适用场景:电力企业新员工培训、电力系统参观学习
本文要点:火力发电原理解析、汽水系统流程分析、电气设备配置说明
行文逻辑:了解发电厂分类→掌握火力发电原理→分析燃烧系统流程
一、实习名称:电力认识实习
二、实习内容:相关知识课程学习、参观工程中心电力系统的一些模型、参观华能电厂
三、实习报告以及心得体会:
通过对南京华能电厂的参观,使我系统、全面地对火力发电的有关知识有了感知了解,对所学专业也有了进一步的深入认识,对电力行业的发展更加关心了。以下是我实习中所学知识及深刻感触及认识。
第一部分对火力发电的认识
一、发电厂分类
(一)按燃料分:
燃煤发电厂,燃油发电厂,燃气发电厂,余热发电厂,以垃圾及工业废料为燃料的发电厂;
(二)按蒸汽压力和温度分
中低压发电厂,高压发电厂,超高压发电厂,亚临界压力发电厂,超临界压力发电厂;
(三)按原动机分
凝气式汽轮机发电厂,燃气轮机发电厂,内燃机发电厂,蒸汽燃汽轮机发电厂等;按输出能源分,凝汽式发电厂(只发电),热电厂(发电兼供热);
(四)按发电厂装机容量分
小容量发电厂(100MW以下),中容量发电厂(100250MW),大中容量发电厂(2501000MW),大容量发电厂(1000MW以上);
二、火力发电原理
火力发电厂简称火电厂,是利用煤、石油、天然气作为燃料生产电能的工厂,它的基本生产过程是:燃料在锅炉中燃烧加热水使成蒸汽,将燃料的化学能转变成热能,蒸汽压力推动汽轮机旋转,热能转换成机械能,然后汽轮机带动发电机旋转,将机械能转变成电能。主要有蒸汽动力发电厂、燃气轮机发电厂、内燃机发电厂几种类型。
火力发电的生产过程从能量转换的角度看,即燃料的化学能→蒸汽的热势能→机械能→电能。在锅炉中,燃料的化学能转变为蒸汽的热能;在汽轮机中,蒸汽的热能转变为轮子旋转的机械能;在发电机中机械能转变为电能。炉、机、电是火电厂中的主要设备,亦称三大主机。与三大主机相辅工作的设备成为辅助设备或称辅机。主机与辅机及其相连的管道、线路等称为系统。火电厂的主要系统有燃烧系统、热力系统、汽水系统、电气系统等。(见流程图)
三、燃烧系统
燃烧系统是由输煤、磨煤、粗细分离、排粉、给粉、锅炉、除尘、脱流等组成。是由皮带输送机从煤场,通过电磁铁、碎煤机然后送到煤仓间的煤斗内,再经过给煤机进入磨煤机进行磨粉,磨好的煤粉通过空气预热器来的热风,将煤粉打至粗细分离器,粗细分离器将合格的煤粉(不合格的煤粉送回磨煤机),经过排粉机送至粉仓,给粉机将煤粉打入喷燃器送到锅炉进行燃烧。而烟气经过电除尘脱出粉尘再将烟气送至脱硫装置,通过石浆喷淋脱出流的气体经过吸风机送到烟筒排人天空。
四、热力系统及辅助设备
汽轮机部分的辅助设备有凝汽器、水泵、回热加热器、除氧器等。把锅炉、汽轮机及其辅助设备按汽水循环过程用管道和附件连接起来所构成的系统,叫做发电厂的热力系统。
发电厂的热力系统按照不同的使用目的分为“原则性热力系统”、“全面性热力系统”、“汽轮机组热力系统”等
五、汽水系统
火力发电厂的汽水系统是由锅炉、汽轮机、凝汽器、高低压加热器、凝结水泵和给水泵等组成,他包括汽水循环、化学水处理和冷却系统等。水在
锅炉中被加热成蒸汽,经过热器进一步加热后变成过热的蒸汽,再通过主蒸汽管道进入汽轮机。由于蒸汽不断膨胀,高速流动的蒸汽推动汽轮机的叶片转动从而带动发电机。为了进一步提高其热效率,一般都从汽轮机的某些中间级后抽出作过功的"部分蒸汽,用以加热给水。在现代大型汽轮机组中都采用这种给水回热循环。此外,在超高压机组中还采用再热循环,既把作过一段功的蒸汽从汽轮机的高压缸的出口将作过功的蒸汽全部抽出,送到锅炉的再热汽中加热后再引入气轮机的中压缸继续膨胀作功,从中压缸送出的蒸汽,再送入低压缸继续作功。在蒸汽不断作功的过程中,蒸汽压力和温度不断降低,最后排入凝汽器并被冷却水冷却,凝结成水。凝结水集中在凝汽器下部由凝结水泵打至低压加热再经过除氧气除氧,给水泵将预加热除氧后的水送至高压加热器,经过加热后的热水打入锅炉,再过热器中把水已经加热到过热的蒸汽,送至汽轮机作功,这样周而复始不断的作功。在汽水系统中的蒸汽和凝结水,由于疏通管道很多并且还要经过许多的阀门设备,这样就难免产生跑、冒、滴、漏等现象,这些现象都会或多或少地造成水的损失,因此我们必须不断的向系统中补充经过化学处理过的软化水,这些补给水一般都补入除氧器中。
