第一章能源和發電第一節能源和電能一、物質、能量和信息物質、能量和信息是構成客觀世界和三大基礎，到目前為止，人類所認識的能量有如下六種形式：機械能、熱能、化學能、輻射能、核能、電能第一章能源和發電第一節能源和電能二、能源含義和能源分類能源：是能量的來源或泉源，分類方法：

1、按獲得的方法分一次能源——自然界中現成存在，可直接取用二次能源——指由一次能源經過加工而轉換成的另一種形態的能源2、按被利用的程度分常規能源——已經被人們廣泛利用的能源新能源——用新發展的技術開發，并采用先進的方法加以廣泛利用的能源。二、能源含義和能源分類精品資料精品資料你怎么稱呼老師？如果老師最后沒有總結一節課的重點的難點，你是否會認為老師的教學方法需要改進？你所經歷的課堂，是講座式還是討論式？教師的教鞭“不怕太陽曬，也不怕那風雨狂，只怕先生罵我笨，沒有學問無顏見爹娘……”“太陽當空照，花兒對我笑，小鳥說早早早……”發電廠簡介-ppt課件精品資料精品資料3、按能否再生分可再生能源——不斷再生并有規律地得到補充的能源非再生能源——隨人類的利用而越來越少，總有枯竭之時的能源。4、按能源本身的性質分含能體能源——可以直接儲存的能源，如煤、石油等。過程性能源——無法直接儲存的能源，如水能、風能5、按對環境的污染程度分清潔能源——對環境無污染或污染很少的能源，如太陽能、水能等非清潔能源——對環境污染較大的能源，如煤炭、石油等3、按能否再生分三、能源資源

——指為人類提供能量的天然物質。1、煤炭【非再生能源】2、水力資源3、其它資源（1）石油（2）天然氣（3）鈾注意資源的有效利用三、能源資源注意資源的有效利用四、電能電能被視為與空氣和水一樣重要，如果沒有了電，現代文明社會將不復存在。它與其它形式的能源相比，具有如下特點：1、便于大規模生產和遠距離輸送；2、可簡便地轉換成另一種形式的能量；3、用電容易控制，可實現自動化和遠動化操作；4、損耗小，效率高，經濟效益好。5、無氣體和噪聲污染。四、電能五、發電廠發電廠是“生產”電能的工廠，它將各種一次能源（天然能源），如煤炭、水能、核能等轉換為電能。1)按輸入一次能源形式及轉換過程的不同，可將發電廠分為下列四類：

五、發電廠2）按發電廠的規模和供電范圍分：區域性發電廠、地方發電廠和自備專用發電廠等2）按發電廠的規模和供電范圍分：

一、一次能源（燃料）主要是煤、還有石油、天然氣。二、主要設備鍋爐、汽輪機、發電機及各種輔機三、電能生產過程燃料在鍋里里燃燒

使水變成蒸汽

推動汽輪機轉子旋轉帶動發電機轉子旋轉發電機產生電能第二節、火力發電廠一、一次能源（燃料）第二節、火力發電廠其能量轉換過程：按輸出能源的形式可分下列兩種：①凝汽式火電廠：只向外供應電能的發電廠。②熱電廠：同時向外供應電能和熱能的發電廠。

其能量轉換過程：按輸出能源的形式可分下列兩種：火電廠的電能生產過程整個生產過程可分為三個系統：（1）燃燒系統：燃料的化學能在鍋爐中燃燒轉變為熱能，加熱鍋爐中的水使之變為蒸氣。（2）汽水系統：蒸汽進入汽輪機，沖動汽輪機旋轉，將熱能轉變為機械能。（3）電氣系統：汽輪機帶動發電機轉動，把機械能變為電能。火電廠的電能生產過程整個生產過程可分為三個系統：1）燃燒系統【見圖1-1所示】燃料的化學能在鍋爐里燃燒中轉變為熱能，加熱鍋爐中的水使之變成蒸汽燃燒系統由運煤、磨煤、燃燒、風煙、灰渣等系統組成。1）燃燒系統【見圖1-1所示】發電廠簡介-ppt課件2）汽水系統：由鍋爐、汽輪機、凝氣器、除氧器、加熱器等設備及管道構成它包括給水系統、循環水系統和補充給水系統。2）汽水系統：3）電氣系統包括發電機、勵磁裝置、廠用電系統、升壓變電站等3）電氣系統發電廠簡介-ppt課件發電廠簡介-ppt課件▉

