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文檔簡介
火力發(fā)電廠基本生產(chǎn)過程第一部分概述以煤、石油或天然氣作為燃料的發(fā)電廠統(tǒng)稱為火電廠。山東省的電廠95%以上是火力發(fā)電廠。1、火電廠的分類(1)按燃料分類:①燃煤發(fā)電廠,即以煤作為燃料的發(fā)電廠;鄒縣、石橫青島等電廠②燃油發(fā)電廠,即以石油(實際是提取汽油、煤油、柴油后的渣油)為燃料的發(fā)電廠;辛電電廠③燃氣發(fā)電廠,即以天然氣、煤氣等可燃氣體為燃料的發(fā)電廠;④余熱發(fā)電廠,即用工業(yè)公司的各種余熱進行發(fā)電的發(fā)電廠。此外尚有運用垃圾及工業(yè)廢料作燃料的發(fā)電廠。(2)按原動機分類:凝汽式汽輪機發(fā)電廠、燃汽輪機發(fā)電廠、內燃機發(fā)電廠和蒸汽-燃汽輪機發(fā)電廠等。(3)按供出能源分類:①凝汽式發(fā)電廠,即只向外供應電能的電廠;②熱電廠,即同時向外供應電能和熱能的電廠。(4)按發(fā)電廠總裝機容量的多少分類:①小容量發(fā)電廠,其裝機總容量在100MW以下的發(fā)電廠;②中容量發(fā)電廠,其裝機總容量在100~250MW范圍內的發(fā)電廠;③大中容量發(fā)電廠,其裝機總容量在250~600MW范圍內的發(fā)電廠;④大容量發(fā)電廠,其裝機總容量在600~1000MW范圍內的發(fā)電廠;⑤特大容量發(fā)電廠,其裝機容量在1000MW及以上的發(fā)電廠。(5)按蒸汽壓力和溫度分類:①中低壓發(fā)電廠,其蒸汽壓力在3.92MPa(40kgf/cm2)、溫度為450℃的發(fā)電廠,單機功率小于25MW;地方熱電廠。②高壓發(fā)電廠,其蒸汽壓力一般為9.9MPa(101kgf/cm2)、溫度為540℃的發(fā)電廠,單機功率小于100MW;③超高壓發(fā)電廠,其蒸汽壓力一般為13.83MPa(141kgf/cm2)、溫度為540/540℃的發(fā)電廠,單機功率小于200MW;④亞臨界壓力發(fā)電廠,其蒸汽壓力一般為16.77MPa(171kgf/cm2)、溫度為540/540℃的發(fā)電廠,單機功率為30OMW直至1O00MW不等;⑤超臨界壓力發(fā)電廠,其蒸汽壓力大于22.llMPa(225.6kgf/cm2)、溫度為550/550℃的發(fā)電廠,機組功率為600MW及以上,德國的施瓦茨電廠。(6)按供電范圍分類:①區(qū)域性發(fā)電廠,在電網(wǎng)內運營,承擔一定區(qū)域性供電的大中型發(fā)電廠;②孤立發(fā)電廠,是不并入電網(wǎng)內,單獨運營的發(fā)電廠;③自備發(fā)電廠,由大型公司自己建造,重要供本單位用電的發(fā)電廠(一般也與電網(wǎng)相連)。2、火電廠的生產(chǎn)流程及特點火電廠的種類雖很多,但從能量轉換的觀點分析,其生產(chǎn)過程卻是基本相同的,概括地說是把燃料(煤)中具有的化學能轉變?yōu)殡娔艿倪^程。整個生產(chǎn)過程可分為三個階段:燃料的化學能在鍋爐中轉變?yōu)闊崮埽訜徨仩t中的水使之變?yōu)檎羝?,稱為燃燒系統(tǒng);鍋爐產(chǎn)生的蒸汽進入汽輪機,推動汽輪機旋轉,將熱能轉變?yōu)闄C械能,稱為汽水系統(tǒng);由汽輪機旋轉的機械能帶動發(fā)電機發(fā)電,把機械能變?yōu)殡娔埽Q為電氣系統(tǒng)。其基本生產(chǎn)流程為:燃料燃燒的熱能燃料燃燒的熱能鍋爐高溫高壓水蒸汽汽輪機機械能發(fā)電機電能變壓器電力系統(tǒng)的熱能整個電能生產(chǎn)過程如圖1與水電廠和其他類型的電廠相比,火電廠有如下特點:凝汽式火電廠生產(chǎn)過程示意圖(1)火電廠布局靈活,裝機容量的大小可按需要決定。(2)火電廠建造工期短,一般為水電廠的一半甚至更短。一次性建造投資少,僅為水電廠的一半左右。(3)火電廠耗煤量大,目前發(fā)電用煤約占全國煤碳總產(chǎn)量的25%左右,加上運煤費用和大量用水,其生產(chǎn)成本比水力發(fā)電要高出3~4倍。(4)火電廠動力設備繁多,發(fā)電機組控制操作復雜,廠用電量和運營人員都多于水電廠,運營費用高。(5)汽輪機開、停機過程時間長,耗資大,不宜作為調峰電源用。(6)火電廠對空氣和環(huán)境的污染大。第二部分三大系統(tǒng)簡介一、燃燒系統(tǒng)燃燒系統(tǒng)由輸煤、磨煤、燃燒、風煙、灰渣等環(huán)節(jié)組成,其流程如圖2所示。(l)運煤。電廠的用煤量是很大的,一座裝機容量4×3O萬kW的現(xiàn)代火力發(fā)電廠,煤耗率按36Og/kw.h計,天天需用標準煤(每公斤煤產(chǎn)生70O0卡熱量)360(g)×120萬(kw)×24(h)=10368t。由于電廠燃煤多用劣質煤,且中、小汽輪發(fā)電機組的煤耗率在40O~5O0g/kw·h左右,所以用煤量會更大。據(jù)記錄,我國用于發(fā)電的煤約占總產(chǎn)量的1/4,重要靠鐵路運送,約占鐵路所有運送量的4O%。為保證電廠安全生產(chǎn),一般規(guī)定電廠儲備十天以上的用煤量。(2)磨煤。用火車或汽車、輪船等將煤運至電廠的儲煤場后,經(jīng)初步篩選解決,用輸煤皮帶送到鍋爐間的原煤倉。煤從原煤倉落入煤斗,由給煤機送入磨煤機磨成煤粉,并經(jīng)空氣預熱器來的一次風烘干并帶至粗粉分離器。在粉粉分離器中將不合格的粗粉分離返回磨煤機再行磨制,合格的細煤粉被一次風帶入旋風分離器,使煤粉與空氣分離后進入煤粉倉。(3)鍋爐與燃燒。煤粉由可調節(jié)的給粉機按鍋爐需要送入一次風管,同時由旋風分離器送來的氣體(具有約10%左右未能分離出的細煤粉),由排粉風機提高壓頭后作為一次風將進入一次風管的煤粉經(jīng)噴燃器噴入爐膛內燃燒。電廠煤粉爐燃燒系統(tǒng)流程圖目前我國新建電廠以300MW及以上機組為主。300MW機組的鍋爐蒸發(fā)量為10O0t/h(亞臨界壓力),采用強制循環(huán)(或自然循環(huán))的汽包爐;600MW機組的鍋爐為200Ot/h的(汽包)直流鍋爐。在鍋爐的四壁上,均勻分布著4支或8支噴燃器,將煤粉(或燃油、天然氣)噴入爐膛,火焰呈旋轉狀燃燒上升,又稱為懸浮燃燒爐。在爐的頂端,有貯水、貯汽的汽包,內有汽水分離裝置,爐膛內壁有彼此緊密排列的水冷壁管,爐膛內的高溫火焰將水冷壁管內的水加熱成汽水混合物上升進入汽包,而爐外下降管則將汽包中的低溫水靠自重下降至下連箱與爐內水冷壁管接通,靠爐外冷水下降而爐內水冷壁管中熱水自然上升的鍋爐叫自然循環(huán)汽包爐,而當壓力高到16.66~17.64MPa時,水、汽重度差變小,必須在循環(huán)回路中加裝循環(huán)泵,即稱為強制循環(huán)鍋爐。當壓力超過18.62MPa時,應采用直流鍋爐。(4)風煙系統(tǒng)。送風機將冷風送到空氣預熱器加熱,加熱后的氣體一部分經(jīng)磨煤機、排粉風機進人爐膛,另一部分經(jīng)噴燃器外側套筒直接進入爐膛。爐膛內燃燒形成的高溫煙氣,沿煙道通過熱器、省煤器、空氣預熱器逐漸降溫,再經(jīng)除塵器除去90%~99%(電除塵器可除去99%)的灰塵,經(jīng)引風機送入煙囪,排向天空。(5)灰渣系統(tǒng)。爐膛內煤粉燃燒后生成的小灰粒,被除塵器收集成細灰排入沖灰溝,燃燒中因結焦形成的大塊爐渣,下落到鍋爐底部的渣斗內,通過碎渣機破碎后也排入沖灰溝,再經(jīng)灰渣水泵將細灰和碎爐渣經(jīng)沖灰管道排往灰場(或用汽車將爐渣運走)。二、汽水系統(tǒng)火電廠的汽水系統(tǒng)由鍋爐、汽輪機、凝汽器、除氧器、加熱器等設備及管道構成,涉及凝給水系統(tǒng)、再熱系統(tǒng)、回熱系統(tǒng)、冷卻水(循環(huán)水)系統(tǒng)和補水系統(tǒng),如圖3所示。(1)給水系統(tǒng)。由鍋爐產(chǎn)生的過熱蒸汽沿主蒸汽管道進入汽輪機,高速流動的蒸汽沖動汽輪機葉片轉動,帶動發(fā)電機旋轉產(chǎn)生電能。在汽輪機內作功后的蒸汽,其溫度和壓力大大減少,最后排入凝汽器并被冷卻水冷卻凝結成水(稱為凝結水),匯集在凝汽器的熱水井中。凝結水由凝結水泵打至低壓加熱器中加熱,再經(jīng)除氧器除氧并繼續(xù)加熱。由除氧器出來的水(叫鍋爐給水),經(jīng)給水泵升壓和高壓加熱器加熱,最后送人鍋爐汽包。在現(xiàn)代大型機組中,一般都從汽輪機的某些中間級抽出作過功的部分蒸汽(稱為抽汽),用以加熱給水(叫做給水回熱循環(huán)),或把作過一段功的蒸汽從汽輪機某一中間級所有抽出,送到鍋爐的再熱器中加熱后再引入汽輪機的以后幾級中繼續(xù)做功(叫做再熱循環(huán))。