热力发电厂第一章

电能的优点

电能是一种优质二次能源，支撑现代生产生活各方面 优点：使用方便、高效清洁、便于输送和转换 电能不宜储存，生产和消费同时完成，且时刻平衡 电力系统将生产和使用联成整体，紧密联系并制约 电力生产技术资金密集，故障危害大，安全第一 电力生产中消费大量资源，节能降耗意义重大 电力生产还是主要污染源，清洁生产惠泽子孙

依存在：分一次(自然存在)和二次(人工生产)能源


依载能质：分含能体能源和过程性能源



依运动形式：分化学能、热能、机械能和电能 依能量传递形式：分热量传递和热功转换
0.1.2 我国的能源状况

我国的能源资源

能源总量丰富，但人均占有严重不足 能源分布不均，造成能源供应的运输瓶颈 能源结构不良，优质液体和气体燃料短缺 以煤为主、北煤南运、西气东输、西（水）电东送 资源趋于枯竭、环境污染严重、交通运输紧张
国电泰州发电厂总规划容量为4台1000兆瓦超超临 界机组，分两期建设。其中一期工程2台1000兆瓦 超超临界机组，2008年投产。
浙江宁波北仑电厂原建设规模为5台60万千瓦火力发电 机组，总装机容量为300万千瓦，年发电量达165亿千瓦时。 三期工程新增两台100万千瓦超超临界燃煤发电机组， 工程计划于2009年完成，届时，北仑电厂将拥有7台燃煤机 组，总装机容量达到500万千瓦，年设计发电能力达到275 亿千瓦时，成为全国最大的现代化火电厂。


火力发电厂：利用化石燃料发电的企业
原子能发电厂：利用受控核裂变热能发电的企业 地热发电厂：利用地下热水(蒸汽)热能发电的企业 太阳能发电厂：利用太阳热能发电的企业
0.2.1 发电厂的定义与分类

火电厂的分类

依原动机：汽轮机、燃气轮机、燃气蒸汽联合循环 依燃料分：燃煤发电厂、燃油发电厂、燃气发电厂 依服务分：区域性发电厂、自备发电厂、列车电站 依供能量：供电的凝汽发电厂、供电供热的热电厂

技术发展



热力发电厂
热力发电是我国电力工业中生产 电能的主要方式之一
0.2 热力发电厂课程简介
0.2.1 0.2.2 0.2.3 0.2.4

发电厂的定义与分类 现代火电厂的组成 热力发电厂涉及的知识领域 热力发电厂教学计划
0.2.1 发电厂的定义与分类

热力发电厂：利用热能发电的企业

能源供应的特点

能源使用的问题

0.1.2 我国的能源状况

我国的能源消耗

能源消耗结构不良，能源消费以煤为主

西气东输有助于改善能源消费结构，但以煤为主格局难以改观
各产业能耗偏高加剧了能源供应相对不足

产值能耗据高不下，产品单耗高、能源利用率偏低

降低能耗，构建节约型社会



改变经济增长模式，改变投资拉动的状况 提高科技贡献率，促进行业降低能耗提高产值 促进结构调整、提高企业的专业化和市场占有率 提高节能意识，引导正确的能源消费方式避免浪费
600MW亚临界和超临界机组煤耗相差1.5g/kw.h
中国能源资源缺乏
中国与世界平均人均能源资源比较
10 8 6 4 2 0 Coal Petoroleum Sum of energy resources World average China
50 %
7%
50 %
0.1.3 我国的电力工业概况

0.1.1 能源的定义与分类


能源的定义

能源是可以提供能量的物质与自然过程
能源的作用


人类文明进步与能源利用直接相关 火的发现和利用在人类文明进步中发挥主导作用 水蒸汽及蒸汽机的热利用带动了第一次工业革命 汽轮机及电能的广泛应用引起了第二次工业革命
肩负着社会和谐发展的光荣使命，责任重大 清洁利用常规能源、并开发利用可再生能源

