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- 2006-4-10
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按现行部标，装机容量小于50000kW的为小型；装机容量50000～250000kW的为中型；装机容量大于250000kW为大型
电是商品，具有价值和使用价值，但是电又不是一般的商品，它具有以下几方面特点：
第一，电能的生产、供应、使用几乎是瞬间同时完成的；
第二，它不易储存，没有中间环节；
第三，电能使用总量是随时都在变化的；
第四，发电厂、电力用户通过电力线路和变电站互相连接成电网进行生产和使用，电网是一个不可分割的整体。
第五，电能的质量管理是非常严格的。交流电网的电压和频率的质量，不仅直接影响电力用户终端产品的质量，而且直接关系电网本身的安全和电力用户用电的可靠性。
由于电力生产具有上述特点，这就要求全电网范围内随时进行生产调整，才能和不断变化的用电总量保持平衡，电能质量才能保持在规定的范围内。一个电网内所有发供电单位，都要严格按规定并在统一指挥下进行生产，这就需要对电力生产进行严密的组织指挥，科学的统一调度管理，才能保证电网协调一致、安全稳定地运行。这种管理严密、技术复杂的系统工程需要有一科学的、权威的法律规范，作为行为准则，以保证电网统一调度的实施。
电力工业主要包括5个生产环节。①发电，包括火力发电、水力发电、核能和其他能源发电；②输电，包括交流输电和直流输电：③变电；④配电；⑤用电，包括用电设备的安装、使用和用电负荷的控制，以及将这5个环节所存在的设备连接起来的电力系统，此外，还包括规划、勘测设计和施工等电力基本建设，电力科学技术研究和电力机械设备制造。
电力技术，按照技术的定义是形成电力产业、发展电力产业的综合的知识体系，它随现代科学技术的发展而不断向前发展。电力技术的发展推动电力工业的发展，电力工业的发展史就是电力技术的发展史；电力工业的发展需要更先进的技术支持，反过来促进电力技术的发展。因此，电力工业发展必须依靠科学技术进步，电力科学技术的研究必须面向电力建设，为电力工业发展服务。
(1)、火力发电厂:火力发电是利用燃烧燃料 (煤、石油及其制品、天然气等)所得到的热能发电。火力发电的发电机组有两种主要形式:利用锅炉产生高温高压蒸汽冲动汽轮机旋转带动发电机发电,称为汽轮发电机组;燃料进入燃气轮机将热能直接转换为机械能驱动发电机发电,称为燃气轮机发电机组。火力发电厂通常是指以汽轮发电机组为主的发电厂。
(2)、水力发电厂:水力发电是将高处的河水(或湖水、江水)通过导流引到下游形成落差推动水轮机旋转带动发电机发电。以水轮发电机组发电的发电厂称为水力发电厂。
水力发电厂按水库调节性能又可分为:
①、径流式水电厂:无水库,基本上来多少水发多少电的水电厂;
②、日调节式水电厂:水库很小,水库的调节周期为一昼夜,将一昼夜天然径流通过水库调节发电的水电厂;
③、年调节式水电厂:对一年内各月的天然径流进行优化分配、调节,将丰水期多余的水量存入水库,保证枯水期放水发电的水电厂;
④、多年调节式水电厂:将不均匀的多年天然来水量进行优化分配、调节,多年调节的水库容量较大,将丰水年的多余水量存入水库,补充枯水年份的水量不足,以保证电厂的可调出力。
(3)、核能发电厂:核能发电是利用原子反应堆中核燃料(例如铀)慢慢裂变所放出的热能产生蒸汽(代替了火力发电厂中的锅炉)驱动汽轮机再带动发电机旋转发电。以核能发电为主的发电厂称为核能发电厂,简称核电站。根据核反应堆的类型,核电站可分为压水堆式、沸水堆式、气冷堆式、重水堆式、快中子增殖堆式等。
