一、 内容提示
这一讲主要介绍1G420000电力工程管理与实务的1G421000项目管理专业知识的第3、4目。
二、 重点难点
电力生产的类型及其基本过程；发电工程施工组织设计编制的内容和要求。
三、 大纲要求
掌握电力生产的类型及其基本过程；
掌握发电工程施工组织设计编制的内容和要求；
四、内容讲解
1G421030 掌握电力生产的类型及其基本过程
1G421031 电力生产的类型
(1)火力发电
(2)水力发电
(3)核能发电
●核电的优点：成本低廉，不受燃料运输的限制，污染环境轻微。
●核电的展望：大力发展水电、核电与可再生能源，替换一部分火电，是今后的方向。
(4)地热发电
●地热能类型：蒸汽型、热水型、干热岩型、地压型和岩浆型。用得多的是蒸汽型和热水型。
●地热发电的优点
(5)太阳能发电
通过水或其他介质和装置将太阳辐射能转换为电能的发电方式。
1)太阳能发电基本途径
先将太阳辐射能转换为热能，再按照某种发电方式将热能转换为电能，即太阳能热发电。
通过光电器件将太阳光直接转换为电能，即太阳能光发电。
2)太阳能热发电类型
①太阳能热动力发电
②太阳能热直接转换
③太阳能光发电类型
(6)风能发电
通过风力发电机组将风能转换成电能，是风能利用的基本形式。风力发电机组主要由风力机、传动变速机构和发电机等组成。
(7)潮汐能发电
(8)波浪能发电
波浪能与常规能源相比，具有如下优点：
●可以再生，取之不尽，用之不竭。
●分布广泛，可在大面积范围内就地开发，就地开采。
●清洁干净，没有污染。
波浪能的局限性：
●分散性，能量密度低。
●实时性，能量在一定时间时有时无。
●地域性。
(9)海洋温差发电
1G421032 火力发电的生产过程
火力发电厂的主要生产系统包括汽水系统、燃烧系统、电气系统和控制系统。
(1)汽水系统
●汽水系统：给水在锅炉中加热、蒸发、过热后送往汽轮机。
包括有锅炉、汽轮机、凝汽器及给水泵等组成的汽水循环和水处理系统、冷却水系统等。水在锅炉中加热后蒸发成蒸汽，经过热器进一步加热成为过热蒸汽，然后经管道送人汽轮机。蒸汽在汽轮机中膨胀做功后排入凝汽器，冷凝成水；水再经凝结水泵、低压加热器、除氧器、给水泵、高压加热器等升压、加热和除氧后，送回锅炉，形成一个闭合的汽水循环回路。在汽轮机中，蒸汽不断膨胀，高速流动蒸汽冲动汽轮机的转子，带动发电机发电。从能量的角度看，汽水系统将燃烧所产生的热能传给蒸汽，然后再将蒸汽的热能转换成机械能。
●辅助汽水系统：包括补给水、冷却水、疏水排污、辅助蒸汽和供热等系统。
(2)燃烧系统：包括锅炉的燃烧部分及燃料输送、空气、烟气、除灰渣系统。
3)电气系统：分为向外供电系统和厂用电系统。
●向外供电系统：发电机生产的电能，大部分经主变压器升压后，经配电装置向外供电。
●厂用电系统：发电机生产的电能，有小部分经降压变压器降压后由配电装置送向厂内各用电点。
(4)控制系统：热工生产过程自动化和机-炉-电集中控制。
1)数据采集系统
2)闭环控制系统：包括机-炉协调控制系统、汽机数字电液控制系统。汽机旁路控制系统和汽动泵控制系统。
①自动程序控制系统：控制电厂主辅机的起、停。
②保护联锁系统。
1G421033 水力发电的生产过程
(1)水力发电：
水力发电是利用江河水流在高处与低处之间存在的位能进行发电。它的基本生产过程是：从河流较高处或水库内引水，利用水的压力或流速冲动水轮机旋转，将水能转变成机械能，通过水轮机的水流到河流较低处或水库下游；水轮机械再带动发电机旋转，将机械能转变为电能，然后经升压变压器和送电线路，将电能送到负荷中心，降压后供给工农业和居民用电需要。
