单元机组集控运行教案-绪论-单元机组集控运行概述1
单元机组集控运行教案-绪论-单元机组集控运行概述1
锅炉直接向联系的汽轮机组供汽，发电机与变压器直接联系，这种独立单元系统的机组称单元机组。
2.单元机组的特点
单元制系统中任一主要设备发生故障时，整个单元机组都要被迫停止运行，而相邻单元之间不能互相支援；
炉、机、电之间不能切换运行，运行的灵活性较差；
当系统频率发生变化时，汽轮机调节阀门开度随之改变，单元机组没有母管的蒸汽容积可以利用，而锅炉的调节反应周期较长，必然引起汽轮机入口汽压的波动，使得单元机组对负荷变化的适应性较差。
教学重点单元机组集控运行的基本特征单元机组运行管理制度单元机组设备及系统教学难点单元机组的特点单元机组电气设备及系统教学内容及学时分配绪论01概述1学时02单元机组设备及系统学时教学方法或教学手段讲授多媒体讨论板书教学内容教学设计可编辑修改绪论随着国民经济的丌断发展电能的需求丌断增长电力系统丌断扩大在这种形势下单机容量的提高大机组的优先采用已成为电力发展的必然
五、运行管理制度
1.交接班制度
2.巡回检查制度
3.设备定期试验和轮换制度
4.工作票及设备验收制度
5.操作票联系制度
6.岗位责任制
7.电网调度管理条例
0-2单元机组设备及系统
一、锅炉设备及系统
二、汽机设备及系统
三、电气设备及系统
1、同步发电机的基本工作原理
同步发电机是根据导体切割磁力线感应电动势这一基本原理工作的。
二、单元机组集控运行的基本概念及内容
1.集控运行的概念：是在集中控制室集中控制炉、机、电的运行。
2.炉、机、电集中控制的控制对象
锅炉及其燃料供应系统、给水除氧系统、汽轮机及其相应的冷却系统、发电机、变压器组、高低压厂用电及直流电源系统等。
3.单元机组集控运行的内容
单元机组集控运行
单元机组集控运行----锅炉部分第一章单元机组启停单元机组定义：每台锅炉直接向所配合的一台汽轮机供汽，汽轮机再驱动发电机，且该发电机所发的电功率直接经一台升压变压器送往电力系统特点：1、各独立单元没有横向联系2、各单元自身所需新蒸汽的辅助设备均由支管与各单元的蒸汽总管相连3、各单元自身所需的厂用电取自本发电机电压母线优点：1、系统简单，发电机电压回路的开关电器较少，事故可能性减少2、操作方便，且便于滑参数启停3、适合集中控制运行原则：在保证安全的前提下，尽可能地提高机组运行的热经济性最优化启停方案：保证各零部件应力、胀差、轴向位移等技术指标不超限的前提下，机组以最高的经济性，最短的时间内启动停运启动：从锅炉点火，升温升压，暖管，当锅炉的出口蒸汽参数达到规定值时，对汽轮机冲转，直到发电机并网并接到负荷的全过程停运：就是启动的逆过程，从减负荷，降温降压，机组解列，锅炉熄火，汽轮机降速直到停转的全过程启动的分类按冲转时进汽方式的分类：高中压缸启动、中压缸启动按控制进汽量的阀门分类：用调节阀启动、用自动主汽阀或电动主汽阀启动、用自动主汽阀或电动主汽阀的旁路阀启动按启动前金属温度分类：冷态启动150—200摄氏度、温态启动200—350摄氏度、热态启动350摄氏度以上、极热态启动在450摄氏度以上按蒸汽参数分类：额定参数启动、滑参数启动（又分为真空法滑参数启动和压力法滑参数启动）受热面的保护水冷壁：在升压初期，水冷壁内含汽量较少，水循环又不正常，燃烧器少，各水冷壁金属温度不同，会引起下联箱变形或管子损坏。
