大型汽輪機運行

前言

　　隨著經(jīng)濟的快速發(fā)展，我國的發(fā)電行業(yè)已經(jīng)發(fā)展到歷史上最為輝煌的時期，裝機總容量已達7億kw，超臨界參數(shù)以上的機組數(shù)量已達近200臺，僅超超臨界參數(shù)的1000Mw機組已經(jīng)規(guī)劃建設近100臺，已有數(shù)臺1000MW機組在運行。與此同時，國家對于節(jié)能減排的重視，使得我們必然面臨一系列新的挑戰(zhàn)，新的設備、新的技術、新的要求等將出現(xiàn)在我們面前。這一切，給作者提出了更為嚴格的要求?！　”緯D展現(xiàn)現(xiàn)代汽輪機運行最新技術、最新發(fā)展，全面反映現(xiàn)代汽輪機運行的一般原理和特殊規(guī)則。在內容編排上，加重了汽輪機運行原理和汽輪機結構特點的分析與介紹，汽輪機熱力特性和結構特點分別單獨列為一章，更為系統(tǒng)和全面。為了適應節(jié)能的需要，增加了汽輪機運行經(jīng)濟性的分析內容，并把汽輪機作為火電廠整體循環(huán)的有機組成部分，分析回熱系統(tǒng)的經(jīng)濟性、超臨界參數(shù)的機組的選擇等。與當今現(xiàn)代火電技術的發(fā)展相適應‘，本書依然把全三維技術、超臨界參數(shù)、超超臨界參數(shù)機組的分析作為重點。同時，增加現(xiàn)代大型汽輪機材料一節(jié)，分析了超臨界、超超臨界參數(shù)機組所用材料的發(fā)展歷史與展望?！　”緯⒅刂R性和方法性的結合，既介紹了汽輪機運行的相關理論，又著重于介紹某一類問題的分析方法，使得讀者能夠觸類旁通，掌握現(xiàn)代汽輪機運行知識的學習方法和分析方法。　　本書由華中科技大學黃樹紅教授和長沙理工大學李錄平教授擔任主審。黃教授和李教授在宏觀上和細節(jié)上均給出了合理的建議，提出了詳細的修改意見。作者誠懇接受兩位教授的意見，本書的全部內容，都有兩位教授的心血，真誠感謝黃樹紅教授和李錄平教授對本書的貢獻?！　”緯蚜腥雵摇笆晃濉敝攸c規(guī)劃教材，感謝教學指導委員會的信任和支持。　　本書的緒論，第一章-第五章、第八章由山東大學孫奉仲教授編寫，第六章、第七章由山東大學史月濤博士編寫。在編寫過程中，得到了山東大學領導以及同事們的大力支持，在此表示感謝。　　本書的寫作，還得到了兄弟院校、汽輪機制造廠、設計單位、研究單位等有關部門的大力支持，參考了他們的許多研究成果，在此表示感謝?！　”緯某霭?，希望給我的朋友們、同仁們、學生們、家人們一個安慰，感謝你們的支持和理解?！　¤b于作者的水平和掌握的資料有限，本書難免有論述不當之處，甚至錯誤，歡迎批評指正！

內容概要

本書為普通高等教育“十一五”國家級規(guī)劃教材。本書系統(tǒng)地介紹了汽輪機運行的基本原理和最新運行技術。在介紹汽輪機運行技術的同時，充分考慮現(xiàn)代單元機組的特點，理清汽輪機與鍋爐的關系，兼顧介紹與汽輪機密切相關的鍋爐運行技術。這是本書的一大特色。    本書首先論述了大型汽輪機的結構特點和熱力特性，又介紹了暫態(tài)過程中汽輪機部件的熱狀態(tài)和壽命損耗，為分析汽輪機的啟動和停機奠定了理論基礎。然后重點介紹了大型汽輪機的啟動和停機過程、運行方式、運行經(jīng)濟性和運行可靠性，汽輪機的調峰以及事故處理。在介紹傳統(tǒng)機組技術特性的基礎上，又介紹了機組的最新技術，包括超臨界壓力汽輪機和超超臨界壓力汽輪機的運行特點、汽輪機的全三維技術、核電汽輪機運行技術、聯(lián)合循環(huán)汽輪機的運行技術以及空冷汽輪機的運行技術等。    本書可作為高等學校能源動力類及其他相關專業(yè)的教材，也可以供發(fā)電廠運行和管理人員參考。

