发电厂动力部分

第三章、原子能发电厂动力部分第一节核能发电基本知识一．世界核能现状核电主要发达国家核电比例法国和立陶宛核电比例高于75%比利时，瑞典，乌克兰，韩国等为40%~60%德国和芬兰，英国等为20%~30%美国，俄罗斯，加拿大等为10~20%中国目前为2%二．我国核电发展与现状我国自行设计建造的第一座核电站----秦山30万千瓦核电站大亚湾核电站---1991年12月15日并网发电从法国引进电功率为2*90万千瓦的广东岭澳核电站，于1993年投入运行，两座机组年发电量可达10亿度三．发展核电原因1.煤炭资源有限，不能作为长期主要能源，煤的运输量大2.核电是清洁能源，不像火电厂燃烧燃料时产生大量灰尘，CO2，CO,SO2等有毒有害物质3.核电是高效的能源，仅需一点核燃料即可生产4.核电是安全的能源四核电部分1．核能释放的形式（1）重核裂变：一般质子数在80以上，利用中子去击破重原子核，使原子核裂变释放出能量。

目前所有核电厂都是用重核裂变能发电。

（2）轻核聚变：一般原子数在40以下，轻核聚变能比重核聚变所释放出的能量要大，但是迄今为止在技术上难付诸于工业应用。

2．重核裂变能应用中的一些重要技术问题。

（1）寻找一种合适的高速粒子---中子中子不带电，不存在静电斥力，也能与原子核结合，使很容易进入原子核中去，使原子核裂变。

（2）靶核的确定。

考虑三个因素，结合能、临界裂变能、自然界中存在于提取得难易# 结合能：当一个外来中子挤进这种球形体时，这个原子核就增加了由外来中子带来的多余能量，即结合能。

# 裂变能：一个原子裂变所需要的能量。

3．核电站# 核电站是实现核裂变能转变为电能的装置，它与或电站最主要的不同时蒸汽供应系统。

核电站利用核能产生蒸汽的系统称为“核蒸汽系统”这个系统核燃料的核裂变能的加热外回路的水来产生蒸汽。

# 从原理上讲，核电站实现了的能量转换# 从设备上讲核电站的反应堆和蒸汽发生器起到了相当于火电站的化石燃料和锅炉i 的作用。

发电厂动力部分一、引言发电厂是实现电力供应的重要设施，其中动力部分起着至关重要的作用。

动力部分主要是指发电厂的发电机组及其配套设备，包括汽轮机、透平机、内燃机等。

本文将从动力部分的组成、工作原理、维护保养等方面进行详细介绍。

二、动力部分的组成1. 发电机组发电机组是发电厂中最重要的设备之一，它由发电机和动力机组组成。

发电机是将机械能转换为电能的设备，而动力机组则提供发电机所需的动力。

动力机组可以有多种形式，比较常见的有汽轮机、透平机和内燃机等。

2. 汽轮机汽轮机是发电厂中最常见和常用的动力机组。

它通过燃烧燃料产生的热能，使水转化为蒸汽并驱动汽轮机旋转，进而驱动发电机发电。

汽轮机具有转速高、效率高、可靠性好等优点，广泛应用于各类型的发电厂。

3. 透平机透平机是一种利用高速气流动能产生动力的机械装置。

在发电厂中，透平机常用于燃气轮机发电。

燃气轮机将燃气与压缩空气混合并燃烧，产生高温高压的气流，经过透平机转动发电机发电。

透平机具有体积小、启动迅速等特点。

4. 内燃机内燃机是利用燃烧内燃机燃料产生的爆炸能将活塞转动，从而驱动发电机发电的一种动力机组。

内燃机可以使用各种类型的燃料，如汽油、柴油、天然气等。