(2)補水系統(tǒng)。在汽水循環(huán)過程中總難免有汽、水泄漏等損失,為維持汽水循環(huán)的正常進行,必須不斷地向系統(tǒng)補充通過化學解決的軟化水,這些補給水一般補入除氧器或凝汽器中,即是補水系統(tǒng)。(3)冷卻水(循環(huán)水)系統(tǒng)。為了將汽輪機中作功后排入凝汽器中的乏汽冷凝成水,需由循環(huán)水泵從涼水塔抽取大量的冷卻水送入凝汽器,冷卻水吸取乏汽的熱量后再回到?jīng)鏊鋮s,冷卻水是循環(huán)使用的。這就是冷卻水或循環(huán)水系統(tǒng)。電廠汽水系統(tǒng)流程示意圖三、電氣系統(tǒng)發(fā)電廠的電氣系統(tǒng),涉及發(fā)電機、勵磁裝置、廠用電系統(tǒng)和升壓變電所等,如圖4所示。發(fā)電機的機端電壓和電流隨著容量的不同而各不相同,一般額定電壓在10~20kV之間,而額定電流可達2OkA。發(fā)電機發(fā)出的電能,其中一小部分(約占發(fā)電機容量的4%~8%),由廠用變壓器減少電壓(一般為63kV和400V兩個電壓等級)后,經(jīng)廠用配電裝置由電纜供應水泵、送風機、磨煤機等各種輔機和電廠照明等設備用電,稱為廠用電(或自用電)。其余大部分電能,由主變壓器升壓后,經(jīng)高壓配電裝置、輸電線路送入電網(wǎng)。發(fā)電廠電氣系統(tǒng)示意圖第三部分電廠重要設備介紹鍋爐鍋爐是火力發(fā)電廠中重要設備之一。它的作用是使燃料在爐膛中燃燒放熱,并將熱量傳給工質,以產(chǎn)生一定壓力和溫度的蒸汽,供汽輪發(fā)電機組發(fā)電。電廠鍋爐與其他行業(yè)所用鍋爐相比,具有容量大、參數(shù)高、結構復雜、自動化限度高等特點。一、電廠鍋爐的容量和參數(shù)鍋爐容量即鍋爐的蒸發(fā)量,指鍋爐每小時所產(chǎn)生的蒸汽量。在保持額定蒸汽壓力、額定蒸汽溫度、使用設計燃料和規(guī)定的熱效率情況下,鍋爐所能達成的蒸發(fā)量稱作額定蒸發(fā)量。電廠鍋爐的額定參數(shù)是指額定蒸汽壓力和額定蒸汽溫度。所謂蒸汽壓力和溫度是指過熱器主汽閥出口處的過熱蒸汽壓力和溫度。對于裝有再熱器的鍋爐,鍋爐蒸汽參數(shù)還應涉及再熱蒸汽參數(shù)。我國電廠鍋爐的蒸汽參數(shù)及容量系列如下表所示。我國電廠鍋爐的蒸汽參數(shù)及容量系列參數(shù)最大連續(xù)蒸發(fā)量(MCR)(t/h)發(fā)電功率(MW)蒸汽壓力(Mpa)蒸汽溫度(℃)給水溫度(℃)2.54001052033.9450145~15535,656,12165~175130259.9540205~225220,41050,10013.8540/540220~250420,670125,20016.8540/540250~280102530017.5540/540260~2901025,2023300,600注蒸汽溫度欄中的分子、分母分別為過熱蒸汽溫度和再熱蒸汽溫度。二、電廠鍋爐的分類1.按蒸汽參數(shù)分類(1)中壓鍋爐。壓力為3.822MPa(39kgf/cm2),溫度為450℃。(2)高壓鍋爐。壓力為6~10MPa,常用壓力為9.8MPa(100kgf/cm2),溫度為540℃。(3)超高壓鍋爐。壓力為10~14MPa,常用壓力為13.72MPa(14Okgf/cm2),溫度為555℃或540℃。(4)亞臨界壓力鍋爐。壓力為14~22.2MPa,常用壓力為16.66MPa(170kgf/cm2),溫度為555℃。(5)超臨界壓力鍋爐。壓力大于22.2MPa(225.65kgf/cm2),溫度為550~570℃。2、按容量分類小型鍋爐蒸發(fā)量小于220t/h。中型鍋爐蒸發(fā)量為22O~410t/h。大型鍋爐蒸發(fā)量不小于670t/h。3.按燃燒方式分類(l)懸浮燃燒鍋爐。燃料在爐膛空間懸浮燃燒,燃燒可為煤粉、油或氣體燃料。(2)沸騰燃燒鍋爐。固體燃料顆粒在爐排上呈沸騰狀態(tài)進行燃燒,又稱流化床鍋爐。4按排渣方式分類固態(tài)排渣鍋爐。燃料燃燒生成的灰渣呈固態(tài)排出。液態(tài)排渣鍋爐。燃料燃燒生成的灰渣呈液態(tài)排出。5按循環(huán)方式分類按照鍋爐蒸發(fā)受熱面內工質流動的方式可將鍋爐分為下列幾種,如圖所示。自然循環(huán)鍋爐,是具有由汽包、下降管和上升管組成的循環(huán)回路的鍋爐。它依靠下降管和上升管中工質柱重差產(chǎn)生自然循環(huán)的動力。(鄒縣電廠)(2)強制循環(huán)鍋爐,是在循環(huán)回路下降管上裝有強制循環(huán)泵,以提高循環(huán)動力。(石橫電廠)(3)控制循環(huán)鍋爐,是在強制循環(huán)鍋爐的上升管入口加裝節(jié)流圈,以控制各上升管中的工質流,防止發(fā)生循環(huán)停滯或倒流等故障。(石橫電廠)(4)直流鍋爐是沒有循環(huán)回路的鍋爐,工質一次性通過各受熱面變?yōu)檫^熱蒸汽。(施瓦茨電廠)鍋爐蒸發(fā)受熱面內工質流動的幾種類型(a)自然循環(huán)鍋爐;(b)強制循環(huán)鍋爐;(c)控制循環(huán)鍋爐(d)直流鍋爐1-給水泵,2-省煤器,3-汽包,4-下降管,5-聯(lián)箱,6-蒸發(fā)受熱面,7-過熱器,8-循環(huán)泵,9-節(jié)流圈(5)復合循環(huán)鍋爐,它具有循環(huán)回路和再循環(huán)泵,同時具有切換閥門,低負荷時按再循環(huán)方式運營,高負荷時切換為直流方式運營,如圖所示。也可在所有負荷下以較低的循環(huán)倍率進行循環(huán),這種鍋爐稱作低倍率循環(huán)鍋爐,如圖所示。目前,大型火力發(fā)電廠的鍋爐多為亞臨界壓力以上的大型煤粉鍋爐。復合循環(huán)鍋爐(a)全負荷復合循環(huán)鍋爐;比)部分負荷復合循環(huán)鍋爐1一來自給水泵;2一省煤器;3一汽水分離器;4一混合器;5一蒸發(fā)受熱面;6一循環(huán)泵;7一控制閥;8-節(jié)流圈;9-去過熱器三、鍋爐機組基本工作過程各種鍋爐的工作都是為了通過燃料燃燒放熱和高溫煙氣與受熱面的傳熱來加熱給水,最終使水變?yōu)榫哂幸欢▍?shù)的品質合格的過熱蒸汽。水在鍋爐中要通過預熱、蒸發(fā)、過熱三個階段才干變?yōu)檫^熱蒸汽。事實上,為了提高蒸汽動力循環(huán)的效率,尚有第四個階段,即再過熱階段,即將在汽輪機高壓缸膨脹做功后壓力和溫度都減少了的蒸汽送回鍋爐中加熱,然后再送到汽輪機低壓缸繼續(xù)做功。為適應這四個變化階段的需要,鍋爐中必須布置相應的受熱面,即省煤器、水冷壁、過熱器和再熱器。過熱器和再熱器布置在水平煙道和尾部煙道上部,省煤器布置在尾部煙道下部。為了運用煙氣余熱加熱燃燒所需要的空氣,常在省煤器后再布置空氣預熱器。大型鍋爐有的在爐膛中增設預熱受熱面或過熱、再熱受熱面。鍋爐機組的基本工作過程是:燃料經(jīng)制粉系統(tǒng)磨制成粉,送入爐膛中燃燒,使燃料的化學能轉變?yōu)闊煔獾臒崮?。高溫煙氣由爐膛經(jīng)水平煙道進入尾部煙道,最后從鍋爐中排出。鍋爐排煙再通過煙氣凈化系統(tǒng)變?yōu)楦蓛舻臒煔猓娠L機送入煙囪排入大氣中。煙氣在鍋爐內流動的過程中,將熱量以不同的方式傳給各種受熱面。例如,在爐膛中以輻射方式將熱量傳給水冷壁,在爐膛煙氣出口處以半輻射、半對流方式將熱量傳給屏式過熱器,在水平煙道和尾部煙道以對流方式傳給過熱器、再熱器、省煤氣和空氣預熱器。于是,鍋爐給水便通過省煤器、水冷壁、過熱器變成過熱蒸汽,并把汽輪機高壓缸做功后抽回的蒸汽變成再熱蒸汽。四、鍋爐經(jīng)濟技術指標鍋爐的經(jīng)濟技術指標一般用鍋爐熱效率、鋼材消耗率和可靠性來表達。鍋爐熱效率是指送人鍋爐的所有熱量被有效運用的百分數(shù)。電廠鍋爐熱效率一般在90%以上。鋼材消耗率是指鍋爐單位蒸發(fā)量所用的鋼材重量,單位為t·t/h,一般在2.5~5t·t/h范圍內。鍋爐可靠性用連續(xù)運營時數(shù)、事故率和可用率來評價。連續(xù)運營時數(shù)是指兩次檢修之間的運營時數(shù)。事故率=運營總時數(shù)+事故停用小時數(shù)事故率=運營總時數(shù)+事故停用小時數(shù)事故停用小時數(shù)可用率=記錄時間總時數(shù)運營總時數(shù)+事故停用小時數(shù)100%100%目前,國內電廠鍋爐連續(xù)運營時數(shù)可達400Oh以上,事故率為1%左右,可用率可達90%。汽機汽輪機是火力發(fā)電廠三大重要設備之一。