1第一章能源和发电课件.ppt

1、一、物质、能量和信息一、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物质、能量和信息是构成客观世界的三大基础。能源对世界经济发展和现代社会文明的影响础。能源对世界经济发展和现代社会文明的影响是居第一位的。是居第一位的。人类所认识的能量形式：人类所认识的能量形式：机械能、热能、化学能、辐射能、核能、电机械能、热能、化学能、辐射能、核能、电能等。能等。二、能源的含义和能源分类二、能源的含义和能源分类能源是能量的来源，即取得能量的来源，包能源是能量的来源，即取得能量的来源，包括已经开发可供直接使用的自然资料和经过加工括已经开发可供直接使用的自然资料和经过加工或转换的能量来源，尚未开发的自然

2、资料称为或转换的能量来源，尚未开发的自然资料称为能能源资源源资源。二、能源的分类：二、能源的分类：、按获得方法分：、按获得方法分：一次能源一次能源：煤、水能、石油、：煤、水能、石油、风能等；风能等；二次能源二次能源：电能、蒸汽、煤气、汽油等。：电能、蒸汽、煤气、汽油等。、按被利用程度分：、按被利用程度分：常规能源常规能源：煤、水能、石：煤、水能、石油等；油等；新能源新能源：太阳能、风能、海洋能、地热能：太阳能、风能、海洋能、地热能等。等。二、能源的含义和能源分类二、能源的含义和能源分类能源是能量的来源，即取得能量的来源，包能源是能量的来源，即取得能量的来源，包括已经开发可供直接使用的自然资料和

3、经过加工括已经开发可供直接使用的自然资料和经过加工或转换的能量来源，尚未开发的自然资料称为或转换的能量来源，尚未开发的自然资料称为能能源资源源资源。二、能源的分类：二、能源的分类：、按能否再生分：、按能否再生分：可再生能源可再生能源：水能、太阳能、：水能、太阳能、风能、海洋能等；风能、海洋能等；非再生能源非再生能源：煤、石油、天然：煤、石油、天然气、核燃料等。气、核燃料等。、按能源本身性质分：、按能源本身性质分：含能体能源含能体能源：煤、石油、：煤、石油、天然气、核燃料等；天然气、核燃料等；过程性能源过程性能源：水能、电能、：水能、电能、风能、海洋能等。风能、海洋能等。三、我国能源资源三、我国

4、能源资源、煤炭、煤炭1000米以内探明可采储量为米以内探明可采储量为2.67104亿吨，居世界亿吨，居世界第三位。第三位。、水能资源、水能资源水能资源蕴藏量水能资源蕴藏量6.76亿亿KW，年发电量，年发电量5.92104亿亿KWh；可开发的可开发的水能水能资源的装机容量资源的装机容量3.78亿亿KW，年发，年发电量电量1.92104亿亿KWh；居世界第一位，占世界可开发居世界第一位，占世界可开发量的量的12.9，水能资源，水能资源65以上分布在西南地区。以上分布在西南地区。、石油、石油截止截止2000年底，我国石油探明可采储量为年底，我国石油探明可采储量为32.74亿亿吨，居世界第十一位。石油

5、资源主要集中在东北、华北吨，居世界第十一位。石油资源主要集中在东北、华北和西北地区。和西北地区。四、电能四、电能 我国电力工业的发展情况我国电力工业的发展情况:1949年：年：发电装机容量：发电装机容量：184.9万万KW 年发电量：年发电量：43亿亿KW.h，位居世界第，位居世界第25位。位。2003年：年：发电装机容量：发电装机容量：3.8亿亿KW 年发电量：年发电量：19000亿亿KW.h，位居世界第，位居世界第2位。位。现在：现在：最大的火电机组容量最大的火电机组容量90万万KW（外高桥第二发电厂）（外高桥第二发电厂）最大的水电机组容量最大的水电机组容量70万万KW（三峡水电厂）（三峡