書籍目錄

前言緒論第一章  汽輪機的熱力特性    第一節(jié) 汽輪機功率規(guī)范及基本熱力性能保證    第二節(jié) 汽輪機的基本蒸汽參數(shù)及規(guī)律    第三節(jié) 汽輪機流量變化對于熱力特性的影響    第四節(jié) 汽輪機調節(jié)方式對于熱力特性的影響    第五節(jié) 汽輪機蒸汽參數(shù)變化對于熱力特性的影響    第六節(jié) 汽輪機級內反動度及軸向推力的變化    第七節(jié) 汽輪機的總體熱力特性及熱力過程線第二章  現(xiàn)代汽輪機結構特點    第一節(jié) 汽輪機的基本結構特點    第二節(jié) 汽缸    第三節(jié) 轉子與軸系    第四節(jié) 超臨界參數(shù)汽輪機    第五節(jié) 現(xiàn)代汽輪機材料第三章  汽輪機部件暫態(tài)工況下的熱狀態(tài)及壽命損耗    第一節(jié) 暫態(tài)工況下的傳熱現(xiàn)象    第二節(jié) 熱應力    第三節(jié) 熱膨脹    第四節(jié) 熱變形    第五節(jié) 特殊條件下的材料機械性質    第六節(jié) 汽輪機的壽命    第七節(jié) 汽輪機的壽命管理第四章  汽輪機的啟動和停機    第一節(jié) 汽輪機的啟動方式分類    第二節(jié) 冷態(tài)滑參數(shù)啟動    第三節(jié) 熱態(tài)啟動    第四節(jié) 中壓缸啟動    第五節(jié) 汽輪機的停機    第六節(jié) 汽輪機啟動、停機中的幾個特殊問題第五章  汽輪機的運行調整與可靠性    第一節(jié) 汽輪機的運行方式與運行監(jiān)督    第二節(jié) 運行經(jīng)濟性    第三節(jié) 汽輪機組的協(xié)調運行    第四節(jié) 超臨界參數(shù)汽輪機運行    第五節(jié) 汽輪機的非正常運行方式    第六節(jié) 汽輪機的運行可靠性第六章  汽輪機調峰運行    第一節(jié) 概述    第二節(jié) 汽輪機的調峰方式    第三節(jié) 汽輪機的低負荷運行與小容積流量工況    第四節(jié) 汽輪機調峰運行的分析第七章  汽輪機的運行安全性    第一節(jié) 事故處理原則    第二節(jié) 葉片損壞    第三節(jié) 油系統(tǒng)故障    第四節(jié) 汽輪發(fā)電機振動事故    第五節(jié) 大軸彎曲    第六節(jié) 汽輪機進水第八章  特種汽輪機的運行    第一節(jié) 核電汽輪機    第二節(jié) 聯(lián)合循環(huán)汽輪機    第三節(jié) 空冷汽輪機主要參考文獻

