运行调节方式

运行调节方式（共9篇）

运行调节方式 篇1

当前各个泵站为提高水泵效率, 达到经济运行的标准, 均把降低水泵和风机的电耗作为当前的重要工作。降低水泵的电耗除了提高泵本身的效率外, 合理地选用水泵的调节方式是最重要的。

泵的调节, 是泵在系统中运转时, 有时由于两台以上的泵协调工作和管路系统等方面因素的影响, 致使运转工况点和泵最优工况不符合, 或者为了使水泵运行在高效区, 在这种情况下, 可调节泵的特性曲线, 使其经济运转;有时, 为了满足一定的流量要求, 也需要对管路阻力曲线进行调节。要改变运转工况点可设法移动泵的特性曲线与泵的管路阻力曲线的交点。由此可见, 泵的特性曲线与泵的管路阻力曲线是调节水泵的两条途径。这两种途径分别是利用节流调节、变径调节、变速调节、变角调节这四种方式实现的。

1 水泵的调节方式

1.1 改变管路特性曲线

管路特性曲线的公式为H=HST+k Q2, 对于已定泵站, 由于HST一般为常数, 故改变管路特性曲线的方法就是改变管路系统的阻力系数k[1], 主要是通过节流调节的方式, 在泵的出口管路上装设阀门或挡板, 改变阀门或挡板的开度, 以改变管路的阻力系数, 从而改变管路局部阻力损失。使管路阻力曲线发生变化。从而导致泵的工作点位置的变化。

如图1所示, 这种调节方法称为节流调节法。图1中曲线P为水泵特性曲线, 设曲线K1为阀门全开时的管路阻力曲线, 工作点所对应的扬程为H1、流量为Q1, 当关小阀门开度时, 管路阻力曲线变为K2, 工作点所对应的扬程H2、流量为Q2, 所不变的是静扬程HST, 从图1可以看出阻力大小与流量有直接的关系, 当关小阀门时, 管路局部阻力增大, 管路特性曲线变陡, 使泵的工作点转移, 使流量相应的变小, 由原来的Q1减至Q2, 显然用这种方法调整流量, 有额外的能量损失, 不是很经济。但是具有调节简单、可靠、方便, 且调节装置的初投资很少等优点, 故过去各种离心式泵多采用这种调节方式。其缺点是造成了水泵能量的额外损失, 致使供水效率下降, 长期运行不经济, 特别是对于功率较大的水泵机组, 其能量浪费就更加突出[1]。故目前己逐渐为其它调节方式所代替。尤其是一些大功率机组和调峰机组的泵站, 采用经济而可靠的调节方式更是当务之急。

1.2 改变水泵特性曲线

改变水泵的特性曲线使其升高或降低, 则水泵特性曲线与管路特性曲线的交点也随之变化, 从而使流量增大或减小[1]。理想的情况下, 可以实现水泵工况点沿管路特性曲线变化, 并且在一定的范围内, 有一个流量就必然有一个转速与其对应, 且控制十分便利。对于离心泵, 改变水泵特性曲线的方法主要有如下三种方式:

(1) 变径调节:即切削叶轮外径法, 改变泵结构, 水泵叶轮经过切削后, 运行时性能参数存在如下关系:

其中的Q、H、N——叶轮外径为D2时的流量、扬程和功率;

Q′、H′、N′——叶轮外径切削为D2′时的流量、扬程和功率

这些关系称为水泵叶片的切削律。基于叶片切削律, 即把水泵叶轮外径在车床上切削小后再安装好运行, 从而改变水泵的特性曲线[1]。

变径调节简便易行, 接近满足工艺要求, 能量利用率高, 但成本高, 但是对于已经工作的泵, 改变泵结构的方法不太方便, 并且由于改变了泵的结构, 降低了泵的通用性, 尽管它在某些时候调节流量经济方便, 在生产中也很少采用。这里仅分析改变离心泵的转速调节流量的方法。因此, 可通过改变水泵转速来实现调节水泵运行工况, 使机组运行在高效区[2]。