汽水系统流程包括锅炉、汽轮机、凝汽器及给水泵等组成的汽水循环和水处理系统、冷却水系统等。
水在锅炉中加热后蒸发成蒸汽,经过热器进一步加热,成为具有规定压力和温度的过热蒸汽,然后经过管道送入汽轮机。
在汽轮机中,蒸汽不断膨胀,高速流动,冲击汽轮机的转子,以额定转速(3000r/min)旋转,将热能转换成机械能,带动与汽轮机同轴的发电机发电。
在膨胀过程中,蒸汽的压力和温度不断降低。蒸汽做功后从汽轮机下部排出。排出的蒸汽称为乏汽,它排入凝汽器。在凝汽器中,汽轮机的乏汽被冷却水冷却,凝结成水。
六、电气系统(发电系统)
电气系统包括发电机、励磁系统、厂用电系统和升压变电站等。发电机的机端电压和电流随其容量不同而变化,其电压一般在10~20kV之间,电流可达数千安至20kA。因此,发电机发出的电,一般由主变压器升高电压后,经变电站高压电气设备和输电线送往电网。极少部分电,通过厂用变压器降低电压后,经厂用电配电装置和电缆供厂内风机、水泵等各种辅机设备和照明等用电。
凝汽器下部所凝结的水由凝结水泵升压后进入低压加热器和除氧器,提高水温并除去水中的氧(以防止腐蚀炉管等),再由给水泵进一步升压,然后进入高压加热器,回到锅炉,完成水蒸汽水的循环。给水泵以后的凝结水称为给水。
汽水系统中的蒸汽和凝结水在循环过程中总有一些损失,因此,必须不断向给水系统补充经过化学处理的水。补给水进入除氧器,同凝结水一块由给水泵打入锅炉。
七、变电所主要电气设备
变电所是电力系统中联系发电厂与用户的中间环节.具有汇集电能和分配电能、变换电压和交换功率等功能,装有多种电气设备的场所。根据其在电力系统中所起的作用,可分为升压变电所和降压变电所;根据设备安装位置.可分为户外变电所、户内变电所、半户外变电所和地下变电所。变电所内一次电气设备主要有变压器、断路器、隔离开关、避雷器、电流互感器、电压互感器、高压熔断器、负荷
开关等。有些变电所还有高压串并联电抗器、电容器以及消弧线圈等电气设备,用于调相、调压、电力系统稳定、限制工频过电压和潜供电流等需要。变电所的一次电气设备通过母线组成不同电压的配电装置,并配备有继电保护和自动装置、测量仪表、自动控制系统及远动通信装置。
第二部分对电能和清洁能源、新能源的认识
一、短期内火电仍是主要电源清洁能源发电将受高度重视国家发改委副主任、能源局局长张国宝2月3日在全国能源工作会议上的讲话,勾勒出我国电力行业未来的发展路径,但未来火电增长将放缓;清洁能源发电尤其是核电将受到高度重视;电网将趁当前电力需求疲软加大投资力度。
中电联预计,20xx年全年电力总投资将达到6500亿元左右。其中,电源投资仍然在3000亿元左右,水电、核电、风电等可再生能源投资比例特别是核电投资比例将继续提高;电网投资规模继续扩大,全年电网投资(包括各类技改投资)预计在3500亿元左右。
20xx年我国火电行业整体亏损达392亿元,同比下降164.87%。在我国电源结构中,火电装机的比重一直在75%以上。根据中电联发布的数据,截止到20xx年底,全国发电设备容量79253万千瓦,其中火电60132万千瓦,约占总容量的75.87%。
我国未来能源结构的设定将尽量把煤炭的比重控制在一定范围内,这决定了火电未来发展将趋缓。