（2）水力发电的生产过程如下图所示。
(3)水力发电有下列特点：
1)水能是可再生能源。
①水力发电是清洁的电力生产，不排放有害气体、烟尘和灰渣，没有核废料。
②水力发电的效率高。
③水力发电与火力发电等不同，可同时完成一次能源开发和二次能源转换。
④水力发电的生产成本低廉。
⑤水轮发电机组启停灵活，输出功率增减快、可变幅度大，是电力系统理想的调峰、调频和事故备用电源。
⑥受河川天然径流丰枯变化的影响大。
2)水电站的水库可以综合利用。
①建有较大水库的水电站，有的水库淹没损失较大，移民较多，并改变了人们的生产生活条件；水库淹没影响野生动植物的生存环境；水库调节径流，改变了原有水文情况，对生态环境有一定影响。这些问题需妥善处理。
②水能资源在地理上分布不均，建坝条件较好和水库淹没损失较少的大型水电站站址往往位于远离用电中心的偏僻地区，施工条件较困难，需要建设较长的输电线路，增加了造价和输电损失。
1G421034 核能发电的生产过程
(1)压水堆核能发电的生产过程
压水堆核电厂主要由核岛、常规岛和电厂配套设施组成。核岛是压水堆核电厂的核心，其作用是生产核蒸汽。它包括反应堆厂房(安全壳)和反应堆辅助厂房以及设置在它们内部的系统、设备。核岛的系统、设备主要有压水堆本体、一次冷却剂系统(通常又称为反应堆冷却剂系统或一回路、主系统)以及为支持一次冷却剂系统正常运行和保证反应堆安全而设置的辅助系统。压水堆常规岛主要包括核汽轮发电机组及其厂房和设置在厂房内的二回路系统及设施，其内容与常规火电厂类似。核电厂中除核岛和常规岛外的其他建筑物和构筑物以及系统称为电厂配套设施。
压水堆核能发电的工作原理是：反应堆冷却剂流过反应堆堆芯吸收核裂变产生的热能，沿管路进入蒸汽发生器的U形管内，将热量传递给U形管外侧的二回路水，使其变为饱和蒸汽。被冷却的冷却剂再由主泵送回反应堆，完成冷却剂的闭式循环。蒸汽发生器二次侧产生的蒸汽推动汽轮发电机组发电，做完功后的乏汽排入主凝汽器，被循环水冷凝成凝结水，由凝水泵和给水泵打回蒸汽发生器，完成汽轮机工质的闭式循环。
我国已建成的秦山一期、秦山二期、大亚湾、岭澳核电厂以及在建的田湾核电厂，均为压水堆核电厂。
(2)重水堆核能发电的生产过程
重水堆核电厂是以重水堆为动力源的核电厂。重水堆是以重水作慢化剂的反应堆。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铀作核燃料。重水堆可以用重水或轻水作冷却剂，以轻水作冷却剂的重水堆如日本的普贤核电厂(Fugen，165MW)，以重水作冷却剂的重水堆又分为压力容器式的和压力管式的，压力容器式的如阿根廷的阿图查重水堆核电厂，但这两种堆型却没有得到进一步的发展。世界上惟一得到广泛应用的重水堆核电厂，是加拿大开发和生产的CANDU型重水堆核电厂，其反应堆以重水作慢化剂和冷却剂，并以压力管代替压力容器，称为压力管式重水堆。我国已建成的秦山三期核电厂即为CANDU—6型重水堆核电厂。
CANDU型核电机组的生产过程：反应堆为水平压力管式，有两个热传输环路，每个环路有两台热传输泵和两台蒸汽发生器。反应堆的两侧(A侧和C侧)各安装一台热传输泵和一台蒸汽发生器。
1G421035 风力发电的生产过程
