当前位置：首页>课件>电气工程导论课件对照讲解版第九讲:发电厂

电气工程导论课件对照讲解版第九讲:发电厂

2026-09-21 02:35:55

朋友们，大家好！王老师的《电气工程导论》课，终于在斐之学堂公众号和大家见面啦！

你还在迷茫电气专业学什么、未来干什么吗？

你想读懂新型电力系统、智能电气装备、新能源储能的时代风口吗？你想提前看清电气专业的发展赛道、就业方向与前沿趋势吗？

那就走进这门看懂未来电气时代的入门必修课，构建电气专业全景知识框架、建立工程思维、找准学习目标、锁定未来就业方向，提前解锁电气专业的高薪、前沿、硬核发展前景。

《电气工程导论》是电气类专业启蒙核心课程，立足新型能源体系与智能电气装备发展前沿，全景展现电气工程学科知识架构、技术谱系与产业图景，贯通电力能源、电气装备、智能控制等方向，厘清行业发展脉络与技术演进趋势，引导学生建立工程系统思维，明晰专业学习路径，树立服务能源强国建设的职业使命。

王老师的《电气工程导论》课在公众号安排15讲，本期推出第九讲：发电厂。

同学们好！今天，我们一起来学习第三章电力系统及其自动化技术的第二个模块，发电厂。电力能走到千家万户，被利用起来，需要经过发输变配用的长链条，发电是必不可少的。

发电厂，或称发电站，是将一次能源转换为电能（二次能源）的工厂（一些特殊的电厂，如沼气发电厂、垃圾发电厂，也可能不使用一次能源做燃料）。

按利用能源的类别不同，发电厂可分为火力发电厂、水力发电厂、核能发电厂及太阳能发电厂、地热发电厂、风力发电厂、潮汐发电厂等。大多数发电厂生产过程的共同特点是由原动机将各种形式的一次能源转换为机械能，再驱动发电机发电。太阳能光伏发电、磁流体发电、燃料电池等则是直接将一次能源转换为电能。

火力发电厂是利用煤、油、天然气、油页岩等为燃料的发电厂。按照发电方式可分为汽轮机发电、燃气轮机发电、内燃机发电、燃气－蒸汽联合循环发电、供电又供热的“热电联产”的热电厂。

1）蒸汽轮机发电厂

汽轮机发电又称蒸汽发电，它利用燃料（煤、油、天然气等）在锅炉中燃烧使锅炉中的水变为高温高压蒸汽，推动汽轮机，带动发电机发电。火电厂中有专供发电的凝汽式汽轮机组，还有兼供热的抽汽式和背压式汽轮机组。

水的临界参数是22.129MPa、374.15℃；在这个压力和温度时，高温膨胀的水和高压力的蒸汽密度相同，称水的临界点。锅炉内工质压力低于临界点称亚临界；大于临界点称超临界。蒸汽温度不低于593℃，或蒸汽压力不低于31MPa时称为超超临界。超临界、超超临界火电机组可显著节能和改善环境，例如超超临界机组比超临界机组热效率高1.2%。未来火电建设将主要是发展高效率高参数的超临界和超超临界火电机组。

凝汽式火电厂中，锅炉产生的蒸汽推动汽轮机做功，并使之带动发电机发电。已做过功的蒸汽，排入冷凝器（也称凝汽器）冷却成水，重新送回锅炉。造成大量热量被冷凝器中的循环水带走，所以热效率较低，只有30%～40%。

在热电厂中，汽轮机中一部分作过功的蒸汽被从中间段抽出供给热用户，或经过热交换器将水加热后，再将热水供给用户。这样，便减少了被循环水带走的热损失，所以热效率高达60%～70%。

2）燃气轮机发电厂与燃气—蒸汽联合循环发电厂

燃气轮机发电厂也属于火力发电厂类型。但它不是通过燃烧天然气等产生蒸汽推动汽轮发电机组发电，而是通过将天然气等燃烧产生的高温烟气直接推动燃气轮机，再带动发电机发电。燃气轮机发电比燃烧天然气产生蒸汽在通过蒸汽轮机发电的效率高，排放又远小于燃煤，而且启动快速，故可作为调峰电源承担日负荷曲线上的尖峰负荷。但燃气轮机排出的高温烟气被耗散掉，总体上发电效率仍不高。

燃气-蒸汽联合循环发电技术可显著提高燃气轮机发电的热效率。燃气-蒸汽联合循环的基本原理是；燃气轮机在带动发电机发电的同时，将排出的高温气体（高达600℃）送入余热锅炉，加热余热锅炉里面的通水管道，产生高温高压蒸汽推动蒸汽轮机旋转，带动发电机发电。

我国一直在研究煤气化燃气-蒸汽联合循环发电，这是一种高效的洁净煤发电技术。该技术先把煤制成煤气，去除杂质后用燃气轮机发电，其余过程与天然气燃气-蒸汽联合循环发电相似。

