一、 內容提示
這一講主要介紹1G420000電力工程管理與實(shí)務(wù)的1G421000項目管理專(zhuān)業(yè)知識的第3、4目。
二、 重點(diǎn)難點(diǎn)
電力生產(chǎn)的類(lèi)型及其基本過(guò)程；發(fā)電工程施工組織設計編制的內容和要求。
三、 大綱要求
掌握電力生產(chǎn)的類(lèi)型及其基本過(guò)程；
掌握發(fā)電工程施工組織設計編制的內容和要求；
四、內容講解
1G421030 掌握電力生產(chǎn)的類(lèi)型及其基本過(guò)程
1G421031 電力生產(chǎn)的類(lèi)型
(1)火力發(fā)電
(2)水力發(fā)電
(3)核能發(fā)電
●核電的優(yōu)點(diǎn)：成本低廉，不受燃料運輸的限制，污染環(huán)境輕微。
●核電的展望：大力發(fā)展水電、核電與可再生能源，替換一部分火電，是今后的方向。
(4)地熱發(fā)電
●地熱能類(lèi)型：蒸汽型、熱水型、干熱巖型、地壓型和巖漿型。用得多的是蒸汽型和熱水型。
●地熱發(fā)電的優(yōu)點(diǎn)
(5)太陽(yáng)能發(fā)電
通過(guò)水或其他介質(zhì)和裝置將太陽(yáng)輻射能轉換為電能的發(fā)電方式。
1)太陽(yáng)能發(fā)電基本途徑
先將太陽(yáng)輻射能轉換為熱能，再按照某種發(fā)電方式將熱能轉換為電能，即太陽(yáng)能熱發(fā)電。
通過(guò)光電器件將太陽(yáng)光直接轉換為電能，即太陽(yáng)能光發(fā)電。
2)太陽(yáng)能熱發(fā)電類(lèi)型
①太陽(yáng)能熱動(dòng)力發(fā)電
②太陽(yáng)能熱直接轉換
③太陽(yáng)能光發(fā)電類(lèi)型
(6)風(fēng)能發(fā)電
通過(guò)風(fēng)力發(fā)電機組將風(fēng)能轉換成電能，是風(fēng)能利用的基本形式。風(fēng)力發(fā)電機組主要由風(fēng)力機、傳動(dòng)變速機構和發(fā)電機等組成。
(7)潮汐能發(fā)電
(8)波浪能發(fā)電
波浪能與常規能源相比，具有如下優(yōu)點(diǎn)：
●可以再生，取之不盡，用之不竭。
●分布廣泛，可在大面積范圍內就地開(kāi)發(fā)，就地開(kāi)采。
●清潔干凈，沒(méi)有污染。
波浪能的局限性：
●分散性，能量密度低。
●實(shí)時(shí)性，能量在一定時(shí)間時(shí)有時(shí)無(wú)。
●地域性。
(9)海洋溫差發(fā)電
1G421032 火力發(fā)電的生產(chǎn)過(guò)程
火力發(fā)電廠(chǎng)的主要生產(chǎn)系統包括汽水系統、燃燒系統、電氣系統和控制系統。
(1)汽水系統
●汽水系統：給水在鍋爐中加熱、蒸發(fā)、過(guò)熱后送往汽輪機。
包括有鍋爐、汽輪機、凝汽器及給水泵等組成的汽水循環(huán)和水處理系統、冷卻水系統等。水在鍋爐中加熱后蒸發(fā)成蒸汽，經(jīng)過(guò)熱器進(jìn)一步加熱成為過(guò)熱蒸汽，然后經(jīng)管道送人汽輪機。蒸汽在汽輪機中膨脹做功后排入凝汽器，冷凝成水；水再經(jīng)凝結水泵、低壓加熱器、除氧器、給水泵、高壓加熱器等升壓、加熱和除氧后，送回鍋爐，形成一個(gè)閉合的汽水循環(huán)回路。在汽輪機中，蒸汽不斷膨脹，高速流動(dòng)蒸汽沖動(dòng)汽輪機的轉子，帶動(dòng)發(fā)電機發(fā)電。從能量的角度看，汽水系統將燃燒所產(chǎn)生的熱能傳給蒸汽，然后再將蒸汽的熱能轉換成機械能。
●輔助汽水系統：包括補給水、冷卻水、疏水排污、輔助蒸汽和供熱等系統。
(2)燃燒系統：包括鍋爐的燃燒部分及燃料輸送、空氣、煙氣、除灰渣系統。