内燃机具有启动迅速、运行稳定等优势，广泛应用于小型发电厂和紧急备用电源装置。

三、动力部分的工作原理1. 汽轮机工作原理汽轮机是一种将热能转化为机械能的装置。

当燃料燃烧后，高温高压燃气通过燃气管道进入汽轮机，在高速旋转的叶片上产生推力，推动汽轮机的转子旋转。

旋转的转子通过连接轴带动发电机转子旋转，发电机在转子旋转的过程中产生电力。

2. 透平机工作原理透平机利用高速气流动能产生动力。

燃烧后的燃气通过透平机内部的喷嘴，高速喷出并冲击到叶片上，将动能转化为旋转动力。

透平机的转子与发电机的转子相连，旋转的转子带动发电机转子一起旋转，产生电力。

3. 内燃机工作原理内燃机通过燃烧内燃机燃料生成的爆炸能将活塞推动转动，进而带动连杆和曲轴旋转。

第一章热机:凡是能将热能转化为机械能的机器统称为热力发电机,简称热机工质:热能和机械能之间的转换是通过一种媒介物质在热机中的一系列状态变化过程来实现的,这种媒介物质成为工质系统:热力系或热力学系统是一个可识别的物质集团。

系统总是由边界包围的,包围系统的边界叫做界面,界面之外就是外界状态参数:温度T(开尔文K),压力P(帕斯卡Pa),比体积v(m3/kg),熵s(kJ/kg·K),热力学能Q(J或J/kg),焓H(J 或J/kg)热力学第一定律:(一)热可以变为功,功也可以变为热,一定量的热消失时,必产生与之数量相当的功；消耗一定量的功时,必定会出现应数量的热(二)对于任何一个系统,输入系统的能量减去输出系统的能量,等于系统储存能量的增加Q-W=△E dq=dw+de q=ω+△e热力学第二定律:(一)热不可能自发的,不付代价的从低温物体传到高温物体(二)只冷却一个热源,而连续做功的循环发动机是造不成功的卡诺循环:1-2定温吸热过程；2-3绝热膨胀做功过程；3-4定温放热过程；4-1绝热压缩耗功过程热效率η=1-T2/T1,提高T1,降低T2可提高η第二章干度:湿蒸汽中,纯饱和蒸汽的质量百分数称为湿蒸汽的干度x五态:过冷水,饱和水,湿蒸汽,干饱和蒸汽,过热蒸汽水的临界:P c=22.129MPa,t c=374.15℃,v c=0.00326 m3/kg 喷管:是一种使流体速度得以提高的热力设备喷管的选择:喷管出口截面以外的背压Pb,Pb>Pc,渐缩喷管,亚音速；Pb=Pc,渐缩喷管,音速；Pb<Pc,缩放喷管,超音速绝热节流:阀门,孔板处的局部阻力使工质压力明显降低的现象称为节流,因节流进行得很快,过程中工质来不及对外散热,一般认为节流是绝热节流朗肯循环:1-2过热蒸汽在汽轮机内的可逆绝热膨胀做功过程；2-3乏汽向凝汽器的可逆定压放热的完全凝结过程；3-4凝结水通过水泵的可逆绝热压缩过程；4-5,5-6,6-1高压水在锅炉内经定压预热,汽化,过热而成为过热蒸汽的可逆吸热过程不同之处:1水在锅炉内的吸热过程是非定温的2汽轮机进口处的蒸汽是过热蒸汽,而不是干饱和蒸汽3乏汽的凝结是完全的,而不是在两相区第三章导热:当物体内部或相互接触的物体间存在温度差时,热量从高温处传到低温处的过程成为导热或热传导对流换热:流动着的流体与其相接触的固体壁面之间的热量传递过程影响因素:1流动的起因2流体的流态3流体的物理性质4几何因素影响5流体有无相变辐射换热:物体之间通过热辐射方式交换热量的过程黑体:吸收率A=1,即落到物体表面的辐射能被物体全部吸收,这种物体称为黑体。