6、水电厂）最大的核电机组容量最大的核电机组容量100万万KW（岭澳核电厂）（岭澳核电厂）最大的火力发电厂容量最大的火力发电厂容量300万万KW（北仑港电厂）（北仑港电厂）最大的水力发电厂容量最大的水力发电厂容量330万万KW（二滩水电厂）（二滩水电厂）最大的核能发电厂容量最大的核能发电厂容量200万万KW（岭澳核电厂）（岭澳核电厂）、便于大规模生产和远距离输送。、便于大规模生产和远距离输送。、方便转换和易于控制。、方便转换和易于控制。、损耗小。、损耗小。、效率高。、效率高。、无气体和噪声污染。、无气体和噪声污染。发电厂的类型：发电厂的类型：火电厂火电厂(热电厂热电厂)、水电厂、核电厂、潮汐发、水

7、电厂、核电厂、潮汐发电厂、风力发电、燃气轮机发电等。电厂、风力发电、燃气轮机发电等。目前在电力系统中起主导作用的电厂还是：目前在电力系统中起主导作用的电厂还是：火力电厂火力电厂和和水力电厂水力电厂。利用煤、石油、天然气等作为燃料的发电厂称为利用煤、石油、天然气等作为燃料的发电厂称为火电厂。火电厂。我国电力系统中我国电力系统中70以上容量为火电厂。以上容量为火电厂。火电厂的生产过程：火电厂的生产过程：化学能化学能热能热能机械能机械能电能电能火电厂的分类（按燃料分）：火电厂的分类（按燃料分）：燃煤电厂煤油电厂燃气电厂余热电厂燃煤电厂煤油电厂燃气电厂余热电厂利用煤、石油、天然气等作为燃料的发电厂称为

8、利用煤、石油、天然气等作为燃料的发电厂称为火电厂。火电厂。我国电力系统中我国电力系统中70以上容量为火电厂。以上容量为火电厂。火电厂的生产过程：火电厂的生产过程：化学能化学能热能热能机械能机械能电能电能火电厂的分类（按蒸汽压力和温度分）：火电厂的分类（按蒸汽压力和温度分）：中低压（中低压（3.92MPa,450）高压高压 （9.9MPa,540）超高压（超高压（13.83MPa,540）亚临界（亚临界（16.77MPa,540）超临界（超临界（22.11MPa,550）利用煤、石油、天然气等作为燃料的发电厂称为利用煤、石油、天然气等作为燃料的发电厂称为火电厂。火电厂。我国电力系统中我国电力系统

9、中70以上容量为火电厂。以上容量为火电厂。火电厂的生产过程：火电厂的生产过程：化学能化学能热能热能机械能机械能电能电能火电厂的分类（按原动机分）：火电厂的分类（按原动机分）：凝汽轮机发电厂燃气轮机发电厂凝汽轮机发电厂燃气轮机发电厂内燃机发电厂蒸汽燃气轮机电厂内燃机发电厂蒸汽燃气轮机电厂利用煤、石油、天然气等作为燃料的发电厂称为利用煤、石油、天然气等作为燃料的发电厂称为火电厂。火电厂。我国电力系统中我国电力系统中70以上容量为火电厂。以上容量为火电厂。火电厂的生产过程：火电厂的生产过程：化学能化学能热能热能机械能机械能电能电能火电厂的分类（按输出能源分）：火电厂的分类（按输出能源分）：凝汽式发电

10、厂热电厂凝汽式发电厂热电厂利用煤、石油、天然气等作为燃料的发电厂称为利用煤、石油、天然气等作为燃料的发电厂称为火电厂。火电厂。我国电力系统中我国电力系统中70以上容量为火电厂。以上容量为火电厂。火电厂的生产过程：火电厂的生产过程：化学能化学能热能热能机械能机械能电能电能火电厂的分类（按总装机容量分）：火电厂的分类（按总装机容量分）：小容量：小容量：100MW以下以下 中容量：中容量：100250MW大中容量：大中容量：2501000MW 大容量：大于大容量：大于1000MW一、煤一、煤100万万KW，每天耗煤，每天耗煤1.3万吨万吨二、水二、水25MW机组，每小时机组，每小时4000吨水吨水三

