大型火电机组集控运行与事故分析汇总整编.docx

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大型火电机组集控运行与事故分析汇总整编

一，绪论

1.单元机组：

热机和电气系统均为单元制方式，构成机炉电纵向联系的独立单元

集控运行：

火电厂全能值班员

2.集控运行的内容：

①单元机组启动，停机②单元机组运行调节③尸骨的处理

3.集控运行的衡量标准：

安全性、经济性、电能质量

第一章，单元机组启动与停运

一，单单元机组启动：

机组由静止状态转变成运行状态的工艺过程。

一般是指从锅炉点火开始，经过升温升压，暖管，当锅炉出口蒸汽参数达到一定值时，开始冲转汽轮机，将汽轮机转子由静止状态到升速，暖机，转速达到同步转速，发电机并网带初负荷，直至逐步升负荷到额定负荷的全部过程。

单元机组停运：

机组由运行状态转变成静止状态的工艺过程。

一般指机组从一定负荷，经过降温、降压、减负荷，待负荷减至一定数值后机组解列，锅炉熄火，汽轮机转子惰走，直到停止的全部过程。

二，启动方式分类：

按进汽方式分：

高中压缸启动，中压缸启动

按控制阀门分：

主汽门冲转，调节汽门冲转，主汽门（或电动主汽门）旁路阀冲转

主汽阀冲转，请写出阀门的状态

按启动温度分：

冷态启动：

<150~200℃

温态启动：

200~370℃

热态启动：

370~450℃

极热态启动：

>450℃

三，停机分类：

（1）按停机目的分类

正常停机：

备用停机和检修停机事故停机：

紧急停机和故障停机。

（2）按停机过程中蒸汽参数分类：

额定参数停机滑参数停机

高参数停机如何降负荷：

停机过程中保持主蒸汽参数不变，用关小调节汽门，减少进入汽轮机蒸汽流量来降低机组负荷，发电机解列，打闸停机。

滑参数停机如何降负荷：

保持调节汽门接近全开位置，逐渐降低主蒸汽和再热蒸汽参数（温度和压力）来降低机组负荷和汽轮机转速，最终使发电机解列，打闸停机。

该方式多用于计划大修停机，停机后设备温度较低，可以提早开工。

滑参数启停的特点：

（1）安全可靠性好

（2）经济性高（3）提高设备的利用率和增加运行调度的灵活性（4）操作简化（5）改善环境

四，汽包在启停过程热应力分析当温度变化时，汽包筒体存在着3种温差：

内外壁温差（沿壁厚方向存在温度梯度）、上下壁温差（圆周方向的温度不均匀）、纵向温差（长度方向的温度不均匀）。

因汽包可自由膨胀，故略去纵向温差的影响。

冷态启动上水阶段

t上>t下

压>拉

点火后升温升压阶段

t上

压<拉

五，锅炉启动过程如何保证过热器安全

在锅炉蒸发量小于10%额定值时，必须限制过热器入口烟温。

控制烟温的方法主要是限制燃烧率（控制燃料）或调整火焰中心的位置（控制炉膛出口温度）。

随着压力的升高，可逐渐提高烟温，同时必须限制出口蒸汽温度。

过热器出口汽温主要取决于当时锅炉的燃烧率及汽轮机启动加热状态，也与炉内火焰中心位置和过量空气系数有关。

六，汽轮机启动停运过程转子热应力分布

启动时转子外表面产生热压应力，中心产生热拉应力；停机时，刚好相反，而正常运行时，由于径向温差变得很小，转子内的热应力基本消失。

七，涨差：

汽轮机转子与汽缸的相对膨胀的差值，称为胀差

相对胀差：

转子与汽缸沿轴向膨胀之差称为胀差或差胀

正胀差：

转子轴向膨胀大于汽缸值。

负胀差：

转子轴向膨胀小于汽缸值。

胀差产生的原因及危害：

（1）转子和汽缸的金属材料不同，热胀系数不同；

（2）汽缸质量大与蒸汽接触面积小，转子质量小与蒸汽接触面积大；转子和汽缸的质面比：

转子或汽缸质量与被加热面积之比，通常以m／A表示。

转子质量轻、表面积大，则质面比小，而汽缸质量大、表面积小，则质面比大。

（3）转子转动，故蒸汽对转子表面的放热系数比对汽缸表面的放热系数大。

危害：

胀差使通流部分动静沿轴向间隙发生变化，造成动静部件的碰撞和摩擦，延误启动时间、引起机组振动、大轴弯曲等严重事故。

当胀差为正时，动叶出口与下级静叶入口间隙减小；当胀差为负时，静叶出口与动叶入口之间的间隙减小；

机组胀差的变化主要与下列因素有关：

蒸汽温度和流量变化速度的影响，轴封供汽温度和时间的影响，凝汽器真空，鼓风摩擦热量，转速，进汽参数

控制胀差的方法：

胀差的大小主要取决于蒸汽的温度变化率，在运行中可用蒸汽温度变化率来控制胀差。

八，汽轮机冲转过程为何要暖机

高参数启动时，为控制转子和汽缸的温差，进行低速暖机和低负荷暖机，目的是减少进汽量，使汽缸温度跟上蒸汽温度的变化，当汽缸温度接近蒸汽温度时，再继续增加进汽量，升速和升负荷。

第二章，单元机组启动步骤

1.单元机组启动需要启动哪些辅助系统

1）循环水系统2）开式水系统3）闭式冷却水系统4）主机润滑油系统5）密封油系统等

2.为什么在锅炉点火之前要进行吹扫

把炉膛、烟道、空预器等处的可能积存的不完全燃烧的煤粉、可燃性气体排出去（或一次风管内积存的煤粉吹扫干净），防止点火时发生爆燃。

3.发电机并列需满足哪些条件

（1）发电机电压等于系统电压。

允许电压差不大于5%。

（2）发电机频率等于系统频率。

允许旁路差不大于10%。

（3）发电机电压的相位与系统电压的相位相同。

（4）发电机电压的相序与系统电压的相序相同，波形相同。

4.超临界机组启动流程，画出超临界机组启动图

第三章，汽包锅炉运行调节

1，汽包水位

a，过高/过低对单元机组影响

水位过高

增加蒸汽携带水分，容易造成过热器沉积盐垢

严重满水时，造成过热汽温急剧下降外，还会引起在蒸汽管道和汽轮机内产生严重水冲击。

水位过低

可能影响锅炉水循环，使水冷壁管的安全受到威胁。

如果出现严重缺水而又处理不当时，则可能造成炉管爆破。

b，影响汽包水位变化的因素：

①给水流量W②蒸汽负荷D③燃料量B④汽包压力P;