发电厂动力部分1. 动力系统概述发电厂的动力部分是发电厂的核心组成部分，负责提供发电机组所需的能量，将能源转化为电能。

动力系统的设计和运行对于发电厂的稳定运行和效率至关重要。

本文将介绍发电厂动力系统的结构、工作原理和常见问题。

2. 动力系统结构发电厂的动力系统主要由以下几个组成部分构成：2.1 燃烧器燃烧器是动力系统的关键组件之一，负责将燃料与空气混合并燃烧产生热能。

常见的燃料包括煤、天然气和石油等。

燃烧器的设计和调节对于燃烧效率和排放控制有着重要影响。

2.2 锅炉锅炉是转化热能为蒸汽能量的设备，是发电厂动力系统中的核心部件之一。

常见的锅炉类型包括煤炭锅炉、燃气锅炉和循环流化床锅炉等。

锅炉通过加热水产生蒸汽，驱动汽轮发电机组产生电能。

2.3 发电机组发电机组是将机械能转化为电能的设备。

它由汽轮机和发电机两部分组成。

汽轮机利用锅炉产生的高温高压蒸汽推动转子转动，而发电机则利用转子的旋转激发磁场产生电能。

2.4 辅助设备除了燃烧器、锅炉和发电机组外，动力系统还包括一系列辅助设备，如冷却系统、给水系统、压缩空气系统等。

这些设备的作用是确保主设备的正常运行，提高发电厂的效率和可靠性。

3. 动力系统工作原理动力系统的工作原理可以简单描述为以下几个步骤：1.燃料通过输送系统输送到燃烧器，与空气混合后在燃烧器中燃烧。

2.燃烧产生的高温烟气经过锅炉中的换热器，在换热器中传递热能给水，使水变为高温高压蒸汽。

3.高温高压蒸汽推动汽轮机的转子旋转，转子与发电机的转子相连，驱动发电机产生电能。

4.发电机产生的电能经过变压器升压后输出到电网，供给用户使用。

4. 动力系统常见问题及解决方案发电厂动力系统在运行过程中可能会遇到一些常见问题，如燃料供应不稳定、锅炉结垢、设备故障等。

以下是对这些问题的解决方案：4.1 燃料供应问题燃料供应不稳定会导致燃烧器无法正常运行，影响到发电厂的稳定发电。

解决这个问题的方法包括增加备用燃料供应、提高燃料储备量和加强供应链管理等。

一、名词解释：1：热力过程：系统由其初始平衡态，经过一系列中间状态而达到某一新的平衡态的变化过程称为热力过程，简称过程。

2：温度梯度：将等温面法线方向上的温度变化率称为温度梯度，用dt/dx表示。

3：锅炉热效率：就是锅炉的有效利用热量占输入锅炉热量的百分数。

4：汽轮机级的反动度：等于蒸汽在动叶汽道内膨胀时的理想焓降。

5：热力系统：是一个可识别的物质集团，其物理特性和可能产生的作用就是我们要研究的内容。

6：蒸汽的干度：1kg水与蒸汽的混合物中蒸汽所占的百分比。

7：锅炉机组热平衡：锅炉的有效利用热量占输入锅炉热量的百分数。

8：干饱和蒸汽：当湿蒸汽中的最后一滴水变成蒸汽，但其温度仍然是饱和温度时，此时的蒸汽称为干饱和蒸汽。

9：燃料的低位发热量：扣除燃料燃烧后所新生产生的水蒸气凝结放出的汽化潜热所得的，每千克收到基本燃料完全燃烧时所放出的热量。

10：绝热过程：不与外界发生热量交换的热力过程。

11：锅炉容量：一般指锅炉在额定蒸汽参数（温度、压力）、额定给水温度和使用设计燃料时，每小时的最大连续蒸发量。

12：汽包的虚假水位：锅炉负荷变化引起汽包水位变化和汽包压力变化，两种变化对于蒸汽含量和汽水比体积的影响方向是相反的，因此会引起汽包水位的不真实变化。

13：标准煤：规定定压低位发热量为29308kJ/kg的煤为标准煤。

14：热机：凡是能将热能转换为机械能的机器统称为热力发动机。

15：煤粉细度：取一定数量的煤粉样放入某一尺寸的筛子上进行筛分，当有ag煤粉留在筛面上，bg煤粉通过筛孔落下，刚筛子上剩余的煤粉的质量占原煤粉样总质量的百分数，即为煤粉细度。

