單元機(jī)組運(yùn)行

前言

　　本書為修訂教材。在修訂過程中堅(jiān)持新編與修訂相結(jié)合，在取材上盡量反映目前國(guó)內(nèi)機(jī)組技術(shù)水平，立足于火力發(fā)電廠運(yùn)行崗位，側(cè)重培養(yǎng)操作技能，是以火力發(fā)電廠機(jī)組運(yùn)行和控制為研究對(duì)象的綜合性、系統(tǒng)性、實(shí)用性較強(qiáng)的專業(yè)教材。本書強(qiáng)調(diào)基本知識(shí)、緊密聯(lián)系生產(chǎn)實(shí)踐、突出大型火力發(fā)電機(jī)組發(fā)展方向，融入了超臨界和超超臨界參數(shù)機(jī)組啟動(dòng)和循環(huán)流化床鍋爐運(yùn)行調(diào)節(jié)等內(nèi)容?！　∪珪砷L(zhǎng)沙理工大學(xué)譚欣星和山東電力研究院丁立新主審，主審老師對(duì)書稿進(jìn)行了認(rèn)真仔細(xì)的審閱，并提出很多寶貴意見。　　在本書編寫過程中，得到了山東電力研究院郝衛(wèi)東、王學(xué)同等同志的大力支持和幫助，在此向他們表示衷心的感謝。　　由于編者水平所限，書中難免存在疏漏和不足之處，懇請(qǐng)廣大讀者批評(píng)指正。

內(nèi)容概要

本書為普通高等教育“十一五”國(guó)家級(jí)規(guī)劃教材。    本書根據(jù)火力發(fā)電廠300MW及以上機(jī)組的設(shè)備、系統(tǒng)和技術(shù)特點(diǎn)編寫，是一本立足于火力發(fā)電廠運(yùn)行崗位，側(cè)重培養(yǎng)學(xué)生操作技能，以火力發(fā)電廠機(jī)組運(yùn)行和控制為研究對(duì)象的綜合性、系統(tǒng)性、實(shí)用性較強(qiáng)的專業(yè)教材。    本書注重基本理論，緊密聯(lián)系生產(chǎn)實(shí)際，突出大機(jī)組的運(yùn)行特點(diǎn)；強(qiáng)調(diào)單元機(jī)組運(yùn)行的原則。主要內(nèi)容包括單元機(jī)組的啟動(dòng)和停運(yùn)、單元機(jī)組運(yùn)行調(diào)節(jié)、單元機(jī)組調(diào)峰及壽命分析、單元機(jī)組的控制和保護(hù)、輔機(jī)運(yùn)行與順序控制、單元機(jī)組事故處理等。為了加深學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)的理解，每章后均附有復(fù)習(xí)思考題。    本書可作為高職高專電力技術(shù)類火電廠集控運(yùn)行和電廠熱能動(dòng)力裝置專業(yè)的教材，也可作為本科熱能與動(dòng)力工程專業(yè)的教材，同時(shí)可供從事火電廠工作的運(yùn)行技術(shù)人員使用。