火力發電廠—凝汽式火電廠生產過程示意圖電氣系統燃燒系統汽水系統▉火力發電廠—凝汽式火電廠生產過程示意圖電氣系統燃燒系統NorthChinaElectricPowerUniversitypage212024/4/3輸煤系統輸煤皮帶輸煤棧道磨煤機給粉機NorthChinaElectricPowerUniNorthChinaElectricPowerUniversitypage222024/4/3汽輪機汽輪機管道汽輪機廠房汽輪機控制臺操作系統NorthChinaElectricPowerUniNorthChinaElectricPowerUniversitypage232024/4/3鍋爐晾水塔鍋爐送風機機爐控制室NorthChinaElectricPowerUniNorthChinaElectricPowerUniversitypage242024/4/3發電機發電機單元控制室保護屏模擬屏NorthChinaElectricPowerUniNorthChinaElectricPowerUniversitypage252024/4/3電氣系統變電站互感器網控室主變壓器NorthChinaElectricPowerUniNorthChinaElectricPowerUniversitypage262024/4/3發電廠電氣主接線NorthChinaElectricPowerUni四、火電廠類型（1）按燃料分燃煤發電燃油發電廠燃氣發電廠余熱發電廠垃圾發電廠工業廢料發電廠四、火電廠類型燃煤發電2）按蒸汽壓力和溫度分中低壓發電廠：高壓發電廠：超高壓發電廠：亞臨界壓力發電廠：超臨界壓力發電廠：及以上2）按蒸汽壓力和溫度分中低壓發電廠：3）按原動機分凝氣式汽輪機發電廠燃氣輪機發電廠內燃機發電廠蒸汽——燃氣輪機發電廠3）按原動機分凝氣式汽輪機發電廠4）按輸出能源分凝氣式火力發電廠——發電廠只能生產電能效率較低：30%~40%供熱式火力發電廠——熱電廠既能生產電能又供應熱能效率較低：60%~70%4）按輸出能源分凝氣式火力發電廠——發電廠只能生產電能供熱式五、火電廠的特點（1）火電廠布局靈活，裝機容量的大小可按需要決定;（2）火電廠的一次性建造投資少，僅為同容量水電廠的一半左右。（3）火電廠耗煤量大;（4）火電廠動力設備繁多，發電機組控制操作復雜，廠用電量和運行人員都多于水電廠，運行費用高;（5）機動性較差。大型發電機組由停機到開機并帶滿負荷需要幾小時到十幾小時，乃至幾十小時，并附加耗用大量燃料;（6）熱效率低，只有32—40%;（7）在電力系統中主承擔基荷;（8）火電廠對空氣和環境的污染大。五、火電廠的特點五、火電廠的特點優點1）布局靈活，裝機容量的大小可按需要決定;2）一次性建造投資少，建設周期較短。缺點1）耗煤量大，發電成本高;2）動力設備繁多，控制操作復雜，運行費用高;3）啟動時間長（幾小時到十幾小時，乃至幾十小時），啟動費用高;4）擔負調峰、調頻時，煤耗增加、事故增多5）對空氣和環境的污染大五、火電廠的特點內蒙古一火電廠內蒙古一火電廠內蒙古能源“金三角”地區的神華準格爾火電廠廠區碧空如洗內蒙古能源“金三角”地區的神華準格爾火電廠廠區碧空如洗

