星期五,我們來到了華能秦嶺發電廠進行了認識實習。這次我們參觀的是華能秦嶺發電廠二期投產的1000MW超超臨界燃煤發電機組。
一、發電廠的熱力系統與水汽系統
火力發電就是將燃料的化學能轉化為蒸汽的內能,蒸汽的內能轉化為汽輪機的機械能,最后由汽輪機帶動轉子轉動,從而轉化為電能的過程。按照生產流程,發電廠的熱力系統包括燃煤的輸送制粉、鍋爐燃燒和汽輪機帶動轉子轉動,進行發電三大部分。水汽系統則是與熱力系統相輔相成,為汽輪機提供大量飽和蒸汽的循環系統。
我國的火電廠主要燃料是煤炭。原煤通過輸煤皮帶從煤場運至煤斗中。大型火電廠為提高燃煤效率都是燃燒煤粉。因此,煤斗中的原煤首先送至磨煤機內磨成煤粉。磨碎的煤粉由熱空氣攜帶經排粉風機送入鍋爐的爐膛內燃燒。鍋爐采用π型布置,是由燃燒室和煙道組成,其主要任務是使燃料通過燃燒將化學能轉化為熱能,從而獲得一定數量和質量的蒸汽,其燃燒室是由內螺紋管垂直上升膜式水冷壁、下降管、聯箱和汽包組成。燃燒室內的點火采用最先進的等離子點火技術,通過電離空氣獲得溫度極高的等離子體,利用高能等離子體射流加熱風粉混合物直接點燃煤粉。煤粉燃燒后形成的熱煙氣沿鍋爐的水平煙道和尾部煙道流動,在煙道中布置著過熱器、省煤器和空氣預熱器等設備吸收煙道中的余熱,最后煙氣進入除塵器,將燃燒后的煤灰分離出來。潔凈的煙氣在引風機的作用下通過煙囪排入大氣。助燃用的空氣由送風機送入裝設在尾部煙道上的空氣預熱器內,利用熱煙氣加熱空氣。這樣,一方面除使進入鍋爐的空氣溫度提高,易于煤粉的著火和燃燒外,另一方面也可以降低排煙溫度,提高熱能的利用率。
從空氣預熱器排出的熱空氣分為兩股:一股去磨煤機干燥和輸送煤粉,另一股直接送入爐膛助燃。燃煤燃盡的灰渣落入爐膛下面的渣斗內,與從除塵器分離出的細灰一起用水沖至灰漿泵房內,再由灰漿泵送至灰場。
為保證鍋爐的正常運行,有一些必不可少的輔助設備和系統,諸如上述過程中提到的給水設備,通風系統,以及排灰渣系統等,它們由眾多的輔助設備和管道組成。汽輪機是發電廠的的原動機,它把大量飽和蒸汽的熱能轉化為轉子軸的機械能。水在鍋爐爐膛內生成飽和蒸汽,通過過熱器時,繼續被煙氣加熱而變為過熱蒸汽,經主蒸汽管送入汽輪機,并在汽輪機高壓轉子內膨脹作功后,經過再熱系統,分別在中壓、低壓轉子上作功,最后進入凝汽器凝結成水。該凝結水經低壓回熱加熱器進入除氧器,再經給水泵、高壓加熱器送入鍋爐。從汽輪機某個中間級抽出一部分蒸汽,分別送入回熱加熱器和除氧器,供回熱給水和加熱除氧。為了補償蒸汽和水的損失,還須將經過化學處理的補充水加入除氧器(或凝汽器),除氧器出來的水才能供給鍋爐使用。為使蒸汽在凝汽器內凝結成水,還必須不斷用循環水泵將冷卻水送入凝汽器中的冷凝管內進行熱交換,這就又形成一個冷卻水系統。冷卻水直接來自江、河、湖泊并排放入江、河、湖泊。
簡單的講,火電廠的水汽流程如下:汽包(汽、水分離后的汽)→過熱器→汽輪機高壓缸→再熱器→汽輪機中壓缸→汽輪機低壓缸→凝汽器(汽側)→凝結水泵→凝結水精處理→軸封加熱器(也稱軸封冷卻器)→低壓加熱器→除氧器→給水前置泵→給水泵→高壓加熱器→省煤器→汽包中的水→汽包下降管→水冷壁→汽包。汽輪機的轉子與發電機的轉子通過連軸器聯在一起。當汽輪機轉子轉動時便帶動發電機轉子轉動。在發電機轉子的另一端帶著一臺小直流發電機,叫勵磁機。勵磁機發出的直流電送至發電機的轉子線圈中,使轉子成為電磁鐵,周圍產生磁場。當發電機轉子旋轉時,磁場也是旋轉的,發電機定子內的導線就會切割磁力線感應產生電流。這樣,發電機便把汽輪機的機械能轉變為電能。
二、500kV變電所及其主要設備
發電機將汽輪機的機械能轉變為電能后,必須通過變壓器升壓后由輸電線傳輸到用戶端。所以在發電廠內還有500kV的變電所。變電所的主要電氣設備包括:
(1)500kV變壓器:把某一級電能轉化為另一級電能的電器設備,通過變壓器可以方便的實現把電能輸送到遙遠的地方,再用合適的電壓再分配到各個用戶。
(2)高壓斷路器:發電廠中一種重要的控制、保護設備,正常運行時可以用它來倒換運行方式:把設備或線路接入電路或退出運行,起著控制作用。當設備或線路發生故障時能快速切除,保證無故障正常運行。
(3)隔離開關:用來隔開或切斷電路,特別是在電路檢修或停運時,隔離開關將不帶電部分與帶電的部分隔開,造成明顯的空氣絕緣間隙,以保證檢修工作安全的進行,隔離開關有時也可以用來接通或斷開電流不大的電路。
