谈谈电能新技术之新的发谈谈电能新技术之新的发 电技术电技术吴永再吴永再 1212级级 机械机自动化机械机自动化 超临界燃煤发电技术超临界燃煤发电技术 邱玲红邱玲红 1212级级 外国语日语外国语日语 潮汐能发电潮汐能发电 陈志君陈志君 1212级级 外国语日语外国语日语 三相交流发电技术三相交流发电技术 苗剑茹苗剑茹 1212级级 外国语日语外国语日语 光光伏发电伏发电 资礼琅资礼琅 1212级级 材料学院材科材料学院材科 风力发电风力发电超临界燃煤发电技术一 原理：超临界发电技术是在超临界燃煤发电技术的基础上，通 过进一步提高主蒸汽的温度和（或）压力等级来不断提高发电效率 ，进而断地提高燃煤发电机组的节能环保水平，超超临界发电技术 属于煤炭直接燃烧发电技术，对污染物采取的是“尾部处理”治理 方式，即通过安装脱硫、除尘及脱硝等设施实现达标排放。玉环电 厂在设计和建设等环节体现了节约环保、循环经济、集约设计等理 念，并符合现代化大型电厂运行的特点超临界燃煤技术的发展历程第一个阶段，是从上个世纪50年代开始，以美国和德国等为代表。当时的起步参 数就是超超临界参数，但随后由于电厂可靠性的问题，在经历了初期超超临界参数后，从60年代后期开始美国超临界机组大规模发展时期所采用的参数均降低到常规 超临界参数。 第二个阶段，大约是从上个世纪80年代初期开始。由于材料技术的 发展，尤其是锅炉和汽轮机材料性能的大幅度改进，及对电厂水化学方面的认识的 深入，克服了早期超临界机组所遇到的可靠性问题。同时，美国对已投运的机组进 行了大规 模的优化及改造，可靠性和可用率指标已经达到甚至超过了相应的亚临 界机组。通过改造实践，形成了新的结构和新的设计方法，大大提高了机组的经济性、可靠性、运行灵活性。 第三个阶段，大约是从20世纪九十年代开始进入了新 一轮的发展阶段。这也是世界上超超临界机组快速发展的阶段，即在保证机组高可 靠性、高可用率的前提下采用更高的蒸汽温度和压力。其主要原因在于国际上环保 要求日益严格，同时新材料的开发成功和和常规超临界技术的成熟也为超超临界机 组的发展提供了条件。主要以日本（三菱、东芝、日立）、欧洲（西门子、阿尔斯 通）的技术为主我国目前的超临界燃煤技术 目前，我国超超临界机组有24台600MW和34台1000MW开始建设 ，该项目使我国大型发电设备的制造技术达到超超临界等级，标 志着我国发电装备制造水平及发电厂的运行技术进入国际先进行 列。 超临界燃煤技术在我国的发展 前景 我国现有火电机组总体技术水平与世界先进水 平相比仍有较大差距：煤耗 高、水耗大、污染排放较为严重；提高燃煤机组效率、节水、降低污染物排 放是当前我国火电技术发展和结构调整的一项迫切和重要的任务。 为了提高 煤炭能源的利用率，改善环境质量，世界上许多国家积极开发效率更高、污 染物排放更少的清洁煤发电技术，其目标围绕着提高能效与减少污染物排放 对环境污染影响个核心问题展开。这些技术主要有超临界和超超临界燃煤 发电机组加烟气污染控制、常压循环流化床（）燃烧、增压循环流 化床（）联合循环及整体煤气化联合循环（）等。目前， 包括、等在内的技术仍处于试验或示范阶段，从技术难度 和现实的可行性看，还有很长的路要走，近期内难以得到大规模的发展和商 业上的应用。与和、等相比，超超临界发 电技术在技术的成熟性和大型化方面优于上述种洁净煤发电技术，已成为 目前国际上燃煤火电机组发展的主导方向。超临界燃煤技术的应用1日本川越火电厂 ：日本川越火电厂的2700MW机组是当代具有 代表性的超超临界火力发电机组，其锅炉为三菱重工制造的露天型 直流辐射二级中间再热直流炉。炉膛采用双切圆燃烧方式 该燃烧 方式能形成稳定的旋转火焰，达到高效的低NOX燃烧。通过与炉膛 配置合理的4层燃烧器、适当的二次风速达到燃烧的最佳化。每层 有8只喷嘴，总共32只，燃烧火焰形成2个涡流中心。