一、一次能源（燃料）水的位能或動能。二、主要設備壓力水管、水輪機、發電機三、電能生產過程高處的水經壓力水管

推動水輪機轉子旋轉

帶動發電機轉子旋轉

發電機發出電能第三節、水力發電廠一、一次能源（燃料）第三節、水力發電廠其能量轉換過程：四、類型（1）堤壩式水電廠壩后式水電廠河床式水電廠其能量轉換過程：四、類型壩后式水電廠壩后式水電廠廠房建在壩的后面，不承受上游水壓壩后式水電廠廠房建在壩的后面，不承受上游水壓特點：形成蓄水庫，以調節流量，引用流量大，電站規模大，綜合效益高。適用高、中水頭三門峽、劉家峽（總裝機容量122.5萬KW，最大水頭114m）、三峽水電站特點：形成蓄水庫，以調節流量，引用流量大，電站規模大，綜合效三門峽水電站三門峽水電站三峽水電站三峽水電站河床式水電廠廠房代替一部分壩體，也起攔水作用，直接承受上游水壓河床式水電廠廠房代替一部分壩體，也起攔水作用，直接承受上游水適用于平原上河床平緩地區，落差小，廠房和壩建在一起，構成攔河建筑物的一個組成部分。廠房承受上游水的壓力，起擋水作用。

特點是：水頭低（小于30～40米）；擋水建筑物長葛洲壩（總裝機271.5萬KW，最大水頭27m)、西津水電廠

適用于平原上河床平緩地區，落差小，廠房和壩建在一起，構成攔河溢流式水電站：廠房建在溢流壩后，泄洪水流從廠房頂部越過泄入下流河道，適用于河谷狹窄，水庫下泄洪水流量大，溢洪與發電分區布置有一定困難的情況。如浙江的新安江水電站（總裝機66.25萬KW，最大水頭84.3m）溢流式水電站：岸邊式水電站：廠房建在攔河壩下游河岸邊的地面上，引水道及壓力管道明鋪于地面或埋設于地下，如松花江上游的白山水電站（總裝機容量150萬KW，最大水頭126m)地下式水電站：引水道和廠房都建在壩側地下，如四川的二灘水電站（總裝機330萬KW，最大水頭189m）岸邊式水電站：壩內式水電站：壓力管道和廠房都建混泥土壩的空腔內，且常設在溢流壩段內，適用于河谷狹窄，下泄洪水流量大的情況壩內式水電站：（2）引水式水電廠建筑在山區水流湍急河道上，或河床坡度較陡的地方，由引水渠道造成水頭一般不需要修壩或只修低堰（2）引水式水電廠建筑在山區水流湍急河道上，或河床坡度較陡的NorthChinaElectricPowerUniversitypage472024/4/3引水式無壓引水有壓引水在河流上游，當河床坡度較大時，可以借助坡降較小的引水道（修建隧洞和渠道）引水，用以集中水頭，以獲取最大落差。特點是：水頭較高（最高為1020米），流量小，無蓄水池調節流量；綜合利用價值低，電站規模也較小。

NorthChinaElectricPowerUni發電廠簡介-ppt課件（3）混合式水電廠：根據河流特點建造的兼有堤壩式和引水式兩種特點的水電廠2、按徑流調節的程度分類①無調節水電廠：②有調節水電廠：3、抽水蓄能式水電廠（3）混合式水電廠：工作原理以一定水量作為能量載體，通過能量轉換向電力系統提供電能在電力系統負荷低時，抽水、蓄能在電力系統負荷高峰時，放水、發電工作原理以一定水量作為能量載體，通過能量轉換向電力系統提供電在系統中的作用調峰填谷備用調頻調相功能降低電力系統的燃料消耗提高火電設備利用率可作為發電成本低的峰荷電源對環境沒污染且能美化環境可用于蓄能在系統中的作用調峰功能降低電力系統的燃料消耗五、水電廠的特點優點:發電成本低對環境沒有污染運行靈活方便可防洪、灌溉、航運等缺點：一次投資大建設周期長受水文氣象影響淹沒土地、移民搬遷等五、水電廠的特點發電成本低缺點：一次投資大

