电气专业工程训练(能源综合)

电气专业工程训练

能源综合

2021年4月训练目的经过工程训练，让学生了解和熟习主要发电方式的消费过程与主要设备以及电厂金属资料、电厂水处置和电厂环保方面的相关知识训练方式与考核训练方式：教师讲课与观赏模型、图片和实物相结合考核方式：根据学生提交的实习报告评分训练内容火力发电消费过程认知水力发电消费过程认知核能发电消费过程认知风力发电消费过程认知电厂金属资料认知脱硫与电厂水处置认知中国能源与电力工业现状新增绿色发电装机比艰苦幅上升，发电装机容量初次跃居世界首位水电装机投产容量比上年大幅添加，水电设备利用小时同比下降火电完成投资继续下降，火电供电煤耗进一步降低风电发电量坚持高速增长，风电设备利用小时比上年明显提高并网太阳能发电装机迅猛增长，核电投产两台机组火力发电消费过程火力发电过程是将熄灭中的化学能转变为热能〔在锅炉中〕，再将热能转换为机械能〔在汽轮机中〕，机械能再进一步转换为电能〔在发电机中〕的过程火力发电消费过程从煤矿运抵电厂的煤先由斗轮机输煤皮带送到煤粉仓，再由煤斗进入磨煤机被磨成煤粉，经过给粉机在热空气的保送下，经过喷燃器进入熄灭室熄灭。在熄灭室内煤粉着火熄灭并放出热量，加热水产生蒸汽，然后经过主蒸汽管道及主汽阀送入汽轮机进入汽轮机的蒸汽膨胀做功，推进汽轮机转子旋转，将热能转变为机械能，带动发电机旋转，将机械能变为电能火力发电消费过程在汽轮机中做功后的蒸汽进入凝汽器凝结为水，凝结水由凝结水泵经由低压加热器送入除氧器，除氧后的水由给水泵打入高压加热器加热，进一步提高温度后再送回锅炉，如此往复，从而不断地消费电能和热能火力发电厂主要设备构造与原理锅炉、汽轮机、发电机是火电厂中的主要设备，亦称三大主机与三大主机相辅任务的设备称为辅助设备或称辅机主机与辅机及其相连的管道、线路等称为系统火电厂的主要系统有熄灭系统、汽水系统、电气系统等火力发电厂主要设备构造与原理除了上述的主要系统外，火电厂还有其它一些辅助消费系统如燃煤的保送系统、水的化学处置系统、灰浆的排放系统等这些系统与主系统协调任务，它们相互配合完成电能的消费义务锅炉锅炉就是利用燃料熄灭释放的热能或其他热能加热给水，以获得规定参数〔温度、压力〕和质量的蒸汽的设备锅炉的主要任务就是将一定数量的燃料熄灭，熄灭释放出的热量经过锅炉受热面传送给水，将水汽化并过热成具有一定压力和温度的过热蒸汽锅炉设备可分为锅炉本体和辅助系统两部分锅炉本体包括炉膛、烟道、熄灭器和汽水系统〔受热面、汽包、联箱和衔接纳道〕以及炉墙和钢架等部分锅炉辅助设备包括燃料供应系统、煤粉制备系统、给水系统、通风系统、水处置系统、除灰除尘系统、脱硫脱硝系统、丈量及控制系统等锅炉的任务过程燃料熄灭传热汽化燃料熄灭燃料要与空气中的氧化合，才干进展熄灭放热，燃料熄灭后变成高温的熄灭产物〔烟气〕这个过程就是把燃料的化学能转变为熄灭产物---热能的过程传热高温的烟气经过对各种受热面的传热，将热能传给水，水吸热后变成蒸汽汽化水在锅炉中的汽化过程，要经过预热、汽化、过热三个阶段为了提高蒸汽动力循环效率，现代电站锅炉水的汽化，还有第四个阶段——再过热阶段预热阶段主要在省煤器中进展汽化阶段在蒸发受热面中进展过热阶段在过热器中进展再热阶段在再热器中进展汽轮机本体汽轮机本体是指完成蒸汽热能转换为机械能的汽轮机组的根本部分，即汽轮机本身。它与回热加热系统、调理保安系统、油系统、凝汽系统以及其他辅助设备共同组成汽轮机组汽轮机的构造汽轮机本体由固定部分〔静子〕和转动部分〔转子〕组成固定部分包括汽缸、隔板、喷嘴、汽封、紧固件和轴承等转动部分包括主轴、叶轮或轮鼓、叶片和联轴器等固定部分的喷嘴、隔板与转动部分的叶轮、叶片组成蒸汽热能转换为机械能的通流部分汽缸是约束高压蒸汽不得外泄的外壳汽轮机本体还设有汽封系统1．2#轴承座；2．径向推力结合轴承；3．高压转子；4．高压内缸；5．第一级斜置静叶；6．高压静叶；7．高压动叶；8．高压外缸进汽段；9．高压进汽口；10．补汽阀进汽口；11．高压外缸排汽段；12．高压轴承；13．1#轴承座；14．