(1)风力发电是用风轮机将风能变成旋转能，由发电机转换成电能。风力发电生产过程如下图所示：
(2)系统组成
典型的风力发电系统是由风能资源、风力发电机组、控制装置、蓄能装置、备用电源及申能用户组成。风力发电机组是实现由风能到电能转换的关键设备。由于风能是随机性的，风力的大小时刻变化，必须根据风力大小及电能需要量的变化及时通过控制装置来实现对风力发电机组的启动、调节(转速、电压、频率)、停机、故障保护(超速、振动、过负荷等)以及对电能用户所接负荷的接通、调整及断开等。
1G421036 燃气一联合循环发电的生产过程
(1)整体煤气化燃气-蒸汽联合循环发电系统：就是使煤在气化炉中气化成为中热值或低热值煤气，然后通过净化处理，把粗煤气中的灰分和含硫物质(H2S等)除尽，供到燃气一蒸汽联合循环的发电机组中去燃烧做功，借以达到以煤代油(或天然气)，实现煤的洁净发电的目的。
(2)增压流化床燃气一蒸汽联合循环发电系统：增压流化床燃气一蒸汽联合循环发电系统的实质就是燃煤的增压锅炉型燃气一蒸汽联合循环发电设备。它是将燃气轮机的燃烧室与产生蒸汽的锅炉合二为一的。
1G421037 送变电生产过程
(1)由于发电厂和负荷中心往往相距很远，要将发电厂生产的大量电能输送到负荷中心，就需要将发电厂的电能经升压变压器，由输电线路送到
负荷中心附近的降压变电站，降压后由配电线路送到用户的用电设备。另一方面，为了保证安全可靠、经济合理地供电，需将孤立运行的发电厂用输电线路联结起来，组成统一的电力系统。通常将发电厂、变电所、用电设备之间用线路联结起来的整体，叫做电力系统。
(2)电力系统中除发电机和用电设备外的部分，即输变电设备及各种不同电压等级的线路所组成的部分，叫做电力网。
(3)送电线路(也称输电线路)与配电线路的划分主要是按照它们各自的性质，并依照它们在电力系统中的作用和功能来区分。从电源向电力负荷中心输送电能的线路称为输电线路。
目前我国采用的输电电压等级为35kV～500kV，通常称35kV一220kV的线路为高压输电线路，330kV～500kV的线路为超高压输电线路。担负分配电能任务的线路，称为配电线路，lkV以下的线路称为低压配电线路，lkV～lOkV线路称为高压配电线路。
(4)输电线路按结构又可分为电缆线路和架空线路。
(5)架空线路的构成元件主要有导线、避雷线、绝缘子、杆塔、基础、拉线、横担、金具和接地装置等。它们的作用是：
(6)电力变压器(以下简称变压器)是用来改变交流电压、传递电能的电气设备。
(7)除此之外，还有各种开关设备，电流互感器和电压互感器，无功功率补偿装置，各种仪表、保护装置以及各种高低压配电柜等。
(8)送、变电的生产过程
例：在电力生产中，将化学能转化为热能，再将热能转化为机械能，由机械能转变为电能的过程称为( )。
A. 火力发电
B．水力发电
C. 核能发电
D．地热发电
答案：A
例：火力发电厂的主要生产系统包括( )。
A. 蒸汽系统、给水系统、燃料系统、除灰系统、电气系统、热工系统
B. 汽水系统、燃烧系统、电气系统、控制系统
C. 汽水系统、输煤系统、除灰系统、电气系统、热工系统
D．化学水处理系统，热工系统、锅炉系统、蒸汽动力系统、发电系统
答案：B
例：核能发电厂通常由( )等部分组成。
A. 加热系统
B．核岛
C. 常规岛
D．电力配套设施
E．冷却系统
答案：BCD
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