電氣專業(yè)工程訓(xùn)練(能源綜合)(he)

1、電氣專業(yè)工程(gngchng)訓(xùn)練能源綜合2014年4月共七十三頁訓(xùn)練(xnlin)目的通過工程訓(xùn)練，讓學(xué)生(xu sheng)了解和熟悉主要發(fā)電方式的生產(chǎn)過程與主要設(shè)備以及電廠金屬材料、電廠水處理和電廠環(huán)保方面的相關(guān)知識共七十三頁訓(xùn)練方式(fngsh)與考核訓(xùn)練方式：教師講課與參觀模型、圖片和實物相結(jié)合考核方式：根據(jù)學(xué)生提交(tjio)的實習(xí)報告評分共七十三頁訓(xùn)練(xnlin)內(nèi)容火力發(fā)電生產(chǎn)過程認知(rn zh)水力發(fā)電生產(chǎn)過程認知核能發(fā)電生產(chǎn)過程認知風(fēng)力發(fā)電生產(chǎn)過程認知電廠金屬材料認知脫硫與電廠水處理認知共七十三頁中國(zhn u)能源與電力工業(yè)現(xiàn)狀新增綠色發(fā)電裝機比重大幅上升，發(fā)電裝機

2、容量首次躍居世界首位水電裝機投產(chǎn)容量比上年大幅增加，水電設(shè)備利用小時同比下降(xijing)火電完成投資繼續(xù)下降，火電供電煤耗進一步降低 風(fēng)電發(fā)電量保持高速增長，風(fēng)電設(shè)備利用小時比上年明顯提高 并網(wǎng)太陽能發(fā)電裝機迅猛增長，核電投產(chǎn)兩臺機組 共七十三頁火力發(fā)電生產(chǎn)(shngchn)過程火力發(fā)電過程是將燃燒中的化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮埽ㄔ阱仩t(gul)中），再將熱能轉(zhuǎn)換為機械能（在汽輪機中），機械能再進一步轉(zhuǎn)換為電能（在發(fā)電機中）的過程共七十三頁共七十三頁火力發(fā)電(hul fdin)生產(chǎn)過程從煤礦運抵電廠的煤先由斗輪機輸煤皮帶送到煤粉倉，再由煤斗進入磨煤機被磨成煤粉，經(jīng)過給粉機在熱空氣的輸送下，經(jīng)過噴燃器

3、進入燃燒室燃燒。在燃燒室內(nèi)煤粉著火燃燒并放出熱量，加熱水產(chǎn)生蒸汽，然后通過主蒸汽管道及主汽閥送入汽輪機進入汽輪機的蒸汽膨脹做功，推動(tu dng)汽輪機轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，將熱能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C械能，帶動發(fā)電機旋轉(zhuǎn)，將機械能變?yōu)殡娔?共七十三頁火力發(fā)電生產(chǎn)(shngchn)過程在汽輪機中做功后的蒸汽進入凝汽器凝結(jié)為水，凝結(jié)水由凝結(jié)水泵經(jīng)由(jngyu)低壓加熱器送入除氧器，除氧后的水由給水泵打入高壓加熱器加熱，進一步提高溫度后再送回鍋爐，如此往復(fù)，從而不斷地生產(chǎn)電能和熱能 共七十三頁火力發(fā)電廠主要設(shè)備(shbi)結(jié)構(gòu)與原理 鍋爐、汽輪機、發(fā)電機是火電廠中的主要設(shè)備，亦稱三大主機與三大主機相輔工作的設(shè)備稱為輔助

