透过在学校的学习对电厂的基本知识有一个基本的认识,透过结合电厂实际状况对风力发电厂有一个更加清晰的认识。
一、风电厂的主要设备及其简介
大风坝风电厂的风力发电机属于大型水平轴风力涡轮机,其组件简介如下:
1、大型水平轴风力涡轮机组件
2、转子叶片——捕获风能并将其转换为转轴的转动能
3、转轴——将转动能转移到发电机内
4、发动机箱——一个箱子,其中包含:
5、变速箱——用于增加转子中心和发电机之间的转轴速度
6、发电机——利用转轴的转动能,透过电磁性发电
7、电子控制装置——监视系统,用于在出现故障时关掉涡轮和控制偏航装置。
8、偏航控制器——移动转子使其与风向持续一致
9、制动装置——在出现电力超载或系统故障时停止转轴旋转。
10、塔架——支撑转子和发动机箱,并将整个装置上升到更高位置,使叶片不会碰到地面。
11、电力设备——从发电机向下透过塔架输送电流,还可控制涡轮机的多个安全部件
风力发电机是将风能转换为机械功的动力机械,又称风车。广义地说,它是一种以太阳为热源,以大气为工作介质的热能利用发动机。许多世纪以来,风力发电机同水力机械一样,作为动力源替代人力、畜力,对生产力的发展发挥过重要作用。近代机电动力的广泛应用以及二十世纪50年代中东油田的发现,使风力机的发展缓慢下来。
70年代初期,由于“石油危机”,出现了能源紧张的问题,人们认识到常规矿物能源供应的不稳定性和有限性,于是寻求清洁的可再生能源遂成为现代世界的一个重要课题。风能作为可再生的、无污染的自然能源又重新引起了人们重视。
根据风力发电机旋转轴的区别,风力发电机能够分为水平轴风力发电机和垂直轴风力发电机。
水平轴风力发电机:旋转轴与叶片垂直,一般与地面平行,旋转轴处于水平的风力发电机。
垂直轴风力发电机:旋转轴与叶片平行,一般与地面吹垂直,旋转轴处于垂直的风力发电机。
目前占市场主流的是水平轴风力发电机,平时说的风力发电机通常也是指水平轴风力发电机。目前水平轴风力发电机的功率最大已经做到了5wm左右。垂直轴风力发电机虽然最早被人类利用,但是用来发电还是近10多年的事。与传统的水平轴风力发电机相比,垂直轴风力发电机具有不用对风向,转速低,无噪音等优点,但同时也存在起动风速高,结构复杂等缺点,这都制约了垂直轴风力发电机的应用。
根据定桨矩失速型风机和变速恒频变桨矩风机的特点,国内目前装机的电机一般分为二类:
异步型
(1)笼型异步发电机;功率为600/125kw750kw800kw1250180kw定子向电网输送不同功率的50hz交流电
(2)绕线式双馈异步发电机;功率为1500kw定子向电网输送50hz交流电,转子由变频器控制,向电网间接输送有功或无功功率。
同步型
(1)永磁同步发电机;功率为750kw1200kw1500kw由永磁体产生磁场,定子输出经全功率整流逆变后向电网输送50hz交流电
(2)电励磁同步发电机;由外接到转子上的直流电流产生磁场,定子输出经全功率整流逆变后向电网输送50hz交流电
二、风机发电原理
风力发电涡轮机中,涡轮叶片旨在捕获风中的动能。其余结构几乎与水力发电装置完全一样:当涡轮叶片捕获风能并开始转动时,它们会转动转子中心与发电机之间的转轴。发电机将转动能转换为电力。就其本质而言,透过风来发电就是将能量从一种介质中转移到另一种介质。风能完全来自于太阳。当太阳加热某块陆地时,这块陆地周围的空气会吸收掉部分热量。到达必须温度后,较热的空气开始十分快地上升,因为在体积相同的状况下,热空气比冷空气要轻。
移动较快(较热)的空气粒子比移动较慢的粒子产生的压力大,因此在给定高度下维持正常气压所需的粒子较少(要了解有关空气温度和压力的更多信息,请参见热气球工作原理)。当较轻的热空气突然上升时,较冷的空气会快速流入以填补热空气留下的空隙。这股流入以填补空隙的空气就是风。在朝着风所经过的通道上放置类似转子叶片的物体,风将推动它,从而将部分动能转移到叶片上。这就是风力涡轮机从风中捕获能量的方式。
三、风力发电厂的生产过程
无论是风力发电、火力发电、水力发电。其发电原理都是一样的,唯一的不同只是作用在发电机上的动力源不同。火力发电厂是依靠化石燃料软换成热能,这个过程在蒸汽锅炉或燃气机的燃烧室内完成;而后热能转换成机械能。而水力发电即是利用水的势能推动水轮机,再由水轮机带动发电机转动,发电。风力发电机则是利用风能作用在浆叶上,浆叶转动带动发电机转动,从而完成风能和电能的转换。这样的发电方式无任何副产物残留,环保低碳,但却对自然条件的要求较为严格。