11、、热、电负荷三、热、电负荷送热距离小于送热距离小于6Km四、交通运输四、交通运输五、卫生与通风五、卫生与通风污染及排放污染及排放一、火电厂的生产过程一、火电厂的生产过程1 1、运煤皮带；、运煤皮带；、原煤仓；、原煤仓；、磨煤机；、磨煤机；、排粉机；、排粉机；、送风机；、送风机；、空气预热器；、空气预热器；、引风机；、引风机；、过热、过热器；器；、省煤器；、省煤器；1010、除尘器；、除尘器；1111、烟囱；、烟囱；1212、灰斗；、灰斗；1313、灰渣沟；、灰渣沟；1414、灰渣泵；、灰渣泵；1515、汽包；、汽包；1616、水冷壁；、水冷壁；1717、汽轮机；汽轮机；1818、凝汽器；、凝汽

12、器；1919、凝结水泵；、凝结水泵；2020、低压加热器；、低压加热器；2121、除氧器；、除氧器；2222、给水箱；、给水箱；2323、给水泵；、给水泵；2424、高压加热、高压加热器；器；2525、软化补充水；、软化补充水；2626、冷却水；、冷却水；2727、发电机；、发电机；2828、变压器变压器设备名称设备名称一、燃烧系统一、燃烧系统1 1、运煤系统；、运煤系统；、磨煤系统；、磨煤系统；、燃烧系统；、燃烧系统；、风、风烟系统；烟系统；、灰渣系统。、灰渣系统。二、汽水系统二、汽水系统1 1、给水系统；、给水系统；、补充给水系统；、补充给水系统；、循环水系统。、循环水系统。三、电气系统三

13、、电气系统1 1、发电机；、发电机；、励磁装置；、励磁装置；、厂用电系统；、厂用电系统；、升、升压变电站。压变电站。一、燃烧系统一、燃烧系统1 1、运煤皮带；、运煤皮带；、煤斗；、煤斗；、磨煤机；、磨煤机；、排粉机；、排粉机；、送风机；、送风机；、空气预热器；、空气预热器；、锅炉；、锅炉；、除尘器；、除尘器；、引风机；、引风机；1010、灰渣泵、灰渣泵二、汽水系统二、汽水系统1 1、锅炉；、锅炉；、省煤器；、省煤器；、过热器；、过热器；、汽轮机；、汽轮机；、发电机；发电机；、凝气器；、凝气器；、循环水泵；、循环水泵；、凝结水泵；、凝结水泵；、低压加热器；、低压加热器；1010、除氧器；、除氧器

14、；1111、给水泵；、给水泵；1212、高压、高压加热器；加热器；1313、水处理设备、水处理设备三、电气系统三、电气系统1 1、发电机；、发电机；、主变压器；、主变压器；、高压配电装置；、高压配电装置；、厂用变压器；厂用变压器；、厂用配电装置；、厂用配电装置；、高压输电线；、高压输电线；、低压电缆馈线、低压电缆馈线山西鲁能河曲电厂我国首台国产百万千瓦超临界燃煤机组浙江华能玉环电厂号机组火电厂的特点：火电厂的特点：(1)布局灵活，装机容量大小可按需要而定；布局灵活，装机容量大小可按需要而定；(2)建设初投资较水电厂小；建设初投资较水电厂小；火电：每千瓦投资火电：每千瓦投资800元元(1990年