書籍目錄

前言第一版前言第一章 單元機(jī)組的啟動(dòng)和停運(yùn)  第一節(jié) 單元機(jī)組啟停的概念和啟動(dòng)方式  第二節(jié) 配汽包鍋爐單元機(jī)組冷態(tài)（滑參數(shù)）啟動(dòng)  第三節(jié) 配汽包鍋爐單元機(jī)組熱態(tài)（滑參數(shù)）啟動(dòng)  第四節(jié) 配其他鍋爐單元機(jī)組啟動(dòng)  第五節(jié) 單元機(jī)組的停運(yùn)  復(fù)習(xí)思考題第二章 單元機(jī)組運(yùn)行調(diào)節(jié)  第一節(jié) 鍋爐的運(yùn)行調(diào)節(jié)  第二節(jié) 汽輪發(fā)電機(jī)組運(yùn)行維護(hù)  復(fù)習(xí)思考題第三章 單元機(jī)組調(diào)峰及壽命分析  第一節(jié) 單元機(jī)組調(diào)峰運(yùn)行  第二節(jié) 單元機(jī)組啟停及變負(fù)荷時(shí)的熱狀態(tài)  第三節(jié) 單元機(jī)組壽命分析  第四節(jié) 單元機(jī)組經(jīng)濟(jì)運(yùn)行  復(fù)習(xí)思考題第四章 單元機(jī)組的控制和保護(hù)  第一節(jié) 單元機(jī)組負(fù)荷控制系統(tǒng)  第二節(jié) 爐膛安全監(jiān)控系統(tǒng)  第三節(jié) 汽輪機(jī)數(shù)字電液調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)  第四節(jié) 單元機(jī)組連鎖保護(hù)  復(fù)習(xí)思考題第五章 輔機(jī)運(yùn)行與順序控制  第一節(jié) 概述  第二節(jié) 鍋爐輔助系統(tǒng)運(yùn)行  第三節(jié) 汽輪機(jī)輔助系統(tǒng)運(yùn)行  第四節(jié) 管道及閥門的運(yùn)行  復(fù)習(xí)思考題第六章 單元機(jī)組事故處理  第一節(jié) 概述  第二節(jié) 鍋爐事故診斷與處理  第三節(jié) 汽輪機(jī)事故診斷與處理  第四節(jié) 電氣方面的事故處理  復(fù)習(xí)思考題附錄 機(jī)組運(yùn)行常用縮寫及術(shù)語英漢對(duì)照（按字母先后順序）參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