所以必须采取一定的措施，使得水冷壁受热均匀，比如均匀对称地投入燃烧器，各燃烧器定期轮换运行，加强下联箱放水并采用蒸汽加热以加强水的循环等过热器和再热器：在启动中两者没有工质流过，甚至有水，同时在启动初期，燃烧不稳定，容易使流经过热器的烟气分配不均匀，因此容易出现局部超温，出现比较大的气温波动，甚至是水塞，要是有水塞的话就要注意控制过热器和再热器进出口的烟温，只有当水塞疏通了才可以通入蒸汽。
10《单元机组集控运行》课程教学大纲韩东太
课程编号：0805310117USCO《单元机组集控运行》（The unit set control operation）课程教学大纲32学时 2学分一、课程的性质、目的及任务《单元机组集控运行》是能源与动力工程专业的选修课。
通过本课程的教学，使学生掌握大型火电机组启停、运行调整及事故处理的基本原理和基本操作技能，适应火力发电企业单元机组集控运行生产岗位对毕业生基本理论知识和操作技能的实际需要，能胜任火电厂单元机组生产运行岗位的工作。
二、适用专业能源与动力工程专业三、先修课程锅炉原理汽轮机原理泵与风机自动控制技术四、课程的基本要求掌握大容量单元机组的启动、停止的基本程序，了解火电厂主要控制系统得基本原理及运行方式。
本课程的特点在于内容涵盖了本专业所有专业课程的内容，内容多、范围广，并应对火电厂的实际系统有一定程度的熟悉。
五、课程的教学内容（一）课堂讲授的教学内容1. 机组的启动和停运机组启停特点和方式，配汽包锅炉的单元机组冷态启动，配直流炉的单元机组启动，启动中几个问题，热态滑参数启动，单元机组的停运。
2. 机组的运行调整锅炉运行调节，汽轮机的运行监视，发电机、主要变压器的监视和维护，大容量火电厂机组调峰。
3. 单元机组的控制调节系统单元机组负荷调节方式，单元机组负荷控制系统，单元机组的运行控制方式，单元机组主控系统实例，汽轮机电液调节。
4. 顺序控制——自动操作汽机的局部顺序控制系统，锅炉的局部顺序控制系统，炉膛安全监视系统，锅炉吹灰顺序控制。
5. 单元机组的事故处理及联锁保护单元机组的事故特点与处理原则，单元机组故障及其处理，单元机组的连锁保护。
六、学时分配表七、主要参考书1．章德龙．单元机组集控运行．北京，水利电力出版社，19932．罗万金．电厂热工过程自动调节．北京，水利电力出版社，19912．陈庚．单元机组集控运行．北京，中国电力出版社，2008八、考核方式（包括作业、测验、考试等及其所占比例）本课程考核采用考试或考查方式。
绪论 单元机组运行
低压部分
中压部分
发电机
高压部分
凝汽器
一、单元机组概貌
锅炉汽水系统
绪论
１．单元机组概念
１）母管制
汽轮机组 锅炉
蒸汽管道 锅炉 汽轮机组 汽轮机组
２）单元机组 锅炉 汽轮机组
绪论
２．集控运行概念
控制室和操作集中于一处，机炉电的控制系统互相关联的一 种控制． ３．单元机组集控运行 单元机组运行中将机炉电的主机、相关辅机、相关系统的各个 运行参数及各种控制手段集中在一个控制室内，使得对单元机组 的运行操作、控制和监视可以在一个控制室内进行，此种运行方
式称为单元机组集控运行。
绪论
3）单元机组集控运行的内容 a、对机组实现各种方式的启动 b、对机组实现各种方式的停运 c、在机组正常运行时，对设备运行情况进行监视、控
制、维护以 及对有关参数进行调整。
d、在机组出现异常情况或出现事故时进行及时处理。
绪论