4、設(shè)備或稱輔機主機與輔機及其相連的管道、線路等稱為系統(tǒng)火電廠的主要系統(tǒng)有燃燒(rnsho)系統(tǒng)、汽水系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)等 共七十三頁火力發(fā)電廠主要(zhyo)設(shè)備結(jié)構(gòu)與原理除了上述的主要系統(tǒng)外，火電廠還有其它一些輔助生產(chǎn)系統(tǒng)如燃煤的輸送系統(tǒng)、水的化學(xué)處理系統(tǒng)、灰漿的排放系統(tǒng)等這些系統(tǒng)與主系統(tǒng)協(xié)調(diào)工作，它們相互配合完成電能(dinnng)的生產(chǎn)任務(wù) 共七十三頁鍋爐(gul)鍋爐就是利用燃料燃燒釋放的熱能或其他熱能加熱給水，以獲得規(guī)定參數(shù)（溫度、壓力）和品質(zhì)的蒸汽的設(shè)備鍋爐的主要工作就是將一定數(shù)量的燃料燃燒，燃燒釋放出的熱量通過鍋爐受熱面?zhèn)鬟f給水，將水汽化并過熱(u r)成具有一定壓力和溫度的過熱(u

5、r)蒸汽鍋爐設(shè)備可分為鍋爐本體和輔助系統(tǒng)兩部分共七十三頁鍋爐(gul)本體包括爐膛(ltng)、煙道、燃燒器和汽水系統(tǒng)（受熱面、汽包、聯(lián)箱和連接管道）以及爐墻和鋼架等部分共七十三頁鍋爐(gul)輔助設(shè)備包括燃料供應(yīng)系統(tǒng)(xtng)、煤粉制備系統(tǒng)(xtng)、給水系統(tǒng)(xtng)、通風(fēng)系統(tǒng)(xtng)、水處理系統(tǒng)(xtng)、除灰除塵系統(tǒng)(xtng)、脫硫脫硝系統(tǒng)(xtng)、測量及控制系統(tǒng)(xtng)等共七十三頁鍋爐的工作(gngzu)過程燃料燃燒(rnsho)傳熱汽化共七十三頁燃料(rnlio)燃燒燃料要與空氣(kngq)中的氧化合，才能進行燃燒放熱，燃料燃燒后變成高溫的燃燒產(chǎn)物（煙氣）這個

6、過程就是把燃料的化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)槿紵a(chǎn)物-熱能的過程共七十三頁傳熱(chun r)高溫的煙氣通過對各種受熱面的傳熱，將熱能傳給水，水吸熱(x r)后變成蒸汽共七十三頁汽化(qhu)水在鍋爐中的汽化過程，要經(jīng)過預(yù)熱、汽化、過熱三個階段為了提高蒸汽動力循環(huán)效率，現(xiàn)代電站鍋爐水的汽化，還有第四個階段再過熱階段預(yù)熱階段主要在省煤器中進行(jnxng)汽化階段在蒸發(fā)受熱面中進行過熱階段在過熱器中進行再熱階段在再熱器中進行共七十三頁汽輪機本體(bnt) 汽輪機本體是指完成蒸汽熱能轉(zhuǎn)換為機械能的汽輪機組的基本部分，即汽輪機本身。它與回熱加熱系統(tǒng)、調(diào)節(jié)保安系統(tǒng)、油系統(tǒng)、凝汽系統(tǒng)以及(yj)其他輔助設(shè)備共同組成汽輪

7、機組 共七十三頁汽輪機的結(jié)構(gòu)(jigu)汽輪機本體由固定部分（靜子）和轉(zhuǎn)動部分（轉(zhuǎn)子）組成固定部分包括汽缸、隔板、噴嘴、汽封、緊固件和軸承等轉(zhuǎn)動部分包括主軸、葉輪或輪鼓、葉片和聯(lián)軸器等固定部分的噴嘴、隔板與轉(zhuǎn)動部分的葉輪、葉片組成蒸汽熱能轉(zhuǎn)換(zhunhun)為機械能的通流部分汽缸是約束高壓蒸汽不得外泄的外殼汽輪機本體還設(shè)有汽封系統(tǒng) 共七十三頁12#軸承座；2徑向推力聯(lián)合軸承；3高壓(goy)轉(zhuǎn)子；4高壓內(nèi)缸；5第一級斜置靜葉；6高壓靜葉；7高壓動葉；8高壓外缸進汽段；9高壓進汽口；10補汽閥進汽口；11高壓外缸排汽段；12高壓軸承；131#軸承座；14液壓盤車共七十三頁汽輪機的工作(gngz

