電系統(tǒng)：發(fā)電機(jī)生產(chǎn)的電能，有小部分經(jīng)降壓變壓器降壓后由配電裝置送向廠內(nèi)各用電點(diǎn)。
(4)控制系統(tǒng)：熱工生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化和機(jī)-爐-電集中控制。
1)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)
2)閉環(huán)控制系統(tǒng)：包括機(jī)-爐協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)、汽機(jī)數(shù)字電液控制系統(tǒng)。汽機(jī)旁路控制系統(tǒng)和汽動(dòng)泵控制系統(tǒng)。
①自動(dòng)程序控制系統(tǒng)：控制電廠主輔機(jī)的起、停。
②保護(hù)聯(lián)鎖系統(tǒng)。
1G421033 水力發(fā)電的生產(chǎn)過(guò)程
(1)水力發(fā)電：
水力發(fā)電是利用江河水流在高處與低處之間存在的位能進(jìn)行發(fā)電。它的基本生產(chǎn)過(guò)程是：從河流較高處或水庫(kù)內(nèi)引水，利用水的壓力或流速?zèng)_動(dòng)水輪機(jī)旋轉(zhuǎn)，將水能轉(zhuǎn)變成機(jī)械能，通過(guò)水輪機(jī)的水流到河流較低處或水庫(kù)下游；水輪機(jī)械再帶動(dòng)發(fā)電機(jī)旋轉(zhuǎn)，將機(jī)械能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?，然后?jīng)升壓變壓器和送電線路，將電能送到負(fù)荷中心，降壓后供給工農(nóng)業(yè)和居民用電需要。
（2）水力發(fā)電的生產(chǎn)過(guò)程如下圖所示。
(3)水力發(fā)電有下列特點(diǎn)：
1)水能是可再生能源。
①水力發(fā)電是清潔的電力生產(chǎn)，不排放有害氣體、煙塵和灰渣，沒(méi)有核廢料。
②水力發(fā)電的效率高。
③水力發(fā)電與火力發(fā)電等不同，可同時(shí)完成一次能源開(kāi)發(fā)和二次能源轉(zhuǎn)換。
④水力發(fā)電的生產(chǎn)成本低廉。
⑤水輪發(fā)電機(jī)組啟停靈活，輸出功率增減快、可變幅度大，是電力系統(tǒng)理想的調(diào)峰、調(diào)頻和事故備用電源。
⑥受河川天然徑流豐枯變化的影響大。
2)水電站的水庫(kù)可以綜合利用。
①建有較大水庫(kù)的水電站，有的水庫(kù)淹沒(méi)損失較大，移民較多，并改變了人們的生產(chǎn)生活條件；水庫(kù)淹沒(méi)影響野生動(dòng)植物的生存環(huán)境；水庫(kù)調(diào)節(jié)徑流，改變了原有水文情況，對(duì)生態(tài)環(huán)境有一定影響。這些問(wèn)題需妥善處理。
②水能資源在地理上分布不均，建壩條件較好和水庫(kù)淹沒(méi)損失較少的大型水電站站址往往位于遠(yuǎn)離用電中心的偏僻地區(qū)，施工條件較困難，需要建設(shè)較長(zhǎng)的輸電線路，增加了造價(jià)和輸電損失。
1G421034 核能發(fā)電的生產(chǎn)過(guò)程
(1)壓水堆核能發(fā)電的生產(chǎn)過(guò)程
壓水堆核電廠主要由核島、常規(guī)島和電廠配套設(shè)施組成。核島是壓水堆核電廠的核心，其作用是生產(chǎn)核蒸汽。它包括反應(yīng)堆廠房(安全殼)和反應(yīng)堆輔助廠房以及設(shè)置在它們內(nèi)部的系統(tǒng)、設(shè)備。核島的系統(tǒng)、設(shè)備主要有壓水堆本體、一次冷卻劑系統(tǒng)(通常又稱為反應(yīng)堆冷卻劑系統(tǒng)或一回路、主系統(tǒng))以及為支持一次冷卻劑系統(tǒng)正常運(yùn)行和保證反應(yīng)堆安全而設(shè)置的輔助系統(tǒng)。壓水堆常規(guī)島主要包括核汽輪發(fā)電機(jī)組及其廠房和設(shè)置在廠房?jī)?nèi)的二回路系統(tǒng)及設(shè)施，其內(nèi)容與常規(guī)火電廠類似。核電廠中除核島和常規(guī)島外的其他建筑物和構(gòu)筑物以及系統(tǒng)稱為電廠配套設(shè)施。