水力发电厂是利用河流、水库的水位能来发电的电厂。按照取水方式的不同，分为径流式、坝后式、河床式、抽水蓄能电厂。

按运行方式分，可以分为（1）径流式，利用河流自然的水流通过发电机发电，不能调节流量。（2）储水式，按季节用水库调节流向下游的流量，雨季和轻负荷时储水，干旱时放水发电。（3）调整式，调节能力不如储水式，只有日间和周间调整能力。（4）抽水蓄能式，利用低谷负荷时发电机的多余电力，机组以电动机—水泵方式工作，将下游的水抽至上游水库存储起来；待系统高峰负荷到达时，机组以水轮机—发电机方式工作，使所蓄的水用于发电，满足调峰需要。

原子能发电

原子能发电站（核电站）是用核燃料在反应堆中的受控核裂变能转化为热能，将水变为蒸汽推动汽轮机带动发电机发电的电厂。反应堆中以高压水或重水作为慢化剂和冷却剂，因而可分为轻水堆、重水堆等，早期的石墨堆在新建的核电站中已经不再使用。目前绝大多数核电站采用轻水堆，其余为重水堆以及先进气冷堆等。轻水堆主要是压水堆和沸水堆两种类型，其中压水堆又占大约75%。

压水堆核电站工作原理：

①反应堆冷却剂在主泵的驱动下进入反应堆，流经堆芯后从反应堆容器的出口管道流出，经密封管道进入蒸汽发生器，然后再回到主泵，称为一回路。

②反应堆冷却剂通过密封管道进入蒸汽发生器后，在实体隔离的条件下将热量传递给二回路的水，生成蒸汽驱动汽轮机，带动发电机发电。

③做功后的乏蒸汽进入冷凝器，冷凝器是被海水或河水、湖水冷却的，也可以用冷却塔和水池提供三回路的冷却水。蒸汽在冷凝器中冷凝为水，再补充到蒸汽发生器中，形成循环。

中国核电站的建设情况如下：

1991年，中国自主设计建设的第一座核电站———秦山核电站建成投产；1994年建成大亚湾核电站；1996年开始，中国自主设计建设了秦山二期核电站；与国外合作建设了岭澳核电站、秦山三期核电站和田湾核电站。截至2004年7月，共有9台核电机组投入生产。截止2025年底的数据：浙江省（13台，秦山*9+三门*2+海阳*2），广东省（14台，大亚湾*6+阳江*6+台山*2），福建（12台，宁德*4+福清*6+漳州*2），江苏（4台，田湾），辽宁（4台，红沿河），广西（4台，防城港），海南（2台，昌江），山东（1台，石岛湾）。

新能源发电的占比越来越高。目前，世界上除以利用燃料的化学能、水的位能、核燃料的裂变、聚合能为生产电能的主要方式外，利用太阳能、风能、地热、潮汐、波浪、海洋温差、沼气、垃圾、燃料电池等能源生产电能也在不断地研究、应用中发展。

利用太阳光能和热能来生产电能就是太阳能发电。太阳能是人类取之不尽用之不竭的可再生能源，也是清洁能源，不产生任何的环境污染。

太阳能发电分光热发电和光伏发电。

在太阳能的有效利用当中，大阳光伏发电技术是近些年来发展最快，最具活力的技术研究领域。在太阳能光伏技术应用中，尚待解决的技术问题还有很多，如：如何降低太阳能电池的生产成本；如何提高太阳能电池的光电转化效率；高效率、低成本的电能储存技术；如何实现太阳能电池的最佳输出匹配等。

地热发电就是利用地表深处的地热能来生产电能。

地球的内部非常热，其地心温度大约为4000℃，热能持续不断地在流向地面，从地表辐射出去并消失在太空中。地热发电是利用地下热水和蒸汽为动力源的一种新型发电技术，是一门新兴的能源工业。

地热发电的基本原理与普通火力发电相似，也是根据能量转换原理，首先把地热能转换为机械能，然后又把机械能变为电能。

现在大量应用的地热发电系统主要有两大类：地热蒸汽发电系统和双循环发电系统。

另外，在研究的地热发电系统还有全流发电系统和干热岩发电系统。

目前世界地热发电中多数为地热蒸汽发电，因为它技术成熟，运行安全可靠。

风力能源是由于太阳对大气层造成的温差和地球表面不规则而引起，利用风力的动能就叫风力发电。我国风能资源丰富，陆地理论储量３２亿千瓦，可开发的装机容量约２.５３亿千瓦，居世界首位，商业化、规模化发展潜力巨大。全国累计安装小型风力发电机近２０万台，用作解决西部无电地区农牧民生产生活用电。在广东、福建、内蒙古、新疆等地已建成４０个风电场，总装机容量近６０万千瓦。