发电厂动力部分论文.docx

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发电厂动力部分论文

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一对风力发电的认识

人类社会发展的历史与能源的开发和利用水平密切相关，每一次新型能源的开发都使人类经济的发展产生一次飞跃。

在我们进入21世纪的今天，世界能源结构也正在孕育着重大的转变，即由矿物能源系统向以可再生能源为基础的可持续能源系统转变。

所谓可再生能源就是取之不尽、用之不竭、与人类共存的能源。

它包括太阳能、风能、生物质能、地热能、海洋能等。

在这众多的可再生能源中，目前发展最快、商业化最广泛、经济上最适用的，当数风力发电。

风很早就被人们利用--主要是通过风车来抽水、磨面……。

现在，人们感兴趣的，首先是如何利用风来发电。

球表面大量空气流动所产生的动能。

由于地面各处受太阳辐照后气温变化不同和空气中水蒸气的含量不同，因而引起各地气压的差异，在水平方向高压空气向低压地区流动，即形成风。

风能资源决定于风能密度和可利用的风能年累积小时数。

风能密度是单位迎风面积可获得的风的功率，与风速的三次方和空气密度成正比关系。

据估算，全世界的风能总量约1300亿千瓦，中国的风能总量约16亿千瓦。

风能资源受地形的影响较大，世界风能资源多集中在沿海和开阔大陆的收缩地带，如美国的加利福尼亚州沿岸和北欧一些国家，中国的东南沿海、内蒙古、新疆和甘肃一带风能资源也很丰富。

中国东南沿海及附近岛屿的风能密度可达300瓦／米2（W／m2）以上，3~20米／秒风速年累计超过6000小时。

内陆风能资源最好的区域，沿内蒙古至新疆一带，风能密度也在200~300W／m2，3~20米／秒风速年累计5000~6000小时。

这些地区适于发展风力发电和风力提水。

新疆达坂城风力发电站1992年已装机5500千瓦，是中国最大的风力电站

在自然界中，风是一种可再生、无污染而且储量巨大的能源。

随着全球气候变暖和能源危机，各国都在加紧对风力的开发和利用，尽量减少二氧化碳等温室气体的排放，保护我们赖以生存的地球。

风能的利用主要是以风能作动力和风力发电两种形式，其中又以风力发电为主，

以风能作动力，就是利用风来直接带动各种机械装置，如带动水泵提水等这种风力发动机的优点是：

投资少、工效高、经济耐用。

目前，世界上约有一白多万台风力提水机在运转。

澳大利亚的许多牧场，都设有这种风力提水机。

在很多风力资源丰富的国家，科学家们还利用风力发动机铡草、磨面和加工饲料等。

利用风力发电，以丹麦应用最早，而且使用较普遍。

丹麦虽只有500多万人口，却是世界风能发电大国和发电风轮生产大国，世界10大风轮生产厂家有5家在丹麦，世界60%以上的风轮制造厂都在使用丹麦的技术，是名副其实的“风车大国”。

我国风能资源丰富，可开发利用的风能储量约10亿kW，其中，陆地上风能储量约2.53亿kW（陆地上离地10m高度资料计算），海上可开发和利用的风能储量约7.5亿kW，共计10亿kW。

而2003年底全国电力装机约5.67亿kW。

风是没有公害的能源之一。

而且它取之不尽，用之不竭。

对于缺水、缺燃料和交通不便的沿海岛屿、草原牧区、山区和高原地带，因地制宜地利用风力发电，非常适合，大有可为。

风是一种潜力很大的新能源，人们也许还记得，十八世纪初，横扫英法两国的一次狂暴大风，吹毁了四百座风力磨坊、八百座房屋、一百座教堂、四百多条帆船，并有数千人受到伤害，二十五万株大树连根拔起。

仅就拔树一事而论，风在数秒钟内就发出了一千万马力（即750万千瓦；一马力等于0．75千瓦）的功率!