它是以蒸汽為工質,將熱能轉變?yōu)闄C械能的高速旋轉式原動機。它為發(fā)電機的能量轉換提供機械能。一、汽輪機的工作原理由鍋爐來的蒸汽通過汽輪機時,分別在噴嘴(靜葉片)和動葉片中進行能量轉換。根據(jù)蒸汽在動、靜葉片中做功原理不同,汽輪機可分為沖動式和反動式兩種。沖動式汽輪機工作原理如圖所示。具有一定壓力和溫度的蒸汽一方面在固定不動的噴嘴中膨脹加速,使蒸汽壓力和溫度減少,部分熱能變?yōu)閯幽?。從噴嘴噴出的高速汽流以一定的方向進入裝在葉輪上的動葉片流道,在動葉片流道中改變速度,產(chǎn)生作用力,推動葉輪和軸轉動,使蒸汽的動能轉變?yōu)檩S的機械能。在反動式汽輪機中,蒸汽流過噴嘴和動葉片時,蒸汽不僅在噴嘴中膨脹加速,并且在動葉片中也要繼續(xù)膨脹,使蒸汽在動葉片流道中的流速提高。當由動葉片流道出口噴出時,蒸汽便給動葉片一個反動力。動葉片同時受到噴嘴出口汽流的沖動力和自身出口汽流的反動力。在這兩個力的作用下,動葉片帶動葉輪和輪高速旋轉,這就是反動式汽輪機的工作原理。沖動式汽輪機工作原理l一大軸;2一葉輪;3一動葉片;4一噴嘴二、汽輪機設備的組成汽輪機設備涉及汽輪機本體、調速保護及油系統(tǒng)、輔助設備和熱力系統(tǒng)等。1.汽輪機本體汽輪機本體由靜止和轉動兩大部分構成。前者又稱“靜子”,涉及汽缸、隔板、噴嘴、汽封和軸承等部件;后者又稱“轉子”,涉及軸、葉輪和動葉片等部件。2.調速保護及油系統(tǒng)汽輪機的調速保護及油系統(tǒng)涉及調速器、油泵、調速傳動機構、調速汽門、安全保護裝置和冷油器等部件。3.輔助設備汽輪機的輔助設備有凝汽器、抽汽器、除氧器、加熱器和凝結水泵等。4熱力系統(tǒng)汽輪機的熱力系統(tǒng)涉及主蒸汽系統(tǒng)、給水除氧系統(tǒng)、抽汽回熱系統(tǒng)和凝汽系統(tǒng)等。三、汽輪機的分類1.按工作原理分類如前所述,按工作原理不同,汽輪機可分為沖動式和反動式兩種。2按熱力過程特性分類按照熱力過程特性的不同,汽輪機可分為下面四種:(1)凝汽式汽輪機。其特點是在汽輪機中做功后的排汽,在低于大氣壓力的真空狀態(tài)下進入凝汽器凝結成水。(2)背壓式汽輪機。其特點是在排汽壓力高于大氣壓力的情況下,將排汽供應熱用戶。(3)中間再熱式汽輪機。其特點是在汽輪機高壓部分做功后蒸汽所有抽出,送到鍋爐再熱器中加熱,然后回到汽輪機中壓部分繼續(xù)做功。(4)調整抽汽式汽輪機。其特點是從汽輪機的某級抽出部分具有一定壓力的蒸汽供熱用戶使用,排汽仍進入凝汽器。3.按主蒸汽參數(shù)分類進人汽輪機的蒸汽參數(shù)是指蒸汽壓力和溫度。按不同壓力等級可分為:(1)低壓汽輪機。主蒸汽壓力小于1.47MPa;(2)中壓汽輪機。主蒸汽壓力為l.96~3.92MPa;(3)高壓汽輪機。主蒸汽壓力為5.88~9.8MPa;(4)超高壓汽輪機。主蒸汽壓力為11.77~13.93MPa;(5)亞臨界壓力汽輪機。主蒸汽壓力為15.69~17.65MPa;(6)超臨界壓力汽輪機。主蒸汽壓力大于22.15MPa;此外,按用途分類有電廠汽輪機、工業(yè)汽輪機、船用汽輪機;按汽流方向分類有軸流式、輻流式、周流式汽輪機;按汽缸數(shù)目分類有單缸、雙缸和多缸汽輪機;按機組轉軸數(shù)目分類有單鈾和雙軸汽輪機等。四、汽輪機的型號國產(chǎn)汽輪機的型號采用三組符號加數(shù)字來表達。變型設計順序變型設計順序蒸汽參數(shù)額定功率(MW)型式第一組用漢語拼音字母及數(shù)字來表達。漢語拼音字母表達汽輪機型式,其后的數(shù)字表達汽輪機的額定功率,單位為MW。第二組表達蒸汽參數(shù)。第三組數(shù)字表達設計的先后順序。汽輪機型號中蒸汽參數(shù)表達法型式參數(shù)表達方法示例凝汽式主蒸汽壓力/主蒸汽溫度N100-8.83/535中間再熱式主蒸汽壓力/主蒸汽溫度/中間再熱溫度N300-16.7/538/538抽汽式主蒸汽壓力/高壓抽汽壓力/低壓抽汽壓力C50-8.83/0.98/0.118背壓式主蒸汽壓力/背壓B50-8.83/0.98抽汽背壓式主蒸汽壓力/抽汽壓力/背壓CB25-8.83/0.98/0.118注功率單位為MW;壓力單位為MPa;溫度單位為℃。例如N300-16.7/537/537-2型汽輪機,表達額定功率為300MW,額定進汽壓力為16.7MPa,額定主蒸汽溫度為537℃,額定再熱蒸汽溫度為537℃,是中間再熱凝汽式汽輪機,屬第二次變型設計。五、汽輪機的經(jīng)濟和安全指標l。汽輪機運營的經(jīng)濟指標(1)循環(huán)熱效率。汽輪機設備的循環(huán)熱效率是在抱負條件下1kg蒸汽在汽輪機內轉換機械功的熱量與鍋爐送出蒸汽熱量之比。目前大功率汽輪機的循環(huán)熱效率已達40%以上。(2)汽輪機內效率。汽輪機相對內效率是蒸汽在汽輪機內的有效比焓降與等嫡比焓降之比,它是評價汽輪機結構先進限度的一個重要指標。(3)汽耗率。汽耗率是汽輪發(fā)電機組每生產(chǎn)1kw·h電所需要的蒸汽量,一般為3.O~3.2kg/(kw·h)。(4)熱耗率。熱耗率是汽輪發(fā)電機組每生產(chǎn)Ikw·h電所消耗的熱量。一般為8000kJ/(kw·h)左右。2.汽輪機運營的安全指標(1)可用率。機組的可用率是指在記錄期間,機組運營累計小時數(shù)及備用停機小時數(shù)之和與記錄期間日歷小時數(shù)的比例。(2)等效可用率。等效可用率為考慮到減少出力影響的可用率,即等效可用率=等效可用率=記錄期間小時數(shù)運營累計小時數(shù)+備用小時數(shù)-等效小時數(shù)100%上式中檔效小時數(shù)為機組運營中減少出力小時數(shù)折算成機組全停的小時數(shù)。(3)逼迫停機率。逼迫停機率是指在記錄期間機組的逼迫停運小時數(shù)與記錄期間小時數(shù)的比例。(4)等效逼迫停機率。等效逼迫停機率為考慮到減少出力影響的逼迫停機率,即等效逼迫停機率=等效逼迫停機率=逼迫停運小時數(shù)+運營累計小時數(shù)+l、2、3類等效非計劃減少出力備用停機小時數(shù)逼迫停機率+1、2、3類等效非計劃減少出力小時數(shù)之和100%發(fā)電機發(fā)電機是電廠的重要設備之一,它同鍋爐和汽輪機會稱為火力發(fā)電廠的三大主機。目前,在電力系統(tǒng)中,幾乎所有的發(fā)電機:汽輪發(fā)電機、水輪發(fā)電機、核發(fā)電機、燃汽輪發(fā)電機及太陽能發(fā)電機等都屬同步發(fā)電機。盡管其容量大小、原動機類型、構造形式、冷卻方式等各有差異,但其工作原理是相同的。一、同步發(fā)電機的基本構造和工作原理同步發(fā)電機是運用電磁感應原理將機械能轉換成電能的設備,其工作原理如圖所示。由圖可見,同步發(fā)電機可分為定子和轉子兩大部分,定子部分重要由定子鐵芯和繞組組成,分為A、B、C三相,均勻的分布在定于槽中;轉子部分由轉子鐵芯和繞組組成,繞組通以直流電,建立發(fā)電機的磁場。當轉子由原動機(如汽輪機)帶動旋轉時,產(chǎn)生一旋轉磁場,定子繞組(導線)切割了轉子磁場的磁力線,就在定子繞組上感應出電動勢,當定于繞組接通用電設備時,定于繞組中即產(chǎn)生三相電流,發(fā)出電能。同步發(fā)電機的工作原理二、同步發(fā)電視的為類同步發(fā)電機因用途不同,結構也相差甚大,一般可按其原動機的類別、本體結構特點、安裝方式等進行分類。(1)按原動機的類別不同,同步發(fā)電機可分為汽輪發(fā)電機、水輪發(fā)電機、燃汽輪發(fā)電機及柴油發(fā)電機等。(2)按冷卻介質的不同,可分為空氣冷卻、氫氣冷卻和水冷卻等。(3)按主軸安裝方式不同,可分為臥式安裝和立式安裝等。(4)按本體結構不同,可分為隱極式和凸板式、旋轉電樞式和旋轉磁極式等。同步發(fā)電機的結構,重要是由原動機的特性決定的。如汽輪發(fā)電機,由于轉速高達3000r/min,故極對數(shù)少,轉子采用隱極式,臥式安裝;水輪發(fā)電機由于轉速低(一般在500r/min以下)故其極對數(shù)多,轉子采用凸極式,立式安裝。三、同步發(fā)電機的重要技術數(shù)據(jù)為使發(fā)電機按設計技術條件運營,一般在發(fā)電機出廠時都在銘牌上標注出額定參數(shù),并在說明書中加以說明。這些額定參數(shù)重要有:(1)額定容量(或額定功率)。額定容量是指發(fā)電機在設計技術條件下運營輸出的視在功率,用kVA或MVA表達;額定功率是指發(fā)電機輸出的有功功率,用kw或MW表達。(2)額定定子電壓是指發(fā)電機在設計技術條件下運營時,定子繞組出線端的線電壓,用kV表達。