第八章第一节燃煤发电厂在化石燃料电厂中 煤 石油和天然气在炉内燃烧 燃烧产生的热能将水加热并把它转化为蒸汽 蒸汽用来驱动与发电机机械耦合的涡轮机。
典型燃煤发电厂的示意图如图8-1所示。
将发电厂的运行过程简单描述如下。
煤从储煤场取出后送入磨煤机 从磨煤机出来的煤粉与预热过的空气混合后吹入炉内燃烧。
包含一套复杂管道和汽包的炉子叫做锅炉 水泵将水送入锅炉 在锅炉内 水的温度上升直到蒸发成蒸汽。
蒸汽流向涡轮机 燃烧烟气在送入机械和静电除尘器除去99%的固体颗粒 灰 后派往烟囱。
上面描述的以煤粉 空气和水作为输入以蒸汽作为输出的单元可以叫做蒸汽发生单元 锅炉或蒸发器。
当考虑燃烧过程时 常用术语“锅炉” 而考虑水—汽循环时 常用“蒸发器”一词。
典型压力为3500psi 温度为1050度F的蒸汽通过关断阀门和控制阀门送给汽轮机 蒸汽的热能由汽轮机转化为机械能。
从汽轮机出来的乏汽在一个叫做“冷凝器”的热交换器内冷却 然后作为给水再次送回锅炉。
控制阀门允许汽轮发电机组通过调节蒸汽流量而改变输出功率。
关断阀门起一个保护作用 正常时它是全开的 如果电气输出功率突然降低 由于断路器动作 他可以突然关断以防止汽轮发电机超速 但此时控制阀门不关闭。
图8-1所示为“单级”汽轮机 但实际中采用更为复杂的“多级”布置以获得相对高的热效率。
图8-2所示为代表性的“多级“布置汽轮机示意图。
在这个多级布置中 四个蒸汽压力不同的涡轮机在机械以级联的排列形式连接在一起。
在惯常的的流程中 从锅炉 过热器 出来的高压蒸汽进入高压 HP 缸。
蒸汽从高压缸出来被送回锅炉的再热器 然后送入中压 IP 缸。
蒸汽离开中压缸后 压力很低体积膨胀很大 被送入低压 LP 缸。
从低压缸出来的乏汽在冷凝器中被冷却 然后作为锅炉给水用从汽轮机中抽出的蒸汽预热后 通过给水泵送回锅炉。
燃煤发电厂的净效率通常低于40% 也就是煤的化学能转化成电能的比例低于40% 。
尽管这个数字与大约30%的工业平均值相比具有一定的优越性 但是超过60%的化石燃料能量被转化为废热。
为了提高效率和节约一次能源 热电联产系统被长期采用 这种系统可以同时生产电能 用于工业用途或室内加热的蒸汽。
在这种系统中 总能量效率已高达60%~65%。
与燃煤电厂相关的一些问题是煤的开采与运输带来的安全危害和其他社会成本。
燃煤电厂与其他类型化石燃料电厂共同产生的环境问题包括酸雨和温室效应。
第6章(6)-3)Section 3 Operation and Control of Power Systems 第3节操作和控制的电力系统The purpose of a power system is to deliver the power the customers require in real time, on demand, within acceptable voltage and frequency limits, and in a reliable and economic manner. 该系统的目的，权力是为客户提供电力的时间为客户需要实际需求，对，在可接受的电压和频率的限制，在一个可靠和经济的方式。
In normal operation of a power system, the total power generation is balanced by the total load and transmission losses. 在电力系统正常运行的，总发电是平衡的总负荷和传输的损失。
The system frequency and voltages on all the buses are within the required limits, while no overloads on lines or equipment are resulted. 该系统的频率和电压的所有公共汽车都在规定的限额，而没有超载或设备上线造成的。
However, loads are constantly changed in small or large extents, so some control actions must be applied to maintain the power system in the normal and economic operation state. 但是，负载不断变化幅度小或大，所以一些控制行动必须适用于维持在正常和经济运行状态的电力系统。
Optimal economic operation 优化经济运行It is an important problem how to operate a power system to supply all the (complex) loads at minimum cost. 这是一个重要的问题如何操作电源系统，以提供所有的负载以最低的成本（复杂）。
The basic task is to consider the cost of generating the power and to assign the allocation of generation ( P Gi) to each generator to minimize the total "production cost" while satisfying the loads and the losses on the transmission lines. 其基本任务是考虑发电成本的生成和分配产生的分配性（P基）每个发电机，以尽量减少总的“生产成本”，同时满足负载和传输线路上的损失。
The total cost of operation includes fuel, labor, and maintenance costs, but for simplicity the only variable costs usually considered are fuel costs. The fuel-cost curves for each generating unit are specified, the cost of the fuel used per hour is defined as a function of the generator power output. When hydro-generation is not considered, it is reasonable to choose the PGi on an 总的经营成本，包括燃料，劳动和维修费用，但只有简单的可变成本通常被认为是燃料成本。
曲线每个机组的燃料成本是指定的，时间成本占燃料使用的是输出功率定义为一个函数的发电机。
当水文一代是不考虑它是合理的选择上一的PGI instantaneous basis (ie always to minimize the present production cost rate). 瞬间的基础上（即始终以减低目前的生产成本率）。
With hydro-generation, however, in dry periods, the replenishment of the water supply may be a problem. 随着水电发电，但是，在干燥的时期，供应补给的水可能是个问题。
The water used today may not be available in the future when its use might be more advantageous. Even without the element of the prediction involved, the problem of minimizing production cost over time becomes much more complicated. 今天使用的可能不会在将来提供其使用时，可能会更有利的水。
即使没有参与预测的元素，最大限度地减少生产成本的问题变得更加复杂。
It should be mentioned that economy of operation is not the only possible consideration. 应当提及的是经济运行的不是唯一可能的考虑。
If the "optimal" economic dispatch requires all the power to be imported from a neighboring utility through a single transmission link, considerations of system security might preclude that solution .如果在“最佳”的经济调度要求所有的权力，是从邻国进口的效用，通过一个单一的传输链路，系统安全的考虑可能会排除这种解决办法。
When water used for hydro-generation is also used for irrigation, nonoptimal releases of water may be required. Under adverse atmospheric conditions it may be necessary to limit generation at certain fossil-fuel plants to reduce emissions. 当水发电用于水力发电也用于灌溉，水nonoptimal释放可能是必要条件。
不良大气下它可能需要限制某些植物代化石燃料，以减少排放。
In general, costs, security and emissions are all areas of concern in power plant operation, and in practice the system is operated to effect a compromise between the frequently conflicting requirements. 一般而言，成本，安全和排放装置运行一切权力领域关注，并在实践中系统的运作产生影响，要求折衷之间经常发生冲突。
Power system control 电力系统控制Power system control is very important issue to maintain the normal operation of a system. 电力系统的控制是很重要的问题，以维持系统的正常运行。