　　第二章　單元機(jī)組運(yùn)行調(diào)節(jié)　　單元機(jī)組是鍋爐、汽輪機(jī)、發(fā)電機(jī)三大主機(jī)及其輔機(jī)構(gòu)成的一個(gè)整體，其中任何一個(gè)環(huán)節(jié)運(yùn)行狀態(tài)的變化都將引起其他環(huán)節(jié)運(yùn)行狀態(tài)的改變。因此，單元機(jī)組爐機(jī)電的運(yùn)行維護(hù)與調(diào)節(jié)既是相互聯(lián)系的，又有各自的特點(diǎn)。在機(jī)組正常運(yùn)行中，鍋爐側(cè)重于調(diào)節(jié)，汽輪發(fā)電機(jī)側(cè)重于監(jiān)視和維護(hù)?！　〉谝还?jié)　鍋爐的運(yùn)行調(diào)節(jié)　　鍋爐運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性、安全性就是通過對(duì)鍋爐運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行監(jiān)視和調(diào)節(jié)來達(dá)到的。鍋爐的主要運(yùn)行參數(shù)有過熱蒸汽壓力和溫度、再熱蒸汽溫度、汽包水位和鍋爐蒸發(fā)量等。對(duì)運(yùn)行鍋爐進(jìn)行監(jiān)視和調(diào)節(jié)的主要任務(wù)是：　?。?）保證鍋爐蒸發(fā)量（即鍋爐出力），以滿足外界負(fù)荷的需要?！　。?）保持正常的過熱蒸汽壓力、過熱蒸汽和再熱蒸汽溫度，保證蒸汽品質(zhì)?！　。?）汽包鍋爐要維持汽包的正常水位?！　。?）維持燃料燃燒的經(jīng)濟(jì)性，盡量減少各項(xiàng)損失，提高鍋爐效率；盡量減少廠用電消耗。　?。?）及時(shí)進(jìn)行正確的調(diào)節(jié)操作，消除各種隱患、異常和設(shè)備故障，保證機(jī)組的正常運(yùn)行。　　為完成上述任務(wù)，運(yùn)行人員必須充分了解各種因素對(duì)鍋爐運(yùn)行的影響，掌握鍋爐運(yùn)行的變化規(guī)律，根據(jù)設(shè)備的特性和各項(xiàng)安全經(jīng)濟(jì)指標(biāo)進(jìn)行監(jiān)視和調(diào)節(jié)工作?！　∫弧⑵仩t運(yùn)行調(diào)節(jié)　?。ㄒ唬┱羝麎毫φ{(diào)節(jié)　　1.　汽壓變化的影響　　主蒸汽壓力是單元機(jī)組運(yùn)行過程中監(jiān)視的重要參數(shù)之一，汽壓過高或過低對(duì)機(jī)組運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性和安全性均有影響。機(jī)組定壓運(yùn)行時(shí)，要求鍋爐蒸汽壓力維持在額定附近相對(duì)穩(wěn)定；機(jī)組變壓運(yùn)行時(shí)，則要求蒸汽壓力隨負(fù)荷的變化而變化。顯然，不同的運(yùn)行方式對(duì)汽壓調(diào)節(jié)要求不同，所以運(yùn)行過程中要求汽壓波動(dòng)幅值不要太大，而應(yīng)相對(duì)穩(wěn)定?！　≌羝麎毫Φ陀谝?guī)定值，將減少蒸汽的做功能力，機(jī)組汽耗率增加，甚至機(jī)組功率受到限制。不僅使機(jī)組經(jīng)濟(jì)性下降，還會(huì)增大汽輪機(jī)的軸向推力，威脅機(jī)組運(yùn)行的安全性?！　∑麎撼^規(guī)定值時(shí)，汽壓過高引起安全門起座，大量排汽造成工質(zhì)和熱量損失，安全門起座次數(shù)的增加會(huì)影響其嚴(yán)密性。另外，還會(huì)引起汽包水位的波動(dòng)和蒸汽品質(zhì)。　　汽壓高、低頻繁波動(dòng)，使機(jī)組承壓部件經(jīng)常處于交變應(yīng)力作用下，容易造成設(shè)備部件的疲勞損壞?！　?.　汽壓變化的原因　　影響汽壓變化的因素，一是鍋爐外部的因素，稱為外擾；一是鍋爐內(nèi)部的因素，稱為內(nèi)　　擾。外擾主要指外界負(fù)荷的正常增減或在事故情況下的大幅度甩負(fù)荷。當(dāng)外界負(fù)荷突然增加　　時(shí)，汽輪機(jī)調(diào)節(jié)閥開大，蒸汽量瞬間增大。