壓水堆核能發(fā)電的工作原理是：反應(yīng)堆冷卻劑流過(guò)反應(yīng)堆堆芯吸收核裂變產(chǎn)生的熱能，沿管路進(jìn)入蒸汽發(fā)生器的U形管內(nèi)，將熱量傳遞給U形管外側(cè)的二回路水，使其變?yōu)轱柡驼羝１焕鋮s的冷卻劑再由主泵送回反應(yīng)堆，完成冷卻劑的閉式循環(huán)。蒸汽發(fā)生器二次側(cè)產(chǎn)生的蒸汽推動(dòng)汽輪發(fā)電機(jī)組發(fā)電，做完功后的乏汽排入主凝汽器，被循環(huán)水冷凝成凝結(jié)水，由凝水泵和給水泵打回蒸汽發(fā)生器，完成汽輪機(jī)工質(zhì)的閉式循環(huán)。
我國(guó)已建成的秦山一期、秦山二期、大亞灣、嶺澳核電廠以及在建的田灣核電廠，均為壓水堆核電廠。
(2)重水堆核能發(fā)電的生產(chǎn)過(guò)程
重水堆核電廠是以重水堆為動(dòng)力源的核電廠。重水堆是以重水作慢化劑的反應(yīng)堆。重水的中子吸收截面小，慢化性能好，中子利用率高，故可以直接利用天然鈾作核燃料。重水堆可以用重水或輕水作冷卻劑，以輕水作冷卻劑的重水堆如日本的普賢核電廠(Fugen，165MW)，以重水作冷卻劑的重水堆又分為壓力容器式的和壓力管式的，壓力容器式的如阿根廷的阿圖查重水堆核電廠，但這兩種堆型卻沒(méi)有得到進(jìn)一步的發(fā)展。世界上惟一得到廣泛應(yīng)用的重水堆核電廠，是加拿大開(kāi)發(fā)和生產(chǎn)的CANDU型重水堆核電廠，其反應(yīng)堆以重水作慢化劑和冷卻劑，并以壓力管代替壓力容器，稱為壓力管式重水堆。我國(guó)已建成的秦山三期核電廠即為CANDU—6型重水堆核電廠。
CANDU型核電機(jī)組的生產(chǎn)過(guò)程：反應(yīng)堆為水平壓力管式，有兩個(gè)熱傳輸環(huán)路，每個(gè)環(huán)路有兩臺(tái)熱傳輸泵和兩臺(tái)蒸汽發(fā)生器。反應(yīng)堆的兩側(cè)(A側(cè)和C側(cè))各安裝一臺(tái)熱傳輸泵和一臺(tái)蒸汽發(fā)生器。
1G421035 風(fēng)力發(fā)電的生產(chǎn)過(guò)程
(1)風(fēng)力發(fā)電是用風(fēng)輪機(jī)將風(fēng)能變成旋轉(zhuǎn)能，由發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)換成電能。風(fēng)力發(fā)電生產(chǎn)過(guò)程如下圖所示：
(2)系統(tǒng)組成
典型的風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)是由風(fēng)能資源、風(fēng)力發(fā)電機(jī)組、控制裝置、蓄能裝置、備用電源及申能用戶組成。風(fēng)力發(fā)電機(jī)組是實(shí)現(xiàn)由風(fēng)能到電能轉(zhuǎn)換的關(guān)鍵設(shè)備。由于風(fēng)能是隨機(jī)性的，風(fēng)力的大小時(shí)刻變化，必須根據(jù)風(fēng)力大小及電能需要量的變化及時(shí)通過(guò)控制裝置來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的啟動(dòng)、調(diào)節(jié)(轉(zhuǎn)速、電壓、頻率)、停機(jī)、故障保護(hù)(超速、振動(dòng)、過(guò)負(fù)荷等)以及對(duì)電能用戶所接負(fù)荷的接通、調(diào)整及斷開(kāi)等。
1G421036 燃?xì)庖宦?lián)合循環(huán)發(fā)電的生產(chǎn)過(guò)程
(1)整體煤氣化燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)：就是使煤在氣化爐中氣化成為中熱值或低熱值煤氣，然后通過(guò)凈化處理，把粗煤氣中的灰分和含硫物質(zhì)(H2S等)除盡，供到燃?xì)庖徽羝?lián)合循環(huán)的發(fā)電機(jī)組中去燃燒做功，借以達(dá)到以煤代油(或天然氣)，實(shí)現(xiàn)煤的潔凈發(fā)電的目的。