我國生產(chǎn)的300MW和600MW發(fā)電機組額定定子電壓均為20kV(3)額定定子電流 指發(fā)電機定子繞組出線的額定線電流,單位為A。(4)額定功率因數(shù)(COSφ指發(fā)電機在額定功率下運營時,定于電壓和定子電流之間允許的相角差的余弦值。300MW機組的額定功率因數(shù)為0.85,600MW機組的額定功率因數(shù)為0.9。(5)額定轉速。指正常運營時發(fā)電機的轉速,用r/min(每分鐘轉數(shù))表達。我國生產(chǎn)的汽輪發(fā)電機轉速均為3O00r/min。(6)額定頻率。我國電網(wǎng)的額定頻率為50HZ(即每秒50周)。(7)額定勵磁電流。指發(fā)電機在額定出力時,轉子繞組通過的勵磁電流,用A或kA表達。(8)額定勵磁電壓。指發(fā)電機勵磁電流達成額定值時,額定出力運營在穩(wěn)定溫度時的勵磁電壓。(9)額定溫度。指發(fā)電機在額定功率運轉時的最高允許溫度(℃)。(10)效率。指發(fā)電機輸出與輸入能量之比例,一般額定效率在93%~98%之間,300MW和600MW大型機組在98%以上。我國生產(chǎn)的300MW汽輪發(fā)電機重要參數(shù)如表所示。生產(chǎn)廠上海電機廠東方電機廠哈爾濱電機廠型號QFSN-300-2型QFSN-300-20型QFSN-300-2型額定功率(MW)300300300額定定子電壓(kV)202020額定定子電流(A)101901019010190額定功率因數(shù)0.850.850.85額定轉速(r/min)300030003000額定氫壓(Mpa)0.310.30.3額定勵磁電流/電壓(A/V)2510/3022203/4262642/365絕緣等級BF/BB(F)/B(F)勵磁系統(tǒng)三相同軸交流,靜止SCR三相同軸交流,靜止SCR三相同軸交流,靜止SCR冷卻方式水氫氫水氫氫水氫氫效率(%)98.8≥98.898.8短路比>0.50.5560.656注:型號中Q-汽輪機;F-發(fā)電機;S-定子為水內冷;N-轉子為氫內冷;300-功率為300MW;2-2極;20-額定電壓為20kV。我國上海汽輪發(fā)電機廠設計的QFSN-600-2型600MW水氫氫(轉子采用氫內冷,定子鐵芯采用氫表冷,定子繞組采用水內冷,即簡稱水氫氫冷卻方式)汽輪發(fā)電機的重要技術參數(shù)為額定功率 600MW 額定電壓:20KV;額定定子電流 19245A; 額定功率因數(shù)O.9;額定轉速 3000r/min;額定氫壓0.4MPa;額定勵磁電流/電壓 3820A/417V; 效率98.94%;短路比 0.54;冷卻方式 水氫氫。四、汽輪發(fā)電機的勵磁系統(tǒng)發(fā)電機要發(fā)出電來,除了需要原動機帶動其旋轉外,還需給轉子繞組輸人直流電流(稱為勵磁電流),建立旋轉磁場。供應勵磁電流的電路,稱為勵磁系統(tǒng),涉及勵磁機、勵磁調節(jié)器及控制裝置等。勵磁系統(tǒng)由兩個基本部分組成,即勵磁功率單元和勵磁調節(jié)器。勵磁功率單元,涉及交流電源及整流裝置,它向發(fā)電機的勵磁繞組提供直流勵磁電流;勵磁調節(jié)器(AVR)是根據(jù)發(fā)電機發(fā)出的電流、電壓情況,自動調節(jié)勵磁功率單元的勵磁電流的大小,以滿足系統(tǒng)運營的需要。勵磁控制系統(tǒng)指勵磁系統(tǒng)及其控制對象——發(fā)電機共同組成的閉環(huán)反饋控制系統(tǒng)。勵磁控制系統(tǒng)原理框圖如下所示。交流勵磁電源交流勵磁電源勵磁調節(jié)器功率整流裝置發(fā)電機勵磁功率單元勵磁調節(jié)器磁場繞組勵磁控制系統(tǒng)原理框圖勵磁控制系統(tǒng)原理框圖(一)勵磁系統(tǒng)的重要功能勵磁系統(tǒng)的作用不僅是在發(fā)電機中建立旋轉磁場,并且還對發(fā)電機及電網(wǎng)的安全、經(jīng)濟運營起著重要作用。勵磁系統(tǒng)的重要功能是:(1)在正常運營情況下,供應發(fā)電機勵磁電流,并根據(jù)發(fā)電機所帶負荷的變化,自動調整勵磁電流的大小,以維持發(fā)電機的機端電壓在給定值(額定電壓值)。(2)當發(fā)電機并列運營時,使各發(fā)電機組所帶的無功功率穩(wěn)定并實現(xiàn)合理分派。(3)在電力系統(tǒng)發(fā)生短路故障、發(fā)電機端電壓嚴重下降時,能對發(fā)電機強行勵磁,使勵磁電壓迅速增升到頂值(300MW和600MW發(fā)電機強勵頂值電壓為額定值的2倍),以提高電力系統(tǒng)的暫態(tài)穩(wěn)定性;短路故障切除后,使電壓迅速恢復正常。(4)當發(fā)電機忽然甩負荷時,能進行強行減磁,將勵磁電流迅速降到安全數(shù)值,以防止發(fā)電機電壓過度升高。(5)當發(fā)電機內部發(fā)生短路故障(如定于繞組相間短路,轉子繞組兩點接地短路)跳閘時,能對發(fā)電機快速滅磁,將勵磁電流減到零,以減小故障損壞限度。(二)發(fā)電機勵磁系統(tǒng)簡介發(fā)電機的勵磁方式重要有三種:①直流勵磁機勵磁方式;②交流勵磁機勵磁方式,又分為靜止整流器勵磁方式(稱有刷勵磁)和旋轉整流器勵磁方式(稱無刷勵磁);③靜止勵磁方式(如自共勵勵磁方式)。1.直流勵磁機勵磁系統(tǒng)60年代以前,汽輪發(fā)電機的勵磁方式均采用同軸直流發(fā)電機作為勵磁機,通過勵磁調節(jié)器改變直流勵磁機的勵磁電流,來改變發(fā)電機轉子繞組的勵磁電壓,以調節(jié)轉子的勵磁電流,達成調節(jié)發(fā)電機機端電壓和輸出無功功率的目的。目前100MW以下的汽輪發(fā)電機仍采用這種勵磁方式。隨著機組容量的不斷增大,直流勵磁機勵磁方式表現(xiàn)出了明顯的缺陷,一是受換向器所限其制造容量不也許大;二是整流子、碳刷及滑環(huán)磨損,污染環(huán)境,運營維護麻煩;三是勵磁調節(jié)速度慢,可靠性低,直流勵磁機勵磁方式已無法適應大容量汽輪發(fā)電機的需要。2.交流勵磁機靜止整流器勵磁系統(tǒng)調節(jié)電路發(fā)電機調節(jié)電路發(fā)電機50Hz副勵磁機主勵磁機S500Hz100HzN交流勵磁機靜止整流器勵磁系統(tǒng)原理圖交流勵磁機的頻率一般采用100Hz,交流副勵磁機多采用永磁式中頻同步發(fā)電機,其頻率一般為400~500Hz,以減少勵磁繞組的電感及時間常數(shù)。這樣,即簡化了結構,又提高了副勵磁機運營的可靠性。目前大型汽輪發(fā)電機的勵磁系統(tǒng)多采用永磁式中頻副勵磁機。整流柜采用三相橋式硅二極管整流電路,通常由兩個或兩個以上整流柜并聯(lián)運營,并留有備用,因此整流裝置運營是可靠的。交流勵磁機靜止硅整流器勵磁方式的勵磁能源取自主軸功率,不受電力系統(tǒng)擾動的影響,工作穩(wěn)定可靠。以大容量的靜止硅整流器代替轉動的換向整流,就解決了整流子和碳刷的運營維護問題。三機勵磁方式目前在國產(chǎn)30OMW大容量汽輪發(fā)電機組上廣為采用。運營實踐表白,三機勵磁系統(tǒng)存在以下問題:(1)旋轉部件多,出故障的機率較高,并且修復時間較長,檢修維護工作量大。(2)由于機組軸系長,軸承座多,使軸振和瓦振值較高,對軸系穩(wěn)定和機組的安全運營不利。3.交流勵磁機旋轉硅整流器勵磁系統(tǒng)交流勵磁機旋轉硅整流器勵磁系統(tǒng)與靜止硅整流器勵磁系統(tǒng)的重要區(qū)別,是整流裝置是否與軸同轉。整流裝置與交流主勵磁機及發(fā)電機同軸旋轉時,三者相對靜止,所以可直接相連而無需滑環(huán)、碳刷,因此又稱為無刷勵磁系統(tǒng),如圖所示。目前工程中采用的均是旋轉二極管形的,旋轉可控硅型尚處在實驗階段。(a)旋轉二極管勵孩系統(tǒng);(b)旋轉可控硅勵磁系統(tǒng)在無刷旋轉二極管勵磁系統(tǒng)中,主勵磁機一般采用100Hz交流勵磁機,其10OHz電流經(jīng)整流后直接送入發(fā)電機轉子繞組。因省去了滑環(huán)和碳刷,使勵磁系統(tǒng)結構簡樸、便于維護、可靠性高,這對大容量的汽輪發(fā)電機組是合用的,但同時也帶來兩個新問題:一是不能用常規(guī)方法直接測量轉子電流、溫度和對地絕緣,而必須采用其他方法;二是無法在發(fā)電機勵磁回路裝設滅磁開關,而只能裝于交流勵磁機勵磁回路,使滅磁時間延長(20s),好在這些問題已用其他方法得到解決。目前,美國西屋公司、日本三菱公司、德國西門子公司和法國阿爾斯通公司生產(chǎn)的汽輪發(fā)電機多采用無刷勵磁系統(tǒng),并且已用于12OOMW的汽輪發(fā)電機。