电从哪里来的

我的一位从小一起长大的堂弟前两年在家乡开过牛肉面馆,我和内人同去吃过,味道特别正。然而因为拆迁和人流量的原因,没有继续做下去。我为他的好手艺感到惋惜,如果不管不顾的话,真想和他一起起早贪黑干几年,看看我们能不能做出来点样子。面馆开不了了,我跟堂弟说,最好能把开面馆的经历总结一下。因为亲身经历的味道和经营的经验,是非常宝贵的,白白丢掉太可惜。

2018年春节前,我从一家大型电力设计院离职。记得当年签下就业协议后,还没正式毕业,我就被单位的领导召唤过去打杂了,第一次见到几位同事的情景现如今还像刚发生过一般生动。分配给我的第一个任务是短路电流计算,从实习开始,掐指一算在我那里工作了整整十二年。这十二年确实辛苦,当然不是为奴十二年,却是成长、蜕变的充实十二年。十二年是完完整整的一个地支循环了,对我人生之路的影响,以自己愚笨的领悟能力,现在还不能悉数列举。尝试用和上面对堂弟开面馆规劝总结类似的心态,作个粗浅的总结。一来给多年后的自己读,二来给有心加入这个行业的朋友作各参考。此为第一篇。

内人说,以前从来没有听说过电力设计这个行当,也没有在意过我们用的电都是从哪里来的。不知正在读这篇文章的你,是否有琢磨过这个问题?这十二年,我就是从事电能源头设计的,并且是我们国家电力结构的骨干源头,即燃煤电厂。

说到烧煤,可能你在心理上有些抗拒。严谨的说,我也不能保证燃煤电厂和绝对雾霾没有联系。只是我亲身经历知道,现役的燃煤电厂从工艺流程、运行监测上,都投入了巨大的资源来限制污染源的排放。如果有机会可以去电厂参观,厂里的干净程度可能会超出你的想象。举例说明感受一下,新建和环保改造的燃煤电厂,大多都采用燃机(烧天然气的机组)的排放标准,即烟尘、二氧化硫、氮氧化物排放浓度分别不超过5 mg/m³、35 mg/m³、50 mg/m³,毫克哦。

电这个看不见摸不着的东西,是发电机发出来的。怎么发?发电机转起来,端口就有电送出来了。发电机怎么转呢?


电从哪里来的_第1张图片
图片发自App

大风车啊,呼悠悠的转。现在风电也比较容易看到了,风车转的时候就带着发电机一起转。而上面提到的电能骨干源头,是燃煤电厂,燃煤电厂里是汽轮机带着发电机转。汽轮机又是怎么可以转起来的呢?

电厂里的工艺流程,我用“吃喝拉撒住”作比。

吃什么?吃煤,燃煤电厂当然少不了煤。电厂消耗的煤量是巨大的,而煤这个东西是从各煤矿远距离用铁路或是汽车、船运到电厂,因为市场行情波动、运输环节复杂,为了保证电力可靠供应,必须有一定的空间可以存煤,所以电厂都会规划一块巨大的场地储煤。储煤厂的占地可以达到电厂的四分之一到三分之一。从进入电厂开始,一系列的流程都围绕着“吃”煤展开。转运、破碎、除铁(对的,炉子不吃铁啊)、研磨,最后一步是用大风把煤粉吹到锅炉的“嘴”里。负责这一系列流程的,是运煤专业。

喝什么?喝水。电厂是个“喝”水的大户,和他比起来,电厂里的百十号员工的生活用水的量小到可以忽略。你可能会奇怪,电厂为什么需要那么多水呢?锅炉吃煤,就是为了烧水得到蒸汽,然后高温高压的蒸汽推动汽轮机运转,这是其一;做功之后的蒸汽,需要冷却凝结成液态水返回锅炉循环,这是其二即冷却用水。由于冷却用水量巨大,通常在江边、海边的电厂,要从江里、海里取水。