15、年)水电：每千瓦投资水电：每千瓦投资1560元元(1990年年)(3)火电厂的主要燃料为煤炭，属于消耗性能源。电能生产成本远火电厂的主要燃料为煤炭，属于消耗性能源。电能生产成本远大于水电；大于水电；(4)火电厂相对水电厂讲其动力部分设备较为复杂，厂用电量消耗火电厂相对水电厂讲其动力部分设备较为复杂，厂用电量消耗大，运行人员多，运行费用较高；大，运行人员多，运行费用较高；(5)汽轮发电机组操作控制比较复杂，开停机时间长，只能担负基汽轮发电机组操作控制比较复杂，开停机时间长，只能担负基荷。荷。(6)火电厂的排烟、除灰将造成空气和环境的污染。火电厂的排烟、除灰将造成空气和环境的污染。水电厂是利用江、

16、河、湖、泊所蕴藏的水能水电厂是利用江、河、湖、泊所蕴藏的水能资源而生产电能的工厂。资源而生产电能的工厂。水电厂的能量转换过程：水电厂的能量转换过程：水能水能机械能机械能电能电能水电厂的分类（按集中落差的方式分）：水电厂的分类（按集中落差的方式分）：堤坝式：坝后式、河床式堤坝式：坝后式、河床式引水式引水式混合式混合式水电厂是利用江、河、湖、泊所蕴藏的水能水电厂是利用江、河、湖、泊所蕴藏的水能资源而生产电能的工厂。资源而生产电能的工厂。水能水能机械能机械能电能电能水电厂的分类（按径流调节程度分）：水电厂的分类（按径流调节程度分）：无调节水电厂无调节水电厂有调节水电厂：日调节、年调节、多年调节有调节

17、水电厂：日调节、年调节、多年调节水电厂的能量转换过程：水电厂的能量转换过程：一、取得水流落差和造成淹没的关系一、取得水流落差和造成淹没的关系二、防洪和发电的关系二、防洪和发电的关系三、发电与航运、灌溉和用水的关系三、发电与航运、灌溉和用水的关系四、水电厂投资与修建速度问题四、水电厂投资与修建速度问题一、获得水能一、获得水能二、调节水能二、调节水能三、转化水能为电能三、转化水能为电能三、输配电能三、输配电能水电站采用坝后式布置方案，共设有左、右两组厂房。共安装水电站采用坝后式布置方案，共设有左、右两组厂房。共安装2626台台水轮发电机组，其中左岸厂房水轮发电机组，其中左岸厂房1414台，右岸厂房

18、台，右岸厂房1212台。水轮机为混流式，台。水轮机为混流式，机组单机额定容量机组单机额定容量7070万千瓦，其单机容量和总装机容量都是目前国内外万千瓦，其单机容量和总装机容量都是目前国内外最大的。最大的。右岸山体内留有为后期扩机（右岸山体内留有为后期扩机（6 6台，总容量台，总容量 420420万千瓦）的地下电万千瓦）的地下电站位置。其进水口已经建成。站位置。其进水口已经建成。9号水轮发电机组转轮 号水轮发电机组转子三峡左岸电站厂房内景 水电厂的特点：水电厂的特点：1.可综合利用水能资源。水电厂除发电外，还有防洪、航运、供可综合利用水能资源。水电厂除发电外，还有防洪、航运、供水、养殖及旅游等多

19、方面综合效益。并可进行梯级开发。水、养殖及旅游等多方面综合效益。并可进行梯级开发。2.发电成本低、效率高。电能成本为火电的发电成本低、效率高。电能成本为火电的2535。3.运行灵活，易于实现全盘自动化。可担任系统调频，调峰及负运行灵活，易于实现全盘自动化。可担任系统调频，调峰及负荷备用。荷备用。4.水能可储蓄和调节。水能可储蓄和调节。5.水力发电不污染环境。水力发电不污染环境。6.水电厂多建筑在江河湖泊峡谷地带，远离负荷中心，输电成本水电厂多建筑在江河湖泊峡谷地带，远离负荷中心，输电成本与一次性投入成本大，工期长。与一次性投入成本大，工期长。7.水电厂的工况受水文条件限制较大。水电厂的工况受水