3)電氣系統：分為向外供電系統和廠(chǎng)用電系統。
●向外供電系統：發(fā)電機生產(chǎn)的電能，大部分經(jīng)主變壓器升壓后，經(jīng)配電裝置向外供電。
●廠(chǎng)用電系統：發(fā)電機生產(chǎn)的電能，有小部分經(jīng)降壓變壓器降壓后由配電裝置送向廠(chǎng)內各用電點(diǎn)。
(4)控制系統：熱工生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化和機-爐-電集中控制。
1)數據采集系統
2)閉環(huán)控制系統：包括機-爐協(xié)調控制系統、汽機數字電液控制系統。汽機旁路控制系統和汽動(dòng)泵控制系統。
①自動(dòng)程序控制系統：控制電廠(chǎng)主輔機的起、停。
②保護聯(lián)鎖系統。
1G421033 水力發(fā)電的生產(chǎn)過(guò)程
(1)水力發(fā)電：
水力發(fā)電是利用江河水流在高處與低處之間存在的位能進(jìn)行發(fā)電。它的基本生產(chǎn)過(guò)程是：從河流較高處或水庫內引水，利用水的壓力或流速沖動(dòng)水輪機旋轉，將水能轉變成機械能，通過(guò)水輪機的水流到河流較低處或水庫下游；水輪機械再帶動(dòng)發(fā)電機旋轉，將機械能轉變?yōu)殡娔�，然后�?jīng)升壓變壓器和送電線(xiàn)路，將電能送到負荷中心，降壓后供給工農業(yè)和居民用電需要。
（2）水力發(fā)電的生產(chǎn)過(guò)程如下圖所示。
(3)水力發(fā)電有下列特點(diǎn)：
1)水能是可再生能源。
①水力發(fā)電是清潔的電力生產(chǎn)，不排放有害氣體、煙塵和灰渣，沒(méi)有核廢料。
②水力發(fā)電的效率高。
③水力發(fā)電與火力發(fā)電等不同，可同時(shí)完成一次能源開(kāi)發(fā)和二次能源轉換。
④水力發(fā)電的生產(chǎn)成本低廉。
⑤水輪發(fā)電機組啟停靈活，輸出功率增減快、可變幅度大，是電力系統理想的調峰、調頻和事故備用電源。
⑥受河川天然徑流豐枯變化的影響大。
2)水電站的水庫可以綜合利用。
①建有較大水庫的水電站，有的水庫淹沒(méi)損失較大，移民較多，并改變了人們的生產(chǎn)生活條件；水庫淹沒(méi)影響野生動(dòng)植物的生存環(huán)境；水庫調節徑流，改變了原有水文情況，對生態(tài)環(huán)境有一定影響。這些問(wèn)題需妥善處理。
②水能資源在地理上分布不均，建壩條件較好和水庫淹沒(méi)損失較少的大型水電站站址往往位于遠離用電中心的偏僻地區，施工條件較困難，需要建設較長(cháng)的輸電線(xiàn)路，增加了造價(jià)和輸電損失。
1G421034 核能發(fā)電的生產(chǎn)過(guò)程
(1)壓水堆核能發(fā)電的生產(chǎn)過(guò)程
壓水堆核電廠(chǎng)主要由核島、常規島和電廠(chǎng)配套設施組成。核島是壓水堆核電廠(chǎng)的核心，其作用是生產(chǎn)核蒸汽。它包括反應堆廠(chǎng)房(安全殼)和反應堆輔助廠(chǎng)房以及設置在它們內部的系統、設備。核島的系統、設備主要有壓水堆本體、一次冷卻劑系統(通常又稱(chēng)為反應堆冷卻劑系統或一回路、主系統)以及為支持一次冷卻劑系統正常運行和保證反應堆安全而設置的輔助系統。壓水堆常規島主要包括核汽輪發(fā)電機組及其廠(chǎng)房和設置在廠(chǎng)房?jì)鹊亩芈废到y及設施，其內容與常規火電廠(chǎng)類(lèi)似。核電廠(chǎng)中除核島和常規島外的其他建筑物和構筑物以及系統稱(chēng)為電廠(chǎng)配套設施。