有人估计过，地球上可用来发电的风力资源约有100亿千瓦，几乎是现在全世界水力发电量的10倍。

目前全世界每年燃烧煤所获得的能量，只有风力在一年内所提供能量的三分之一。

因此，国内外都很重视利用风力来发电，开发新能源。

风力发电的原理，是利用风力带动风车叶片旋转，再透过增速机将旋转的速度提升，来促使发电机发电。

依据目前的风车技术，大约是每秒三公尺的微风速度（微风的程度），便可以开始发电，我们把风的动能转变成机械能，再把机械能转化为电能，这就是风力发电。

风力发电所需要的装置，称作风力发电机组。

这种风力发电机组，大体上可分风轮（包括尾舵）、发电机和铁塔三部分。

（大型风力发电站基本上没有尾舵，一般只有小型（包括家用型）才会拥有尾舵）

风轮是把风的动能转变为机械能的重要部件，它由两只（或更多只）螺旋桨形的叶轮组成。

当风吹向浆叶时，桨叶上产生气动力驱动风轮转动。

桨叶的材料要求强度高、重量轻，目前多用玻璃钢或其它复合材料（如碳纤维）来制造。

（现在还有一些垂直风轮，s型旋转叶片等，其作用也与常规螺旋桨型叶片相同）

由于风轮的转速比较低，而且风力的大小和方向经常变化着，这又使转速不稳定；所以，在带动发电机之前，还必须附加一个把转速提高到发电机额定转速的齿轮变速箱，再加一个调速机构使转速保持稳定，然后再联接到发电机上。

为保持风轮始终对准风向以获得最大的功率，还需在风轮的后面装一个类似风向标的尾舵。

铁塔是支承风轮、尾舵和发电机的构架。

它一般修建得比较高，为的是获得较大的和较均匀的风力，又要有足够的强度。

铁塔高度视地面障碍物对风速影响的情况，以及风轮的直径大小而定，一般在6-20米范围内。

发电机的作用，是把由风轮得到的恒定转速，通过升速传递给发电机构均匀运转，因而把机械能转变为电能。

多大的风力才可以发电呢?

一般说来，3级风就有利用的价值。

但从经济合理的角度出发，风速大于每秒4米才适宜于发电。

据测定，一台55千瓦的风力发电机组，当风速每秒为9.5米时，机组的输出功率为55千瓦；当风速每秒8米时，功率为38千瓦；风速每秒为6米时，只有16千瓦；而风速为每秒5米时，仅为9.5千瓦。