(2) 变速调节。对于同一台叶片泵, 当转速n变化时, 其性能参数存在如下关系Q1/Q2=n1/n2, H1/H2= (n1/n2) 2, N1/N2= (n1/n2) 3

其中:Q1、H1、N1、n1——泵转速改变前的流量、扬程、功率、转速;

Q2、H2、N2、n2——泵转速改变后的流量、扬程、功率、转速[2]。这些关系称为比例律, 它是水泵相似律的一个特殊形式。水泵的变速调节就是基于比例律, 即通过改变水泵的转速, 从而改变水泵的特性曲线, 达到调节水泵工作点的目的。

变速调节方法节能效果明显、快捷、安全可靠, 可以延长泵使用寿命, 节约电能, 另外降低转速运行还能有效的降低离心泵的汽蚀余量NPSHr, 使泵远离汽蚀区, 减小离心泵发生汽蚀的可能性。是一种理想的调节方式。水泵的转速不仅可以降低而且可以提高, 以扩大泵的使用范围。改变水泵转速的方法有采用可调速的电机及传动机构。原理复杂, 投资较大, 且流量调节范围小。转速也不能降得太低, 否则不但使泵的效率降低, 甚至抽不上水来。一般转速只能降到额定转速的30%~50%。转速也不能任意提高。因为提高转速不仅可能引起电机超载, 同时增加水泵零件的应力, 甚至损坏零件。因此实际工程中提高转速以不超过额定转数的10%~20%为限[3]。调节效果明显、快捷、安全可靠, 可以延长泵使用寿命, 节约电能, 另外降低转速运行还能有效的降低离心泵的汽蚀余量NPSHr, 使泵远离汽蚀区, 减小离心泵发生汽蚀的可能性[2]。缺点是改变泵的转速需要有通过变频技术来改变原动机 (通常是电动机) 的转速, 原理复杂, 投资较大, 且流量调节范围小。

(3) 变角调节:对于有活动式叶片及调节机构的轴流泵, 通过改变前置导叶叶片安装角来改变水泵的性能曲线[3], 当叶片安装角度改变后, 叶片对水的升力也就改变了, 从而改变了水泵的工作性能, 以进行工况调节。改变水泵的工作点, 使水泵在最优工况下运行。通过变角调节, 使水泵和电机都保持高效率运行。随着叶片安装角的增大、变小, 齿轮油泵的流量、扬程、功率即随之而变, 但是, 效率最高点却没有什么变化, 极有利于轴流泵性能调节。轴流泵和斜流泵中可以调节叶片角, 一般是-4度, -2, 0, +2, +4度。可以得到不同的扬程变化。

2 水泵调节的经济性分析

....即变速调节与节流调节的比较

如图2所示, P1和P2表示调速时的水泵特性曲线, Kl和K2表示节流调节时管路的阻力曲线, 采用节流调节时, 流量由Q1调节到Q2, 水泵工作点由a点移至b点, 水泵扬程由H1变为H2。采用变速调节时, 流量由Q1调节到Q2, 水泵工作点由a点移至c点, 水泵扬程由H1变为H3。设Q1为100%, 此时轴功率N1与Q1、H1的乘积面积AH10Q1成正比。根据生产工艺要求, 当流量需从Q1减少到Q2时, 如采用调节阀门角度方法相当于增加管网阻力, 使管网阻力特性变到曲线k2, 系统由原来的工况点a变到新的工况点b运行, 图中看出, 压力反而增加, 轴功率N2与面积BH2OQ2成正比, 减少不多。如果采用调速控制方式, 水泵转速由n1降到n2, 根据水泵参数的比例定律, 画出在转速n2下的水泵特性如曲线P2所示, 可见在满足同样流量Q2的情况下, 压头H3大幅度降低, 功率N3 (相当于面积CH30Q2) 随着显著减少, 节省的功率损耗△N=△HQ2与面积bH2H3c成正比, 节能的经济效益是十分明显的[2]。

