发电厂单位：苏州科技学院天平学院院系：电子与信息工程系专业：电气工程及其自动化班级：1321姓名：马凌风本文主要通过对发电厂电气部分，包括能源与发电，发电、变电和输电的电气部分，用电接线，配电等以及水处理和水质量控制的介绍来向读者展示发电厂的构成及运作方式。

关键词：电气运行水处理电力引言：随着时代的不断发展，电力已经入千家万户，我们无时无刻不在与电接触，生产、生活中用电极为频繁，然而，这些电又是从何而来，如何进入千家万户的，我们将通过对本文的学习了解发电厂的组成与运作。

正文：1能源世界由物质构成，而能量是物质的属性，，是一切物质的动力；目前，人类所认识的能量有以下几种形式：（1）机械能（2）热能（3）化学能（4）辐射能（5）核能（6）电能。

1.1能源的定义：能源，顾名思义是能量的来源，即指人类获得能量的来源，包括已经开发可供直接使用的自然资源和经过加工或转换的能量来源，而尚未开发的自然资源称为自然资源。

1.2能源的分类按获得方式不同分为一次能源和二次能源（1）一次能源：指自然界中现成存在，可直接获取和利用而又不改变其基本形态的能源，例如，煤、石油、天然气、水能、风能等。

（2）二次能源：指由一次能源加工转换成的另一种形态的能源，例如，电力、蒸汽、煤气、焦炭、汽油等，它们使用方便，易于利用，是高品质的能源。

电能是由一次能源经加工转换成的能源，电能与其他形式的能源相比，其特点有1）便于大规模生产和远距离输送2）方便转换和易于控制3）损耗小4）效率高5）无气体和噪声污染2发电厂将各种一次能源转变为电能的工厂，称为发电厂。

按一次能源的不同，发电厂分为火力发电厂（以煤、石油和天然气为原料）、水力发电厂（一水的位能作动力）、核能发电场、地热能发电场、风能发电场等。

目前，我国以火力发电厂为主。

2.1火力发电厂火力发电厂简称火电厂，是利用煤、石油或天然气作为燃料生产电能的工厂，其能量转换过程是：燃料的化学能→热能→机械能→电能。

2.1.1火力发电厂的生产过程我国火力发电厂所使用的能源主要是煤，且主力电厂是凝汽式发电厂。

火电厂的电能生产过程分为三个阶段：（1）燃烧系统：燃料的化学能在锅炉燃烧中转化为热能，加热锅炉中的水使之变为蒸汽。

燃烧系统由运煤、燃煤、灰渣等系统组成，煤块通过运煤系统送至电厂的储煤场后，经初步筛选处理，由输煤带送到锅炉间的原煤仓；并落入煤斗，由给煤机送入磨煤机磨成粉后，经空气预热器来的一次风烘干并带至粗粉分离器，不合格的重磨，合格的进入煤粉仓，煤粉由排粉风机与预热过的空气一同送入锅炉燃烧，燃烧形成的高温烟气，由风烟系统出去99%灰尘后排向大气。