4）功能 a、自动检测：自动地检查和测量反映单元机组运行情况的各 种参数和工作状态，监视单元机组运行的生产 情况和趋势。 b、自动调节： 自动维持单元机组在规定的工况下安全和经济 的运行。 c、程序控制： 根据预先拟订的步骤和条件，自动地对机组进 行一系列操作。 当机组运行情况发生异常或参数超过允许值时， 及时发出警报或者进行必要的动作，以避免发 生设备事故和危及人身安全。
d、自动保护：
绪论
4、单元机组的运行管理制度 安全生产制度、交接班制度、巡回检查制度、设备定期试验 和切换制度、工作票及设备验收制度、操作票联系制
度、岗位责任制
小结：
单元机组集控运行定义 运行内容 主要功能
单元机组集控运行汇总
单元机组集控运行----锅炉部分第一章单元机组启停单元机组定义：每台锅炉直接向所配合的一台汽轮机供汽，汽轮机再驱动发电机，且该发电机所发的电功率直接经一台升压变压器送往电力系统特点：1、各独立单元没有横向联系2、各单元自身所需新蒸汽的辅助设备均由支管与各单元的蒸汽总管相连3、各单元自身所需的厂用电取自本发电机电压母线优点：1、系统简单，发电机电压回路的开关电器较少，事故可能性减少2、操作方便，且便于滑参数启停3、适合集中控制运行原则：在保证安全的前提下，尽可能地提高机组运行的热经济性最优化启停方案：保证各零部件应力、胀差、轴向位移等技术指标不超限的前提下，机组以最高的经济性，最短的时间内启动停运启动：从锅炉点火，升温升压，暖管，当锅炉的出口蒸汽参数达到规定值时，对汽轮机冲转，直到发电机并网并接到负荷的全过程停运：就是启动的逆过程，从减负荷，降温降压，机组解列，锅炉熄火，汽轮机降速直到停转的全过程启动的分类按冲转时进汽方式的分类：高中压缸启动、中压缸启动按控制进汽量的阀门分类：用调节阀启动、用自动主汽阀或电动主汽阀启动、用自动主汽阀或电动主汽阀的旁路阀启动按启动前金属温度分类：冷态启动150—200摄氏度、温态启动200—350摄氏度、热态启动350摄氏度以上、极热态启动在450摄氏度以上按蒸汽参数分类：额定参数启动、滑参数启动（又分为真空法滑参数启动和压力法滑参数启动）受热面的保护水冷壁：在升压初期，水冷壁内含汽量较少，水循环又不正常，燃烧器少，各水冷壁金属温度不同，会引起下联箱变形或管子损坏。
所以必须采取一定的措施，使得水冷壁受热均匀，比如均匀对称地投入燃烧器，各燃烧器定期轮换运行，加强下联箱放水并采用蒸汽加热以加强水的循环等过热器和再热器：在启动中两者没有工质流过，甚至有水，同时在启动初期，燃烧不稳定，容易使流经过热器的烟气分配不均匀，因此容易出现局部超温，出现比较大的气温波动，甚至是水塞，要是有水塞的话就要注意控制过热器和再热器进出口的烟温，只有当水塞疏通了才可以通入蒸汽。
单元机组集控运行一单元机组的协调控制系统 PPT精品课件
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单元机组的协调控制系统
二、CCS的组成及各部分的功能
（一）CCS概述 控制汽轮机升速进程。 区间：从盘车冲转开始，到3000RPM并网结束。 例如：实际转速低于值班员设的转速目标值时，DEH需要开大 调门开度、增大机组进汽量，让实际转速升至转速转速目标值。
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单元机组的协调控制系统
单元机组的协调控制系统