壓水堆核能發(fā)電的工作原理是：反應堆冷卻劑流過(guò)反應堆堆芯吸收核裂變產(chǎn)生的熱能，沿管路進(jìn)入蒸汽發(fā)生器的U形管內，將熱量傳遞給U形管外側的二回路水，使其變?yōu)轱柡驼羝�。被冷卻的冷卻劑再由主泵送回反應堆，完成冷卻劑的閉式循環(huán)。蒸汽發(fā)生器二次側產(chǎn)生的蒸汽推動(dòng)汽輪發(fā)電機組發(fā)電，做完功后的乏汽排入主凝汽器，被循環(huán)水冷凝成凝結水，由凝水泵和給水泵打回蒸汽發(fā)生器，完成汽輪機工質(zhì)的閉式循環(huán)。
我國已建成的秦山一期、秦山二期、大亞灣、嶺澳核電廠(chǎng)以及在建的田灣核電廠(chǎng)，均為壓水堆核電廠(chǎng)。
(2)重水堆核能發(fā)電的生產(chǎn)過(guò)程
重水堆核電廠(chǎng)是以重水堆為動(dòng)力源的核電廠(chǎng)。重水堆是以重水作慢化劑的反應堆。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鈾作核燃料。重水堆可以用重水或輕水作冷卻劑，以輕水作冷卻劑的重水堆如日本的普賢核電廠(chǎng)(Fugen，165MW)，以重水作冷卻劑的重水堆又分為壓力容器式的和壓力管式的，壓力容器式的如阿根廷的阿圖查重水堆核電廠(chǎng)，但這兩種堆型卻沒(méi)有得到進(jìn)一步的發(fā)展。世界上惟一得到廣泛應用的重水堆核電廠(chǎng)，是加拿大開(kāi)發(fā)和生產(chǎn)的CANDU型重水堆核電廠(chǎng)，其反應堆以重水作慢化劑和冷卻劑，并以壓力管代替壓力容器，稱(chēng)為壓力管式重水堆。我國已建成的秦山三期核電廠(chǎng)即為CANDU—6型重水堆核電廠(chǎng)。
CANDU型核電機組的生產(chǎn)過(guò)程：反應堆為水平壓力管式，有兩個(gè)熱傳輸環(huán)路，每個(gè)環(huán)路有兩臺熱傳輸泵和兩臺蒸汽發(fā)生器。反應堆的兩側(A側和C側)各安裝一臺熱傳輸泵和一臺蒸汽發(fā)生器。
1G421035 風(fēng)力發(fā)電的生產(chǎn)過(guò)程
(1)風(fēng)力發(fā)電是用風(fēng)輪機將風(fēng)能變成旋轉能，由發(fā)電機轉換成電能。風(fēng)力發(fā)電生產(chǎn)過(guò)程如下圖所示：
(2)系統組成
典型的風(fēng)力發(fā)電系統是由風(fēng)能資源、風(fēng)力發(fā)電機組、控制裝置、蓄能裝置、備用電源及申能用戶(hù)組成。風(fēng)力發(fā)電機組是實(shí)現由風(fēng)能到電能轉換的關(guān)鍵設備。由于風(fēng)能是隨機性的，風(fēng)力的大小時(shí)刻變化，必須根據風(fēng)力大小及電能需要量的變化及時(shí)通過(guò)控制裝置來(lái)實(shí)現對風(fēng)力發(fā)電機組的啟動(dòng)、調節(轉速、電壓、頻率)、停機、故障保護(超速、振動(dòng)、過(guò)負荷等)以及對電能用戶(hù)所接負荷的接通、調整及斷開(kāi)等。
1G421036 燃氣一聯(lián)合循環(huán)發(fā)電的生產(chǎn)過(guò)程
(1)整體煤氣化燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電系統：就是使煤在氣化爐中氣化成為中熱值或低熱值煤氣，然后通過(guò)凈化處理，把粗煤氣中的灰分和含硫物質(zhì)(H2S等)除盡，供到燃氣一蒸汽聯(lián)合循環(huán)的發(fā)電機組中去燃燒做功，借以達到以煤代油(或天然氣)，實(shí)現煤的潔凈發(fā)電的目的。