国家发改委副主任、能源局局长张国宝要求积极发展可再生能源和新能源,改善我国能源结构,不断提高清洁能源在我国一次能源消费中的比重。数据显示,20xx年我国电力结构进一步优化,水力、风电和核能等清洁能源及可再生能源发展迅速,水电装机达1.7亿千瓦,居世界第一位,风电装机1200万千瓦,核电装机910万千瓦。
目前,核电装机仅占我国电力总装机的1.1%,仅占一次能源消费的0.77%,不仅同世界一些发达国家相比差距很大,而且远远低于世界平均水平。根据各国的实践经验,核电发电成本已经低于燃煤发电成本15%以上。同时,核电与消耗矿物燃料的电站相反,并不释放二氧化碳、硫和一氧化碳,对于减轻日益沉重的环境压力无疑是极为有利的。
在众多清洁能源发电的发展前景中,厦门大学能源经济学专家林伯强更看好核电的未来。他对中国证券报记者表示,目前来看,水电和风电都依赖于自然资源,以后的开发成本将越来越高,而核电的发展则相反,随着技术的不断成熟,核电的建设成本将越来越低。①
二、新能源的发展具有广阔前景
20xx年1月下旬华南、中南地区的大雪使煤电油运面临严峻考验,党和国家领导人高度关注电煤供应。罕见的暴风雪使国家领导人寝食不安,也使“电荒”问题更加突出,其实在暴风雪来临之前,电、煤的问题已经成为人们关心和担心的话题。我国的电源主要是火力发电,但随着我国经济的快速发展,寻找并大力发展新能源发电是势在必行的选择。我们一方面要提倡节约电能,但这终究不是治本之策,另一方面必须及时快速发展新能源发电,只有这样才能缓解电能紧张这一突出问
题。对我们化工行业来说,应该敏锐抓住新能源发电契机,大力推动新材料配套产业,既实现了自身发展,也为能源供应缓解做出贡献。
新能源是指传统能源之外的各种能源形式.包括太阳能、风能、生物质能、地热能、水能和海洋能以及由可再生能源衍生出来的生物燃料和氢所产生的能量.利用新能源发电以其环保性和经济性特点越来越得到人们的青睐,它已经成为一些发达国家解决电力系统问题的一个重要辅助手段。
第三部分对学好“电力系统及其自动化”专业课程的感想
通过实习,使我对“电力系统及其自动化”专业有了直接和间接的进一步了解。该专业主要是对电能生产、传输和管理实现自动控制、自动调度和自动化管理。电力系统是一个地域分布辽阔,由发电厂、变电站、输配电网络和用户组成的统一调度和运行的复杂大系统。电力系统自动化的领域包括生产过程的自动检测、调节和控制,系统和元件的自动安全保护,网络信息的自动传输,系统生产的自动调度,以及企业的自动化经济管理等。电力系统自动化的主要目标是保证供电的电能质量(频率和电压),保证系统运行的安全可靠,提高经济效益和管理效能。
专业主要领域:按照电能的生产和分配过程,电力系统自动化包括电网调度自动化、火力发电厂自动化、水力发电站综合自动化、电力系统信息自动传输系统、电力系统反事故自动装置、供电系统自动化、电力工业管理系统的自动化等7个方面,并形成一个分层分级的自动化系统:区域调度中心、区域变电站和区域性电厂组成最低层次;中间层次由省(市)调度中心、枢纽变电站和直属电厂组成,由总调度中心构成最高层次。而在每个层次中,电厂、变电站、配电网络等又构成多级控制。
为了实现以上工作的要求,我深刻认识到下面大三、大四的专业课程的重要性。虽然课程门数多、难度大,但是我们必须正确认真地掌握。以下就是本人查阅整理的即将开设的主要专业课程:电机学A、数字电子技术、电力系统稳态分析、电机检修实习、电子实习、数字电子技术实验、数字电子技术课程设计、电力系统暂态分析、发电厂电气部分、电力系统继电保护、自动控制原理课程设计、电力系统自动装置、电力系统计算、电网监控技术、电力系统可靠性、同步机机电暂态分析直流输电技术、MATLAB应用基础、电力系统微机保护、电气图识读。