液压盘车汽轮机的任务原理锅炉产生具有一定压力和温度的蒸汽，经过汽轮机的喷嘴后，压力降低，速度增高这股高速汽流冲到装在叶轮上的动叶片外表，方向有了改动，动量发生变化，从而对动叶片产生作用力，推进转子转动，将热能转换成由主轴输出的机械能汽轮机的任务原理〔a〕激动式汽轮机〔b〕反动式汽轮机超超临界1000MW汽轮机水力发电水力发电是将水能直接转换成电能水电站主要是由水库、引水道和电厂组成水库具有储存和调理河水水量，获得最大发电效率的功能。拦河筑坝构成水库，以提高水位，集中河道落差，是水电站发电的必备条件。水库工程除拦河大坝外，还有溢洪道、泄水孔等平安设备引水道主要功能是传输水量至电厂，激动水轮机发电电厂那么主要由水轮发电机组及相应的控制和维护安装、输配电安装等组成水电站发电原理自然界河流所蕴藏的水力资源〔水流能量〕的大小，取决于流量和落差这两个要素经过在河流上筑坝，抬高上游水位，构成一定的落差，并经过引水管道将水流引入水力机械，驱动水力机械旋转，水流的能量就转换成了旋转的机械能假设旋转的水力机械再带动发电机旋转，那么发电机便将旋转的机械能转换成了电能，这就是水力发电的根本过程水力发电的根本原理水力发电就是利用水力(具有水头)推进水力机械(水轮机)转动，将水能转变为机械能，假设在水轮机上接上另一种机械(发电机)随着水轮机转动便可发出电来，这时机械能又转变为电能水力发电在某种意义上讲是水的势能和动能转变成机械能，又转变成电能的转换过程水电站的类型坝式水电站河床式水电站引水式水电站坝式水电站坝式水电站靠坝来集中水头，这种水电站由于厂房位于非溢流坝坝趾处，也称为坝后式水电站。常建于河流中、上游的高山峡谷中。我国的三峡水电站，湖北丹江口水电站，贵州乌江渡水电站，浙江新安江水电站等都属于坝式水电站。河床式水电站河床式水电站的厂房位于河床内，厂房本身起到挡水和集中水头的作用。普通建于河流中、下游，水头较低，流量较大的地域。广西西津水电站，宁夏青铜峡水电站，湖北葛洲坝水电站等都属于河床式水电站。引水式水电站引水式水电站有较长的引水管道，引水管道也用来集中水电站的全部或者大部分的水头。常建于流量小，坡降大，河流中、上游流域。广西天湖水电站，奥地利来赛克水电站等都属于引水式水电站。水电站的组成水电站枢纽建筑物：包括挡水、泄水、进水、引水、尾水、平水及其他建筑物发电、变电和配电设备水电站枢纽建筑物挡水建筑物：用以拦截河流，集中落差，构成水库，如坝、闸等。泄水建筑物：用以渲泄洪水，或放水供下游运用，或放水以降低水库水位，如溢洪道、泄洪隧洞、放水底孔等。水电站进水建筑物：用以按水电站的发电要求将水引入的建筑物，如：进水口。水电站枢纽建筑物水电站引水及尾水建筑物：分别用以将发电用水从水库保送给水轮发电机组，以及把发电用过的水排入下游河道，引水式水电站的引水道还用来集中落差，构成水头。常见的有：渠道，隧洞，管道等。水电站平水建筑物：用以平稳由于电站负荷变化在引水或尾水建筑物中呵斥的流量及压力的变化。如：调压室、压力前池等。其他建筑物：如过船、过木、过鱼、拦沙、冲沙的建筑物。发电、变电和配电设备包括：水轮发电机组、水轮发电机组控制设备、水轮发电机组辅助设备，变压器，高压配电安装等。水能发电机组水能发电机组包括：将水能转换为机械能的水轮机；将机械能转换为电能的发电机；控制机组操作〔开机、停机、变速、增减负荷〕的调速器和油压安装；为保证机组运转的其他辅助设备等。水轮机水轮机是水轮发电机组的中心水轮机是一种将水能转换成旋转机械能的机器。水轮机的种类很多，目前常按水流能量的转换特征将水轮机分成两大类：冲击式和还击式。冲击式水轮机主要利用水的动能；还击式主要利用水的势能。按转轮区水流相对于水轮机轴的流动方向，水轮机可分为：贯流式、轴流式、斜流式、切击式、斜击式、双击式等水轮机的分类水轮机的主要类型归纳：还击式水轮机还击式水轮机转轮区内的水流，在经过转轮叶片流道时，水流一直是延续的充溢整个转轮的有压流动，并在转轮叶片的约束下，延续不断地改动流速的大小和方向，从而对转轮叶片产生一个反作用力，驱动转轮旋转。当水流经过水轮机后，水流的动能和势能大部分被转换成了转轮的旋转机械能。按转轮区内相对于主轴流动方向的不同，还击式水轮机又可以分为混流式、轴流式、斜流式和贯流式水轮机。还击式水轮机