16、过量空气系数：实际送入炉膛的空气量与理论空气量的比值。

二、简答和分析1、锅炉按燃烧方式可分为哪几种，我国电站锅炉多采用哪种燃烧方式?答：锅炉按燃烧方式分为层燃炉、室燃炉和流化床。

室燃炉在我国电站用得更多。

2、解释锅炉汽包水位瞬时升高出现“虚假水位”的原因。

答：锅炉负荷变化时，由于蒸汽用量突增，会导致蒸汽压力变小，从而引起水位上升，这与负荷变化引起汽包水位变化方向相反，便会引起水位的虚高，3、有没有500℃的水？为什么？答：没有。

发电厂动力部分前言第1章水力发电的原理基础11.1水电站的类型11.1.1水电站概述11.1.2水电站的分类11.2水轮机的主要类型51.2.1反击式水轮机51.2.2冲击式水轮机71.3水轮机的型号和装置形式91.3.1水轮机的型号91.3.2水轮机的装置形式111.4水轮机的基本工作参数151.5水轮机的工作原理171.5.1水轮机的基本方程式171.5.2水轮机的能量损失及效率21复习与思考题24第2章水轮机的结构252.1反击式水轮机的引水部件252.1.1蜗壳的主要特性272.1.2蜗壳的结构302.2反击式水轮机的导水部件322.2.1导水部件的作用和类型322.2.2导水部件的结构332.3反击式水轮机的工作部件442.3.1混流式水轮机转轮452.3.2轴流式水轮机转轮522.4反击式水轮机的泄水部件622.4.1尾水管的作用622.4.2尾水管的类型及性能642.4.3尾水管中的水流情况652.4.4尾水管的选择662.5反击式水轮机的主轴和导轴承67 2.5.1反击式水轮机的主轴672.5.2反击式水轮机的导轴承712.6水斗式水轮机的结构732.6.1水斗式水轮机的装置形式73 2.6.2水斗式水轮机构主要部件73复习与思考题79第3章水电厂的辅助设备803.1水轮机主阀803.1.1主阀的作用803.1.2主阀的类型和结构813.1.3主阀的开关条件853.1.4主阀的操作方法853.2水电厂油系统853.2.1油的类别及用途863.2.2油的主要质量指标873.2.3油系统的任务893.2.4油的劣化及油的净化处理89 3.2.5水电厂油系统原理923.2.6油系统中的自动化元件943.3水电厂气系统943.3.1水电厂气系统的组成和用途94 3.3.2水电厂气系统原理973.3.3气系统中的自动化元件993.4水电厂水系统1003.4.1小电厂水系统的组成和用途100 3.4.2技术供水的水源和供水方式1013.4.3水电厂技术供水系统原理1033.4.4水系统中的自动化元件104复习与思考题105第4章水轮机调节和水轮发电机组运行106 4.1水轮机调节概述1064.1.1水轮机调节任务1064.1.2水轮机调节原理1074.1.3水轮机调速器分类1084.1.4水轮机调速器的结构组成1094.2水轮机调速器的工作原理1094.2.1离心摆1094.2.2液压放大器1114.2.3负反馈的调节规律1154.3水轮发电机组的操作步骤1214.3.1机组正常开机操作步骤1214.3.2机组正常停机操作步骤1214.3.3机组事故停机操作步骤1224.3.4机组紧急停机操作步骤1224.4水电厂计算机监控系统1224.4.1计算机监控功能1224.4.2水电厂计算机监控系统的结构124 4.4.3计算机监控机组的操作流程124复习与思考题129第5章火力发电的原理基础1305.1热力学基本概念1305.1.1热力学的常用术语1305.1.2工质的状态参数1315.1.3工质的状态描述1325.2热力系统的能量平衡1345.2.1热力学定律1345.2.2热量传递的基本方法1345.2.3开口系恒定流热力学系统的能量方程1355.2.4卡诺循环1385.3水蒸气的定压形成过程1395.3.1水蒸气的形成过程1395.3.2水蒸气形成T-s图上的一点、两线、三区域、五状态141 5.4水蒸气动力循环1425.4.1朗肯循环142。