能源工作者的任务

能源形式及其转化
太阳能 风 能
热 化学能 能
机 械 能
水 能
电能
核能－>热能－>机械能－>电能
太阳能－>电能 机械能－>热能
化学能－>热能－>机械能
化学能－>光能
能源转换利用的关系
风 能 燃 料 电 池 水 力 能 水水 轮车 机 化 学 能 燃 烧 核 能 地 热 能 太 阳 能 一次能源 (天然存在)
发电功率30万千瓦;二期工程规模为两台60万千瓦;三期总装机 容量为两台728兆瓦核电机组;现在秦山核电站已成为总装机容 量为300万千瓦的中国核电基地。
首座商用重水堆核电站——秦山 三期核电站工程
大亚湾核电站：位于中国广东省，是中国大陆建成的
第二座核电站，也是大陆首座使用国外技术和资金建设的核 电站。此后，在大亚湾核电站之侧又建设了岭澳核电站，两 者共同组成一个大型核电基地。
40年 65年 162年
0.1.1 能源的定义与分类

能源的种类

依来源：分第一类、第二类和第三类能源

第一类：含太阳能(化石燃料、风能、海洋热能)和射线 第二类：地球热能与原子核能 第三类：潮汐能 一次：可再生(风能草木地震等)和非再生(煤、核能) 二次：电能、氢能、汽油、火药、甲醇、硝化甘油等 含能体：草木化石燃料、地热、氢能和高水位水库 过程性：风能、太阳能、地震、电能

电力生产的性质


电力生产的特点

0.1.3 我国的电力工业概况

作为工农业生产动力基础的电力工业，其规模与 发展水平是衡量国民经济发展和综合国力的一个 重要标志。
0.1.3 我国的电力工业概况
中国电力工业始于1882年，至2013年已有130年 的历史 至2006年底发电设备装机容量达11.3亿千瓦， 年发电量突破49000亿度，分别比1949年增长了 近350倍和700倍，电力增长速度全世界第一， 发电设备装机容量和年发电量均居世界第2位。
火力发电装置基本特点
1、热源，冷源 2、工质（水，蒸 汽） 3、膨胀做功 4、循环 (加压、加热、 膨胀做功、放热)
过热器 锅 炉
汽轮机
发电机
凝 汽 器
给水泵
现代化的火电厂
华能上海石洞口第二发电厂 （2x600 MW）
热力发电厂
现代化的火电厂
热力发电厂
大唐国际发电股份有限 公司陡河发电厂
大唐国际发电股份有限公司陡河发电厂位于河北省唐 山市开平区。电厂始建于1973年，拥有两台12.5万千瓦、 两台25万千瓦及四台20万千瓦机组，到1987年10月，八台 机组全部建成投产，总装机容量155万千瓦，年发电量近百 亿千瓦时。
中国电力工业已经从大机组、大电厂、大电网、超 高压、自动化发展时期进入跨大区联网和推进全国 联网的新阶段。
中国年发电量居世界的位次
时间
位次
1949 57
25 13
65 78
9 7
1980 1985 90
6 5 4
95
2
2011
1（4.7万亿）
2012年人均用电量3483千瓦时，刚超过世 界平均水平。2007年，美国13616，日本 8475
江苏田湾核电站 : 厂区按 4 台百万千瓦级压水堆核电机
组规划，并留有扩建三、四期的余地。总装机容量可达 800 － 1000 万千瓦，年发电 600 － 700 亿千瓦时，产值 250 亿元以 上。一期工程建设2台单机容量为106万千瓦核电机组。
东北首座核电-红沿河核电站
辽宁红沿河核电站，是国家 “十一五”期间首个批准建设 的核电项目，是我国首次一次 同意 4 台百万千瓦级核电机组 标准化、规模化建设的核电项 目，是东北地区第一个核电站。
装机容量指的是一个发电厂或一个区域电网具有的汽(水) 轮发电机组总容量，一般以“万千瓦”或“兆瓦（即千千 瓦）”为单位，说的是它的发电能力，是功率单位。
0.1.3 我国的电力工业概况
我国发电设备装机容量发展情况
年份 2005 2007 2008 2009 2011 装机 5.08 7.13 7.93 8.74 10.5 火电比例 75.60 77.73 75.87 74.60 72.5 水电比例 22.90 20.36 21.64 22.52 21.83 1.04 1.19 1.13 1.85 4.27 核电比例 风电比例
现代化的火电厂
哈三电厂 总装机容量 1600MW
热力发电厂
现代化的火电厂
热力发电厂
山东邹县电厂
华电国际邹县发电厂是一座现代化特大型坑口火 力发电厂,拥有 4 台 33.5 万千瓦、 2 台 60 万千 瓦和 2 台 100 万千瓦机组， 总装机容量 454 万千 瓦， 是全国最大、国内综合节能和环保水平最高的 燃煤电厂之一，隶属于中国华电集团公司，是华电国 际电力股份有限公司的全资企业。
风 车
聚裂 变变 热
供 光转 光 暖 热换 电 转 换 能 90% 二次能源
机 械 能 发 电 电 动 机 机
热机
直接利用
电 能
能源转换利用的关系
风力发电
水力发电
火力发电
江苏田湾核电站
世界矿物能源的资源
《BP世界能源统计2006》
石油 Petroleum 天然气 Natural Gas 煤炭 Coal
美国能源部信息管理局发布的《国
际能源展望2006》预测：
至2020年，中国用电量将达5.6万亿 kW•h，发电总装机容量预计达到 1.186×106MW（12亿kW），届时中 国的用电量和发电总装机容量将超过美 国跃居世界第一位。
0.1.3 我国的电力工业