2，蒸汽温度

a，偏高/偏低的影响

汽温偏低：

循环热效率降低，增大汽机排汽湿度

汽温偏高：

加快金属材料的蠕变，缩短设备的使用寿命

b，影响蒸汽温度变化的因素动态特性有哪些特点？

c，分析火焰中心位置上移，气温如何变化

分析锅炉给水温度下降，气温如何变化

分析过量空气系数对过热气温的影响

炉膛过量空气系数和炉膛漏风↑→炉膛出口过量空气系数变化↑→理论燃烧温度↓，火焰黑度↓→造成炉膛辐射传热量↓。

炉膛过量空气系数增加→烟气容积↑，烟气在烟道中的流速↑→对流传热量↑。

d，气温调节方法

喷水减温

改变火焰中心的位置：

调整喷燃器的倾角，改变喷燃器的运行方式，变化配风工况

改变烟气量：

采用烟气再循环，调节分隔烟道挡板，调节送风量

再热蒸汽温度调节

①再热器的汽温受进口汽温影响，其工质进口参数决定于汽轮机高压缸的排汽参数

定压运行时，锅炉负荷降低，汽轮机高压缸排汽温度降低，再热器的进口汽温也随之降低，所以出口汽温一般随之下降。

变压运行时，锅炉负荷降低，高压缸排汽温度升高，在再热器吸热量不变的条件下，再热器出口汽温一般升高。

②再热汽温调节不宜采用喷水减温方法，否则会使机组运行的经济性下降。

3，主汽压力影响因素

汽压偏低

蒸汽做功能力下降

外界负荷不变时，汽耗量增大，转子轴向推力增加

汽压偏高

机械应力大，危及锅炉、汽轮机和蒸汽管道的安全

引起调节级叶片过负荷

机组末几级的蒸汽湿度增大

4，燃烧调节的内容

调节燃料量、送风量、引风量、燃烧器的调节，使炉内燃烧放热随时适应负荷的要求。

（1）满足外界负荷的需要

（2）保证燃烧稳定和受热面的安全

（3）按燃料量调整最佳空气量，减少q3、q4

（4）维持合理的炉膛负压

5，影响超临界锅炉蒸汽温度的因素

1燃料、给水比（煤水比）②给水温度③过剩空气系数④火焰中心高度⑤受热面结渣

6，汽轮机运行监视的主要参数有哪些

机组负荷，汽轮机转速；

主蒸汽、再热蒸汽压力、温度及高压缸排汽温度；

凝汽器真空，除氧器水位，给水泵转速、流量，给水压力，凝结水流量；

机组振动情况，轴向位移及高中压缸胀差，轴承油温、轴承金属温度，润滑油压、油温；

汽轮机各监视段压力；轴封压力，除氧器压力。

7，会分析真空变化对单元机组的影响

8，发电机运行监视主要参数

1.发电机温度2.频率监视3.发电机转子电压和转子电流4.发电机的有功无功5.发电机电压

9，调峰对单元机组的要求

具有良好的启停灵活特性，具有良好的低负荷运行特性，快速的变负荷能力，较高的热经济性

锅炉典型事故分类

燃烧事故：

锅炉灭火，炉膛爆炸，尾部烟道二次燃烧

受热面事故：

水冷壁爆管损坏，过热器管损坏，再热器管损坏，省煤器管损坏

水位事故：

缺水事故，满水事故，汽水共腾

锅炉灭火

事故现象：

炉膛负压突然增大，风压表指示到最大值；一、二次风压表指示减小；锅炉火检消失；汽压、汽温、水位、蒸汽流量急剧下降，MFT动作，切除所有燃料，相应设备跳闸。

事故原因：

（1）燃料质量低劣。

运行中煤质变差、挥发分过低、灰分、水分过高，煤粉太粗；直吹式制粉系统堵煤、断煤且处理不当。

燃用易结焦煤，炉膛塌焦引起灭火。

（2）燃烧调节不当。

风粉配比不适当；炉膛负压过大，或一、二次风比例不适当。

（3）运行中辅机故障跳闸或灭火保护动作。

（4）燃烧设备损坏。

喷燃器烧坏，使煤粉气流紊乱；给粉机“缺角”运行；油喷嘴雾化不好等。

（5）炉膛温度低。

送风量或炉墙漏风过大；锅炉负荷降得过快等导致炉膛温度低使燃烧工况恶化。

（6）水冷壁管爆破，制粉系统爆炸。

（7）全燃油时，油中带水或燃油系统故障。

（8）燃烧自动控制失灵或保护误动。

（9）厂用电中断。

锅炉灭火事故的处理方法