发电厂动力部分锅炉设备一、简介在发电厂的动力部分，锅炉设备是重要的组成部分之一。

它负责将燃料燃烧产生的热能转化为水蒸气，进而驱动汽轮机发电。

本文将介绍发电厂动力部分锅炉设备的基本原理、分类以及常见的应用。

二、锅炉设备的原理锅炉设备的基本原理是利用火热能将水加热为水蒸气。

其主要组成部分包括炉膛、管束、冷凝器等。

1. 炉膛炉膛是锅炉中进行燃烧的区域。

燃料燃烧产生的热能在炉膛中释放，并将水加热为热水或水蒸气。

根据燃料的种类不同，炉膛有多种不同的结构，如燃煤锅炉的燃烧方式可以是层燃、布燃等。

2. 管束管束是将炉膛中释放出的热能传递给水的部分。

它通常由水管或汽管组成，通过管道将水或水蒸气与烟气进行换热，使水得到加热。

3. 冷凝器冷凝器是锅炉系统的一个重要组成部分，它主要用于将水蒸气在经过汽轮机发电后的余热进行回收利用。

冷凝器中的冷凝管束能将余热转化为热水，然后重新送回锅炉中继续循环使用。

三、锅炉设备的分类根据锅炉的用途和结构特点，锅炉设备可以进行分类。

常见的分类有以下几种：1. 按用途分类根据锅炉的用途不同，可以将锅炉设备分为工业锅炉、发电锅炉、生活锅炉等。

其中，工业锅炉主要应用于工业生产中的热能供给，发电锅炉主要用于发电厂的动力部分，而生活锅炉则用于居民生活中的供暖或供热。

2. 按结构分类根据锅炉设备的结构特点，可以将锅炉分为水管锅炉、火管锅炉等。

水管锅炉的特点是水管布置在炉壁上，通过管束将水加热为水蒸气；而火管锅炉则是通过管束将烟气与水进行换热。

3. 按燃料类型分类根据锅炉燃料的种类，可以将锅炉分为燃煤锅炉、燃油锅炉、燃气锅炉等。

不同的燃料类型在燃烧过程中会产生不同的热值和烟气成分，因此需要根据实际情况选择合适的锅炉设备。

四、常见的锅炉设备应用锅炉设备广泛应用于各个领域，下面是几个常见的锅炉设备应用：1. 发电厂动力部分锅炉设备发电厂的动力部分通常使用大型的发电锅炉设备。

这些锅炉设备采用高效燃烧技术，能够将燃料的热能充分利用，提高发电效率。

1、热力系统分类：封闭系、开口系、绝热系、孤立系封闭系：与外界之间不存在物质交换的系统开口系：与外界之间既存在物质交换，也存在能量交换的系统绝热系：与外界之间不存在热交换的系统孤立系：与外界之间既无物质交换，也无能量交换的系统2、热力学第一定律就是能量转换及守恒定律在热现象上的应用。