本次认识实习虽然主要目的是认识和了解发电厂电气设备,但是同时也为后续专业课打下基础。在实习过程中,我们了解到了电能的生产过程,认识了许多电气设备,如:发电机、变压器、母线、隔离开关、断路器、电压互感器、电流互感器、避雷器等。把我们的理论知识和课本上的联系起来,
通过这次的实习,我对自己的专业有了更为详尽而深刻的了解,对实际操作有了更多的了解,增强了专业知识的感性面及认识面对所学的专业有了新的认识。从这次实习中,我体会到了实际的工作与书本上的知识是有一定距离的,并且需要进一步的再学习。实习结束后使我对电厂有了初步的了解。这是我们走入电力系统的第一个驿站,能够来到这儿,我们深感自豪。这次实习中,我体会到,如果将我们在大学里所学的知识与更多的实践结合在一起,使一个本科生具备较强的处理基本实务的能力与比较系统的专业知识,这才是我们学习与实习的真正目的。
适用场景:水电站设备参观学习、电力运行操作培训
本文要点:水轮发电机铭牌参数记录、贯流式机组技术规范、水机运行数据监测
行文逻辑:参观厂房设备→学习安全规程→了解发电流程→操作运行数据→总结实习经验
一、实习时间:
实习地点:xxx水电站
二、实习目的及意义:
通过实习,从而把书本上的理论和现实中的技术结合起来,让我们对所学过的各种仪器设备有一个感性的直观认识;并从实习中提高我们的交流团结协作能力,用所学过的知识去分析解决现实中的问题。除此外,实习还是我们在大学期间的最后一次特殊的学习,是一门意义重大的必修课,给我们去电力部门工作打下扎实的基础,同时也为继续深造的同学一次实践的机会。
三、实习单位
xxx电站是一座位于沱江流域的小水电站,它属于四川富益电力股份有限公司,而四川富益电力股份有限公司是一家集“发、输、配、供、用、建、管”于一体的集团型电力生产经营企业,曾荣获四川省“工业企业效益500强”、自贡市“工业企业利税前十强”称号,保持省级银企合作“诚实守信单位”、自贡市“A级纳税信用等级”。
xxx电站以发电为主,兼有防洪、灌溉、航运等综合利用效益。库区容量有4120亿立方米,为下游农业灌溉等提供了很多方便;电站内现有三台发电机组,每台机组的装机容量是6900KW,设计年发电量合计1。73万千瓦时,供电人口100万人,受益面积15万公顷。
四、实习内容:
当我来到黄泥滩时,心情特别激动,这是我平生第一次进入水电站,也是我第一次真正意义上利用专业知识进行实际操作实习。
到站当天,受到电站领导和员工的热情接待。随后,由领导给我们讲了进入厂房的注意事项和相关的规定,由于我们是进行的电方面的操作,所以需时时处处注意安全,切实尊守安全操作规程,听从安排,长能确保人身、设备、仪器的安全,避免给个人和集体造成损失。当我们了解完这一切后,正式进入实习环节。
首先,我们的任务是参观电站设备等。先进入的是厂房,厂房又分为上部结构和下部结构,上部结构包括各层楼板及其梁柱系统、吊车梁和构架、以及屋顶及围护墙等。其作用主要为承受设备重量、活荷重和风雪荷载等,并传递给卞部结构;下部结构包括蜗壳、尾水管和尾水墩墙等结构。对于河床式厂房,下部结构中还包括进水口结构。其作用主要为承受水荷载的作用、构成厂房的基础,承受上部结构、发电支承结构,将荷载分布传给地基和防渗等。接着我们观看了发电机组和它的一些控制设备,那些控制设备都是记录有关发电机的运行状态,比如发电机运行时的.温度,压力,输入输出的电流,电压等等。
黄泥滩水电站是一个的中小型自动化水电站。需要大量的数据来检查运行状态,所以这的工作人员和技术人员必须每隔一定时间去抄表和检查,他们边工作的同时边给我们讲解有关设备的工作状态和解答我们提出的各种问题,我们从他们口中知道了那些励磁柜用途和原理,并且了解了很多的有关检查设备的方法。接下来我们观看了巨大的水轮机,共有三台,连接水轮机的是压力管道,压力管道是指从水库、前池或调压室向水轮机输送水量的管道。观看完厂房,我们坐船观看了库区以及船闸,工程师给我们讲解了船闸的构造及用途等。