我國近年來引進了西屋公司無刷勵磁技術,已在300MW及6OOMW大型汽輪發(fā)電機組上應用。4.自并勵勵磁(靜止勵磁)系統(tǒng)自并勵勵磁系統(tǒng),其勵磁電源由發(fā)電機自身供應,整個勵磁裝置沒有轉動部分,因此又稱為靜止勵磁系統(tǒng)或全靜態(tài)勵磁系統(tǒng)。如圖所示為自并勵勵磁系統(tǒng)的原理圖。用一只接在機端的勵磁變壓器取得勵磁電源,通過受勵磁調節(jié)器控制的可控硅整流裝置,直接控制發(fā)電機的勵磁,這種勵磁方式比前述幾種都簡樸,因此又稱簡樸自勵方式。自并勵勵磁系統(tǒng)原理圖自并勵勵磁系統(tǒng)具有下列優(yōu)點:(l)運營可靠。由于沒有旋轉部件,設備接線簡樸,減少了事故的機率。據(jù)記錄,自并勵勵磁系統(tǒng)的逼迫停機率僅為交流勵磁機勵磁系統(tǒng)的1/3,平均修復時間僅為交流勵磁機勵磁系統(tǒng)的1/4。大大提高了運營的可靠性。(2)改善了發(fā)電機軸系的穩(wěn)定性。自并勵勵磁系統(tǒng)使30OMW機組的輸系長度減少了約3m,因無勵磁機,軸承座也減少,所以提高了軸系的穩(wěn)定性,從而提高了機組的安全運營水平。(3)提高了電力系統(tǒng)的穩(wěn)定水平。自并勵勵磁系統(tǒng)響應速度快,調壓性能好,短路后機端電壓恢復快。由于配置了電力系統(tǒng)穩(wěn)定器(PSS),對小干擾的穩(wěn)定水平較交流勵磁機系統(tǒng)有明顯提高。(4)經(jīng)濟性好,可減少投資。由于該系統(tǒng)設備簡樸,軸系長度又有縮短,減少了設備和廠房基礎投資;加之調整維護簡樸,故障修復時間短,可提高發(fā)電的效益。自并勵勵磁系統(tǒng)存在的問題是:當發(fā)電機近端發(fā)生三相短路而切除時間又較長時,不能及時提供足夠的強行勵磁;此外,接于地區(qū)網(wǎng)絡的發(fā)電機,由于短路電流衰減快,繼電保護配合較復雜。目前,在大型汽輪發(fā)電機上采用自并勵勵磁方式已成發(fā)展方向。五、發(fā)電機的運營與控制(一)發(fā)電機的起動發(fā)電機由停機狀態(tài)(檢修后或新安裝)投入運營,需按規(guī)程進行一系列實驗及啟動前的準備工作。待發(fā)電機逐漸升速至額定轉速3000r/min。(二)發(fā)電機的并列現(xiàn)代電力網(wǎng)是由多座發(fā)電廠、多臺發(fā)電機并列運營的大電網(wǎng)方式,省級電網(wǎng)、跨省的區(qū)域網(wǎng),甚至跨國電力網(wǎng)已取得十提成熟的運營經(jīng)驗。多臺發(fā)電機并列運營的大電網(wǎng)方式對提高電能的質量、供電的可靠性、系統(tǒng)的穩(wěn)定性以及經(jīng)濟性等都有著重大意義。同時,電網(wǎng)的規(guī)模也是一個國家現(xiàn)代科學技術水平和經(jīng)濟發(fā)達的標志。發(fā)電機的并列運營,又稱為同步運營,就是各發(fā)電機的轉子以相同的電角速度一齊旋轉,而電角度差不超過允許值的運營狀態(tài)。將發(fā)電機與發(fā)電機、發(fā)電機與系統(tǒng)進行同步運營的操作,稱為同步并列(俗稱并網(wǎng))。發(fā)電機常用的同步并列方法有兩種:準同步并列法和自同步并列法。此外尚有異步起動和非同步合閘法(事故情況下用)1準同步并列法準同步(又稱精確同步)并列,是常用的基本同步方法。準同步并列是指待并發(fā)電機與運營系統(tǒng)間滿足同步條件時進行并列操作,即當發(fā)電機的頻率、電壓和相位角與系統(tǒng)的電壓、頻率和相位角均相同(或接近)時,將發(fā)電機的斷路器合閘,完畢與系統(tǒng)的并列。這種并列方式實質上是先促成同步狀態(tài),然后進行并列操作。準同步并列分為手動準同步并列和自動準同步并列兩種具體方法。1、1手動準同步并列手動準同步即用手操作相關開關,調節(jié)發(fā)電機電壓頻率使其滿足同步條件,并手動合閘并列的方法。(1)頻率。汽輪機起動后,通過操作其調速開關,使其轉速逐漸升高至額定值3000r/min,則同軸旋轉的汽輪發(fā)電機的轉速即達成與電網(wǎng)頻率接近同步的規(guī)定。(2)電壓。當汽輪發(fā)電機升速至額定轉速后,經(jīng)檢查各處工作情況正常,即可給轉子加上勵磁電流,緩慢轉動磁場變阻器手輪,減小電阻以增長勵磁電流,使發(fā)電機定子繞組電壓逐漸升高達成與系統(tǒng)電壓相等。(3)相位角。在滿足頻率和電壓相等的條件后,技人同步表,待同步表指針緩慢順時針轉動至接近同步點時,操作斷路器控制開關合閘,使發(fā)電機與系統(tǒng)并列。并列成功后,無異?,F(xiàn)象出現(xiàn),即可使發(fā)電機帶上負荷,并退出同步儀表,并列操作完畢。發(fā)電機并列操作是一項非常重要的操作,在一定限度上關系到發(fā)電廠甚至電網(wǎng)的安危。手動準同步操作是否成功,與操作者的現(xiàn)場工作經(jīng)驗有很大關系,假如掌握不好合閘時機,發(fā)生非同步并列事故,將會產(chǎn)生強烈的沖擊電流和振蕩現(xiàn)象,會使發(fā)電機端部繞組和鐵芯遭到破壞。因此,通過考核獲得同步操作權的人員才可進行此項操作。1、2.自動準同步自動準同步并列裝置是一種自動控制裝置,它能根據(jù)系統(tǒng)的頻率,檢查待并發(fā)電機的轉速,并發(fā)出調節(jié)脈沖去調節(jié)待并發(fā)電機的轉速,使其略高出系統(tǒng)一預定數(shù)值。然后檢查同步的回路開始工作,當待并發(fā)電機以微小的轉差向同步點接近,且待并發(fā)電機與系統(tǒng)的電壓差在±5V以內時,就提前一個預定期間發(fā)出合閘脈沖,合上主斷路器,使發(fā)電機與系統(tǒng)并列。2、自同步并列自同步并列法,就是當待并發(fā)電機的轉速接近額定轉速(相差±2%范圍之內)時,在未加勵磁的情況下,先會上發(fā)電機的斷路器進行并列,然后再合上勵磁開關,加入勵磁電流,運用發(fā)電機的‘自整步”作用,將發(fā)電機自動拉入同步。采用自同步的優(yōu)點是:操作簡樸,并列速度快,在緊急情況下能不久將發(fā)電機并入系統(tǒng)。缺陷是:待并發(fā)電機會受到較大電流的沖擊(小于三相短路電流)。(三)發(fā)電機的負荷調整3、1.有功負荷的調整發(fā)電機在運營中對有功負荷的調整,是通過汽輪機的調速系統(tǒng)進行的,當需增長有功負荷時,就加大進汽量;當需減小有功負荷時,就減小進汽量,以保持發(fā)電與負荷的平衡,維持發(fā)電機的轉速恒定。3、2無功負荷的調整發(fā)電機在運營中對無功負荷的調整,是通過改變發(fā)電機勵磁電流來實現(xiàn)的。通常運用自動電壓調節(jié)器(簡稱調節(jié)器)自動調節(jié),也可手動調節(jié)。(1)自動調節(jié)方式。這是重要運營方式,即根據(jù)發(fā)電機端電壓的變化,采用負反饋原理對發(fā)電機勵磁電流進行自動調節(jié),以維持發(fā)電機端電壓的恒定。(2)手動控制方式。當自動電壓調節(jié)器因有故障失去作用時,改用由運營人員手動操作調節(jié)方式。一般自動調節(jié)為重要方式,手動調節(jié)為備用方式。功率因數(shù)(cosφ)是電能質量和經(jīng)濟運營的重要指標。當有功負荷不變而調整無功負荷時,功率因數(shù)即改變,無功負荷減少時,功率因數(shù)增長;無功負荷增長時,功率因數(shù)下降。發(fā)電機的功率因數(shù)一般應限在0.95以內,否則易進相運營,若發(fā)現(xiàn)進相運營,應增大勵磁電流;若此時定子電流過大,則減少有功功率,否則將引起發(fā)電機振蕩或失步。四、同步發(fā)電機的調相運營同步發(fā)電機空載運營時,從電網(wǎng)吸取有功功率(即發(fā)電機變?yōu)殡妱訖C)以維持同步旋轉。此時加大勵磁(過勵運營),則向電網(wǎng)送感性無功功率;欠勵運營時,則吸取電網(wǎng)中的感性無功,發(fā)電機變成了調相機(或稱同步補償機)。當輸電線路很長時,線路自身具有電容,當終端負荷變化時要維持端電壓不波動是很困難的。所以接上同步補償機,通過調節(jié)其勵磁電流,可以控制功率因數(shù),保持電網(wǎng)電壓恒定。五、發(fā)電機的解列與停機發(fā)電機要解列時,應先將所帶廠用電轉至備用電源,然后再將發(fā)電機所帶的有功負荷和無功負荷轉移到其他并列機組上去,并在有功負荷降至零時,斷開發(fā)電機斷路器,將發(fā)電機解列。當跳開發(fā)電機斷路器解列后,假如發(fā)電機需停下來,應再跳開滅磁開關,并告知汽輪機值班員減速停機。