根据集控值班员的需求，对压力给定值处理回路也做了简要介 绍。通过SAMA图分析，在“调门开度校正环节”中，重点介绍了与 运行相关的“滑压”和“滑压偏置”的概念。
负荷指令处理回路是集控值班员关注的重点，本章进行了详细 的介绍。kai'd从以下几个方面重点介绍了BI／BD，RD／RUP：1、 设置的目的；2、触发条件；3、动作过程；4、复位过程。
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CCS出现以前，机组的负荷调节方式
煤、风&水 流量实测
煤、风&水 流量设定
负荷设定 负荷实测
电网
FSSS
DEH
炉
汽机
发电机
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单元机组的协调控制系统
一、CCS前言
（二）CCS产生的工程背景 CCS出现以前，机组中锅炉出力的调节方式： 1.值班员为FSSS中的煤量调节器设置给定值（直吹式，一次风 流量）；煤量调节器根据偏差计算出一次风挡板开度的给定值。 2.按烟气氧量，自动确定送风量给定值。 3.按炉膛负压，自动确定引风量给定值。 4.直流炉，按煤/水比，自动确定给水流量给定值。
单元机组集控运行
（四）按蒸汽参数分 1.额定参数启动：从冲转到机组带额定负荷的整个
启动过程中汽轮机自动主汽门前的蒸汽参数始终保 持在额定值。 缺点：锅炉升温升压过程中，因只有极小的蒸汽负 荷，水循环差，使汽包产生较大的温差和热应力。 蒸汽管道的加热和汽轮机的暖机、冲转均是高温高 压蒸汽，热应力大，启动时间长。 2.滑参数启动： 锅炉点火、升温升压过程中，利 用低温蒸汽进行暖管、冲转升速、暖机、定速并网 及带负荷，并随汽温汽压的升高，逐步增加机组负 荷，直至锅炉达到额定参数，汽轮发电机达到额定 出力。
（三）按控制进汽流量的阀门分 1.调速汽门冲转 电动主闸门和自动主汽门处于全开位置，进入汽轮机 的蒸汽量由调速汽门控制。 易于控制进汽流量，但由于大部分高压机组都采用喷 嘴调节，因而冲转过程中依次开启的调速汽门只限 于进汽区较小的弧段，属部分进汽，造成加热不均 匀。因此，高压机组较少采用此方式。但由于这种 启动方式系统设置和操作相对简单，一些采用滑压 运行的节流调节机组仍然采用此方式。 2.自动主汽门或电动主汽门的（一）锅炉汽包温差与热应力 1.上水时汽包壁温差与热应力
内外壁温差：内壁>外壁
内壁产生热压缩应力 外壁产生热拉伸应力 上下壁温差：下壁>上壁 上半部受到拉应力，下半部受到压应力
部颁锅炉运行规程中规定，启 动过程中进水温度不超过 90～ 100℃，热态上水时，水温与汽包壁 的温差不得大于40℃。进水时间根 据季节不同控制在 2～4h。夏季2h， 冬季4h。
防止或减小转子热弯曲最有效方法： 控制好轴封供汽的温度和时间。 正确投入盘车装置。 采取全周进汽并控制好蒸汽参数变化。 汽缸要疏水，保持上下缸温差在允许 范围。
（三）汽轮机热应力 1.汽轮机冷态启动时的热应力。 启动冷态启动时，对汽缸、转子等零部件是一个加热过程， 汽缸内壁温度高于外壁温度，汽缸内壁产生压缩热应力， 外壁产生拉伸热应力。稳定工况下热应力约等于零。 冷态启动时，转子表面的最大压缩热应力大于中心孔壁面 的最大拉伸热应力，如果压缩热应力超过材料的屈服极 限，局部地方产生塑性变形。在初始负荷（5％～10％ 额定负荷， 又称基本负荷）之前，当塑性变形不能得 到恢复，在转子表面会出现残余拉应力.