第四節、核能發電廠1985年中國開始興建第一座核電站——浙江秦山核電站,容量30萬千瓦,壓水堆型,1991年12月15日并網發電,1994年4月1日商業運行,1995年7月1日通過國家驗收。目前正擴建二期工程二臺國產60萬千瓦核電機組,和三期工程二臺自加拿大引進的重水堆型70萬千瓦核電機組。第四節、核能發電廠1985年中國開始興建第一座核電站——

廣東深圳大亞灣核電站,是中國興建的第二座大型核電站,引進英、法兩國設備,安裝二臺90萬千瓦壓水堆型核電機組。1988年8月8日澆注第一罐混凝土,1993年8月31日一號機組平網發電,1994年2月1日商業運行;二號機組于1994年5月6日商業運行。廣東深圳大亞灣核電站,是中國興建的第二座大型核電目前在建的項目有:大亞灣第二核電站-嶺澳核電站,安裝四臺壓水堆型100萬千瓦核電機組;江蘇連云港核電站,由俄羅斯引進二臺100萬千瓦核電機組;廣東省規劃建設第三座核電站,即陽江核電站,安裝6臺100萬千瓦核電機組。目前在建的項目有:大亞灣第二核電站-嶺澳核電站,安裝四臺壓水

一、一次能源（燃料）核燃料（鈾或钚）。二、主要設備核反應堆+核蒸汽發生系統=鍋爐、水輪機、發電機三、電能生產過程核燃料在反應堆內進行核裂變的鏈式反應，產生大量熱量，由冷卻劑（水或空氣）帶出，在蒸汽發生器中把熱量傳給水，將水加熱成蒸汽來轉動汽輪發電機發電。一、一次能源（燃料）能量轉換：熱能→（汽輪機）機械能→電能能量轉換：NorthChinaElectricPowerUniversitypage582024/4/3核電廠的系統核島的核蒸汽供應系統

一回路系統化學和容積控制系統：余熱排出系統/停堆冷卻系統：停堆時導出余熱安全注射系統/緊急堆芯冷卻系統控制、保護和檢測系統常規島系統

二回路系統：循環冷卻水系統電氣系統及廠用電設備組成：核島+常規島+輔助系統+控制系統+安全系統NorthChinaElectricPowerUni壓水堆用高壓輕水作慢化劑、冷卻劑、一回路系統和二回路系統分開四、類型壓水堆用高壓輕水作慢化劑、冷卻劑、一回路系統和二回路系統分開中央那個立式設備就是反應堆壓力容器，四個躺著的是蒸汽發生器，后面那個立式設備是穩壓器，三個露頭的是主泵。

中央那個立式設備就是反應堆壓力容器，四個躺著的是蒸汽發生器，沸水堆（重水堆）：用重水作冷卻劑，水會沸騰，汽輪機等設備可能受污染沸水堆（重水堆）：用重水作冷卻劑，水會沸騰，汽輪機等設備可能秦山一期：30萬kW，原型壓水堆，1985年開工，1991年并網秦山二期：2×60萬kW，壓水堆，1996年開工，2002年并網秦山三期：2×72.8萬kW，重水堆，1998年開工，2002、2003年并網（與加拿大合建）大亞灣：2×98.4萬kW，壓水堆，94年投入運行嶺澳：2×99萬kW，壓水堆，2002、2003年投入運行，“九五”最大的能源項目秦山一期：30萬kW，原型壓水堆，1985年開工，1991年大亞灣核電站大亞灣核電站大亞灣核電站