停機后拉開發(fā)電機出線隔離開關。電力變壓器電力變壓器是電力系統(tǒng)中輸配電能的重要設備。電力變壓器運用電磁感應原理,可以把一種電壓等級的交流電能方便地變換成同頻率的另一種電壓等級的交流電能。經(jīng)輸配電線路將發(fā)電廠和變電所的變壓器連接在一起,便構成了工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的主能源網(wǎng)絡——電力網(wǎng)。-、變壓器的基本原理變壓器是根據(jù)電磁感應原理工作的,圖所示為變壓器基本原理示意圖。由圖可見,變壓器由兩個互相絕緣且匝數(shù)不等的繞組,套在由良好導磁材料制成的同一個鐵芯上,其中一個繞組接交流電源,稱為一次繞組;另一個繞組接負荷,稱為二次繞組。當一次繞經(jīng)中有交流電流流過時,則在鐵芯中產(chǎn)生交變磁通φ,其頻率與電源電壓的頻率相同;鐵芯中的磁通同時交鏈一、二次繞組,由電磁感應定律可知,一、二次繞組中分別感應出與匝數(shù)成正比的電動勢,其二次繞組內感應的電動勢,向負荷輸出電能,實現(xiàn)了電壓的變換和電能的傳遞。可見,變壓器是運用一、二次繞組匝數(shù)的變化實現(xiàn)變壓的。變壓器基本原理示意圖變壓器在傳遞電能的過程中效率很高,可以認為兩側電功率基本相等,所以當兩側電壓變化時(升壓或降壓),則兩側電流也相應變化(變小或變大),即變壓器在改變電壓的同時也改變了電流。二、變壓器的分類為適應不同的用戶規(guī)定,變壓器分為多種類型。1.按用途分為(1)電力變壓器。在輸配電系統(tǒng)中應用,又進一步分為升壓變壓器、降壓變壓器、聯(lián)絡變壓器(連接幾個不同電壓等級的電網(wǎng))等。儀用變壓器。指電流互感器和電壓互感器等,用于儀表測量、繼電保護和操作電源。特殊用途變壓器。有整流變壓器、電爐變壓器、焊接變壓器、實驗變壓器等。2.按統(tǒng)組數(shù)分為(1)自耦變壓器。高、低壓側共用一個繞組,兩側接線匝數(shù)不同。(2)雙繞組變壓器。指每相有高、低壓兩個繞組。(3)三繞組變壓器。每相有高、中、低壓三個繞組,常用于聯(lián)絡變壓器。(4)分裂繞組變壓器。用作大容量廠用電變壓器。3.按相數(shù)分為(1)單相變壓器。容量過大且受運送條件限制時,在三相電力系統(tǒng)中用三臺單相變壓器組合成三相變壓器組。(2)三相變壓器。用于三相電力系統(tǒng),三相繞組和鐵芯連為一體。4按冷卻方式分為(l)油浸式變壓器。繞組與鐵芯完全浸在變壓器油里。又可分為:①油浸自冷式變壓器-油自然循環(huán)進行冷卻;②油浸風冷式變壓器-在散熱器上裝設風扇吹風冷卻;③逼迫油循環(huán)水冷卻變壓器-用油泵逼迫變壓器油通過變壓器外專設的水冷卻器冷卻后再送回變壓器內。(2)干式變壓器。鐵芯和繞組都由空氣直接冷卻。三、變壓器的額定參數(shù)與銘牌為使變壓器能按照設計技術條件安全、經(jīng)濟、合理地運營,制造廠將變壓器的設計額定參數(shù)標注在銘牌上(又稱銘牌值)。按照額定參數(shù)運營,可以保證變壓器長期可靠的工作,并能達成設計的性能。1.變壓器的額定參數(shù)(1)額定容量初SN。在銘牌規(guī)定的額定工作狀態(tài)下,變壓器的容量叫額定容量,對三相變壓器而言,即三相容量之和,用視在功率SN表達,單位為kVA或MVA。(2)額定電壓化。一次側額定電壓U1N,指加到一次繞組上的規(guī)定電壓值;二次側額定電壓U2N,指一次側加入額定電壓U1N時,二次側的空載電壓。額定電壓的單位為kV。三相變壓器的額定電壓都是指線電壓。(3)額定電流IN。在額定使用條件下(或根據(jù)發(fā)熱限制而規(guī)定的繞組中允許長期通過的電流值),一次側輸入的電流叫一次側額定電流,用I1N表達;二次側輸出的電流叫二次側額定電流,用I2N表達。額定電流都是指線電流,單位為A或kA。(4)空載電流I0。變壓器加額定電壓空載運營時的電流,常以額定電流的比例來表達,可以折算到一次側,也可折算到二次側。(5)空載損耗P0。在變壓器一個繞組上加入額定電壓,而其余繞組均為開路時,變壓器的有功損耗,用P0表達,單位為kw。(6)短路損耗Pk。當變壓器的一個繞組通以額定電流,而另一繞組短接時的有功損耗,用Pk表達,單位為kw。(7)短路電壓(阻抗電壓)比例Uk%。當一個繞組短接時,在另一繞組中為產(chǎn)生額定電流所加入的電壓稱為短路電壓,以額定電壓的比例Uk%來表達。2.變壓器的型號及符號說明變壓器的型號由文字和數(shù)字兩部分組成,一般格式如下:123451-繞組耦合方式;2-相數(shù);3-冷卻方式;4-繞組數(shù);5-繞組導線材質;6-調壓方式。其符號代表的含義為:O——自耦;D——單相;S——三相;G——空氣自冷式;F——油浸風冷式;W——水冷式;P——逼迫油循環(huán);Z——有載調壓;L——鋁;F——分裂變壓器;FP——逼迫油循環(huán)風冷;WP——逼迫油循環(huán)水冷。舉例:SFP7-3600OO/22O:表達三相油浸風冷逼迫油循環(huán)式電力變壓器,設計序號為7,額定容量為36000OkVA,額定電壓為220kV。3.300MW發(fā)電機組配用變壓器情況(1)主變壓器(升壓變壓器)。型號為SFP7-360000/22O,中性點直接接地,無載調壓。其重要參數(shù)為額定容量3600O0kVA;額定電壓242/2OkV;額定電流858.9/10392.3A;連接組標號YN,dll(即舊符號Y。/Δ一11);冷卻方式ODPF(自耦、單相、逼迫油循環(huán)風冷);器身重169t;油重48.7t;總重量262.7t;空載損耗177kw;短路損耗809kW;短路電壓11%。(2)起動變壓器。高壓側接系統(tǒng),低壓側作300MW汽輪發(fā)電機組起動電源。當發(fā)電機組起動并入系統(tǒng)帶上3O%~4O%的負荷后,應切換成高壓廠用變壓器供電。此時起動變壓器處在聯(lián)動備用狀態(tài),故又稱起動/備用變壓器。300MW汽輪發(fā)電機組配用起動變壓器的型號為SFFZ7-4O00/22O,即三相自然油循環(huán)風冷卻有載調壓分裂電力變壓器。(3)高壓廠用變壓器。型號為SFF7-400O/20,即三相自然油循環(huán)風冷式無勵磁調壓分裂電力變壓器。分散控制系統(tǒng)一、概述:分散控制系統(tǒng)(DistributedControlSystem,簡稱DCS)廣泛應用于流程工業(yè)(如電力、化工等)過程控制。從90年代開始,我國火力發(fā)電廠的控制系統(tǒng)更是以分散控制系統(tǒng)為主?;痣姀S屬于流程工業(yè),自動控制的任務相稱復雜艱巨,除了對鍋爐、汽輪機、發(fā)電機進行控制外,還要對許多輔助設備,如除氧器、凝汽器、化學水解決設備等進行控制??刂频娜蝿站褪且WC電廠生產(chǎn)的產(chǎn)品——電能滿足一定的數(shù)量和質量規(guī)定,同時保證生產(chǎn)過程的安全性和經(jīng)濟性。為達成這一目的,規(guī)定完畢自動檢測、自動控制、順序控制、自動保護等不同功能,即由這四部分構成電廠生產(chǎn)過程自動化的所有內容。DCS可以完畢電廠生產(chǎn)過程自動化的所有功能。DCS的采用使發(fā)電廠的控制具有高度的可靠性和靈活性,可認為高水平的自動化提供有力的技術手段,加快了我國電廠自動化的步伐并縮小了與先進工業(yè)國家的差距。二、分散控制系統(tǒng)功能分層體系層次化成為分散型控制系統(tǒng)的體系特點,使之體現(xiàn)集中操作管理、分散控制的思想,分散控制系統(tǒng)的層次提成以下四級:連續(xù)控制過程連續(xù)控制過程批量過程離散過程現(xiàn)場設備經(jīng)營管理級第四層第三層第二層第一層生產(chǎn)管理級過程管理級直接控制級分散控制系統(tǒng)四層結構模式現(xiàn)場裝置管理層次的直接控制級(過程控制級)在這一級上,過程控制計算機直接與現(xiàn)場各類裝置相連,對所連接的裝置進行檢測、控制,同時它還向上與第二層的計算機相連,接受上層的管理信息,并向上傳遞裝置的特性數(shù)據(jù)和采集到的實時數(shù)據(jù)。過程管理級在這一級上的過程管理計算機重要有監(jiān)控計算機、操作站、工程師站。它綜合監(jiān)視過程各站的所有信息,集中顯示操作,控制回路組態(tài)和參數(shù)修改,優(yōu)化過程解決等。生產(chǎn)管理級在這一級上的管理計算機根據(jù)產(chǎn)品各部件的特點,協(xié)調各單元級的參數(shù)設定,是產(chǎn)品的總體協(xié)調員和控制器。