风电厂共有64台750kw的风力发电机组,属于水平轴风力发电机。在机组成功克服了高海拔风电场空气密度低、高潮湿、多雷暴、易凝露、强紫外线等一系列不利因素,持续了长时间无故障地稳定运行,机组可利用率在99、5%以上。风机浆叶在受到风力推动后,带动发电机转动,然后发电机发出690v电压,经过风机下的变压装置进行一次升压到35kv,然后进过场内变电站进行二次升压到110kv,然后对时切入电网。
四、风力发电机主要控制系统
涡轮机中最常用的敏感性安全系统可能是受超过阈值的风速触发的“制动”系统。这些装置使用电源控制系统,当风速过高时启动制动装置,当风速下降低于45mph(20米/秒)时“松开制动装置”。现代大型涡轮机设计使用多种不同类型的制动系统: 角度控制——涡轮机的电子控制器监视涡轮的功率输出。当风速高于45mph(20米/秒)时,输出功率将过高,此时控制器通知叶片改变角度,使叶片与风向不一致。这样做能够减慢叶片的转动。角度控制系统要求(转子上的)叶片安装角度是可调整的。
被动停止控制——叶片以固定角度安装在转子上,但设计使得叶片中的扭曲角度可在风速过高时对叶片进行制动。叶片具有一个特殊的角度,可在风速超过某一值时导致叶片的逆风面产生湍流,从而使叶片停止转动。简单来说,当应对风向的叶片角度过陡,以至于开始消除上升力,从而降低叶片速度时,空气动力学作用将停止。
主动停止控制——这种功率控制系统的叶片能够调整角度,类似角度控制系统中的叶片。主动停止系统按照角度控制系统的方式读取功率输出,但不是调整叶片角度使其与风向不一致,而是调整角度使它们停止转动。
五、对风力发电的认识
风能是一种清洁能源,是能够再生的,在自然界中的永恒产物,在以后的世界能源中很定占据必须的席位。
世界不可再生资源已随着我们的战争,我们的工业化的发展,被洗的很干净,我们的原油价格涨得吓人,还一向见不到顶,我国的稀土,随着出口的剧增,为自己后代保留不多。
我们的煤炭,全送到火力发电站燃烧殆尽。然后给整个空气污染贡献力量。现有可再生资源不能再利用了! 我们渴求新能源的崛起!将资源的开发转移到新能源的开发中来吧!给未来留下期望!还世界一个干净的明天!为新能源奋斗! 为风能的发展而奋斗!看好达坂城风力发电站!看好风能产业。
六、主要收获体会:
1、透过此次参观实习使我初步了解了新疆的风能资源的分布状况,风力发电的发展潜力与趋势,理解了风力发电的基本状况和风力发电所需的基本条件。对电气自动化专业加深了认识。
2、体会到了电气自动化专业对风力发电的重大作用,更加提高了我对电气自动化专业的兴趣,以及作为一个当代大学生的伟大使命。在这次实习中,我受益颇多,使我们所学的理论知识得以巩固和扩大,增加我们的专业实际知识;为将来从事专业技术工作打下必须的基础;进一步培养了我们运用所学理论知识分析生产实际问题的潜力。
3、了解了达坂城谷地风能的风速、风能密度及谷地风的产生以及测量风能密度及风速的方法。认识和了解了各种配电室和高压电发电技术。改变了自己原本对风力发电有关知识的错误认识,例如:风速越大对发电越有利。此刻明白了风力发电的速度范围,及风速过大对发电的影响和对风机的寿命的影响。
4、透过本次认识电气自动化实验室的实习我们了解了变电所电气设备的构成,了解配电装置的布置形式及特点,了解控制屏,保护屏的布置状况及主控室的总体布置
5、了解了自动控制理论在风力发电及电网方面的应用,并对自动控制应用于实际有了更新认识。看到了可再生资源及洁净能源应用电力事业的前景,体会到了当代大学生不仅仅要学习课本上的知识更重要的是如何将它应用到实践的重要性。
七、存在的问题:
1、对风力发电的相关理论知识很缺乏。
2、对风力发电的原理了解得还不是很透彻,对有些概念还有点模糊,对风力发电中的自动控制理论了解得不是很深。由于时间比较仓促,对风机的各种详细状况没有系统的了解,还存在必须的疑惑有待解决。
3、对各种实验设备缺乏认识和所学的理论知识与实际结合的不够透彻。