(4)熔斷器:一種最簡單的保護設備,串接于電路中,在短路或過負荷時用來保護電器設備。它具有結構簡單、體積小、重量輕,使用維護方便等特點。
(5)電抗器:電抗器使用在事故的情況下限制短路電流。
(6)避雷器:防止感應雷和行波的侵入,對發電廠的配電裝置及建筑物構成了威脅。此外,變電所還有低壓開關電器設備,包括閘刀開關、接觸器、磁力啟動器、低壓短路器等設備。
三、發電廠類型及新能源發電的特點
發電廠類型包括火力發電廠、水力發電廠、核能發電廠、風力發電廠、地熱發電廠、潮汐發電廠和太陽能發電廠等。其中核能發電、風力發電、地熱發電、潮汐發電和太陽能發電屬于新能源發電。我想介紹一下風力發電和潮汐發電的特點。
(1)風力發電是利用風力吹動建造在塔頂上的大型槳葉旋轉帶動發電機發電,它的發電廠通常由數座、十數座甚至數十座風力發電機組成。由于風能是非常重要并且儲備量巨大的能源,因此它的優點是十分明顯的,包括:
①清潔,環境效益好
②可再生,永不枯竭
③基建周期短、投資少
④裝機規模靈活
⑤技術相對成熟
目前,利用風力發電已成為風能利用的主要形式,受到世界各國的高度重視,而且發展速度最快。但風力發電也存在一些缺點:
①噪聲,視覺污染
②占用大片土地
③不穩定,不可控
④目前成本仍然很高。
(2)潮汐電站建在港灣海口,潮汐發電是利用漲潮、落潮時存在的水位差進行發電的,所以通常電廠附近會有大壩。潮汐發電的優點為:
1、潮汐能是一種清潔、不污染環境、不影響生態平衡的可再生能源。潮水每日漲落,周而復始,取之不盡,用之不竭。它完全可以發展成為沿海地區生活、生產和國防需要的重要補充能源。
2、它是一種相對穩定的可靠能源,很少受氣候、水文等自然因素的影響,全年總發電量穩定,不存在豐、枯水年和豐、枯水期影響。
3、潮汐電站不需淹沒大量農田構成水庫,因此,不存在人口遷移、淹沒農田等復雜問題。而且可用攔海大壩,促淤圍墾大片海涂地,把水產養殖、水利、海洋化工、交通運輸結合起來,搞綜合利用。這對于人多地少、農田非常寶貴的沿海地區,更是個突出的優點。
4、潮汐電站不需筑高水壩,即使發生戰爭或地震等自然災害,水壩受到破壞,也不至于對下游城市、農田、人民生命財產等造成嚴重災害。
5、潮汐能開發一次能源和二次能源相結合,不用燃料,不受一次能源價格的影響,而且運行費用低,是一種經濟能源。但也和河川水電站一樣,存在一次投資大、發電成本低的特點。
6、機組臺數多,不用設置備用機組。
缺點為:
1、潮差和水頭在一日內經常變化,在無特殊調節措施時,出力有間歇性,給用戶帶來不便。但可按潮汐預報提前制定運行計劃,與大電網并網運行,以克服其間歇性。
2、潮汐存在半月變化,潮差可相差二倍,故保證出力、裝機的年利用小時數也低。
3、潮汐電站建在港灣海口,通常水深壩長,施工、地基處理及防淤等問題較困難。故土建和機電投資大,造價較高。
4、潮汐電站是低水頭、大流量的發電形式。
漲落潮水流方向相反,敵水輪機體積大,耗鋼量多,進出水建筑物結構復雜。而且因浸泡在海水中,海水、海生物對金屬結構物和海工建筑物有腐蝕和沾污作用,放需作特殊的防腐和防海生物粘附處理。
四、實習心得
從這次實習中,我明白了“紙上得來終覺淺,覺知此事要躬行”,并深有感觸:
一、工作態度的培養。
二、勤學理論知識掌握實際操作。
三、安全意識的培養。
在參觀發電廠的過程中,通過發電廠工作人員的帶領和耐心解說,我直觀地認識了發電廠的鍋爐設備和電氣設備,如80米高的π型單爐膛鍋爐、汽輪機、500kV變壓器、母線、隔離開關、斷路器、電壓互感器、電流互感器、避雷器等,了解了發電過程中的水汽系統和熱力系統,這些直觀的印象能夠幫助我在以后的專業課程學習中對這些設備有一個感性的認識,更實際、更深刻地理解專業知識。
大三、大四我們將學習電機學、自動控制原理、信號與系統、電力電子技術及應用、電力系統穩態分析、電力系統暫態分析、電力系統自動裝置和高電壓技術等多門專業課。其中,電機學是一門承上啟下的專業基礎課,我們在學習了“高等數學”,“大學物理”,“電路”和“電磁場”等課程以后,通過本課程的學習,獲得電機基本理論和電機穩態分析等方面的知識和實驗技能,為下一步學習后續專業課做好準備。自動控制原理是自動控制理論的基礎,通過本課程的學習,我們可以了解有關自動控制系統的運行機理、控制器參數對系統性能的影響以及自動控制系統的各種分析和設計方法等。
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「標簽: 電廠實習報告」