接下来的几天,我们先听取了站内工程师们的讲座。讲座内容为发电站的历史、水电站的分类、水电站的优缺点、水电站的组成与水力发电的流程以及入厂的注意事项和操作规程等。着重对以下内容作的具体的讲解:
(一)水电站基情况:水电站建设投资大,电站建成后运行成本较低,水能是一种环保可再生的能源,利用水电站机组开停比较方便可以做为调峰的职能。小型水电站对环境无大的影响,发电效率很高,能源利用率可达到80%,调节库区水量。不足之处是受自然环境影响较大,坝式水电站涉及库区围堰的淹没。电站按单机容量可分为大中小水电站。组成:挡水线路、泄水线路、排沙设施、发电引水系统、发电系统工程(主要设备水轮发电机组)、灯泡换流式机组(黄泥滩)、出口开关额定电压6300KV主变35KV、调速装置、励磁装置、冷却系统。水力发电工艺流程原理:水的势能通过流道推动水轮机的转动(水能—机械—能电能)转子随水轮机一起转动(制动装置由汽压、油压、水压操动)。主接线一次线路连接原则:运行可靠、检修方便、连接经济。
(二)电业安检作业规程:“安全生产、均匀合作”;电力作业安全适用于:发电、变电、配电农户和其安电气设备;安规:高压设备对地电压大于250V低压设备对地电压小于或等于250V;安全措施分类:全部停电、部分停电、不停电;保证安全的组织措施:工作票制度。剩下的日子,我们按照规定,进行了水机运行、中控运行、机械检修、电气检修等实际的操作,具体内容
(一)水机运行
首先了解水轮发电机的铭牌:型号SF16―16133000。额定电流611A,额定容量6900kVA,额定电压6300V,额定功率因数0。9(滞后),额定频率50HZ,相数3,飞逸转数360r/min,额定励磁电流325A,额定励磁电压260V。再观看周围的控制设备,那些都是记录着有关发电机的运行状态,如发电机运行时的温度,压力,输入输出的电流,电压等等。
黄泥滩用是是贯流式水轮发电机,对于贯流式水轮发电机有如下技术要求:
1、发电机为卧式灯泡贯流式结构,与水轮机共用一根主轴、反向推力轴承与径向轴承共用同一油槽。正向推力轴承和径向轴承均没有高压油顶起装置。
2、发电机采用密闭强迫行循环空气冷却系统,设有了高效轴流同机和6个空气冷战却器。
3、定子、转子绕组均采用F级绝缘结构。
4、主引出线方位为+Y偏—X方向5度,中性引出线方位为+Y偏+X方向5度。
5、发电机没有纵、横联接阻尼绕组及一个接地碳刷装置。
6、测量发电机各部位温度,在定子槽内没有18个平面钢热电阻测量元件,在正反推力轴承、导轴承及各部位温度导轴承及空气冷却器处均埋没WZC—200型温度计并没有信号测温装置。
7、发电机采用机械制动装置,制动器采用气压复位,制动器工作气压0。7MPa,在30%~35%额定转速时连续制作,制动时间约2Min。
8、发电机各部分冷却器允许工作水压0。25MPa,试验压力为0。4MPa。
五、实习总结
通过短暂的实习,让我受益匪浅,以前觉得书本上很空洞的东西现在清楚明了了许多,我真正的感到了“实践出真知”这句话的内涵,自己亲身实践的东西是自己永生难忘的。从小的方面来说,我身切体会到了做好自己工作的重要性,在做事之前,要周全考虑到各个方面,特别是我们学理工的,更要有逻辑思维和一丝不苟的态度来对待事情,例如:在电站中和工作人员一块实习,必须认真负责,要记录好那些数据,并且要检查那些机组的运转是否正常,记录完一定数据还要分析,这些都是技术员必须认真做好的,因为分析数据可以早发现机组运行时的一些运行即将出现的问题,从而做好检修工作,不然的话,若机组一出现故障,那损失是相当巨大的。正是因为他们对工作认真负责、一丝不苟,所以从未发生过重、特大安全事故,希望他们继续保持发扬这种精神。这是我们应该学习的精神。