8、u)原理鍋爐產(chǎn)生具有一定壓力和溫度的蒸汽，通過汽輪機的噴嘴后，壓力降低，速度增高這股高速汽流沖到裝在葉輪(yln)上的動葉片表面，方向有了改變，動量發(fā)生變化，從而對動葉片產(chǎn)生作用力，推動轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動，將熱能轉(zhuǎn)換成由主軸輸出的機械能共七十三頁汽輪機的工作原理(yunl)（a）沖動式汽輪機 （b）反動式汽輪機共七十三頁超超臨界1000MW汽輪機共七十三頁共七十三頁水力發(fā)電(shu l f din)水力發(fā)電是將水能直接轉(zhuǎn)換成電能水電站主要是由水庫、引水道和電廠組成 水庫具有儲存和調(diào)節(jié)河水水量，取得最大發(fā)電效率的功能。攔河筑壩形成水庫，以提高水位，集中河道落差，是水電站發(fā)電的必備條件。水庫工程除攔河大壩外

9、，還有溢洪道、泄水孔等安全設(shè)施 引水道主要功能是傳輸水量至電廠，沖動(chngdng)水輪機發(fā)電 電廠則主要由水輪發(fā)電機組及相應(yīng)的控制和保護裝置、輸配電裝置等組成共七十三頁水電站發(fā)電(fdin)原理 自然界河流所蘊藏的水力資源（水流能量）的大小，取決于流量和落差這兩個要素通過在河流上筑壩，抬高上游水位，形成一定的落差，并通過引水管道將水流引入水力機械，驅(qū)動水力機械旋轉(zhuǎn)，水流的能量就轉(zhuǎn)換成了旋轉(zhuǎn)的機械能若旋轉(zhuǎn)的水力機械再帶動發(fā)電機旋轉(zhuǎn)，那么發(fā)電機便將旋轉(zhuǎn)的機械能轉(zhuǎn)換成了電能，這就是水力發(fā)電的基本(jbn)過程 共七十三頁水力發(fā)電(shu l f din)的基本原理水力發(fā)電就是利用水力(具有水頭)

10、推動水力機械(水輪機)轉(zhuǎn)動，將水能轉(zhuǎn)變(zhunbin)為機械能，如果在水輪機上接上另一種機械(發(fā)電機)隨著水輪機轉(zhuǎn)動便可發(fā)出電來，這時機械能又轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔芩Πl(fā)電在某種意義上講是水的勢能和動能轉(zhuǎn)變成機械能，又轉(zhuǎn)變成電能的轉(zhuǎn)換過程共七十三頁水電站的類型(lixng)壩式水電站河床(hchung)式水電站引水式水電站共七十三頁壩式水電站壩式水電站靠壩來集中水頭，這種水電站由于廠房位于非溢流壩壩趾處，也稱為壩后式水電站。常建于河流中、上游的高山峽谷中。我國的三峽水電站，湖北丹江口水電站，貴州烏江(w jin)渡水電站，浙江新安江水電站等都屬于壩式水電站。共七十三頁河床(hchung)式水電站河床式水

11、電站的廠房位于河床內(nèi)，廠房本身起到擋水和集中水頭的作用。一般建于河流中、下游，水頭較低，流量較大(jio d)的地區(qū)。廣西西津水電站，寧夏青銅峽水電站，湖北葛洲壩水電站等都屬于河床式水電站。共七十三頁引水(ynshu)式水電站引水式水電站有較長的引水管道，引水管道也用來集中水電站的全部或者大部分的水頭。常建于流量小，坡降大，河流中、上游流域(liy)。廣西天湖水電站，奧地利來賽克水電站等都屬于引水式水電站。共七十三頁水電站的組成(z chn)水電站樞紐建筑物：包括擋水、泄水、進水、引水、尾水、平水及其他建筑物發(fā)電、變電和配電(pi din)設(shè)備共七十三頁水電站樞紐(shni)建筑物擋水建筑物：