发电厂实习报告 篇 周四下午,我们班来到南京的火电厂进行认知实习。
火力发电厂的生产过程实质上是四个能量形态的转换过程,首先化石燃料的化学能经过燃烧转变为热能,这个过程在蒸汽锅炉或燃汽机的燃烧室内完成;再是热能转变为机械能,这个过程在蒸汽机或燃汽轮机完成;最后通过发电机将机械能转变成电能。
火力发电厂的原料就是原煤。原煤一般用火车运送到发电厂的储煤场,再用输煤皮带输送到煤斗。原煤从煤都落下由给煤机送入磨煤机磨成煤粉,并同时送入热空气来干燥和输送煤粉。形成的煤粉空气混合物经分离器分离后,合格的煤粉经过排粉机送入输粉管,通过燃烧器喷入锅炉的炉膛中燃烧。
燃料燃烧所需要的.热空气由送风机送入锅炉的空气预热器中加热,预热后的热空气,经过风道一部分送入磨煤机作干燥以及送粉之外,另一部分直接引至燃烧器进入炉膛。燃烧生成的高温烟气,在引风机的作用下先沿着锅炉的倒“U”形烟道依次流过炉膛,水冷壁管,过热器,省煤器,空气预热器,同时逐步将烟气的热能传给工质以及空气,自身变成低温烟气,经除尘器净化后的烟气由引风机抽出,经烟囱排入大气。如电厂燃用高硫煤,则烟气经脱硫装置的净化后在排入大气。
煤燃烧后生成的灰渣,其中大的灰子会因自重从气流中分离出来,沉降到炉膛底部的冷灰斗中形成固态渣,最后由排渣装置排入灰渣沟,再由灰渣泵送到灰渣场。大量的细小的灰粒(飞灰)则随烟气带走,经除尘器分离后也送到灰渣沟。
锅炉给水先进入省煤器预热到接近饱和温度,后经蒸发器受热面加热为饱和蒸汽,再经过热器被加热为过热蒸汽,此蒸汽又称为主蒸汽。
经过以上流程,就完了燃料的输送和燃烧、蒸汽的生成燃物(灰、渣、烟气)的处理及排出。
由锅炉过热气出来的主蒸汽经过主蒸汽管道进入汽轮机膨胀作功,冲转汽轮机,从而带动发电机发电。从汽轮机排出的乏汽排入凝汽器,在此被凝结冷却成水,此凝结水称为主凝结水。主凝结水通过凝结水泵送入低压加热器,有汽轮机抽出部分蒸汽后再进入除氧器,在其中通过继续加热除去溶于水中的各种气体(主要是氧气)。经化学车间处理后的补给水(软水)与主凝结水汇于除氧器的水箱,成为锅炉的给水,再经过给水泵升压后送往高压加热器,偶汽轮机高压部分抽出一定的蒸汽加热,然后送入锅炉,从而使工质完成一个热力循环。
循环水泵将冷却水(又称循环水)送往凝结器,吸收乏气热量后返回江河,这就形成开式循环冷却水系统。在缺水的地区或离河道较远的电厂。则需要高性能冷却水塔或喷水池等循环水冷设备,从而实现闭式循环冷却水系统。
经过以上流程,就完成了蒸汽的热能转换为机械能,电能,以及锅炉给水供应的过程。因此火力发电厂是由炉,机,电三大部分和各自相应的辅助设备及系统组成的复杂的能源转换的动力厂。
在火电厂中,认识了普通的锅炉,火电厂中锅炉完是燃烧,把燃料的化学能转换成热能的能量转换过程,锅炉机组的产品高温高压的蒸汽。在锅炉机组中的能量转换包括三个过程:燃料的燃烧过程、传热过程和水的汽化过程。燃料和空气中的氧,在锅炉燃烧室中混合,氧化燃烧,生成高温烟气,过程就燃烧过程。高温烟气锅炉的各个受热面传热,将热能传给锅炉的工质水。水吸热后汽化变成饱和蒸汽,饱和蒸汽吸热变成高温的过热蒸汽,这传热与水的汽化过程。关于锅炉中使用的水,经老师介绍,极为纯净,乐百氏纯净水号称经历了27层过滤,但在锅炉水面前只是小儿科,锅炉水比它纯净许多。实习中认识到,锅炉的给水先后自下而上流动,经加热后汽包然后就降到水冷壁的下联箱,再水冷壁。在水冷壁中水变成蒸汽汽水混合物。汽水混合物在汽包内分离,水留在汽包内下一轮循环。锅炉使用的均为煤。是热电厂的原料。师傅带参观了煤场,电厂对煤也有的要求。电厂采用的是煤粉炉,其原因是煤粉流动性好,可燃烧,使用之前,热空气喷入炉膛与空气混合,在炉内作悬浮燃烧。电厂的师兄介绍说煤粉的细度头发丝大,主要是燃烧。如今的环境问题,严重阻碍了人类的发展,在热电厂中,废气物都要经历的脱硫后才能排放。而电厂烟筒里的烟是脱硫的。
火力发电厂是由许多热力设备和电气设备所组成的非常的的整体,从某种意义上讲,热力的设备更多、更为、也更容易故障和事故,热力和电气彼此间的关系是密切的。,凡是从事热工工作的技术人员,都对的热力的某些知识,。实习对电厂安全经济运行的认识,严肃的工作作风。在今后的工作中应该组织性、纪律性、集体主义精神等优良品德。