(2)增壓流化床燃?xì)庖徽羝?lián)合循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)：增壓流化床燃?xì)庖徽羝?lián)合循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)的實(shí)質(zhì)就是燃煤的增壓鍋爐型燃?xì)庖徽羝?lián)合循環(huán)發(fā)電設(shè)備。它是將燃?xì)廨啓C(jī)的燃燒室與產(chǎn)生蒸汽的鍋爐合二為一的。
1G421037 送變電生產(chǎn)過(guò)程
(1)由于發(fā)電廠和負(fù)荷中心往往相距很遠(yuǎn)，要將發(fā)電廠生產(chǎn)的大量電能輸送到負(fù)荷中心，就需要將發(fā)電廠的電能經(jīng)升壓變壓器，由輸電線路送到
負(fù)荷中心附近的降壓變電站，降壓后由配電線路送到用戶的用電設(shè)備。另一方面，為了保證安全可靠、經(jīng)濟(jì)合理地供電，需將孤立運(yùn)行的發(fā)電廠用輸電線路聯(lián)結(jié)起來(lái)，組成統(tǒng)一的電力系統(tǒng)。通常將發(fā)電廠、變電所、用電設(shè)備之間用線路聯(lián)結(jié)起來(lái)的整體，叫做電力系統(tǒng)。
(2)電力系統(tǒng)中除發(fā)電機(jī)和用電設(shè)備外的部分，即輸變電設(shè)備及各種不同電壓等級(jí)的線路所組成的部分，叫做電力網(wǎng)。
(3)送電線路(也稱輸電線路)與配電線路的劃分主要是按照它們各自的性質(zhì)，并依照它們?cè)陔娏ο到y(tǒng)中的作用和功能來(lái)區(qū)分。從電源向電力負(fù)荷中心輸送電能的線路稱為輸電線路。
目前我國(guó)采用的輸電電壓等級(jí)為35kV～500kV，通常稱35kV一220kV的線路為高壓輸電線路，330kV～500kV的線路為超高壓輸電線路。擔(dān)負(fù)分配電能任務(wù)的線路，稱為配電線路，lkV以下的線路稱為低壓配電線路，lkV～lOkV線路稱為高壓配電線路。
(4)輸電線路按結(jié)構(gòu)又可分為電纜線路和架空線路。
(5)架空線路的構(gòu)成元件主要有導(dǎo)線、避雷線、絕緣子、桿塔、基礎(chǔ)、拉線、橫擔(dān)、金具和接地裝置等。它們的作用是：
(6)電力變壓器(以下簡(jiǎn)稱變壓器)是用來(lái)改變交流電壓、傳遞電能的電氣設(shè)備。
(7)除此之外，還有各種開(kāi)關(guān)設(shè)備，電流互感器和電壓互感器，無(wú)功功率補(bǔ)償裝置，各種儀表、保護(hù)裝置以及各種高低壓配電柜等。
(8)送、變電的生產(chǎn)過(guò)程
例：在電力生產(chǎn)中，將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能，再將熱能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，由機(jī)械能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿倪^(guò)程稱為( )。
A. 火力發(fā)電
B．水力發(fā)電
C. 核能發(fā)電
D．地?zé)岚l(fā)電
答案：A
例：火力發(fā)電廠的主要生產(chǎn)系統(tǒng)包括( )。
A. 蒸汽系統(tǒng)、給水系統(tǒng)、燃料系統(tǒng)、除灰系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)、熱工系統(tǒng)
B. 汽水系統(tǒng)、燃燒系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)、控制系統(tǒng)
C. 汽水系統(tǒng)、輸煤系統(tǒng)、除灰系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)、熱工系統(tǒng)
D．化學(xué)水處理系統(tǒng)，熱工系統(tǒng)、鍋爐系統(tǒng)、蒸汽動(dòng)力系統(tǒng)、發(fā)電系統(tǒng)
答案：B
例：核能發(fā)電廠通常由( )等部分組成。
A. 加熱系統(tǒng)
B．核島
C. 常規(guī)島
D．電力配套設(shè)施
E．冷卻系統(tǒng)
答案：BCD