(4)、风力发电场:利用风力吹动建造在塔顶上的大型桨叶旋转带动发电机发电称为风力发电,由数座、十数座甚至数十座风力发电机组成的发电场地称为风力发电场。
(5)、其他还有地热发电厂、潮汐发电厂、太阳能发电厂等。
在水电站(厂)中，水轮发电机组发出的电力功率称为出力，河川中某断面水流的出力则表示该段水能资源。所谓水流的出力就是单位时间内的水能。
N=9．81ηQH
式中，Q为流量(m3/S)；H为水头(m)；N为水电站出力(W)；η为水轮发电机的效率系数。
对于小型水电站出力近似公式为 N=(6．0～8．0)QH
年发电量公式为 E=N• F
式中，N为平均出力；T为年利用小时数。
水力资源的开发方式是按照集中落差而选定，大致有三种基本方式：即堤坝式、引水式和混合式等。但这三种开发方式还要各适用一定的河段自然条件。按不同的开发方式修建起来的水电站，其枢纽布置、建筑物组成等也截然不同，故水电站也随之而分为堤坝式、引水式和混合式三种基本类型。
火力发电厂简称火电厂，是利用煤、石油、天然气或其他燃料的化学能生产电能的工厂。火电厂主要组成部分为：
（1）锅炉及附属设备厂，确保燃料的化学能转化为热能。
（2）汽轮机及附属设备，确保热能变为机械能。
（3）发电机及励磁机，确保机械能变为电能。
（4）主变压器把电能提升为高压电输送给输电线路。
根据容量的大小，可将电厂分为大型火电厂、中型火电厂、和小型火电厂。但是，这里所说的大、中、小是一种相对的提法，如70年代认为是大型的火电厂，在90年代则被认为是中型甚至是小型电厂。
按工质初参数的高低，可将电厂分为低压、中压、高压、超高压、亚临界、超临界压力等几种火电厂：按燃料的不问，可区分为燃煤、燃油和燃气等几类火电厂，按照原动机的不同，可分为汽轮机组发电厂、燃气轮机发电厂、汽轮机-燃气轮机发电厂等；按照主厂房的建造和结构特点，可分为封闭式火电厂、半露天火电厂和露天火电厂；按照其功用的不同，可分为凝汽式发电厂和热电厂，前者安装凝汽式机组，后者安装供热机组（也称热化机组）。
火电厂的种类虽然很多，但从能量转换的观点分析，其基本过程则都是相同的，即：将燃料的化学能--热能--机械能--电能。
这里介绍的是汽轮机发电的基本生产过程。火力发电厂的燃料上要有煤、石油（主要是重油、天然气）。我国的火电厂以燃煤为主，过去曾建过一批燃油电厂，日前的政策是尽量压缩烧油电厂，新建电厂全部烧煤。
火力发电厂由三大主要设备——锅炉、汽轮机、发电机及相应辅助设备组成，它们通过管道或线路相连构成生产主系统，即燃烧系统、汽水系统和电气系统。
用火车或轮船运入发电厂储煤场的煤，经过碎煤设备破碎后，由皮带运输机送入锅炉房内的原煤仓。煤从原煤仓落入给煤机，在其中研制成煤粉，同时送入热空气来干燥和输送煤粉。磨制好的煤粉，经粗粉分离器除去部分不合格的煤粉后进入旋风分离器，在其中空气和煤粉得以分离，分离出来的细粉进入煤粉仓。煤粉由给煤机送入输粉管，而旋风分离器中的空气则由排粉机抽出。煤粉和空气在输粉管内混合后，由喷燃器喷入炉膛内进行燃烧。由送风机送来的空气，在进入炉膛之前，先在空气预热器中接受排烟预热，以减少排烟热损失，并提高空气温度，改善燃烧过程。炉膛内的燃烧产物——高温烟气，在引风机的拔风作用下，沿着锅炉本体倒U形烟道依次流过炉膛、过热器、省煤器和空气预热器，将热量逐步传递给水、蒸汽和空气。降温后的烟气流入除尘器进行净化，净化除尘后的烟气则被引风机抽出，排入大气。将燃料的化学能装换为热能。
锅炉产生的新蒸汽进入汽轮机后逐级进行膨胀，蒸汽部分热能就转变为汽流动能；高速汽流施加作用力于汽轮机的叶片上，推动了叶轮连同整个转子旋转，汽流的动能于是被转换成汽轮机轴上的机械能。汽轮机带动发电机，利用切割磁力线感应原理，将原动机的机械能变为电能输出。