經(jīng)營管理級這一級居于中央計算機上,并于辦公室自動化連接起來,擔負起全廠的總體協(xié)調管理,涉及經(jīng)營活動、人事管理,等等。三、分散控制系統(tǒng)體系結構示例WDPF系統(tǒng)的整體結構 美國西屋電氣公司的WDPF分散控制系統(tǒng)是在我國應用較為廣泛、技術比較先進的一種控制系統(tǒng),采用了分層體系結構,各層發(fā)揮不同的功能。它提供了具有不同復雜限度、從小系統(tǒng)到全廠性大系統(tǒng)的各種功能,涉及一體化的模擬量控制、順序控制和數(shù)據(jù)采集。WDPF系統(tǒng)一系列具有不同功能的單元(稱為drop站)集合而成,借助于數(shù)據(jù)高速公路(DataHighway)快速通信,系統(tǒng)基本構成如下圖所示。 該系統(tǒng)特點敘述如下:積木式標準硬件結構,面向問題的語言分布式解決單元(DPU)采用冗余配置,能獨立完畢各種控制功能,控制功能分散,危險分散,系統(tǒng)可靠性高。通過1:1冗余的數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(DataHighway)實現(xiàn)分布式實時數(shù)據(jù)庫,在提高可靠性的基礎上實現(xiàn)信息集中管理。各操作員站、工程師站等高層人機接口采用了SUN工作站,軟件功能豐富,操作界面和諧。采用開放型的Ethernet信息網(wǎng)絡(InformationHighway),便于實現(xiàn)流程工業(yè)的綜合自動化(CIPS)。故障診斷與控制系統(tǒng)集成,自診斷能力強,可以擬定故障位置。分布式解決單元(DPU) 分布式解決單元(DistributedProcessingUnit)是控制系統(tǒng)的核心,完畢數(shù)據(jù)采集、控制功能,直接通過I/O卡件與生產(chǎn)過程相連,其特性涉及:模擬量控制、順序控制及數(shù)據(jù)采集具有浮點和邏輯運算功能的32位解決器(Intel486)每秒更新所有的過程變量工程單位解決冗余的解決器及電源本地/遠程存儲器影象I/O36個I/O卡容量可擴展到72個I/O(用第二個機柜實現(xiàn))順序時間記錄多種速度不依賴于數(shù)據(jù)高速公路的獨立運營能力分布式全局數(shù)據(jù)庫擴大的PROM計算庫控制組態(tài)保存在后備電池RAM中借助工程師站或個人計算機的編程在線診斷至插件級操作員/工程師站 操作員/工程師站是控制系統(tǒng)與操作人員的人機聯(lián)系設備。其硬件采用了SUN圖形工作站,支持雙CRT顯示,具有操作員薄膜鍵盤(membranekeyboard),配備鼠標(mouse)或軌跡球(trackball);采用了UNIX下的OPENWIN操作系統(tǒng),操作快捷方便。歷史數(shù)據(jù)存儲和檢索(HSR)、記錄站(LOG) 歷史數(shù)據(jù)存儲和檢索站用于對WDPF數(shù)據(jù)高速公路來的實時過程數(shù)據(jù)以及手動輸入的離線數(shù)據(jù)的采集和歸檔存儲,歸檔的數(shù)據(jù)可以用于產(chǎn)生歷史趨勢和自由形式的報告;還提供大容量的存儲器以存儲和檢索歷史數(shù)據(jù)用于以后的分析。一個溫徹斯特硬盤作中期存儲用(暫存),任選的光盤機則提供長期存儲。 記錄站采集記錄數(shù)據(jù),打印標準格式的數(shù)據(jù)報表。記錄的內容有:可選時間間隔的周期性記錄事件順序記錄由其他站來的文本記錄等數(shù)據(jù)高速公路 高速系統(tǒng)數(shù)據(jù)通信用于數(shù)據(jù)采集、監(jiān)視、診斷、記錄、顯示、預置及建立數(shù)據(jù),每秒可更新16000個點(模擬量點和/或數(shù)字量點),支持2到254個站,每個站每0.1秒有一次廣播機會。第四部分發(fā)電廠的技術經(jīng)濟指標一、技術經(jīng)濟指標發(fā)電廠的技術經(jīng)濟指標是反映火力發(fā)電廠運營技術經(jīng)濟性能的數(shù)據(jù)。重要指發(fā)電廠熱-電轉換效率有關的發(fā)電機組或全廠的運營指標。重要介紹以下幾種。1.電廠熱效率ηe。發(fā)電廠的熱效率ηe,為發(fā)電量(kW·h)折成熱量與耗用熱量HRe之比,即HRe為發(fā)電熱耗率,即發(fā)1kw·h電所消耗的熱量(kJ);HRe=29.308b。(kJ/kw·h);b。為發(fā)電煤耗率,為發(fā)1kw·h電所消耗的標準煤量B0,即(g/kw.h),W。為發(fā)電量。燃煤火電廠的熱效率是很低的,一般電廠為3O%以內;在現(xiàn)代發(fā)電廠中,由于采用30OMW或60OMW的大容量發(fā)電機組,改善了燃燒技術,提高了蒸汽參數(shù),并采用中間再熱等措施,電廠最高熱效率已達40%以上。以供熱為主兼供電能的熱電廠甚至高達6O%。2.煤耗率煤耗率一般指供電煤耗率bn(g/kw·h),為對外供電1kw·h所消耗的標準煤量g即:(g/kw.h)。其中Bo——發(fā)電廠消耗的標準煤,kg;W?!姀S總發(fā)電量,kw·h;W?!獜S用電量,kw·h。我國規(guī)定,bn=380g/kw·h,即平均每發(fā)1kw·h電用煤(折合標準煤)380g為標準。目前國產(chǎn)3OOMW發(fā)電機組的煤耗率平均為360g/kw·h。3·廠用電率發(fā)電廠自用電(水泵、風機、磨煤機及照明器具等)功率與總發(fā)電功率之比,即普通電廠廠用電率為6%~1O%;3OOMW機組電廠廠用電率為5%左右,而6OOMW機組電廠的廠用電率為4.8%左右。4·發(fā)電成本發(fā)電成本是發(fā)電廠生產(chǎn)電能所需的所有費用。涉及燃料費、水費、材料費、大修理費、折舊費、工資、職工福利基金和其他費用等八項。前三項為可變成本,隨發(fā)電量而增減;后五項為固定成本,無論發(fā)電量多少均需支出。燃料費是各項費用中最大的一項,占發(fā)電成本的50%~7O%;水費是發(fā)電生產(chǎn)用的水資源費和外購水費;材料費是電廠生產(chǎn)中維護檢修所耗用的材料、備品、易耗品等的費用,此皆為可變(隨發(fā)電量多少而變)成本。固定成本中,大修理費是為恢復固定資產(chǎn)已損耗的一部分價值,按大修費占固定資產(chǎn)原值的比率而預提的資金;而基本折舊費是對固定資產(chǎn)的補償費。工資和職工福利基金隨電廠職工數(shù)和工資水平而變化。其他費用涉及辦公費、科研教育經(jīng)費以及生產(chǎn)流動資金貸款利息等。發(fā)電廠向電網(wǎng)供電,供電管理部門按協(xié)議電價支付電費,電費是電廠的重要收入。發(fā)電成本的減少,取決于煤耗率的減少和廠用電率的減少,以及對外供電量的增長和發(fā)電設備運用率的提高。這都有賴于生產(chǎn)運營技術水平和經(jīng)營管理水平的提高。二、發(fā)電廠經(jīng)濟運營管理火力發(fā)電廠在生產(chǎn)電能的過程中要消耗大量的燃料和水,電廠自身用電量也是相稱大的,因此發(fā)電廠的經(jīng)濟運營管理十分重要。(-)發(fā)電廠技術經(jīng)濟指標管理對發(fā)電廠的技術經(jīng)濟指標重要是煤耗率、廠用電率等,通常還按生產(chǎn)環(huán)節(jié)將這兩大指標分解成許多技術經(jīng)濟小指標,以便于貫徹到各個生產(chǎn)崗位,以作為具體考核標準,見下表。專業(yè)序號小指標名稱單位先進指標燃料1上煤量t1002上煤不合格次數(shù)次/班13燃料驗收率%4上煤用電率Kw.h/t1.5~15煤磅校驗合格率%6配煤合格率%90%95%(發(fā)熱量波動±837kJ/kg)7卸煤干凈限度-8事故、障礙率次/年鍋爐9鍋爐效率%10蒸發(fā)量t11過熱汽壓Mpa12過熱汽溫℃13再熱汽壓Mpa14再熱汽溫℃15二氧化碳(氧量)%16排煙溫度℃17煤粉細度合格率%18飛灰(灰渣)可燃物%19自動設備投入率%20制粉耗電率Kw.h/t21風機耗電率Kw.h/t汽22除灰耗電率Kw.h/t23點火、助燃用油量t24事故率次/年25清潔限度26兩票合格率%汽機27汽機熱效率%28熱耗J/(kW.h)29汽耗率kg/(kW.h)30真空度%31端差℃32冷凝水過冷卻度℃33給水溫度℃34給水泵耗電KW.h/t35循環(huán)水泵占廠用電的耗電率%36自動設備投入率%37事故率次/年38清潔限度39兩票合格率%40給水溶解氧合格率%電氣41有功出力曲線42無功出力曲線43抄表準確率%44兩票合格率%45事故率次/年化學46471、技術經(jīng)濟指標管理的作用(1)貫徹崗位責任制。