成就

发电设备制造从无到有，从小到大，形成基地 火电机组设计含跨区域的六大设计院和省级院 电力生产企业形成五大集团公司，装机容量居先 高电压传输电网覆盖全国形成跨区域网和省网 发展高参数超大容量机组，如超（超）临界机组 大力发展坑口电站变输煤为输电，缓解交通压力 环保优先走可持续发展之路，洁净煤燃烧新技术 配合西气东输工程，大力发展燃气蒸汽联合循环 鼓励清洁的新能源发电，如水电、风电与核电等 提升火电厂的自动化信息化水平，挖掘管理效益
0.1.2 我国的能源状况

我国的能源发Baidu Nhomakorabea战略

开源：加强能源合作，大力发展高效清洁的发电方式 节流：全面促进工农业生产节能降耗，构建节约社会 多渠道投资办电，发展超（超）临界超大容量机组 大力开发水电、核电和风能等清洁、可再生能源 利用信息技术改造传统产业，向管理要效益

能源矛盾的缓解


热力发电厂
未来发展趋势
能源研究所IPAC模型研究组对中国电力部门 未来发展的预测结果表明，到2020年中国的 电力装机容量将达到9.61亿千瓦，发电量达
热力发电厂
中国矿业大学电力工程学院
绪论
0.1 我国能源供应与电力工业
0.1.1 能源的定义与分类 0.1.2 我国的能源状况 0.1.3 我国的电力工业

0.2 热力发电厂课程简介
0.2.1 0.2.2 0.2.3 0.2.4

发电厂的定义与分类 现代火电厂的组成 热力发电厂涉及的知识领域 热力发电厂教学计划
热力发电厂
不同发电方式的特点
热力发电特点：
投资较少、建期较短、布局和规模 灵活、可以既发电又供热； 消耗大量燃料、发电成本高、技术 管理较复杂、对环境有污染。
水力发电特点：
对环境无污染；
热力发电厂
不消耗燃料、发电成本低、 运行操作比较简单、 工程浩大、投资多、建期长、布局和规模受自然 条件限制、发电能力在枯水季节将大幅度减小 。
长江三峡水利枢纽工程
该工程自１９９３年开始准备，１９９４年１２月１４日正式 开工，将于２００９年建成，工期１７年。三峡工程建筑由大 坝、水电站厂房和通航建筑物三大部分组成。共装机26台，单 机额定容量 70 万千瓦的水轮发电机组，总装机容量为 1820 千 瓦，年发电量847亿千瓦时。
秦山核电站 : 位于浙江省海盐县东南秦山。一期工程额定
原子能发电特点：
核燃料热值比煤的热值高出250万倍，因而核燃料
的消耗量少，运输量小，发电成本低，污染小；
初投资大，用于放射性污染的防护费用高。
各种各样的现代化电站
热力发电厂
葛洲坝水电站 是在长江干流上 修建的第一座大 型水电工程。电 站共装机21台﹐ 总 容 量 271.5 万 千瓦﹐1988年底 葛洲坝工程全部 完成。
0.2.2 现代火电厂的组成

发电机

将轴的旋转机械能转换为电能的设备 将汽轮机进汽热能转换为轴旋转机械能的设备 将燃料的化学能转换为蒸汽热能的设备
汽轮机



燃煤锅炉

蒸汽动力循环


水工质在锅炉中吸收燃料燃烧烟气的热量转化为蒸汽 蒸汽在汽轮机中膨胀作功，低压排汽在凝汽器中凝结 凝结水经汽轮机热力系统中水泵和加热器至锅炉循环