——混流式如右图，水流从周围沿径向进入转轮，然后近似以轴向流出转轮。由于其水头范围广〔20~700m〕，构造简单，运转稳定且效率高，混流式水轮机是目前运用最广泛的一种还击式水轮机

——轴流式水流在导叶与转轮之间由径向流动转变为轴向流动，而在转轮区内水流坚持轴向流动。轴流式水轮机在中低水头中运用广泛。还击式水轮机

——斜流式水流在转轮区内沿着与主轴成某一个角度的方向流动。斜流式水轮机有较宽的高效率区，适用水头约为40~200m还击式水轮机

——贯流式流道近似为直筒状的卧轴式水轮机。特点：流道平直，过流量大，效率高冲击式水轮机冲击式水轮机的转轮一直处于大气中，来自压力钢管的高压水流在进入水轮机之前曾经转变成了高速自在射流，冲击转轮部分叶片，并在叶片的约束下发生流速和方向的改动，从而将大部分动能传送给叶轮，驱动转轮旋转。由于冲击式水轮机运用不相对少，在这里不作详细引见。冲击式水轮机核能发电核能最重要的运用就是核能发电。由于核能能量密度高，其热值比煤的热值高250万倍。作为发电燃料，其运输量非常小，发电本钱低核电站和火电站的最主要区别是热源不同，而将热能转换为机械能，再转换为电能的安装那么根本一样。火电站靠煤、石油或天然气来获得热量；核电站依托反响堆中的冷却剂将核燃料裂变链式反响所产生的热量带出来，作为热能来源。核电站的系统和设备通常由两大部分组成：核岛—核的系统和设备；常规岛—常规的系统和设备。目前核电站中占比例最大的是水堆核电站，即压水堆核电站和沸水堆核电站火电站与核电站的区别压水堆燃料组件核电站系统的构成核电站是以核反响堆来替代常规火电站的锅炉。在核电站系统中，通常由两大部分组成：核的系统和设备〔核岛〕；常规的系统和设备〔常规岛〕为了使核电站能稳定、经济地运转以及一旦发惹事故时能保证反响堆的平安和防止放射性物质外泄，设置有各种辅助系统、控制系统和平安设备蒸汽供应系统包括一回路主系统〔压水堆、冷却剂泵、蒸汽发生器、稳压器和主管道〕、化学和容积控制系统、余热排出系统〔停堆冷却系统〕、平安注射系统〔紧急堆芯冷却系统〕、控制维护和检测系统冷却剂泵的作用是把冷却剂送进堆内，然后流过蒸汽发生器，以保证裂变反响产生的热量及时传送出来蒸汽发生器稳压器：用来控制反响堆系统压力的变化。在正常运转时，起坚持压力的作用；在发惹事故时，提供超压维护。里面设有加热器和喷淋系统，当反响堆里压力过高时，喷洒冷水降压；当堆内压力太低时，加热器自动通电加热使水蒸发以添加压力在压水堆核电站中，运用稳压器对主回路系统加压，并在运转过程中坚持主回路系统压力的稳定。在压水堆核电站中，稳压器通常衔接在主回路管道上。稳压器是一个高大的空心圆柱体。下部为水，罐内采用电加热器在稳压罐上部产生蒸汽。利用蒸汽的弹性来坚持堆内冷却水压力稳定蒸汽供应系统为了防止一回路主管道破裂的极端失水事故的发生，近代核电站都设有危急冷却系统。它是由注射系统和平安壳喷淋系统组成。一旦接到极端失水事故的信号后，平安注射系统向堆内注射高压含硼水，喷淋系统向平安壳喷水和化学药剂，以限制事故的蔓延稳压器蒸汽供应系统通常一个压水堆有2~4个并联的一回路系统(又称环路)，但只需一个稳压器。每一个环路都有一台蒸发器和1~2台冷却剂泵压水堆核电站由于以轻水作慢化剂和冷却剂，反响堆体积小，建立周期短，造价较低；加之一回路系统和二回路系统分开，运转维护方便，需处置的放射性废气、废液、废物少，因此在核电站中占主导位置核岛辅助系统包括设备冷却水系统、硼回收系统、反响堆的平安壳及喷淋系统、核燃料的装换料及储存系统、平安壳及核辅助厂房通风和过滤系统、柴油发电机组平安壳是最重要的部分，用来控制和限制放射性物质从反响堆分散出去，以维护公众免遭放射性物质的损伤。万一发生反响堆一回路水外逸的失水事故时，平安壳是防止裂变物质释放到周围的最后一道屏障常规岛系统与火电站的系统类似，包括二回路系统〔主要由汽轮发电机组、凝结水系统、给水系统等〕、循环冷却水系统、电气系统在核电站系统中，一回路与二回路系统完全隔开、是一个密闭的循环系统，其原理流程为：主泵将高压冷却剂送入反响堆，带出核燃料放出的热能；