12、用以攔截河流，集中落差，形成水庫，如壩、閘等。泄水建筑物：用以渲泄洪(xi hn)水，或放水供下游使用，或放水以降低水庫水位，如溢洪道、泄洪(xi hn)隧洞、放水底孔等。水電站進水建筑物：用以按水電站的發(fā)電要求將水引入的建筑物，如：進水口。共七十三頁水電站樞紐(shni)建筑物水電站引水及尾水建筑物：分別(fnbi)用以將發(fā)電用水從水庫輸送給水輪發(fā)電機組，以及把發(fā)電用過的水排入下游河道，引水式水電站的引水道還用來集中落差，形成水頭。常見的有：渠道，隧洞，管道等。水電站平水建筑物：用以平穩(wěn)由于電站負荷變化在引水或尾水建筑物中造成的流量及壓力的變化。如：調(diào)壓室、壓力前池等。其他建筑物：如過船、過

13、木、過魚、攔沙、沖沙的建筑物。共七十三頁發(fā)電(fdin)、變電和配電設(shè)備包括：水輪發(fā)電機組、水輪發(fā)電機組控制設(shè)備(shbi)、水輪發(fā)電機組輔助設(shè)備(shbi)，變壓器，高壓配電裝置等。共七十三頁水能(shu nn)發(fā)電機組水能發(fā)電機組包括：將水能轉(zhuǎn)換為機械能的水輪機；將機械能轉(zhuǎn)換為電能的發(fā)電機；控制機組操作（開機(ki j)、停機、變速、增減負荷）的調(diào)速器和油壓裝置；為保證機組運行的其他輔助設(shè)備等。共七十三頁水輪機水輪機是水輪發(fā)電機組的核心水輪機是一種將水能轉(zhuǎn)換成旋轉(zhuǎn)機械能的機器。水輪機的種類很多，目前常按水流能量的轉(zhuǎn)換特征將水輪機分成兩大類：沖擊式和反擊式。沖擊式水輪機主要利用水的動能；反擊

14、式主要利用水的勢能(shnng)。按轉(zhuǎn)輪區(qū)水流相對于水輪機軸的流動方向，水輪機可分為：貫流式、軸流式、斜流式、切擊式、斜擊式、雙擊式等共七十三頁水輪機的分類(fn li)水輪機的主要(zhyo)類型歸納：共七十三頁反擊式水輪機反擊式水輪機轉(zhuǎn)輪區(qū)內(nèi)的水流，在通過轉(zhuǎn)輪葉片流道時，水流始終是連續(xù)的充滿整個轉(zhuǎn)輪的有壓流動，并在轉(zhuǎn)輪葉片的約束下，連續(xù)不斷地改變流速的大小和方向，從而對轉(zhuǎn)輪葉片產(chǎn)生一個反作用力，驅(qū)動轉(zhuǎn)輪旋轉(zhuǎn)。當水流通過水輪機后，水流的動能和勢能大部分被轉(zhuǎn)換成了轉(zhuǎn)輪的旋轉(zhuǎn)機械能。按轉(zhuǎn)輪區(qū)內(nèi)相對于主軸(zhzhu)流動方向的不同，反擊式水輪機又可以分為混流式、軸流式、斜流式和貫流式水輪機。共七