3 结论

本章讨论了水泵的调节方式, 通过对水泵的调节, 实现水泵运行在高效区。重点阐述了水泵的四种调节方式, 来改变泵的性能曲线和泵的管路阻力曲线, 使泵的工况点改变, 从而使水泵既满足工艺要求又可以实现高效率运行。并且分别说明各个调节方式的优缺点以及对调节方式进行经济性分析。

摘要：水泵是各类泵站能源消耗的重要设备, 运用机械技术手段调节水泵工况点, 从而改变泵的特性曲线和管路阻力曲线, 使水泵运行在高效区, 减少水泵泵内损失, 提高水泵节能潜力。

关键词：水泵运行,调节方式,经济性

参考文献

[1]张成立, 王健.大型离心泵的调节与节能实践[J].云南:云南水力发电出版社, 2002.

[2]苏戈锋.泵站水泵的调节方式及节能控制研究[J].内蒙古石油化工出版社, 2008.

[3]王威.排水泵站中水泵的节能措施[J].应用能源技术出版社, 2009.

运行调节方式 篇2

本节课选自人教版《生物学》七年级下册第四单元第六章第三节。第一课时的主要内容是神经调节的基本方式反射。在学习本节之前，学生已经学习过神经系统的组成，这为过渡到本节的学习起到了很好的铺垫作用，学习本节课也为接下来学习反射的结构基础反射弧打下基础。因此，本节课起到了承上启下的作用。

二、说学情

我所面对的是七年级的学生。从知识基础上来说，学生已经学习过人体几大系统的生理结构特征，人体感觉器官及神经系统的组成。在心理水平上，学生对生物学感兴趣，但是缺乏耐性和协作精神，需要教师在课堂上适时引导。

三、说教学目标

1、以膝跳反射实验为例，说出什么是反射。

2、通过膝跳反射实验，获取完成简单实验的能力。

3、通过主动参与小组学习，培养团结协作精神。

四、说教学重难点

重点：人体神经调节的基本方式――反射。

难点：反射的概念。

五、说教法学法

为了能够更好地突出重点、突破难点，我将采用讲授法、实验法、直观教学等教学方法，组织学生自主、合作、探究，真正成为学习的主人。

六、说教学过程

1、导入新课

上课伊始，我请学生根据生活经验，思考：如果手指被某个尖锐的物体扎了一下，或不小心被烫了一下，会有怎样的反应?学生能够说出：感觉疼并且会把手缩回来。接着我提出问题：缩手反应是在人体什么系统的调节下完成的?学生回答后，我继续设疑：神经系统通过什么方式来进行调节呢?从而引出新课：神经调节的基本方式。

我采用生活实例的导入方式，结合学生的生活经验，可以快速引起学生的兴趣和探究欲望，调动学生学习的积极性。

2、新课展开

首先，我会向学生介绍神经调节的基本方式是反射，而什么是反射，这种抽象的概念学生理解起来比较困难。所以我采用实验的方式，请学生通过亲身实验，初步认识反射的概念。

我将在大屏幕上播放膝跳反射的实验视频，请学生注意观察叩击的部位以及叩击的时机。通过观看视频学生能够明确实验成功的关键是叩击膝盖下方的韧带，叩击的时机是在受试者放松且未注意时。接下来，我会组织学生进行膝跳反射实验。学生两人为一组，轮换进行实验。并且请学生观察实验现象回答以下问题：

(1)叩击韧带时，小腿有什么反应?

(2)所有的同学反应都一样吗?

(3)这些反应与神经系统有关吗?

通过亲身实验和观察思考，学生能够给出答案：叩击韧带时小腿受到刺激会突然抬起，所有的同学反应一样，并且这种反应是在神经系统的参与下完成的。从而得出反射的三个条件为刺激、规律性反应、神经系统参与。接着我会请学生尝试说出反射的概念。师生共同归纳出反射的定义为人体通过神经系统，对外界或内部的刺激所发生的有规律的反应。