可见风力愈大，经济效益也愈大。

在我国，现在已有不少成功的中、小型风力发电装置在运转。

我国的风力资源极为丰富，绝大多数地区的平均风速都在每秒3米以上，特别是东北、西北、西南高原和沿海岛屿，平均风速更大；有的地方，一年三分之一以上的时间都是大风天。

在这些地区，发展风力发电是很有前途的。

二对水力发电的认识

电力是现代化工业生产和生活不可或缺的动力能量，水力发电是电力工业的一个门类。

建国50多年来，我国的水电事业有了长足的发展，取得了令人瞩目的成绩。

水电在我国的兴起是有其深刻的背景的。

首先，我国有大规模利用水能资源的条件和必要性。

我国水能资源丰富，不论是水能资源蕴藏量，还是可能开发的水能资源，在世界各国中均居第一位。

但是目前我国水能的利用率仅为13％，水力发电前景广阔。

随着我国经济的快速增长，能源消耗总量也大幅度增长，煤炭、石油和天然气这些常规能源的消耗量越来越大，甚至需要依靠进口。

预计到2010年我国大约需要进口1亿t石油，并且其进口依存度将达40％左右，甚至更高。

在这样的情势下，发展新能源就显得非凡重要而紧迫。

而水能就是一种可再生的新能源，它取之不尽用之不竭。

其次，发展水电也是环境保护的需要。

常规发电方式，煤的燃烧过程中排放出大量的有害物质使大气环境受到严重污染，引发酸雨和“温室效应”等多方面的环境问题。

而核能发电有很大的潜在危险性，一旦泄漏造成污染，对环境的破坏作用是不可估量的。

水力发电不排放有害的气体、烟尘和灰渣，又没有核辐射污染，是一种清洁的电力生产，具有明显的优势。

再次，水力发电经过一个多世纪的发展，其工程建设技术、水轮发电机组制造技术和输电技术于完善，单机容量也不断增大。

并且水力发电成本低廉，运行的可靠性高，故其发展极为迅速。

l我国水能资源概况

我国河流众多，径流丰沛，落差巨大，蕴藏着丰富的水能资源。

据统计，我国河流水能资源蕴藏量6．76亿kw，年发电量5922亿kwh；可能开发水能资源的装机容量3．78亿kw，年发电量9200亿kwh。

由于气候和地形地势等因素的影响，我国的水能资源在不同地区和不同流域的分布很不均匀；此外我国水能资源的突出特点是河流的河道陡峻，落差巨大，发源于“世界屋脊”青藏高原的大河流长江、黄河、雅鲁藏布江、澜沧江、怒江等，天然落差都高达5000m左右，形成了一系列世界上落差最大的河流，这是其他国家所没有的。

充分了解我国水能资源的特点，才能在开发过程中因地制宜，合理地充分地利用水能资源。

2我国水电开发现状

一个世纪，非凡是建国以来，经过几代水电建设者的艰苦努力，中国的水电建设从小到大、从弱到强不断发展壮大。

改革开放以来，水电建设更是迅猛发展，工程规模不断扩大。

50年代至60年代初，主要修复丰满大坝和电站，续建龙溪河。

古田等小型工程，着手开发一些中小型水电。

在50年代后期条件逐步成熟后，对一些河流进行了梯级开发，如狮子滩、盐锅峡、拓溪、新丰江、新安江、西津和猫跳河、以礼河等工程。

60年代中期到70年代末这段时期内开工的有龚嘴、映秀湾、乌江渡、碧口、凤滩、龙羊峡、白山、大化等工程。

70年代初第一座装机容量超过1000MW的刘家峡水电站投产。

80年代容量2715MW的葛洲坝水电站建成，之后一系列大水电站相继建设，容量18200MW的三峡工程也于1994年正式开工；到2000年底，全国规模超过1000MW已建和在建的大水电站已有18座。

除了常规水电站以外，我国抽水蓄能电站的建设也取得很大的成绩。

抽水蓄能电站主要建于水力资源较少地区，以适应电力系统调峰的需要。

已建的主要抽水蓄能电站如下：

广州抽水蓄能电站总装机轻易240万kw，是中国第一座也是目前世界上最大的抽水蓄能电站。

电站分两期建设，总装机8台，每期4台，采用30万kw容量可逆式高参数抽水蓄能机组，设计水头535m，额定转速500r／min，综合效率76％。

江天荒坪抽水蓄能电站，总装机容量为180万kw，属日调节纯抽水蓄能电站，年抽水耗电量42．80亿kwh。

华北电网最大的抽水蓄能电厂十三陵抽水蓄能电站，以“十三陵水库”为下池，采用悬挂式塑性混凝土防渗墙技术进行防渗处理，电厂安装4台20万kw混流河逆式水泵水轮机、电动一发电机组，装机容量80万kw。

河北潘家口的混合式抽水蓄能电站，装有1台15万kw常规水轮发电机组，还有3台抽水蓄能机组，每台9万kw，合计装机容量42万kw。

此外，我国在西藏还建设了世界上海拔最高的抽水蓄能电站羊卓雍湖抽水蓄能电站。

其它抽水蓄能电站还有河南宝泉抽水蓄能电站、安徽琅琊山抽水蓄能电站、山东泰安抽水蓄能电站、浙江桐柏抽水蓄能电站、江苏宜兴抽水蓄能电站、河北张河湾抽水蓄能电站。

3我国水电发展面临的问题

我国的水电事业在建国以后有了长足的发展，但还存在很多问题。

例如二滩水电站是四川省建国以来投资最密集、工程最大、技术难度最高的建设项目，但是一投产就面临着资源的巨大浪费和企业的巨额亏损这样的尴尬境地。

这种情况在我国的水电站中普遍存在。

究其原因，主要有以下几点。

首先，在治理体制上，高度垄断的电力工业体制阻碍了水电的发展。

我国水利部和电力部分别治理水利和电力，而水力发电是水利和电力的综合工程，但是电力部及其下属电力局的整个生产和调度系统的人员却都来自火电系统，电力行业从本质上说还是高度垄断行业，单一企业全面控制着电力调度、电量分配、电力销售、电费结算等权力。