单元机组集控运行第一章
开始
机组长和辅控主值检查设备 定期试验及轮换管理规定
否 具备试验条件
是
按定期试验和轮换项目 内容开展定期工作
做好相关记定的时间正点交接班，双方值长、机组长及辅控 主值在运行日志上共同签字，正式交接完毕，交班人员退出现 场；
10）接班后机组长及辅控主值向本机组人员布置本机组的 重点工作、操作注意事项及针对设备缺陷等情况需做的事故预 想；
11）交班后由值长主持班后碰头会，对本班安全工作、生 产任务及优缺点进行总结，明确责任、吸取教训、制订防范措 施。
6）在事故处理时，可以不填写操作票，但必须要执行操作 监护制度，操作任务必须明确，且在运行日志上需详细记录；
7）填写好的操作票由操作人签字，然后由监护人、机组长、 值长审核签字；
8）现场实际操作前，应由监护人和操作人共同检查操作票， 发现问题及时改正；
9）操作时需要两人进行，操作中应严格执行“唱票、对照、 复诵”的监护操作制度；
第一章 单元机组概述
1.1 单元机组的特点及其运行方式
1.1.1 单元机组的特点
正常运行时，各独立单元所需的蒸汽和厂用电均取自 本单元，这种系统称为单元系统。具备独立单元和单元系统 特点的机组称为单元机组。
与非单元机组相比，单元机组具有系统简单、投资少、 操作方便、自动化程度高、安全、稳定、可靠等优点，有利 于机、炉、电实现分散控制与集中管理的生产方式。
4）接班前30分钟接班人员进入现场，按接班巡回检查分工， 检查现场设备、控制室检查DCS、CRT运行参数、日志、表单记 录、管辖区域及表盘卫生，向交班人员了解运行方式、设备定 期试验倒运、设备缺陷情况；
5）接班前5分钟由交班值长主持班前碰头会； 6）交班值长向接班人员进行运行操作及机组运行工况交底； 7）接班机组长、辅控主值向本值值长汇报班前检查情况； 8）接班值长布置上级有关文件精神、本班工作重点及注意 事项；
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中国矿业大学徐海学院教师授课教案
2.单元机组的特点
石洞口二厂主控制室布置示意图
北仑港电厂主控制室布置示意图✧讲授：阐述集控室人员配置。
6.岗位责任制
7.电网调度管理条例
0-2 单元机组设备及系统
一、锅炉设备及系统
二、汽机设备及系统
三、电气设备及系统
1、同步发电机的基本工作原理
同步发电机是根据导体切割磁力线感应电动势这一基本原理工作的。
✧讲授：阐述同步发电机的基本构造。
★小结：隐极式的气隙是均匀的，转子呈圆柱形。
凸极式的气隙是不均匀的，极弧底下气隙较小，极间部分较大。
★★本次课总结与下次课内容提示：
◆总结：
了解单元机组集控运行的基本概念，对单元机组锅炉、汽轮机、电气设备及系统有正确的认识。
◆下次课提示：
第1章单元机组的启动与停运
1-1 单元机组的启动
2、同步发电机的类型
（1）按原动机的类别，同步发电机可
分为汽轮发电机、水轮发电机、燃气轮发电
机及柴油发电机等。
（2）按冷却介质，可分为空气冷却、
氢气冷却和水冷却等。
（3）按主轴安装方式，可分为卧式安
装和立式安装等。
（4）按本体结构，可分为旋转电枢式
和旋转磁极式等。
3、同步发电机的基本构造
同步发电机的结构采用旋转磁极式，按
转子磁极的形状可分为隐极式和凸极式两
种。
50
分
钟
（a）隐极式；（b）凸极式
1一定子；2一隐极式转子；3一凸极式转子
同步发电机总体结构
同步发电机组外形图
作业：
课后思考题：
1.试述单元机组的特点。
2.锅炉热力系统主要包括哪些？各系统的作用是什么？
3.汽轮机热力系统主要包括哪些？各系统的作用是什么？
课后总结：
通过本次课的学习，使学生了解单元机组集控运行的概念，对火电机组集控室布置、运行人员配置及运行管理制度有一定的认识，对单元机组设备及系统方面，锅炉和汽轮机部分前面在专业课锅炉原理和汽轮机原理中已经学习过，这里可以简单复习或让学生自学，而电气设备及系统同学们以前没接触过，教学过程中要重点介绍。