發電

發電

發電是指利用發電動力裝置將水能、石化燃料(煤、油、天然氣)的熱能、核能以及太陽能、風能、地熱能、海洋能等轉換為電能的生產過程稱為發電。用以供應國民經濟各部門與人民生活之需。發電動力裝置按能源的種類分為火電動力裝量、水電動力裝置、核電動力裝置及其他能源發電動力裝置。火電動力裝置由電廠鍋爐、汽輪機和發電機(慣稱三大主機)及其輔助裝置組成。水電動力裝置由水輪發電機組、調速器、油壓裝置及其他輔助裝置組成。核電動力裝置由核反應堆、蒸氣發生器、汽輪發電機組及其他附屬設備組成。

基本信息

簡介

電能在生產、傳送、使用中比其他能源更易於調控,因此,它是最理想的二次能源。發電在電力工業中處於中心地位,決定著電力工業的規模,也影響到電力系統中輸電、變電、配電等各個環節的發展。到20世紀80年代末,主要發電形式是火力發電、水力發電和核能發電,三者的發電量占全部發電量的99%以上。火力發電因受煤、石油、天然氣資源以及環境污染的影響,就全世界範圍而言,在80年代所占比重由70%左右降至64%左右;水力發電因工業已開發國家的水資源開發已近90%,故所占比重維持在20%左右;核能發電的比重則呈上升趨勢,到80年末已超過15%。這反映出隨著石化燃料的短缺,核電將越來越受重視。

形式

(圖)發電機組發電機組

到20世紀80年代末,主要的發電形式是水力發電火力發電核能發電。其他能源發電形式雖然有多種,但規模都不大。3種主要形式所占的地位因各國能源資源的構成不同而異。美、蘇、英、意、中國等國以火力發電為主,其發電量在總發電中所占比重為70%以上。日、德的火電所占比重在60%以上。挪威瑞典瑞士加拿大等國則以水力發電為主,其中挪威、瑞士的水力發電量均占總發電量的90%左右,加拿大超過70%,瑞典也超過60%。芬蘭和南斯拉夫則水電與火電各占一半。法國以核電為主,其發電量占總發電量的70%以上。中國的水力資源雖然豐富,但受經濟、技術等因素所限,水電只占總發電的20%左右。就全世界範圍而言,在1980~1986年間,火電所占比重由70.2%逐年下降至63.7%,水電所占比重由21.3%降至20.3%,而核電所占比重則逐年上升,由8.2%升至15.6%(見表)。這一趨勢反映出,隨著石化燃料的短缺,核能發電越來越受到重視。

類型

發電動力裝置按能源的種類分為火電動力裝置、水電動力裝置、核電動力裝置及其他能源發電動力裝置。火電動力裝置由電廠鍋爐、汽輪機和發電機(慣稱三大主機)及其輔助裝置組成。水電動力裝置由水輪發電機組、調速器、油壓裝置及其他輔助裝置組成。核電動力裝置由核反應堆、蒸氣發生器、汽輪發電機組及其他附屬設備組成。

原理

(圖)風力發電風力發電

水力發電

水力發電的基本原理是利用水位落差 ,配合水輪發電機產生電力,也就是利用水的位能轉為水輪的機械能,再以機械能推動發電機,而得到電力。科學家們以此水位落差的天然條件,有效的利用流力工程及機械物理等,精心搭配以達到最高的發電量,供人們使用廉價又無污染的電力。

於1882年,首先記載套用水力發電的地方是美國威斯康辛州。到如今,水力發電的規模從第三世界鄉間所用幾十瓦的微小型,到大城市供電用幾百萬瓦的都有。

火力發電

火力發電一般是指利用石油煤炭和天然氣等燃料燃燒時產生的熱能來加熱水,使水變成高溫、高壓水蒸氣,然後再由水蒸氣推動發電機來發電的方式的總稱。以煤、石油或天然氣作為燃料的發電廠統稱為火電廠。

火力發電站的主要設備系統包括:燃料供給系統、給水系統、蒸汽系統、冷卻系統、電氣系統及其他一些輔助處理設備。

火力發電系統主要由燃燒系統(以鍋爐為核心)、汽水系統(主要由各類泵、給水加熱器、凝汽器、管道、水冷壁等組成)、電氣系統(以汽輪發電機、主變壓器等為主)、控制系統等組成。前二者產生高溫高壓蒸汽;電氣系統實現由熱能、機械能到電能的轉變;控制系統保證各系統安全、合理、經濟運行。

火力發電的重要問題是提高熱效率,辦法是提高鍋爐的參數(蒸汽的壓強和溫度)。90年代,世界最好的火電廠能把40%左右的熱能轉換為電能;大型供熱電廠的熱能利用率也只能達到60%~70%。此外,火力發電大量燃煤、燃油,造成環境污染,也成為日益引人關注的問題。