其解析式：Q=W+ΔU或者q=w+Δu 对于任意的封闭系，输入系统的热量被分成了两部分，一部分用于与外界交换的功，一部分则成为系统内部能量的变化。

h=u+pv h为质量焓或比焓P103、热力学第二定律一切自发过程都是不可逆的。

热从高温传向低温、功转变为热都是不可逆的自发过程，要使其反方向进行，必须付出代价。

P11熵增原理指出：在经历任意过程之后，孤立系统的熵只会增加或保持不变，但永远不会减少。

4、卡诺循环过程、卡诺循环热效率计算式P125、水蒸气定压形成过程P16 图2-1 2-2包括三个阶段：预热阶段、汽化阶段、过热阶段产生过程：过冷水、饱和水、湿蒸汽、干饱和蒸汽、过热蒸汽6、5种循环：卡诺循环、郎肯循环、再热循环、回热循环、热电联产循环注意他们定义7、热风将制粉系统所磨制的煤粉，经炉壁上的燃烧器输入炉膛着火燃烧，输送煤粉的这股热风称为一次风。

8、燃料燃烧需要大量空气，除输送煤粉的热空气之外，还必须另外再送入一股数量较大的热空气，通过燃烧器使两者在炉内混合、燃烧。

这股直接用于助燃的热空气称为二次风。

9、汽水系统P7610、锅炉按蒸汽压力分类：高压锅炉、超高压锅炉、亚临界压力锅炉、超临界压力锅炉锅炉按水冷壁内工质的流动动力分类：自然循环锅炉、强制循环锅炉、直流锅炉11、煤的成分：灰分、固定碳、挥发分、水分12、发热量：燃料的发热量是指每千克收到基燃料完全燃烧时所放出的热量，单位kj/kg燃料发热量分为定压高位发热量Q ar,gr,p和定压低位发热量Q ar,net,p13、规定Q ar,net,p=29308kj/kg（7000kcal/kg）的煤为标准煤。

《发电厂动力部分》复习要点第一章热能与机械功的转换原理1．工质、各种热力系统的定义或者特性2．可逆过程与准平衡（准静态）过程的定义与特性3．卡诺循环相关计算第二章水蒸汽动力循环1．水蒸汽基本概念及其汽水相变特点；2．水蒸汽热力过程：重点掌握热功转换和绝热节流过程的功能转换特点及相关概念。

3．蒸汽在喷管中流动的计算与喷管选型。

第三章热量传递的基本规律1．朗肯循环、中间再热循环、回热循环的特点及经济性分析。

2．导热与辐射换热的基本定义与规律，重点掌握多层壁的导热及包覆腔体的辐射换热的规律及其计算。

3．换热器的分类特性第四章火力发电厂锅炉设备1．火力发电厂主体设备组成、锅炉设备的组成；2．锅炉各受热面的换热特性及其作用，主要的调温装置有那些，低温腐蚀防止手段（方法）；3．直流锅炉与自然循环锅炉的结构特点（主要在于水冷壁的结构形式方面）；4、煤燃料的特性与分类，煤粉制备系统组成、特点，煤粉气流的燃烧过程特点与配风形式。

第五章电厂锅炉热经济性及运行调节1．锅炉热平衡、热效率的定义，锅炉热平衡测试方法；2．锅炉燃烧调节、气温调节、水位调节的原因、意义和内容；3．锅炉运行与监视的目的与内容（任务）。

第六章火力发电厂汽轮机设备及其工作原理1．重点掌握以下概念汽轮机的临界转速；级的反动度；汽轮机的相对内效率；.汽轮机的“级”；级的部分进汽度；汽耗率；热耗率。

2．重点掌握以下内容的理解和应用汽轮机型号的表示方法；汽轮机分类；多级汽轮机的工作特点；汽轮机盘车装置的作用；汽轮机总体结构特点；联轴器的分类；轴承的分类；汽轮机级内损失的种类；湿汽损失产生的原因与对策；汽缸的作用及大型汽轮机的汽缸通常做成多层缸结构目的；轴封装置的作用；抽气器的分类及应用场合；凝汽设备的作用。

第七章汽轮机调节原理和运行的基本知识1．重点掌握以下概念机组的转速变动率；调节系统的静态特性；调节系统的静态特性曲线；一次调频；二次调频；汽轮机的胀差；汽轮机启动；滑参数启动；同步器。