大亞灣核電站特點：a.消耗燃燒少——如容量為50萬kw的大電廠，需燃燒150萬噸/年;而容量為50萬kw的大電廠，需鈾燃料20噸/年。b.燃燒時不需要空氣助燃，可建在地下、水下、山上c.容量越大越經濟d.有放射性污染特點：第四節新能源發電廠

包括太陽能發電、風力發電、地熱發電、潮汐發電、生物質能發電及垃圾電廠等。1、太陽能發電①太陽能熱發電：它是將吸收的太陽輻射熱能轉換成電能的裝置，其基本組成與常規火力電廠相似。第四節新能源發電廠包括太陽能發電、風力發電、②太陽能光發電：太陽能光發電不通過熱過程而直接將太陽的光能轉換成電能，其中光伏電池是一種主要的太陽能光發電形式，也叫光伏發電。光伏發電：是把照射到太陽能電池上的光直接變換成電能的一種發電形式，它是目前太陽能發電研究的方向。②太陽能光發電：太陽能光發電不通過熱過程而直接將太陽的光能轉光伏太陽能。在德國巴伐利亞州一個農場里，屋頂上的太陽能板通過太陽光照射，光能將半導體如硅晶體中的電子激發出來發電。不同于聚光太陽能，光伏太陽能系統可以在小范圍內高效地產生電能

光伏太陽能。在德國巴伐利亞州一個農場里，屋頂上的太陽能板通過位于拉斯維加斯的內華達太陽一號太陽能發電廠的凹面鏡在采集陽光，從而使裝有水的鋼管溫度升高產生蒸汽，生產出6400萬兆瓦電量。與昂貴的光伏太陽能板相比，政府部門往往更青睞于這種方式。

位于拉斯維加斯的內華達太陽一號太陽能發電廠的凹面鏡在采集陽光2、風力發電將風能轉換成電能的發電方式稱為風力發電。風能屬于再生能源，又是一種過程性的能源，無法直接儲存，還具有隨機性，所以對風能的應用技術上比較復雜。2、風力發電風力發電廠風力發電廠葉片將風能轉化為機械能，升速齒輪箱將風力機軸上的低速旋轉變為高速旋轉，帶動發電機發出電能，經電纜線路引至配電裝置，然后送入電網。葉片將風能轉化為機械能，升速齒輪箱將風力機軸上的低速旋轉變為哥本哈根風力發電廠于2001年建成，是目前世界上四大海上風電場之一哥本哈根風力發電廠于2001年建成，是目前世界上四大海上風電3、地熱發電地球本身是個大熱庫，地熱資源遍布世界各地。僅地表10公里以內就有可供開采的熱能，地熱能的儲量很大，它的總量大約是煤炭的一億七千萬倍。但是，目前世界上實際能利用的地熱資源很少，主要限于蒸汽田和熱水田，這兩者統稱為地熱田。地熱電站是清潔的能源。它的發電成本比水電和火電都低，而且地熱發電后排出的熱水還可以供采暖、醫療、提取化學物質等利用，所以目前地熱發電發展很快。3、地熱發電4、潮汐發電潮汐能是地球在自轉過程中，海水受月球重力牽引產生的。還有小部分潮汐是受太陽引力牽引形成的。海水漲落的周期為12小時25分鐘，同時在海底造成三角流。利用潮汐的落差推動水輪機而發電稱之為潮汐發電。即在海灣或河流入海口處筑起堤壩，漲潮時蓄水，高潮時關閉。退潮時形成足以使水輪機工作的落差時才開始放水，將蓄水放出，驅動水輪發電機發電。4、潮汐發電世界最大的潮汐發電站：法國北部LaRance河，Pe=240MW

世界最高的潮汐發電站：加拿大Fundy高達39英尺Pe=20MW

世界首座海底潮汐發電站：挪威北部KvalsundPe=300KW（無生態污染，無噪音、不占地）投資1億美元。發電廠簡介-ppt課件發電廠簡介-ppt課件第