单元机组联锁动作：

炉膛灭火后，FSSS应立即切断所有燃料，关闭减温水。

ETS进行汽轮机的跳闸遮断，关闭主汽门、调节阀。

电气进行发电机主开关跳闸，发电机灭磁。

①检查机炉电联锁动作情况，如果拒动，应该手动干预。

②、汽轮机跳闸后要立即启动交流油泵，转子惰走到0后启动顶轴油泵，启动盘车。

各抽汽要及时关闭，防止汽轮机进水、进冷汽。

③、锅炉切断燃料后，要即使进行吹扫。

④电气跳闸要确保厂用电的安全，杜绝全厂停电的事故发生。

设每千克蒸汽在锅炉中吸热q1=2.51×103kJ／kg，蒸汽通过汽轮机作功后在凝汽器中放出热量q2=2.09×103kJ／kg。

蒸汽流量D=440t／h，如果作的功全部用来发电，问每天能发出多少度电？

（不考虑其他能量损失）

【解】：

D=440t／h=4.4×105kg／h

（q1－q2）×D=（2.51－2.09）×103×4.4×105

=1.848×108（kJ／h）

因1kJ=2.78×10-4kW·h

则每天发电量W=2.78×10-4×1.848×108×24

=1.23×106（kW·h）

【答】：

每天能发出1.23×106kW·h电。

习题：

2请写出单元机组的主要设备的名称

习题7：

锅炉启动过程如何保护过热器和再热器？

锅炉蒸发量小于10%额定值时，必须限制过热器入口烟温。

控制烟温的方法主要是限制燃烧率（控制燃料）或调整火焰中心的位置（控制炉膛出口温度）。

随着压力的升高，可逐渐提高烟温，同时必须限制出口蒸汽温度。

过热器出口汽温主要取决于当时锅炉的燃烧率及汽轮机启动加热状态，也与炉内火焰中心位置和过量空气系数有关。

防止再热器”干烧”措施1旁路控制、控制烟温

空预器和省煤器低温腐蚀

管壁温度低于烟气露点温度

措施

●烟气再循环●提高除氧器压力

冷态启动时，蒸汽的热量以对流方式传给汽缸内壁，再以导热方式传向外壁

影响内外壁温差的主要因素：

①汽缸壁厚度δ，汽缸壁越厚，内外温差越大。

②材料的导热性能；

③蒸汽对内壁的加热强弱。

蒸汽的热量以对流方式传给转子外表面，再以导热方式传到中心孔

何谓汽轮机差胀？

运行中影响汽轮机差胀变化的主要因素有哪些？

习题：

汽轮机运行中差胀的正负的含义是什么？

差胀正的允许值大于还是小于负的允许值？

为什么？

汽轮机的差胀为正说明转子沿轴向膨胀大于汽缸，差胀为负说明汽缸沿轴向膨胀大于转子。

汽轮机差胀正的允许值大于负的允许值。

因为静叶出口到动叶入口的距离小于动叶出口至下级静叶入口的距离。

习题9：

单元机组热态启动特点？

特点1锅炉、汽轮机设备的金属温度高，所以冲转要求更高的参数2可能出现负温差启动，差胀可能出现负变3汽轮机冲转过程不需要暖机4整个启动过程尽可能快速进行5要先供轴封蒸汽后抽真空，以防止冷空气被抽到汽轮机，产生汽轮机“快冷”事故。

习题11：

风烟系统启动顺序？

空预器引风机送风机

习题：

超临界压力机组的启动分离系统的主要作用是什么？

并说明湿态运行和干态运行时分离器内工质的状态。

直流锅炉在启动过程中，受热面中某段工质首先汽化，造成工质的比容增加，流速升高，挤压汽化点后面的工质，使受热面出口工质的流量大于给水流量，称为工质膨胀想象。

危害：

使汽水分离器水位升高，造成过热汽带水。

超临界锅炉点火后汽水分离器水位突然升高的现象称为什么？

试解释这种现象。

启动膨胀现象，直流锅炉在启动过程中，受热面中某段工质首先汽化，造成工质的比容增加，流速升高，挤压汽化点后面的工质，使受热面出口工质的流量大于给水流量，称为工质膨胀想象。

危害：

使汽水分离器水位升高，造成过热汽带水。

影响气包水位变化的因素

①给水流量W;

②蒸汽负荷D；

③燃料量B；

④汽包压力P;