利用煤、石油、天然气等自然界蕴藏量极其丰富的化石燃料发电称为火力发电。按发电方式，它可分为汽轮机发电、燃气轮机发电、内燃机发电和燃气一蒸汽联合循环发电，还有火电机组既供电又供热的“热电联产（热电厂）”。
汽轮机发电又称蒸汽发电，它利用燃料在锅炉中燃烧产生蒸汽，用蒸汽冲动汽轮机，再由汽轮机带动发电机发电。这种发电方式在火力发电中居主要地位，占世界火力发电总装机的95％以上。
内燃机和燃气轮机发电均称燃气发电。
内燃机发电主要指功率较大的柴油机发电。柴油机系统压缩点火式发动机，将吸入的空气用活塞压缩到高温与喷入的燃油着火燃烧产生高温高压，推动机械旋转运动，带动发电机发电，它的优点是单位容量重量轻，占地面积小，投资省，建设速度快，缺点是使用燃料价格高，发电成本贵、容量小、维修工作量大、运行周期短，除特殊场合外，多用作尖峰供用电电源和应急电源。目前，最大的单机柴油发电机组功率已达4.5万kW，净发电效率达30％～40％。
燃气轮机是旋转式机械，与柴油机相比更适宜于作为常用发电设备。它通过压气机将空气压缩后送入燃烧室，与喷入的燃料混合燃烧产生高温高压燃气，进入透平机膨胀做功，推动发电机发电。它的单机容量远比汽轮机小，最大功率13～21.6万KW，净发电效率可达35%以上，主要用于尖峰负荷。
把燃气发和蒸汽发电组合起来就是燃气、蒸汽联合循环发电，有较高的电能转换效率。
(l)单位千瓦投资，是每千瓦装机需要的投资。
(2)单位电能投资，是每千瓦时电量需要的投资。
(3)电能成本，是每千瓦时电量支付的费用。
(4)装机年利用小时数，是衡量水电站设备利用程度。
(5)电能售价，是每千瓦时电量售给电网的价格。
水电站主要经济指标按下列公式计算：
单位千瓦投资=水电站建设总投资/水电站总装机容量
单位电能投资=水电站建设总投资/水电站多年平均发电量
装机年利用小时数=多年平均发电量/总装机容量
所被利用河流段的两个断面水面的高程差称为落差；河源与河口两个断面水面的高程差称为总落差。单位长度的落差称为比降。
指水轮发电机组在年内平均满负荷运行的时间。它是衡量水电站经济效益的重要指标，小水电站年利用小时要求达到3000 小时以上。
无调节水库的电站称为径流式水电站。此种水电站按照河道多年平均流量及所可能获得的水头进行装机容量选择。全年不能满负荷运行，在保证率为80%。，一般仅达到180天左右的正常运行；枯水期发电量急剧下降，小于50％，有时甚至发不出电。即受河道天然流量的制约，而丰水期又有大量的弃水。
水力发电就是利用水力(具有水头)推动水力机械(水轮机)转动，将水能转变为机械能，如果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变成机械能，又变成电能的转"换过程。
天然的水流所蕴藏的位能或动能统称为水能或称水力资源。水力是一种宝贵的自然资源，是取之不尽用之不竭的可再生能源，而且是清净的能源。利用水能的最普遍的形式是建设水电站，利用水流的流量和落差发电，或称为水力发电。世界各国都竞相优先开发水力发电，作为电力工业的重要组成部分。
我国幅员辽阔，河川纵横，是世界上水力资源最丰富的国家之一，水力资源的蕴藏量达6.8亿kW，约占全世界的1／6，居世界第一位，可能开发的容量约4亿kW，年发电量l～2万亿kW·h左右。这相当于每年提供4～8亿吨标准煤或3～6亿吨重油的能量。