15、十三頁反擊式水輪機 混流式如右圖，水流從四周沿徑向進入轉(zhuǎn)輪，然后近似以軸向流出轉(zhuǎn)輪。由于其水頭范圍廣（20700m），結(jié)構(gòu)簡單，運行穩(wěn)定且效率高，混流式水輪機是目前(mqin)應(yīng)用最廣泛的一種共七十三頁反擊式水輪機 軸流式水流(shuli)在導(dǎo)葉與轉(zhuǎn)輪之間由徑向流動轉(zhuǎn)變?yōu)檩S向流動，而在轉(zhuǎn)輪區(qū)內(nèi)水流(shuli)保持軸向流動。軸流式水輪機在中低水頭中應(yīng)用廣泛。共七十三頁反擊式水輪機 斜流式水流在轉(zhuǎn)輪區(qū)內(nèi)沿著與主軸成某一個角度的方向流動(lidng)。斜流式水輪機有較寬的高效率區(qū)，適用水頭約為40200m共七十三頁反擊式水輪機 貫流式流道近似為直筒狀的臥軸式水輪機。特點：流道平直(pn zh)，過

16、流量大，效率高共七十三頁沖擊(chngj)式水輪機沖擊式水輪機的轉(zhuǎn)輪始終處于大氣中，來自壓力鋼管的高壓水流在進入水輪機之前已經(jīng)轉(zhuǎn)變成了高速(o s)自由射流，沖擊轉(zhuǎn)輪部分葉片，并在葉片的約束下發(fā)生流速和方向的改變，從而將大部分動能傳遞給葉輪，驅(qū)動轉(zhuǎn)輪旋轉(zhuǎn)。由于沖擊式水輪機應(yīng)用不相對少，在這里不作詳細介紹。共七十三頁沖擊(chngj)式水輪機共七十三頁共七十三頁共七十三頁核能(hnng)發(fā)電核能最重要的應(yīng)用就是核能發(fā)電。由于核能能量密度高，其熱值比煤的熱值高250萬倍。作為發(fā)電燃料，其運輸量非常小，發(fā)電成本低核電站和火電站的最主要區(qū)別是熱源不同，而將熱能轉(zhuǎn)換(zhunhun)為機械能，再轉(zhuǎn)換(z

17、hunhun)為電能的裝置則基本相同?；痣娬究棵?、石油或天然氣來取得熱量；核電站依靠反應(yīng)堆中的冷卻劑將核燃料裂變鏈式反應(yīng)所產(chǎn)生的熱量帶出來，作為熱能來源。核電站的系統(tǒng)和設(shè)備通常由兩大部分組成：核島核的系統(tǒng)和設(shè)備；常規(guī)島常規(guī)的系統(tǒng)和設(shè)備。目前核電站中占比例最大的是水堆核電站，即壓水堆核電站和沸水堆核電站共七十三頁火電站與核電站的區(qū)別(qbi)共七十三頁共七十三頁共七十三頁共七十三頁共七十三頁壓水堆燃料(rnlio)組件共七十三頁共七十三頁共七十三頁核電站系統(tǒng)(xtng)的構(gòu)成核電站是以核反應(yīng)堆來代替常規(guī)火電站的鍋爐。在核電站系統(tǒng)中，通常(tngchng)由兩大部分組成：核的系統(tǒng)和設(shè)備（核島）；常

18、規(guī)的系統(tǒng)和設(shè)備（常規(guī)島）為了使核電站能穩(wěn)定、經(jīng)濟地運行以及一旦發(fā)生事故時能保證反應(yīng)堆的安全和防止放射性物質(zhì)外泄，設(shè)置有各種輔助系統(tǒng)、控制系統(tǒng)和安全設(shè)施共七十三頁蒸汽(zhn q)供應(yīng)系統(tǒng)包括一回路主系統(tǒng)（壓水堆、冷卻劑泵、蒸汽發(fā)生器、穩(wěn)壓器和主管道）、化學(xué)和容積控制系統(tǒng)、余熱(y r)排出系統(tǒng)（停堆冷卻系統(tǒng)）、安全注射系統(tǒng)（緊急堆芯冷卻系統(tǒng)）、控制保護和檢測系統(tǒng)冷卻劑泵的作用是把冷卻劑送進堆內(nèi)，然后流過蒸汽發(fā)生器，以保證裂變反應(yīng)產(chǎn)生的熱量及時傳遞出來共七十三頁蒸汽(zhn q)發(fā)生器共七十三頁穩(wěn)壓器：用來控制反應(yīng)堆系統(tǒng)壓力的變化。在正常運行時，起保持壓力的作用；在發(fā)生事故時，提供超壓保護。里面