电从哪里来的_第2张图片

图上这个冒着白烟的庞然大物,就是用来冷却冷却用水的——嗯,我没写错。冷却水发挥了冷却作用后,就变成热水了,循环利用的话需要对其冷却。这部分热水就打到上面的庞然大物进行冷却,与空气交换热量。我们生活中为了快点喝到冷水,将热水从高处倒到杯子里来回倒腾几次,和上面的冷却塔的原理是类似的。所以,下次再看到这个东西,不要说它是烟囱,上面冒的“白烟”也是很干净的,是液化的水蒸汽。

电厂喝的水,是从大江、海里取的,当然要预先处理才能“喝”,喝完的水也要排,这涉及到供水、化水两个专业。供水专业的功能是“供”,包括从水源取水、给各用水单位送水、处理冷却水。化水专业的作用是“化”,因为锅炉、汽轮机对水质的要求非常高,就需要将供水专业送过来的水进行进一步精细的处理,由化水专业完成。

与很多工艺生产流程类似,电能生产的过程也会产生“废水”,这些废水的排放或是再利用,需要再处理,也是由化水专业完成的。这说完了“撒”。

“拉”什么?当然是吃过的东西消化剩下的残渣,也就是煤灰。煤灰从锅炉里吐出来,经过处理,送到厂里存灰的灰库。灰库的灰,由汽车直接运走到用户单位,或是输送到灰场暂存。煤灰通常可以用作建筑材料。负责以上流程的,是除灰专业。

上面提到的这些流程,都需要专门的设备实现相应的功能,那就涉及到“住”的问题了。没错,电厂里绝大部分的建筑,都是给设备“住”的。因为很多设备都非常精细,长年累月放在室外风吹雨淋会极大的提高设备制造成本。同时为了减少占地,或是工艺流程本身对高度的要求,在布置空间上需要往上发展,所以很多设备是“住”楼房的。这些建筑物的设计,涉及到建筑、结构、暖通、总平面布置设计这些专业。而建筑物本身的功能,是为了满足相关的汽机、锅炉、运煤、除灰、化水、供水、电气、暖通等等这些工艺专业的特殊需求,因此在建筑及结构设计的过程中,需要这么多工艺专业与他们密切的配合,工作量非常之大。数据说话,一个1000MW机组电厂里的单体建筑物数量达七、八十个之多。

上面几乎没有提到燃煤电厂的龙头专业,就是汽机、锅炉的系统设计专业。他们根据规划的机组的出力、当地气象环境等一系列的约束条件,进行汽轮机与锅炉设备的参数要求及机组选型设计、厂房布置设计。一个中大型项目里,设备厂商从这两个专业手里签订的设备合同金额,可达二十多亿。

为了形象作比,我用了五个字总结电厂设计要考虑的方面。准确的的专业分工是这样的:汽机,锅炉,电气,控制,结构,建筑,暖通,总图,供水,水工结构,化水,运煤,除灰,技术经济,通信,系统规划,水文气象,测绘,岩土工程,环评。以上,基本上是设计一个燃煤电厂需要的全部专业。一个中等规模的项目,从项目核准开始做初步设计始,设计院约需要投入一百多人共同工作两到三年。而我啰里啰嗦这么久,也就只谈了设计这一个环节,还没有提到后续设备制造、施工安装、调试、生产运行,所有的参与方统计进来,估计有上千人之多。而这么多人都不是独自为战,相互之间有繁杂的接口。总之,电厂是一个庞大的系统工程,如果你喜欢牵一发而动全身的刺激感觉,可以自行百度深入了解下。

说完了“吃喝拉撒住”,电似乎就“变”出来了。别急,在电厂里,这电是需要处理的,然后才能转电线上,送到千家万户。而且,你想过吗,电厂本身就是用电大户,他们自然有自己的电力系统。这正是我的本专业,且听下回分解!

你可能感兴趣的:(电从哪里来的)