同时电力市场在电力相对过剩时期水电、火电间的矛盾十分尖锐，在我国目前的情况下，优先利用水电资源无法得到保证，大量的水电资源被白白浪费。

而且水电上网电价普遍偏低，水电站的状况可想而知。

开放电力市场，打破垄断的电力工业体制，是解决水电问题的根本途径。

同时，可对水电上网电价进行改革，将“还本付息电价”这种单一电量电价结构改为两部制电量电价的分时电价结构。

其次，在目前经济利益上，火电生产的多少，与各大小煤矿的经济效益直接相关。

我国长期以火电为主，各火电厂长期以来与各自的煤矿建立了固定关系，假如用水电代替火电，不仅火电厂将面临压力，煤矿也会面临很大的压力，造成火电厂和煤矿两方面的经济困境。

因此，部门或单位受经济利益的驱动，形成了“保火电，轻水电”的局面，这样就造成了大量的水电资源被白白浪费，甚至弃损电量大大高于实际上网电量。

第三，在技术上，由于水电的调峰或甩负荷相当轻易，甚至几分钟即可完成大型水电机组的起动、并网发电或停车，而同级容量的火电机组则可能需要几十个小时来完成起动或停车。

因此在大电网调度上，往往用水电机组做调峰或备用机组，在水量充足时以泄洪代发电，却不重视其在常规时期的发电应用，造成水电的巨大浪费。

总之，我国水电事业面临的问题归根结蒂是人们在思想上还没有熟悉到发展水电的必要性和紧迫性，往往因为水电客观上存在一次性投资大、建设周期长、建成初期回少的特点，就只顾及眼前的经济利益，从而给水电的发展造成了多重客观阻力。

因此，我们应该大力

宣传在我国发展水电所具有的重大意义，改变人们对水电的观念，从本质上扫除各种障碍。

4我国水电发展前景

随着改革的深化和国民经济的发展，我国的电力市场形势发生了根本的变化，由过去电量和容量“双缺”演变为电量相对过剩和调峰容量严重不足，这给水电的发展带来了良好的机遇。

4.l总方针

现在和将来一段时间，我国的水电应该优先并主要开发调节性能好的水电站，并从全电力行业和社会经济发展的角度综合考虑和研究水电开发强度，避免出现浪费；合理评价抽水蓄能电站的经济效益，充分熟悉抽水蓄能电站的填谷、调峰、调频、调相、事故备用等作用的重要意义，协调发展中、东部地区的抽水蓄能电站；进一步加强水电“流域、梯级、滚动、综合”开发方式的研究；更加注重生态问题。

4.2进行阶梯开发，建设水电基地

我国的水能资源主要分布在西部地区，占四分之三以上，但目前开发率仅为8％。

尤其是云南省，全省水电可开发装机总容量约9000万kw，占全国水电可开发装机容量的23．8％，居全国第二位，省内水资源主要分布于金沙江、澜沧江、怒江、珠江、红河和伊洛瓦底江等六大水系，是我国西部最具水电开发潜力的主要省份。

但是云南省的工业基础相对落后，水电资源主要位于交不便的崇山峻岭之中，开发难度较大。

随着西部大开发战略的实施，西电东输工程必将激活西部丰富的水力资源，促进我国水电事业的发展。

发挥云南等省的地区优势，将其建设成我国的水电能源基地，实现西电东输，既可以满足当地经济发展对电力的需求，又能优化全国的能源结构。

目前，川西南总装机容量比三峡电站还大60万kw的溪洛渡、向家坝两个巨型水电站正式经国务院批准立项，这将是我国最大的水电基地。

溪洛波电站位于四川省雷波县和云南省永善县的交界处，设计装机容量1260万kw，年平均发电量571．2亿kwh；向家坝电站位于四川省宜宾县与云南省水富县交界处，装机600万kw，年平均发电量307亿kwh。

这两座电站的建设具有调节能力强、沉没耕地少、移民少等其他大型水电站少有的优点。

这两个巨型水电站的正式立项标志着我国开始大规模开发长江上游的水电资源，长江上游水电资源的开发必将大大改善我国的电力结构，奠定西电东输的大格局，促进全国范围内的能源平衡与优化配置。