通過指標的逐級分解,層層貫徹,成為便于操作的小指標,小指標的貫徹保證了大指標的完畢。(2)小指標便于開展競賽活動。小指標管理,便于貫徹到人,可比性強,因此有便于加強公司管理的各項基礎工作。如計劃、記錄、計量、定額等。通過開展競賽活動,促進指標的完畢。(3)小指標是公司科學管理的基礎。開展小指標競賽,使職工關心指標、管理指標,使群眾參與管理。同時,小指標管理同獎勵制度相結合,提高了職工參與競賽的積極性。(4)小指標是檢查分析生產(chǎn)計劃執(zhí)行情況的依據(jù)。通過小指標完畢和計劃數(shù)值的對比,可檢查耗煤的多少,找出差距和因素。因此,小指標的檢查分析,是揭露矛盾、解決問題,促進公司全面完畢計劃和提高經(jīng)濟效益的有效方法。2.進行技術經(jīng)濟指標管理的方法技術經(jīng)濟指標管理的任務是對各項指標完畢情況不斷地進行分析,挖掘生產(chǎn)中的潛力,節(jié)約燃料和自用電量,完畢發(fā)電計劃和經(jīng)濟指標。(1)搞好小指標分解工作。指標分解科學,訂得合理恰當,通過運營人員的努力可以達成先進合理的指標,以充足調動群眾的積極性。(2)加強對測量儀表、采樣和實驗的監(jiān)督,并準確的記錄出原始數(shù)據(jù)。(3)將小指標競賽作為班組競賽的重要內容。值與值、班與班、機組與機組之間都要互幫互賽,準時公布成績,做到班組日記錄、車間旬記錄、廠部月記錄。(二)改造挖潛,提高運營經(jīng)濟性對現(xiàn)有設備改造挖潛,引進新技術,采用計算機控制和自動化技術,大大提高了電廠生產(chǎn)設備安全運營水平和經(jīng)濟效益,受到普遍重視。第五部分火力發(fā)電廠單元機組啟停單元機組啟停特點和方式單元機組啟停特點1、機爐電整組啟停2、啟停存在較大熱應力3、啟停定義:單元機組的啟動就是將靜止狀態(tài)的機組轉變?yōu)檫\營狀態(tài)的過程;停運則是啟動的逆過程。原則:(l)應在最佳工況下啟動機爐和增長負荷;并盡也許地在不同的溫度情況下實現(xiàn)自動化程序啟停;(2)在機組啟停期間工質損失和熱損失最小;(3)在任何情況下都要嚴格保證鍋爐給水;(4)根據(jù)負荷曲線的規(guī)定,對蒸汽參數(shù)和蒸汽流量應能自動調節(jié);(5)只能用過熱蒸汽(過熱度最低為40~60℃)啟動汽輪機;(6)汽輪機進汽部分的金屬與蒸汽之間的溫度差在熱態(tài)啟動時,應不超過50℃?;瑓?shù)啟動:在鍋爐點火、升溫升壓的過程中,運用低溫低壓蒸汽進行暖管、沖轉、暖機、并網(wǎng)及帶負荷,并隨著汽溫汽壓的升高,逐步增長機組的負荷,待鍋爐達成額定參數(shù),汽輪發(fā)電機組達成額定出力。由于汽輪機的暖管、沖轉、暖機、升速及升負荷是在蒸汽參數(shù)逐漸變動的情況下進行的,所以這種啟動方式稱為滑參數(shù)啟動?;瑓?shù)停機:在逐步減少汽溫汽壓情況下,逐步減少機組的負荷,直至負荷到零后解列停機。滑參數(shù)啟停方式的重要優(yōu)點安全可靠性好經(jīng)濟性高提高設備的運用率和增長運營調度的靈活性操作簡化改善環(huán)境滑參數(shù)啟動方式分類按操作方式分類1真空法滑參數(shù)啟動:2壓力法滑參數(shù)啟動:是指待鍋爐所產(chǎn)生的蒸汽具有一定的壓力和溫度后,才沖轉汽輪機。按啟動前汽缸金屬溫度高低分類按汽輪機啟動前調節(jié)級汽缸金屬溫度高低,可將滑參數(shù)啟動分為冷態(tài)啟動及熱態(tài)啟動第二節(jié)配汽包鍋爐的單元機組冷態(tài)啟動一、配自然循環(huán)鍋爐的單元機維冷態(tài)清參數(shù)啟動(-)啟動前的準備(二)鍋爐點火(三)鍋爐升溫升壓升溫升壓過程中的控制規(guī)定:升壓速度和汽包壁金屬的熱應力水冷壁保護過熱器、再熱器啟動中的安全省煤器保護(四)暖管(五)沖轉沖轉方式?jīng)_轉參數(shù)的選擇(六)暖機(七)升速升速過程中,金屬的溫度和膨脹量均要增長,所以仍需嚴格控制和監(jiān)視,應注意以下幾個問題:(l)升速率:(2)越過臨界轉速(3)在升速過程中,應由專人監(jiān)測各軸承的振動值(4)當轉速接近2800r/min時,注意調速系統(tǒng)動作是否正常,(5)定速后,根據(jù)金屬溫度及溫差、脹差、振動情況來決定是否進行額定轉速暖機或進行并列。(八)并網(wǎng)、帶負荷(九)閥切換(十)升負荷第三節(jié)熱態(tài)滑參數(shù)啟動一、熱態(tài)滑參數(shù)啟動分類200℃以下為冷態(tài),200~370℃為溫態(tài)、370℃以上為熱態(tài),有的把熱態(tài)又分為熱態(tài)(370~450℃)和極熱態(tài)(450℃以上)停機一周后再啟動為冷態(tài);停機48小時為溫態(tài);停機8小時為熱態(tài);停機2小時為極熱態(tài)。二、熱態(tài)滑參數(shù)啟動特點和啟動方法啟動特點:啟動前機組金屬溫度水平高;汽輪機進汽的沖轉參數(shù)高;啟動時間短。啟動方法:一方面根據(jù)汽機金屬溫度(熱態(tài)),在冷態(tài)滑參數(shù)啟動曲線上找到相相應的初始工況點,查出該點相應的蒸汽參數(shù)和初始負荷值,該蒸汽參數(shù)即作為熱態(tài)啟動沖轉參數(shù),當蒸汽參數(shù)達成此值,即可沖動汽輪機。以135MW機組冷態(tài)啟動曲線為例,如熱態(tài)啟動時高壓上缸內壁金屬溫度為300℃,相應的主蒸汽參數(shù)為2.0MPa、395℃,起始負荷為20MW。熱態(tài)啟動時就采用2.0MPa、395℃作為熱態(tài)沖轉參數(shù),一般5~10分鐘內即可完畢沖轉、升速至3000r/min,此后汽輪發(fā)電機應盡快并列帶負菏,并列后以每分鐘5%~10%額定負荷的速度加至起始負荷,不準在起始負荷點之前作長時間停留,以免冷卻汽輪機金屬。達成起始負荷后,按冷態(tài)滑參數(shù)啟動曲線滑升負荷,以后工作與冷態(tài)滑參數(shù)啟動相同。三、熱態(tài)滑參數(shù)啟動中注意的問題沖轉參數(shù)的選擇溫度:正溫差啟動:規(guī)定熱態(tài)時,主蒸汽溫度高于高壓缸調節(jié)級上缸金屬溫度50~100℃,但最高不得超過汽溫額定值。此外,蒸汽過熱度不應低于50℃。負溫差啟動:調節(jié)級汽缸和轉子的金屬溫度在415℃以上,嚴密監(jiān)視主蒸汽的溫度值,并盡快提高汽機的進汽溫度,密切監(jiān)視機組的差脹、振動等,盡快升速、并列及接帶負荷。壓力:沖轉汽壓宜采用較高的數(shù)值,一般推薦不低于3~5MPa2、上下缸溫差:調節(jié)級上下缸溫差不得超過50℃,雙層缸內缸上下缸溫差不得超過35℃。3、轉子熱彎曲:規(guī)定熱態(tài)沖轉前連續(xù)盤車不應少于4h4.軸封供汽問題:熱態(tài)啟動時應先軸封供汽,再抽真空606080時間620401006012018024000300360420480540100200300400500600溫度24120140160141210816主汽溫度轉速主汽壓力功率冷態(tài)滑參數(shù)啟動參考曲線5.熱態(tài)滑參數(shù)啟動過程中應注意的其它問題(1)由于熱態(tài)啟動時機組升速快,要注意冷油器出口油溫不得低于38℃,以免導致油膜不穩(wěn)而引起振動。(2)由于升速和接帶負荷速度較快,且不準在起始負荷點之前作長時間停留,所以鍋爐和電氣部分必須在沖轉之前做好相應的準備工作,以免延誤時間導致金屬冷卻。(3)熱態(tài)啟動時間短,應嚴格監(jiān)視振動,如振動超過限值,應果斷及時打閘停機,轉入盤車狀態(tài),待消除因素后,才允許重新啟動。第四節(jié)單元機組的停運根據(jù)不同情況,可將停機提成以下幾種方式;(1)事故停機:故障停機;緊急停機。(2)正常停機:額定參數(shù)停機;滑參數(shù)停機一、額定參數(shù)停機停機前的準備缺陷記錄、實驗、盤車減負荷操作同步器使調速汽閥關小減有功負荷;調節(jié)勵磁電流調整無功負荷。注意事項:爐穩(wěn)燃,汽溫、汽壓;機:拉應力、差脹、真空,切換高壓加熱器及除氧器的汽源、調整凝汽器的水位。電:調整氫壓、冷卻水量、切換廠用電發(fā)電機解列及轉子情走解列:當有功負荷降到接近零值時,拉開發(fā)電機斷路器,發(fā)電機解列,同時應將勵磁電流減至零,斷開勵磁開關。解列后調
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