这种布置有利 于降低锅炉高度。 2丹麦NV电厂： 丹麦NV电厂3号（1998年10月投运） 411MW机组（285 580580580）锅炉为塔式炉设计，炉 膛横截面12m 12m，高 70m。水冷壁从炉底灰斗顶部开始，至燃烧器上方的二次风入口以上不 远处，由螺旋管束构成。管子尺寸为38mm 71，丹麦NV电厂3号机组 烟气净化系统包括相互独立的3个操作过程，即：脱硝（浓灰尘SCR）、 静电除尘器除尘、脱硫。潮汐能发电 潮汐能是指潮水涨潮和落潮时形成的水的势能，潮汐能是以势能 形式出现的海洋能，是指海水涨潮和落潮时水的势能和动能，它 包括潮汐和潮流两种形式所包含的能量。潮汐发电原理 潮汐发电它是利用潮水涨、落产生的水 位差所具有势能来发电的，也就是把海 水涨、落潮的能量变为机械能，再把机 械能转变为电能（发电）的过程。具体 地说，潮汐发电就是在海湾或有潮汐的 河口建一拦水堤坝，将海湾或河口与海 洋隔开构成水库，再在坝内或坝房安装 水轮发电机组，然后利用潮汐涨落时海 水位的升降，使海水通过轮机转动水轮 发电机组发电。发电 形式 潮水流动与河水流动不同， 它是不断变化的，它有以下 三种形式 1）单池单向发电 2）单池双向发电 3）双池双向发电潮汐发电前景 潮汐发电是一项潜力巨大的事业，据海洋学家计算，世界上潮汐能发电的资源量在10亿千瓦以上，也是一个天文数字。经过多年来的实践 ，在工作原理和总体构造上基本成型，可以进入大规模开发利用阶 段。潮汐发电的前景是广阔的。 据估计到2000年全世界潮汐发电站的年发电量可达到3X1010 6X1010kwh。潮汐电站除了发电外还有着广阔的综合利用前景，其中 最大的效益是围海造田、增加土地，此外还可进行海产养殖及发展旅 游。正由于以上原因潮汐发电已倍受世界各国重视。 世界上适于建设潮汐电站的20几处地方，都在研究、设计建设潮汐电 站。其中包括：美国阿拉斯加州的库克湾、加拿大芬地湾、英国塞文 河口、阿根廷圣约瑟湾、澳大利亚达尔文范迪门湾、印度坎贝河口、 俄罗斯远东鄂霍茨克海品仁湾、韩国仁川湾等地。随着技术进步，潮汐发电成本的不断降低，进入21世纪，将不断会有大型现代潮汐电站 建成使用。潮汐能的应用 第一座具有商业实用价值的潮汐 电站是1967年建成的法国郎斯电 站。该电站位于法国圣马洛湾郎 斯河口。郎斯河口最大潮差13.4 米，平均潮差8米。一道750米长 的大坝横跨郎斯河。坝上是通行 车辆的公路桥，坝下设置船闸、 泄水闸和发电机房。郎斯潮汐电 站机房中安装有24台双向涡轮发 电机，涨潮、落潮都能发电。总 装机容量24万千瓦，年发电量5亿 多度，输入国家电网。1968年，前苏联在其北方摩尔曼 斯克附近的基斯拉雅湾建成了一座 800千瓦的试验潮汐电站。1980年，加拿大在芬地湾兴 建了一座2万干瓦的中间试验 潮汐电站。 最大潮差19.6米江厦潮汐试验电站，是一座我国自行研制、制造、安装的 潮汐能开发利用的国家级试验基地。电站枢纽由大坝、发电 渠道、厂房、泄水闸、开关站等组成,属于单库双向电站。 1980年5月第一台500千瓦机组发电，到1985年底，5台机组 全部投产。二十多年来，电站机组各项科学试验课题均取得 了丰硕的成果，1986年电站被国家科委等有关部门授于国家 “六五”科技攻关先进单位。2005年，龙源电力集团公司承 担国家“863”新型潮汐项目的研制工作。在潮汐发电的同时 ，库区农、渔业经济综合开发逐步发展，所围海涂5600亩及 水库水面均由当地乡镇分给农民发展种养殖业，社会效益十 分显著。江厦潮汐试验电站建设实践证明它具有不用移民， 无一次能源消耗，无洪水威胁，不影响生态平衡和环境污染 等优越性。潮汐能发电优 点1、潮汐能是一种清洁、不污染环境、不影响生态平衡的可再生能源。潮水每日涨落，周而复始， 取之不尽，用之不竭。