燃烧形成的灰粒由灰渣系统处理后排往灰场。

（2）汽水系统：锅炉产生的蒸汽进入汽轮机，冲动汽轮机的轮子旋转将热能转化为机械能。

锅炉产生的过热蒸汽沿主蒸汽管道进入汽轮机，高速流动的蒸汽冲动汽轮机叶片做功，带动发电机旋转产生电能。

做功后的蒸汽最后排入凝汽器凝结成水，然后经加热后再引入汽轮机的以后几级继续做功。

其中，其中，循环过程中的汽、水泄露，由补充水系统补充，而为了将排入凝汽器的水降温所使用的冷却水是循环使用的，这个循环所使用的系统称为循环水系统。

（3）电气系统：由汽轮机转子旋转机械能带动发电机旋转，把机械能转化为电能的系统。

产生的电能一小部分用于自身供电，而很大部分由主变压器升压后，经高压配电装置，输电线路进入电力系统。

2.1.2火力发电厂的特点火电厂与水电厂和其他类型的发电厂相比，具有以下特点：（1）火电厂布局灵活，装机容量的大小可按需求决定。

（2）火电厂的一次性建造投资少，仅为同容量水电厂的一半左右。

（3）火电厂耗煤量大，发电成本高。

（4）火电厂动力设备繁多，发电机组控制操作繁杂，厂用电量和运行人员都多于水电厂，运行费用高。

（5）大型发电机组停开机时间过长，额外消耗燃料多。

（6）火电厂对空气和环境的污染大。

2.2水力发电厂水力发电厂简称水电厂，又称水电站，是把水的未能河东能转换成电能的工厂。

2.2.1水电厂的生产过程从河流较高处或水库内引水，利用水的压力或流速冲动水轮机旋转，将水能转变为机械能，然后又水轮机带动发电机旋转，将机械能转换成电能。

2.2.2水电厂特点水电厂与火电厂和其他类型发电厂相比，有以下特点：（1）可综合利用水能资源。

（2）发电成本低，效率高。

（3）运行灵活。

（4）水能可储蓄和调节。

（5）水力发电不污染环境。

（6）水电厂建设投资较大，工期较长。

（7）水电厂受多种因素制约，发电不均衡。

（8）在一定程度上破坏生态平衡，也对农业带来一些不利。

2.3核能发电场核能发电场简称核电厂，是利用反应堆中核燃料裂变链式反应所产生的热能，再按火电厂的发电方式，将热能转换为机械能，在转换为电能，他们核反应堆相当于火电厂的锅炉。

3发电厂电气运行3.1发电厂电气设备根据电气设备作用的不同，电气设备可分为一次设备和二次设备。

3.1.1通常把生产、转换和分配电能的设备，如发电机、变压器和断路器等统称为一次设备。

它们包括：（1）生产和转换电能的设备，如发电机、变压器。

（2）接通或断开电路的开关电器，如断路器、隔离开关、熔断器、接触器等，他们用于正常或事故时，将电路闭合或断开。

（3）汇集和分配电能的母线。

（4）限制故障电流和防御过电压的电器。

（5）接地装置。

（6）载流导体。

3.1.2对上述一次设备进行测量、控制、监视和保护的设备统称二次设备。

它们包括：（1）互感器。

（2）测量表计。

（3）继电保护及自动装置。

（4）直流电源设备。

（5）信号设备及控制电缆等。

3.2发电厂继电保护3.2.1继电保护的定义所谓继电保护，就是指反应电力系统中电气设备所发生的故障或不正常状态，并动作于断路器跳闸或发出信号的一种自动装置。

电力系统在运行过程中，由于电气设备的绝缘老化或损坏、雷击、鸟害、设备缺陷或误操作等原因，可能发生各种故障和不正常运行状态，最常见的也是最危险的故障是各种类型的短路。

最常见的不正常运行状态是过负荷。

由于不少故障时转瞬即逝的，要在极短的时间内实现对故障的正确处理，只能借助于继电保护装置才能实现。

3.2.2继电保护的作用（1）当电力系统发生故障时，能自动地、迅速地、有选择的将故障设备从电力系统中切除，以保障以保障系统其他部分迅速恢复正常运行，并使故障设备不再遭受损坏。

（2）当系统发生不正常工作情况时，能自动地发出信号通知运行人员进行处理。

3.2.3继电保护的原理电气设备从正常工作到不正常工作或故障状态它的电气量（如电流、电压的大小和他们之间的相位角等）往往会发生显著变化，其显著特征就是电流增加，电压下降。

根据故障的电流显著大于正常负荷值而动作的保护称为电流保护。

3.2.4对继电保护装置的基本要求（1）选择性：选择性是指地哪里系统发生故障时，继电保护仅将故障部分切除，保障其他无故障部分继续运行，以尽量缩小停电范围。

（2）快速性：为了保证电力系统运行的稳定性和对用户可靠供电，以及避免或减轻电气设备在事故时所遭受的损害，要求继电保护装置尽快的动作，切除故障部分。

（3）灵敏性：灵敏性是继电保护装置对其保护范围内发生的故障或不正常工作状态的反应能力，一般以灵敏系数Ks表示。

（4）可靠性：可靠性是指当保护范围内发生故障或不正常工作状态时，保护装置能够可靠动作而不致拒绝动作；而在电气设备无故障或在保护范围以外发生故障时，保护装置不发生误动。