章節(jié)摘錄

　　3．普遍采用中間再熱　　采用中間再熱后可降低低壓缸末級排汽濕度，減輕末級葉片水蝕程度，為提高蒸汽初壓創(chuàng)造了條件，從而可提高機組內效率、循環(huán)效率和運行可靠性。有些機組甚至采用了二次再熱。　　4．采用燃氣一蒸汽聯(lián)合循環(huán)，以提高電廠效率　　目前以天然氣和油為燃料的燃氣蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電效率已達50％以上，技術已經(jīng)成熟；以煤為燃料的聯(lián)合循環(huán)，例如整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)（IGCC），在我國也在籌劃建設中。以燃料電池為高端發(fā)電設備、燃氣輪機為中端發(fā)電設備、蒸汽輪機為低端發(fā)電設備的三聯(lián)合循環(huán)技術也在研究中，屆時，整個電站的發(fā)電效率將超過60％?！　?．提高機組的自動化水平　　大功率機組的控制極其復雜。隨著計算機技術的發(fā)展，機組的自動化控制水平逐漸提高。利用計算機可以進行運行的實時監(jiān)控，性能、效率的在線計算，啟動、停機、增減負荷的自動控制等。目前國外已經(jīng)有了以計算機為主體的全自動化火力發(fā)電廠，同時還確立了有效利用彩色電視顯像、音響通報裝置、輔機聽音裝置等視聽機能的綜合人機對話系統(tǒng)?？梢哉f，國外某些電廠已進入了利用設備診斷技術、以系統(tǒng)運行管理為目標的超自動運行的火力發(fā)電時代?！　?．提高機組的可靠性　　機組容量大、系統(tǒng)結構復雜，相應地發(fā)生事故的可能性也變大，因此提高其安全可靠性非常重要?，F(xiàn)代大機組在結構設計上采取了大量提高可靠性的措施，例如單獨閥體結構、多層汽缸、轉子冷卻、取消轉子中心孔等。為了提高機組運行、維護和檢修水平，增設和改善了保護、報警和狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)，有的還配置了智能化故障診斷系統(tǒng)。　　7．提高機組的運行水平　　基于壽命管理的變負荷控制方式，機爐電的協(xié)調控制等都是運行水平提高的標志。隨著電網(wǎng)容量的不斷增大，調峰任務也勢必落到大機組上，因此大機組在結構、系統(tǒng)方面應能適應變工況運行的性能要求。經(jīng)常保持主輔設備和系統(tǒng)的優(yōu)化運行，以提高機組的運行經(jīng)濟性，并保證規(guī)定的設備使用壽命，這是評價大容量機組技術水平的重要標準?！　ζ啓C運行總的要求就是保證設備的安全性和運行的可靠性，在安全的前提下，取得最高的經(jīng)濟性，并可以適應電網(wǎng)負荷的變化。汽輪機的啟動、停機和負荷變化，必然會產(chǎn)生一些損耗，從而使得設備的可靠性和經(jīng)濟性都有所降低，因此應了解并掌握汽輪機各種工況下的熱力特性和運行特性。汽輪機在啟動、停機和負荷變動等暫態(tài)過程中，其工作狀態(tài)不斷發(fā)生變化，蒸汽與金屬之問的熱交換也會發(fā)生變化，造成汽輪機部件受熱不均勻，從而可能產(chǎn)生比較大的溫差，使得汽輪機內部產(chǎn)生較大的熱應力、熱變形和熱膨脹。轉子部件和靜子部件的熱膨脹不相等，易引起通流部分及汽封處軸向間隙的變化而產(chǎn)生磨損；轉子軸向推力過大，汽缸膨脹滑銷系統(tǒng)的卡澀均會破壞設備的同軸性，使機組振動惡化等，這些都是很重要的運行問題。因此，作為運行者應了解機組啟動、停機和變負荷的特性，熟悉啟動、停機和變負荷的規(guī)程和這些規(guī)程所依據(jù)的基本理論等。　　在長期的運行實踐中，積累了豐富的經(jīng)驗，尤其是典型事故的分析和處理。吸取前人的教訓，借鑒以往發(fā)生的重大事故的經(jīng)驗，以防患于未然，對于汽輪機運行人員同樣是重。

編輯推薦

　　《普通高等教育“十一五”國家級規(guī)劃教材·大型汽輪機運行》可作為高等學校能源動力類及其他相關專業(yè)的教材，也可以供發(fā)電廠運行和管理人員參考。

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