19、(lmin)設(shè)有加熱器和噴淋系統(tǒng)，當反應(yīng)堆里壓力過高時，噴灑冷水降壓；當堆內(nèi)壓力太低時，加熱器自動通電加熱使水蒸發(fā)以增加壓力在壓水堆核電站中，使用穩(wěn)壓器對主回路(hul)系統(tǒng)加壓，并在運行過程中保持主回路(hul)系統(tǒng)壓力的穩(wěn)定。在壓水堆核電站中，穩(wěn)壓器通常連接在主回路(hul)管道上。 穩(wěn)壓器是一個高大的空心圓柱體。下部為水，罐內(nèi)采用電加熱器在穩(wěn)壓罐上部產(chǎn)生蒸汽。利用蒸汽的彈性來保持堆內(nèi)冷卻水壓力穩(wěn)定共七十三頁蒸汽供應(yīng)(gngyng)系統(tǒng)為了防止一回路主管道破裂的極端失水事故的發(fā)生，近代核電站都設(shè)有危急冷卻系統(tǒng)。它是由注射系統(tǒng)和安全殼噴淋系統(tǒng)組成。一旦接到極端失水事故的信號后，安全注射系統(tǒng)向

20、堆內(nèi)注射高壓含硼水，噴淋系統(tǒng)向安全殼噴水和化學(xué)藥劑(yoj)，以限制事故的蔓延共七十三頁穩(wěn)壓器共七十三頁蒸汽(zhn q)供應(yīng)系統(tǒng)通常一個壓水堆有24個并聯(lián)的一回路系統(tǒng)(又稱環(huán)路)，但只有一個穩(wěn)壓器。每一個環(huán)路都有一臺蒸發(fā)器和12臺冷卻劑泵壓水堆核電站由于以輕水作慢化劑和冷卻劑，反應(yīng)堆體積小，建設(shè)周期短，造價較低；加之一回路系統(tǒng)和二回路系統(tǒng)分開，運行維護方便，需處理(chl)的放射性廢氣、廢液、廢物少，因此在核電站中占主導(dǎo)地位共七十三頁核島輔助(fzh)系統(tǒng)包括設(shè)備冷卻水系統(tǒng)、硼回收系統(tǒng)、反應(yīng)堆的安全殼及噴淋系統(tǒng)、核燃料的裝換料及儲存系統(tǒng)、安全殼及核輔助廠房通風(fēng)和過濾系統(tǒng)、柴油發(fā)電機組安全殼是最重要的部分，用來控制和限制放射性物質(zhì)從反應(yīng)堆擴散出去，以保護公眾免遭放射性物質(zhì)的傷害。萬一發(fā)生反應(yīng)堆一回路水外逸的失水事故時，安全殼是防止裂變物質(zhì)釋放到周圍(zhuwi)的最后一道屏障共七十三頁常規(guī)島系統(tǒng)(xtng)與火電站的系統(tǒng)相似，包括二回路系統(tǒng)（主要由汽輪發(fā)電機組、凝結(jié)水系統(tǒng)、給水系統(tǒng)等）、循環(huán)冷卻水系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)在核電站系統(tǒng)中，一回路與二回路系統(tǒng)完全隔開、是一個密閉的循環(huán)系統(tǒng)，其原理流程為：主泵將高壓冷卻劑