为了加深学生对反射概念的理解，我将展示司机看到红灯就停车，含羞草受到触摸会合拢叶片等案例，请学生判断是否是反射行为。同时，我也会引导学生列举几个反射的例子。学生可能说出人遇冷后会打颤;物体在眼前突然出现时会眨眼等。对于学生的回答，我及时给予鼓励性的评价。随后，我会组织学生阅读材料，思考：膝跳反射受大脑控制吗?大脑是如何感觉到膝盖被叩击了?学生通过阅读资料能够得出膝跳反射没有思考的过程，不受大脑控制，有关的神经中枢在脊髓内，脊髓中有通向大脑的神经，将这一神经冲动传至大脑。接着我进行概括：反射是神经调节的基本方式，神经系统在完成调节时，会因为疲劳而使调节功能降低，并且呼吁学生要合理安排作息时间，提高学习效率。

我采用循序渐进的学习方法能够帮助学生更好的掌握知识，并且通过实验操作和生活实例的展示，也能够充分调动学生学习的积极性，提高学习参与度。

3、小结作业

最后是小结作业环节，由学生自主总结本课所学，不足之处我将给予补充。

对于作业的布置，我将让学生结合本节内容，查阅相关资料，思考：婴儿为什么不能像成年人一样控制排尿?

七、说板书设计

运行调节方式 篇3

计量供热系统中,用户的主动调节导致热源无法控制和预知供热量的变化[1],供热调节的主体不再只是热源,而是热用户与热源共同调节。针对用户的主动调节,热源的调节需既能满足用户热量的可调性,又能减少系统运行能耗。

文中提出以质量并调方式确定供水温度,流量作适应性调节的主动质量并调-被动量调节的综合调节方式,以某小区二次网系统为研究对象,分析了该调节方式作用下供热参数变化的特征,最后对比了该种调节方式和传统质调节方式的二次网水泵电耗。

1 二次网运行调节模型的建立

1.1 二次网热平衡方程的修正

在集中供热系统的实际设计过程中,通常对单位面积热指标的选择和散热器散热面积有一定的保留性,与实际热指标、实际需要散热面积相比,均有所偏大[2]。因此,在实际运行过程中,需考虑对两者的修正,令α和β分别为热指标修正系数和散热面积修正系数,其定义式为:

式中:q、q'—分别为实际热指标和设计热指标,W/m2;

F、F'—分别为实际需要散热面积和设计散热面积,m2。

考虑了2种修正方式后,得到的系统热平衡方程为:

式中:tn、tn'—分别为室内设定温度、室内计算温度,℃;

tw、t'w—分别为实际室外温度、设计室外计算温度,℃;

tg、t'g—分别为二次网供水温度和设计供水温度,℃;

th、t'h—二次网回水温度和设计回水温度,℃;

b—散热器常数,文中取b=0.3;

—二次网相对流量;

Δtm、Δt'm—分别为散热器平均温差和设计平均温差,℃。

以对数平均温差方式给出:

式中:tn—用户设定室温,℃。

计量供热系统中,由于用户个体调节的差异性所在,用户之间的tn不同,对二次管网而言不能根据式(3)来直接建立调节模型,但是可以按用户对tn的不同要求对用户进行分类,热平衡方程对于每一类的热用户是成立的,由这些局部热平衡方程最终构成二次网的热平衡方程组,配合相应的调节方式即可对管网的供热参数进行求解。

设二次网系统中,共有k种类型热用户,那么二次网与各类用户之间,总有以下关系成立:

1)热源一定时,二次网的供水温度唯一,即所有用户供水温度相同;

2)循环水质量守恒。二次网总流量等于各类用户的流量之和;

3)循环水能量守恒。二次网的回水热量等于各类用户回水热量之和;

4)室温稳定时,用户的散热器散热量、二次网供热量和用户热负荷三者平衡相等。

基于以上关系,可以得到二次网与各类用户的供热参数之间关系有:

以上就是二次网的热平衡方程组。下角标i表示第i类热用户相应的供热参数。对于此方程组,未知量个数仍多于方程个数,因此,需要调节方式对其进行条件补充才能进一步求解。

1.2 调节方式的选择

计量供热系统中,用户是利用温控阀的量调节来实现室温控制,因此对于二次网而言,不宜对流量进行主动调节,应根据用户所需的实际流量进行适应性调节,既能减小用户节流所消耗的水泵扬程,又可保证用户的可调性。当tw变化时,用户的量调节方式对负荷的变化只能起一定的调节作用,考虑到tw是对所有用户均产生影响,二次网应该采取相应的调节方式来应对tw变化所产生的负荷波动。采用质量并调的方式,使二次网流量随负荷的减小而减小,从而减少水泵电耗。