它完全可以发展成为沿海地区生活、生产和国防需要的重要补充能源。2、它是一种相对稳定的可靠能源，很少受气候、水文等自然因素的影响，全年总发电量稳定，不 存在丰、枯水年和丰、枯水期影响。3、潮汐电站不需淹没大量农田构成水库，因此，不存在人口迁移、淹没农田等复杂问题。而且可 用拦海大坝，促 淤围垦大片海涂地，把水产养殖、水利、海洋化工、交通运输结合起来，大 搞 综合利用。这对于人多地少、农田非常宝贵的沿海地区，更是个突出的优点。4、潮汐电站不需筑高水坝，即使发生战争或地震等自然灾害，水坝受到破坏，也不至于对下游城 市、农田、人民生命财产等造成严重灾害。5、潮汐能开发一次能源和二次能源相结合，不用燃料，不受一次能源价格的影响，而且运行费用 低，是一种经济能源。但也和河川水电站一样，存在一次投资大、发电成本低的特点。6、机组台数多，不用设置备用机组。无论是从电能的产生还是是电能的输送使用， 与单相正弦交流电相比，三相正弦交流电都有 显著的优点。因此，各国的电力系统普遍采用 了三相输配电制。城市供电局提供给用户的就 是三相正弦交流电，也称为市电。三相交流发电的原理首先，什么叫做三相交流电：由三相频率相同，电势振幅相等、相位互差120角的交流电路的电力系统，叫三 相交流电，三相交流电是三个交流电的组合，频率相同，只是相位彼此相差120如何产生三相电它在同一个定子上，同时给它绕上三组任何参 数都相同的线圈，这三组线圈彼此相差120度 而发电机的转子为一磁铁，当它以匀角速度旋 转时，每一个定子线圈都会产生交变电动势。 三个线圈产生的交变电动势的幅值和频率都相 同，位相彼此差120。三相发电机发出来的三相电，相位差分别相差120度，UA超前 UB120度，UB又超前UC120度，就如上面这幅图所示。在我国， UA ,UB ,UC 三者的电压有效值都为220V,频率为50HZ。三相发电的应用 发电的目的就是为了给人们提供电能，所以采用三相发电 发出来的电，如何传送到指定的用户?我国采用的就是三 相四线制的输电方式来把发出来的三相电传送出去的.在三相四线制供电时，三相交流电源的三个线圈采用星形（Y形）接法，即把三 个线圈的末端X、Y、Z连接在一起，成为三个线圈的公用点，通常称它为中点或 零点，并用字母O表示。供电时，引出四根线：从中点O引出的导线称为中线或 零线；从三个线圈的首端引出的三根导线称为A线、B线、C线，统称为相线或 火线。AB CNN线与任意A,B,C三条线中的一条所构成的一相电，电压有 效值都为220V而A,B,C三条线中的任意其中两条线之间的 电压有效值为380V。两者之间的相位差入下图所示ABACBCABC可见，使用三线发电技术和三相四线传送电能的技术，不 仅可以为我们普通用户提供220V电压，还可以向工厂提供 380V的电压。另外三相交流电较单相交流电有很多优点， 它在发电、输配电以及电能转换成机械能等方面都有明显 的优越性。例如：制造三相发电机、变压器都较制造容量 相同的单相发电机、变压器节省材料，而且构造简单，性 能优良，又如，由同样材料所制造的三相电机，其容量比 单相电机大50%，在输送同样功率的情况下，三相输电线 较单相输电线可节省有色金属25%，而且电能损耗较单相 输电时少。所以，可以预见，在未来，三相交流发电技术 一定会有更大的展示空间，将会运用到各种新能源发电技 术和智能传送电能的技术中去。三相发电技术的展望光伏发电的概念：光伏发电是利用半导体界面的光生伏特效应而将光能直接转变为电能的一 种技术。这种技术的关键元件是太阳能电池。太阳能电池经过串联后进行 封装保护可形成大面积的太阳电池组件，再配合上功率控制器等部件就形 成了光伏发电装置。光伏发电的原理：光伏发电的主要原理是半导体的光电效应。光伏发电，其基 本原理就是“光伏效应”。光子照射到金属上时，它的能量可 以被金属中某个电子全部吸收，电子吸收的