水力发电是利用江河水流从高处流到低处存在的位能进行发电。当江河的水由上游高水位，经过水轮机流向下游水位时，以所具流量和落差做功，推动水轮机旋转，带动发电机发出电力。水轮发电机发出的功率P与上下游水位的落差（即水头）H和单位时间流过水轮机的水量（即流量）Q成正比，用公式表示为P=9.81HQη引水系统水轮机和发电机的总效率，一般η≤1.0。
因此，为了有效地利用天然水能，需要用人工修建集中落差和能调节流量的水工建筑，如筑坝形成水库、建设引水建筑物和厂房等，以构成水电站。由于天然水能存在的状态不同，因此，水电站的型式多种多样。
水力发电利用的水能主要是蕴藏于水体中的势能。为实现将水能转换成电能，需要兴建不同类型的水电站。水电站是由一系列建筑物和设备组成的，建筑物主要用来集中天然水能的落差，形成水头，并用水库汇集，调节天然水流的流量，水电站的基本设备是水轮发电机组，水流通过引水建筑物进入水轮机，推动水轮机转动将水能变成机械能，再带动发电机转动，将机械能转换成电能。水能为自然界的再生性能源，随着水的循环周而复始，重复再生。它与矿物燃料等同属一次能源，转换成电能后为二次能源。水电站就是将一次能源转换成二次能源的建筑与设备，同时它还兼有航运，灌溉、养殖等效益。水电站的运行管理费用和发电成本远比燃煤电站为低，而且水能在转换成电能时不发生化学变化，不会对环境造成污染。因此水力发电获得的是一种清洁的能源。
世界上第一座水电站于1878年建成于法国。美国第一座水电站建于美国威斯康辛州阿普尔顿的福克斯河上，由一台水车带动两台直流发电机组成，装机容量25kW，于1882年9月30日发电。欧洲第一座商业性水电站是意大利的特沃意水电站，于1885年建成。装机容量65KW。19世纪90年代起，水力发电在北美、欧洲等许多国家受到重视，利用山区湍急河流、跌水、瀑布等优良地形位置修建了一批数十至数千瓦的水电站。1895年在美国与加拿大边境的尼亚加拉瀑布处建造了一座大型水轮机驱动的3750kW水电站。进入20世纪以后，由于长距离输电技术的发展，使边远地区的水利资源逐步得到分发利用，并向城市及用电中心供电。30年代起水电建设的速度有了更快和更大的发展，由于筑坝、机械、电气等科学技术的进步，己能在各种复杂的自然条件下修建不同类型的水力发电工程。
全世界可开发的水力资源约为22.61亿kW，分布不均匀。各国开发程度亦不相同，西欧一些发达国家如瑞士、法国、意大利、英国等，水能开发程度都已达到90％甚至100％。而水能资源较丰富的发展中国家，开发程度一般还很低。世界上己建成的最大水电站为巴西和巴拉圭两国界河巴拉那河上的伊泰普水电站，装机容量为12600MW，单机容量最大的水轮发电机组为700MW。分别安装在伊泰普水电站和美国的大古力水电站内。
中国是世界上水力资源最丰富的国家，可开发量约3.78亿kW。建国前，全国建成或部分建成水电站共42座，装机容量360MW。建国以后，水电建设有了较快的发展，建设了一大批骨干水电站，其中最大的为长江上的葛洲坝水利枢纽，装机容量2715MW，建设了一大批中型水电站，其中一些串联为梯级,如辽宁浑江上的三个梯级共455.5MW，云南以礼河四个梯级共321.5MW，福建古田溪四个梯级共259MW，东北第二松花江上三个梯级共2650MW等。截止1996年底，全国（不含台湾省）水电统调装机容量达34840MW，约占统调总装机容量的14.8％，占水电可开发容量的9％，1996年水电总发电量为1850亿度，约占全年总发电量的17.2％。 |
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发表于 2007-4-10 15:52
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