锅炉运行过程中影响过热汽温和再热汽温的主要因素有：

锅炉负荷、燃料量、给水温度、燃料性质、过量空气系数、受热面积灰或结渣、减温水温度和流量等。

习题15：

分析汽包锅炉主汽温度影响因素？

某单元机组锅炉运行中出现主汽温度偏低，主汽压力偏高,减温水全部关闭的现象，分析可能的原因以及可能调节手段

（1）主汽压力偏高、主汽温度偏低而且减温水全部关闭说明该机组燃烧调节出现了问题，主汽压力偏高说明水冷壁吸收的热量过大，主汽温度偏低说明过热器吸收的热量偏少。

可能的原因：

燃烧火焰中心偏低、送风量给的过大

（2）如果要恢复主汽压力与主汽温度，需要从燃烧调节入手，方法

（1）提高火焰中心的位置，以提高锅炉的对流换热，手段：

加大上层燃料量，减小下层燃料量，提高下层二次风，减低上层二次风2）提高送风量，提高炉膛氧量运行

习题16：

燃烧调节的主要内容以及燃烧调整的原则是什么。

燃烧调节的主要包括：

（1）燃料量的调节，主要对应的被调量主蒸汽流量

（2）锅炉送风量的调节，主要对应的烟气的含氧量

（3）锅炉引风量的调节，主要对应的炉膛负压

燃烧调整的原则：

加负荷时应该先加引风，然后加送风，最后才能加燃料；减负荷时应该先减燃料，然后减送风，最后减燃料。

防止锅炉负荷调节过程中出现燃料缺氧燃烧，以及炉膛出现正压运行。

习题17：

单元机组负荷控制方式有那些？

并简单说明每种方式的优、缺点。

①汽轮机跟随（TF），该方式运行时，锅炉调节负荷，汽轮机调节压力。

优点：

主汽压力波动小；缺点：

负荷响应速度慢。

②、锅炉跟随（BF），该方式运行时，汽轮机调节负荷，锅炉调节压力。

优点：

负荷响应速度快；缺点：

主汽压力波动大。

③、机炉协调控制（CCS），该方式下，汽轮机、锅炉协调动作，一方面快速响应外界负荷变化，同时稳定主蒸汽压力稳定。

习题18：

超临界锅炉应该用直流锅炉还是汽包锅炉，说出超临界锅炉汽水分离器的主要作用？

写出什么是超临界锅炉湿态运行和干态运行？

超临界机组只能用直流锅炉，超临界机组启动分离器的主要作用：

①启动初期的汽水分离②保护过热器③回收工质和热量④适应机组滑参数启停的需要。

湿态运行时分离器储水罐有水运行，干态运行时分离器储水罐无水运行

习题19：

超临界锅炉煤水比、中间点温度的概念？

习题20：

写出影响超临界锅炉过热汽温的主要因素

①燃料、给水比（煤水比）

②给水温度

③过剩空气系数

④火焰中心高度

⑤受热面结渣

写出汽轮机运行监视的主要参数

1.机组负荷，汽轮机转速；

2.主蒸汽、再热蒸汽压力、温度及高压缸排汽温度；

3.凝汽器真空，除氧器水位，给水泵转速、流量，给水压力，凝结水流量；

4.机组振动情况，轴向位移及高中压缸胀差，轴承油温、轴承金属温度，润滑油压、油温；

5.汽轮机各监视段压力；轴封压力，除氧器压力。

习题22：

写出发电机运行监视的主要参数

1.发电机温度

冷氢进口温度不大于46℃

氢气冷却水进水温度不大于35℃

定子绕组进冷却水温度不大于50℃

发电机内氢气压力0.4MPa,氢气纯度不小于98%