如燃料量未及時(shí)增加，再加以鍋爐本身的熱慣性，將使鍋爐的蒸發(fā)量小于汽輪機(jī)的蒸汽流量，汽壓就要下降。相反，當(dāng)外界負(fù)荷突減時(shí)，　　汽壓就要上升。在外擾的作用下，鍋爐汽壓與蒸汽量的變化方向是相反的?！　?nèi)擾主要是指鍋爐燃燒工況的變化，如送人爐內(nèi)的燃料量、煤粉細(xì)度、煤質(zhì)等發(fā)生變化，或出現(xiàn)風(fēng)粉不當(dāng)現(xiàn)象，如爐膛結(jié)焦、漏風(fēng)等影響燃燒工況變化時(shí)。在外界負(fù)荷不變的情況下，汽壓的穩(wěn)定主要取決于爐內(nèi)燃燒工況的穩(wěn)定。在內(nèi)擾作用下，鍋爐汽壓與蒸汽流量的變化方向開始時(shí)相同，然后相反。如鍋爐燃燒率增加，將引起汽壓上升，在調(diào)節(jié)閥未改變以前，必然引起蒸汽流量的增大，機(jī)組出力增加。調(diào)節(jié)閥隨之要關(guān)小，以維持原有出力，蒸汽流量與汽壓則會(huì)向相反方向變化?！　?．影響汽壓變化速度的因素　　汽壓變化實(shí)質(zhì)上是反映了鍋爐蒸發(fā)量與汽輪機(jī)的用汽量（外界負(fù)荷）之間的平衡關(guān)系受到破壞。如果汽壓變化的速度過快，會(huì)給機(jī)組帶來不利影響。影響汽壓變化速度的因素主要有：負(fù)荷變化速度、鍋爐的蓄熱能力、燃燒設(shè)備的慣性等?！　。?）負(fù)荷變化速度。單元機(jī)組負(fù)荷適應(yīng)能力和保持汽壓穩(wěn)定是相互矛盾的，由于汽輪機(jī)調(diào)節(jié)慣性小，適應(yīng)負(fù)荷能力強(qiáng)；鍋爐熱慣性大，對(duì)負(fù)荷適應(yīng)能力差。當(dāng)機(jī)組負(fù)荷變化時(shí)，燃燒調(diào)節(jié)總要滯后一段時(shí)間，必然引起汽壓變化。如果汽壓變化是由負(fù)荷變化引起的，汽壓降低時(shí)，引起鍋水體積膨脹，汽包水位上升，反之下降。負(fù)荷變化速度越快，引起汽壓變化的速度也越快，而上述汽包水位變化都是虛假水位，若調(diào)節(jié)不當(dāng)或運(yùn)行人員誤操作，容易發(fā)生汽包嚴(yán)重缺水或滿水事故。　?。?）鍋爐的蓄熱能力。鍋爐蒸發(fā)區(qū)的蓄熱能力是指蒸發(fā)區(qū)中的水、汽和設(shè)備金屬部件儲(chǔ)熱能力的總和。蓄熱能力越大，汽壓變化的速度越小?！　。?）燃燒設(shè)備的慣性。燃燒設(shè)備的慣性是指燃料量開始改變到爐內(nèi)建立起新的熱負(fù)荷所需時(shí)間的長(zhǎng)短。燃燒設(shè)備慣性的大小取決于燃料的種類和制粉系統(tǒng)的形式，直吹式制粉系統(tǒng)比中間儲(chǔ)倉式制粉系統(tǒng)要大，燃煤爐比燃油爐大。燃燒設(shè)備慣性的大小直接影響汽壓變化的速度，慣性小，當(dāng)負(fù)荷變化時(shí)，汽壓變化的速度就小?！　?.　汽壓的調(diào)節(jié)　　機(jī)組在運(yùn)行中，允許汽壓在一定范圍內(nèi)波動(dòng)，此時(shí)只對(duì)汽輪機(jī)的運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性有一些影響。當(dāng)汽壓變化幅值超過規(guī)定的允許范圍時(shí)，則對(duì)機(jī)組運(yùn)行安全性造成威脅。要控制汽壓穩(wěn)定在規(guī)定的范圍內(nèi)，就要保持鍋爐蒸發(fā)量與機(jī)組負(fù)荷之間的平衡關(guān)系。汽壓的控制與調(diào)節(jié)，是以改變鍋爐蒸發(fā)量作為基本手段。由于鍋爐蒸發(fā)量的大小，由送人爐膛內(nèi)的燃料量的多少和燃燒工況的好壞所決定。無論引起汽壓變化的原因是內(nèi)擾還是外擾，都可以通過改變鍋爐燃燒率加以調(diào)節(jié)。當(dāng)鍋爐汽壓降低時(shí)，就增加燃料量、風(fēng)量；反之，則減少燃料量和風(fēng)量。只有當(dāng)鍋爐蒸發(fā)量已超出允許值或有其他特殊情況時(shí)，才用增減機(jī)組負(fù)荷的方法來調(diào)節(jié)。