熱電廠為火力發電廠,採用煤炭作為一次能源,利用皮帶傳送技術,向鍋爐輸送經處理過的煤粉,煤粉燃燒加熱鍋爐使鍋爐中的水變為水蒸汽,經一次加熱之後,水蒸汽進入高壓缸。為了提高熱效率,應對水蒸汽進行二次加熱,水蒸汽進入中壓缸。通過利用中壓缸的蒸汽去推動汽輪發電機發電。從中壓缸引出進入對稱的低壓缸。已經作過功的蒸汽一部分從中間段抽出供給煉油、化肥等兄弟企業,其餘部分流經凝汽器水冷,成為40度左右的飽和水作為再利用水。40度左右的飽和水經過凝結水泵,經過低壓加熱器到除氧器中,此時為160度左右的飽和水,經過除氧器除氧,利用給水泵送入高壓加熱器中,其中高壓加熱器利用再加熱蒸汽作為加熱燃料,最後流入鍋爐進行再次利用。以上就是一次生產流程。

核能發電

核能發電的核心裝置是核反應堆。核反應堆按引起裂變的中子能量分為熱中子反應堆和快中子反應堆。

快中子是指裂變反應釋放的中子。熱中子則是快中子慢化後的中子。目前,大量運行的是熱中子反應堆,其中需要慢化劑,通過它的原子核與快中子彈性碰撞將快中子慢化成熱中子.熱中子堆使用的材料主要是天然鈾(鈾-235含量3%)和稍加濃縮鈾(鈾-236含量3%左右)。根據慢化劑、冷堆劑和燃料不同, 熱中子反應堆分為輕水堆(包括壓水堆和沸水堆)、重水堆、石墨氣冷堆和石墨水冷堆。目前已運行的核電站以輕水堆居多,中國已選定壓水堆作為第一代核電站。

核反應堆的起動、停堆和功率控制依靠控制棒,它由強吸收中子能力的材料(如硼、鎘)做成。為保證核反應堆安全,停堆用的安全棒也是由強吸收中子材料做成。

風力發電

把風能轉變為電能是風能利用中最基本的一種方式。風力發電機一般有風輪、發電機(包括裝置)、調向器(尾翼)、塔架、限速安全機構和儲能裝置等構件組成。風力發電機的工作原理比較簡單,風輪在風力的作用下鏇轉,它把風的動能轉變為風輪軸的機械能。發電機在風輪軸的帶動下鏇轉發電。

風輪是集風裝置,它的作用是把流動空氣具有的動能轉變為風輪鏇轉的機械能。一般風力發電機的風輪由2個或3個葉片構成。在風力發電機中,已採用的發電機有3種,即直流發電機、同步交流發電機和異步交流發電機。

風力發電機中調向器的功能是使風力發電機的風輪隨時都迎著風向,從而能最大限度地獲取風能。一般風力發電機幾乎全部是利用尾翼來控制風輪的迎風方向的。尾翼的材料通常採用鍍鋅薄鋼板

限速安全機構是用來保證風力發電機運行安全的。限速安全機構的設定可以使風力發電機風輪的轉速在一定的風速範圍內保持基本不變。

塔架是風力發電機的支撐機構,稍大的風力發電機塔架一般採用由角鋼或圓鋼組成的桁架結構。風力機的輸出功率與風速的大小有關。由於自然界的風速是極不穩定的,風力發電機的輸出功率也極不穩定。風力發電機發出的電能一般是不能直接用在電器上的,先要儲存起來。目前風力發電機用的蓄電池多為鉛酸蓄電池。

中國發電情況

2013年底我國發電裝機預計將達12.3億千瓦左右,發電裝機規模有望躍居世界第一,全國電力供需總體平衡。[1]
中國電力企業聯合會28日發布《2013年全國電力供需形勢分析預測報告》預計,2013年全國新增裝機8700萬千瓦左右,其中火電4000萬千瓦左右。預計2013年底全國發電裝機12.3億千瓦左右,發電裝機規模有望躍居世界第一,其中水電2.8億千瓦、火電8.6億千瓦、核電1478萬千瓦、併網風電7500萬千瓦、併網太陽能600萬千瓦左右。[1]
報告認為,2013年,我國經濟將繼續趨穩回升,帶動用電需求增速回升。預計年底全國全口徑發電裝機容量12.3億千瓦左右,全年發電設備利用小時4700-4800小時,其中火電5050-5150小時,較上年有所增加。全國電煤供應總體平穩,局部地區電煤運輸偏緊。其中東北地區供應富餘能力增加;西北地區供應能力有一定富餘;南方區域電力供需平衡有餘;華中區域電力供需總體平衡;受跨區通道能力制約、部分機組停機進行脫硝改造以及天然氣供應緊張等因素影響,考慮高溫、來水等不確定性,華東和華北地區的部分省份在部分尖峰時段可能有少量電力缺口。

中國發電企業

華能集團
三峽水利電站
葛洲壩水電站
秦山核電站
大亞灣核電站
主要電力企業:五大發電集團、國家電網公司

最新動態

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大樹發電已不再是夢想,雖然其能量尚無法點亮一盞燈大樹發電已不再是夢想,雖然其能量尚無法點亮一盞燈

把電極插入樹木中以獲得電力,這聽起來有點像天方夜譚。但是最近美國麻省理工大學安迪斯·莫申領導的工作小組研究確認,在樹木自身新陳代謝的作用下,樹木和附近土壤中PH值不同,並由此可以產生電流。
據新科學家網站報導,把電極插入樹木中以獲得電力,這聽起來有點像天方夜譚。但是最近美國麻省理工大學的安迪斯·莫申領導的工作小組研究確認,在樹木自身新陳代謝的作用下,樹木和附近土壤中PH值不同,並由此可以產生電流。
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