4发电厂水处理4.1火力发电厂排放的废水水在火力发电厂使用过程中，一般会受到不同程度污染，在火力发电中，大部分水是循环使用的，水除用于汽水循环系统传递能量外，还用于很多设备的冷却和清洗，对于不同的用途，所产生污染物的种类和污染程度是不一样的4.1.1火力发电厂排放的废水类型（1）凝汽器的冷却排污废水。

（2）水力冲灰（渣）废水。

（3）烟气脱硫废水。

（4）热力设备化学清洗和停炉保护排放的废水。

（5）化学水处理废水。

（6）含煤、油废水。

（7）生活污水。

（8）其他废水。

4.2火力发电厂各类废水处理技术4.2.1冲灰废水的处理冲灰废水处理的主要任务是降低悬浮固体，调整PH值和去除砷、氟等有害物质。

（1）使用混凝剂使灰水中灰粒充分沉淀，并采用捕采或拦截方式去除灰水中的浮珠。

（2）PH值超标的治理1）炉烟处理：利用炉烟中的碳氧化物（CO、CO2）和硫氧化物（SO2）降低灰水的碱度。

2）加酸处理：这是一种处理工艺简单的方法，一般可采用工业盐酸、硫酸或邻近工厂的废酸。

3）李永灰场植物的自净作用。

灰场上种植植被不仅可以防止灰场扬沙，而且可以对灰水进行调质。

（3）其他有害物质的排放控制1）氟超标的治理（化学沉淀法、凝聚吸附法、离子交换法等）2）砷超标的治理（铁共沉淀法、硫化物沉淀法、石灰法、苏打—石灰法）（4）灰水闭路循环处理灰水闭路循环（或称灰水再循环）是将灰水经灰场或浓缩沉淀池澄清后，再返回冲灰系统重复利用。

灰水闭路不但能节水，而且能同时控制多种污染物。

4.2.2化学水酸碱废水的处理处理此类酸碱废水大都采用自行中和法。

此法是将酸碱废水直接排入中和池（或pH值调整池），用压缩空气或排水泵循环搅拌，并补充酸或碱，将PH值调整到6~9范围内排放。

运行方式大多为批量中和，即当中和池的废水达到一定体积后，再启动中和系统。

4.2.3脱硫废水的处理脱硫废水含有的污染物种类多，是火电厂各种排水中处理项目最多的特殊排水。

主要处理项目有pH、悬浮固体（SS）、氟化物、重金属、COD等。

对不同组分的去除原理分别是：①重金属离子——化学沉淀；②悬浮固体——混凝沉淀；③还原性无机物——曝气氧化、絮凝体吸附和沉淀；④氟化物——生成氟化钙沉淀。

4.2.4循环冷却系统排污水的处理目前火力发电厂常采用的循环冷却系统排污水处理的系统包括混凝过滤+反渗透处理和纳滤处理等工艺。

（1）混凝过滤+反渗透处理混凝过滤的目的是除去水中的悬浮固体、尘埃，同时作为反渗透装置的预处理。

混凝过滤的工艺流程一般采用“加药-混凝-澄清过滤（或微滤）”；反渗透的作用是除盐，处理后的排污水继续用作冷却水，可以满足凝汽器管材对盐浓度对的要求，同时还可以提高冷却水的浓缩倍率。

4.2.5生活污水处理生活污水的处理是通过二级处理降低污水中的有机物含量。

二级处理通常用生物处理法。

目前电厂的生活污水处理系统常采用技术较成熟的地埋组合式生活污水处理设备，将生活污水集中至污水处理站，进行二级生物处理，经消毒后，合格排放。

结束语：发电厂在整个电力系统中担当着十分重要的地位，同时，发电厂本身也是一个十分完整的系统，这个系统有许许多多的部分组成，牵扯到许多方面的专业知识。

所以，发电厂的研究是一个庞大的工程，需要动用到许多的人力物力。

参考文献：【TM】发电厂电气部分（第三版）中国电力出版社【TM】发电厂电气运行中国水利水电出版社【TM】发电厂水处理及水质控制中国电力出版社【TM】火力发电厂水处理与节水技术及工程实例化学工业出版社【TM】火电厂燃煤制备与煤粉制备中国水利水电出版社【TM】水处理设备系统及运行中国电力出版社。