在異常情況下，當(dāng)汽壓急劇升高，單靠鍋爐燃燒調(diào)節(jié)來不及時(shí)，可開啟旁路或過熱器疏水、對(duì)空排汽，以盡快降壓?！　C(jī)組滑壓運(yùn)行時(shí)，主蒸汽壓力根據(jù)滑壓運(yùn)行曲線來控制，要求主蒸汽壓力與壓力規(guī)定值保持一致，壓力規(guī)定值與發(fā)電負(fù)荷在滑壓運(yùn)行曲線上是一一對(duì)應(yīng)的關(guān)系?！　。ǘ┱羝麥囟日{(diào)節(jié)　　1.　汽溫調(diào)節(jié)的意義和任務(wù)　　大型火力發(fā)電機(jī)組均在高溫高壓條件下工作，正常的過熱器和再熱器出口溫度一般已接近其材料允許的極限溫度，如果汽溫過高，會(huì)引金屬材料損壞，危及過熱器、再熱器和汽輪機(jī)的安全；汽溫過低，除降低機(jī)組循環(huán)熱效率外，將增大汽輪機(jī)末幾級(jí)蒸汽濕度，影響汽輪機(jī)工作安全。當(dāng)再熱汽溫變化劇烈時(shí)，會(huì)引起汽輪機(jī)中壓缸脹差較大變化，造成汽輪機(jī)振動(dòng)，嚴(yán)重危及機(jī)組安全。另外，汽溫突升或突降會(huì)使鍋爐各受熱面焊口及連接部分產(chǎn)生較大的熱應(yīng)力。所以，近代鍋爐對(duì)過熱汽溫和再熱汽溫的控制是十分嚴(yán)格的，允許變化范圍一般為額定汽溫±5℃?！　∑麥卣{(diào)節(jié)的主要任務(wù)，既要維持汽溫在允許的范圍內(nèi)，又要隨時(shí)防止過熱器、再熱器超溫而損壞?！　C(jī)組運(yùn)行中，影響汽溫變化的因素是多方面的，而對(duì)汽溫的要求又十分嚴(yán)格，為保持汽溫在允許的范圍內(nèi)，必須研究影響汽溫變化的主要原因?！　?．影響汽溫變化的原因　　影響汽溫變化的因素很多，歸納起來主要有鍋爐負(fù)荷擾動(dòng)、爐膛火焰中心的位置及減溫水量和給水溫度的擾動(dòng)等三種?！　。?）鍋爐負(fù)荷擾動(dòng)。鍋爐負(fù)荷變化是運(yùn)行中引起汽溫變化的最基本的因素。過熱器出口汽溫與鍋爐負(fù)荷之間的關(guān)系稱為汽溫特性。分析單元機(jī)組鍋爐的汽溫特性必須考慮燃料量—蒸汽量變動(dòng)關(guān)系、過量空氣系數(shù)改變、主蒸汽壓力變動(dòng)和再熱器調(diào)溫方式?！　‘?dāng)鍋爐定壓運(yùn)行、過量空氣系數(shù)不變、再熱器調(diào)溫裝置不動(dòng)作，燃料量一蒸汽量變動(dòng)時(shí)，主要是過熱器的傳熱型式影響汽溫特性。對(duì)于輻射式過熱器，隨著鍋爐負(fù)荷的增加，鍋爐的燃料量與工質(zhì)流量按比例增加，爐膛溫度有所提高，輻射傳熱量也將增加。但是，由于爐膛平均溫度和出口溫度提高不多，在輻射過熱器中，負(fù)荷增加時(shí)輻射傳熱量的增加低于蒸發(fā)量增加時(shí)所需的熱量，導(dǎo)致單位工質(zhì)的輻射熱減小，所以輻射過熱器的汽溫是隨著鍋爐負(fù)荷的增加而降低的。這種汽溫特性稱輻射式汽溫特性。對(duì)流式過熱器的汽溫特性恰好與此相反，當(dāng)鍋爐負(fù)荷增加時(shí)，燃料量、煙氣量、煙溫、煙速都增大，傳熱系數(shù)和傳熱溫差增大的總效果超過工質(zhì)流量的增加，所以對(duì)流過熱器的焓升是隨著鍋爐負(fù)荷的增加而增加的，這種汽溫特性稱對(duì)流式汽溫特性。布置于爐膛出口附近的屏式過熱器，同時(shí)接受爐內(nèi)輻射熱量和煙氣對(duì)流放熱量，故其汽溫特性介于輻射式和對(duì)流式之間。

編輯推薦

　　《單元機(jī)組運(yùn)行（第2版）》立足于火力發(fā)電廠運(yùn)行崗位，側(cè)重培養(yǎng)操作技能，是以火力發(fā)電廠機(jī)組運(yùn)行和控制為研究對(duì)象的綜合性、系統(tǒng)性、實(shí)用性較強(qiáng)的專業(yè)教材；在取材上盡量反映目前國(guó)內(nèi)單元機(jī)組運(yùn)行的技術(shù)水平；本著強(qiáng)調(diào)基本理論、緊密聯(lián)系生產(chǎn)實(shí)踐、突出大型火力發(fā)電機(jī)組的基本特征，編寫時(shí)力求文字精練、通順流暢。

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