20、文条件限制较大。8.由于水库的兴建，淹没土地，移民搬迁，给农业生产带来一些由于水库的兴建，淹没土地，移民搬迁，给农业生产带来一些不利，还有可能在一定程度破坏自然界的生态平衡。不利，还有可能在一定程度破坏自然界的生态平衡。是利用原子核内的变化所释放的核能转变成是利用原子核内的变化所释放的核能转变成电能的场所。电能的场所。分为：轻水堆、压水堆、沸水堆、重水堆等。分为：轻水堆、压水堆、沸水堆、重水堆等。核电厂的特点：核电厂的特点：(1)大量节省煤、石油等燃料；大量节省煤、石油等燃料；1KgU235相当于相当于2700吨标准煤吨标准煤(2)核电厂在核裂变时不需要空气助燃；核电厂在核裂变时不需要空气助燃

21、；核电厂的特点：核电厂的特点：(3)核电厂技术复杂，投资大，工期长，但核电厂技术复杂，投资大，工期长，但电能成本比火力发电厂低电能成本比火力发电厂低3040。(4)正常运行时对大气没有污染，但放射性正常运行时对大气没有污染，但放射性污染受人关注，核废料处理困难；污染受人关注，核废料处理困难；(5)核电厂在电力系统中最适宜担任基荷部核电厂在电力系统中最适宜担任基荷部分。发电机组维持恒定的出力更能充分发挥技术分。发电机组维持恒定的出力更能充分发挥技术经济效益，运行调试灵活性不如水电厂。经济效益，运行调试灵活性不如水电厂。一、电能的生产特点一、电能的生产特点（1）电能的生产和消费是在同一时间实现）电

22、能的生产和消费是在同一时间实现的。的。（2）电能生产应服从统一调度和管理，合）电能生产应服从统一调度和管理，合理的利用动力资源。理的利用动力资源。（3）电能生产与国民经济各部门和人民生）电能生产与国民经济各部门和人民生活有着极为密切的关系。活有着极为密切的关系。二、发电厂运行经济指标二、发电厂运行经济指标保证有计划地、可靠地发出优质廉价的电能保证有计划地、可靠地发出优质廉价的电能是发电厂的基本任务。是发电厂的基本任务。一般反映运行状况的主要指标有：一般反映运行状况的主要指标有：安全运行日安全运行日、年发电量年发电量、煤（水）耗率煤（水）耗率、厂厂用电率用电率、装机容量的年利用小时数装机容量的年

23、利用小时数、设备完好率设备完好率、电能成本电能成本、发电厂总效率发电厂总效率以及以及电能质量电能质量等。等。三、电能质量的标准三、电能质量的标准发电机额定电压标准发电机额定电压标准容量容量KW2万万10万万20万万30万万60万万60万万以上以上电压电压KV6.310.513.815.751820电能质量的指标：电能质量的指标：电压、频率、波形电压、频率、波形电能质量的指标：电能质量的指标：供电电压允许变化范围供电电压允许变化范围电压电压KV35KV以上以上10KV以下以下低压照明低压照明农业用电农业用电允许范围允许范围57510510电能质量的指标电能质量的指标电力系统允许的频率偏差范围电力

24、系统允许的频率偏差范围运行情况运行情况允许频率偏差（允许频率偏差（Hz）正常运行正常运行大容量系统大容量系统中小容量系统中小容量系统 0.20.2 0.50.5故障运行故障运行30min以内以内15min以内以内绝对不允许绝对不允许 1.01.0 1.5 1.5 4 4波形：（标准的正弦波）波形：（标准的正弦波）一、人类所认识的能量形式有哪些？并说明其特点。一、人类所认识的能量形式有哪些？并说明其特点。二、能源分类方式有哪些？电能的特点及其在国民经二、能源分类方式有哪些？电能的特点及其在国民经济中的地位和作用如何？济中的地位和作用如何？三、火力发电厂分类，其电能生产过程及其特点？三、火力发电厂分类，其电能生产过程及其特点？四、水力发电厂分类，其电能生产过程及其特点？四、水力发电厂分类，其电能生产过程及其特点？结结 束束