(2)增壓流化床燃氣一蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電系統：增壓流化床燃氣一蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電系統的實(shí)質(zhì)就是燃煤的增壓鍋爐型燃氣一蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電設備。它是將燃氣輪機的燃燒室與產(chǎn)生蒸汽的鍋爐合二為一的。
1G421037 送變電生產(chǎn)過(guò)程
(1)由于發(fā)電廠(chǎng)和負荷中心往往相距很遠，要將發(fā)電廠(chǎng)生產(chǎn)的大量電能輸送到負荷中心，就需要將發(fā)電廠(chǎng)的電能經(jīng)升壓變壓器，由輸電線(xiàn)路送到
負荷中心附近的降壓變電站，降壓后由配電線(xiàn)路送到用戶(hù)的用電設備。另一方面，為了保證安全可靠、經(jīng)濟合理地供電，需將孤立運行的發(fā)電廠(chǎng)用輸電線(xiàn)路聯(lián)結起來(lái)，組成統一的電力系統。通常將發(fā)電廠(chǎng)、變電所、用電設備之間用線(xiàn)路聯(lián)結起來(lái)的整體，叫做電力系統。
(2)電力系統中除發(fā)電機和用電設備外的部分，即輸變電設備及各種不同電壓等級的線(xiàn)路所組成的部分，叫做電力網(wǎng)。
(3)送電線(xiàn)路(也稱(chēng)輸電線(xiàn)路)與配電線(xiàn)路的劃分主要是按照它們各自的性質(zhì)，并依照它們在電力系統中的作用和功能來(lái)區分。從電源向電力負荷中心輸送電能的線(xiàn)路稱(chēng)為輸電線(xiàn)路。
目前我國采用的輸電電壓等級為35kV～500kV，通常稱(chēng)35kV一220kV的線(xiàn)路為高壓輸電線(xiàn)路，330kV～500kV的線(xiàn)路為超高壓輸電線(xiàn)路。擔負分配電能任務(wù)的線(xiàn)路，稱(chēng)為配電線(xiàn)路，lkV以下的線(xiàn)路稱(chēng)為低壓配電線(xiàn)路，lkV～lOkV線(xiàn)路稱(chēng)為高壓配電線(xiàn)路。
(4)輸電線(xiàn)路按結構又可分為電纜線(xiàn)路和架空線(xiàn)路。
(5)架空線(xiàn)路的構成元件主要有導線(xiàn)、避雷線(xiàn)、絕緣子、桿塔、基礎、拉線(xiàn)、橫擔、金具和接地裝置等。它們的作用是：
(6)電力變壓器(以下簡(jiǎn)稱(chēng)變壓器)是用來(lái)改變交流電壓、傳遞電能的電氣設備。
(7)除此之外，還有各種開(kāi)關(guān)設備，電流互感器和電壓互感器，無(wú)功功率補償裝置，各種儀表、保護裝置以及各種高低壓配電柜等。
(8)送、變電的生產(chǎn)過(guò)程
例：在電力生產(chǎn)中，將化學(xué)能轉化為熱能，再將熱能轉化為機械能，由機械能轉變?yōu)殡娔艿倪^(guò)程稱(chēng)為( )。
A. 火力發(fā)電
B．水力發(fā)電
C. 核能發(fā)電
D．地熱發(fā)電
答案：A
例：火力發(fā)電廠(chǎng)的主要生產(chǎn)系統包括( )。
A. 蒸汽系統、給水系統、燃料系統、除灰系統、電氣系統、熱工系統
B. 汽水系統、燃燒系統、電氣系統、控制系統
C. 汽水系統、輸煤系統、除灰系統、電氣系統、熱工系統
D．化學(xué)水處理系統，熱工系統、鍋爐系統、蒸汽動(dòng)力系統、發(fā)電系統
答案：B
例：核能發(fā)電廠(chǎng)通常由( )等部分組成。
A. 加熱系統
B．核島
C. 常規島
D．電力配套設施
E．冷卻系統
答案：BCD
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