2.频率监视

发电机频率范围：

50±0.2Hz。

3.发电机转子电压和转子电流

4.发电机的有功无功

5.发电机电压

习题23：

单元机组监视电网的系统频率有何意义？

频率升高或降低说明了什么问题？

①电网频率高低决定了汽轮机的转速，汽轮机的转速引起转子的机械应力增，转速过低会造成励磁系统过负荷，②频率不正常威胁厂用电的安全。

频率升高说明系统有功富裕，频率升高说明系统缺少有功。

写出单元机组的有功功率和无功功率的调节手段？

如果电网的电压低无功应怎么调节？

如果电网中的频率偏高，单元机组的有功该如何调节？

单元机组的有功的调整主要是通过调节锅炉的燃烧和汽轮机的调门实现的，无功的调节主要是调节发电机的励磁电流实现的。

如果电网的电压低，则应该加大励磁电流，增加无功。

如果电网的频率偏高，则应该减少机炉处理，降低有功出力。

火电调峰机组的性能要求

具有良好的启停灵活特性

能及时停机或带最低负荷稳定运行；

热态启动时间短（1-2h），启停损失和寿命损耗小。

具有良好的低负荷运行特性

快速的变负荷能力

较高的热经济性

习题24：

写出单元机组调峰主要方式？

目前大机组参与调峰常常采用何种方式？

两班制启停方式：

白天运行，夜间停机；调峰幅度大；启停频繁。

两班制低速热备用方式（少蒸汽运行）：

调峰时，机组与电网解列，蒸汽推动汽轮发电机组低速旋转，处于备用状态。

两班制调相运行：

调峰时停炉停机，发电机与电网不解列，以电动机方式带动汽轮机以额定转速转动。

变负荷运行：

调峰时，机组应能以较快速度变化机组负荷以适应电网的需要。

变压运行的优点

负荷变化时蒸汽温度变化小：

负荷降低，压力降低，加热到同样蒸汽温度的吸热量减少，燃料量减少时，蒸汽温度的变化减小。

变压运行可以改善机组部件的热应力和热变形：

变压运行时，锅炉来的蒸汽温度变化小，进入汽轮机第一级前又无节流，温度基本无变化。

低负荷时汽轮机保持较高的效率：

负荷减小，压力下降，而温度不变，进入汽轮机的蒸汽容积流量变化小，汽流流动偏离设计工况小。

提高单元机组经济性的主要措施

（1）提高循环热效率。

（2）维持各主要设备的经济运行。

（3）降低厂用电率。

（4）提高自动装置的投入率。

写出单元机组低真空事故的现象以及分析事故的原因？

真空下降现象

“CRT上指示真空值下降”

“汽轮机低压缸排汽温度升高”

“负荷瞬时下降”

凝汽器真空下降的原因分析

（1）循环水中断或减少

（2）凝汽器空气抽出设备及其系统故障

（3）真空系统漏空气

（4）凝结水系统运行不正常，凝汽器汽侧满水

（5）循环水进水温度或机组负荷升高（真空缓慢下降）

习题28：

某机组在运行中出现“上下汽缸金属壁温差>56℃”、“轴向位移增大”、

“差胀减小并向负值增加”、“主汽温度骤降”

“机组声音异常并伴有金属撞击声”等现象。

根据上述现象判断机组出现了什么事故，分析事故的主要原因。

根据炉、机、电联锁保护的知识，分析汽轮机、电气的保护动作情况。

运行人员处理这个事故的要点有哪些？