综合以上两点,采用在质量并调的基础上,配合适应性量调节的质量综合调节方式。

对于质量并调方式参数的选取,采用流量与温差按比例分摊热负荷的方式来确定。对于管网供热而言,始终有:

式中:—相对供热量;

—相对供热温差。

方程两边同时取对数,则有:

令:

其中,n为流量调节优化系数,物理意义是流量调节占供热量调节的份额。根据其定义式,则有:

补充了式(13)后,与式(5)~式(9)联立,构成了二次网的主动质量并调-被动量调节的调节模型。经过对二次网的热用户进行分类统计后,确定各类别用户的设定室温tni,模型即可求解。

2 模型的求解

首先利用质量并调的方式对供水温度进行求解。将式(13)代入方程(3)右侧等式,可得:

其中,

与式(14)代入方程(3)左侧等式,即可求解供水温度tg:

其中,

求解出供水温度后,将其代入方程(9)中,可得回水温度thi的隐方程。对于该隐方程无法进一步求解其解析解,采用牛顿迭代法[3]即可求解其数值解。计算出各个回水温度thi后,根据式(3)左侧和右侧构成的方程,可求解

至此,二次网各类用户的供热参数全部求解完成,下面求解二次网管网参数。将方程(6)和方程(7)写成相对流量的方式。对二次管网的相对流量G珚有:

式中:Gi、G'i—分别为第i类用户的实际流量、设计流量,kg/h。

令,分子分母同时乘以供回i=1水温差,则变成热负荷的比。此时,管网的总相对流量G珚与总回水温度th有:

将各类用户的回水温度和相对流量代入后,管网的相对流量和回水温度即可得出。

对于n的取值问题,需从水力工况角度进行分析。对于分户计量供热系统,室内的自然作用压差不可忽略[4],因此,用户的循环作用压力由水泵的机械循环压头Δpb和自然循环压头Δpz,则相对作用压头:

理想的调节特性必然是每个用户的作用压差均相同,但是由于计量供热系统用户的调节特点,必然导致调节用户与未调节用户的作用压差不相同,理想的调节特性只能是保证未调节用户的作用压差相同。为此,先分析自然循环作用力对用户的影响,然后根据自然作用压差的特性来调整强制循环作用压差。作用于用户的自然作用压力主要是由于供回水水温的不同而造成密度不同,进而形成自然作用力,写成相对作用压差时有:

式中:g—重力加速度,m/s2;

ρg、ρh—分别为实际供回水密度,kg/m3;

ρ'g、ρh'—分别为在相应设计温度时的供回水密度,kg/m3;

h—用户所在高度,m。

可见,对于任意用户的相对自然循环压差与高度无关,仅与回水干管末端回水温度有关。

因此,用户的相对自然循环压差均有:

要保证未调节的相对作用压差相等,即:

根据比例的性质,若:

只有当机械循环作用压力相同比例变化时,才有:

此时,总相对压差也有:

一定误差范围内,在全部供暖水温区间,水的密度与温度可近似视为线性关系,对式(26)有:

根据前面的分析,对于热用户,均有平衡方程

即:

对于同类用户,其相对流量珚G必然相等,即:

式中:S—室内采暖系统阻力数,Pa/(m3/h)2。

写成相对压差的形式:

对未调节用户而言,珔S=1,因此:

代入后,解得:

当式(34)成立时,未调节用户的总压差相同,此时的n值为二次网的最佳流量优化系数。

3 实例分析

北京某新建小区采用间连式计量供热系统,二次网供回水设计温度为85℃/60℃,室内设计温度20℃。室外计算温度-9℃。在用户预交采暖费的同时,对用户的室内温度设定进行了调查。对调查结果统计归类后,小区用户的调节习惯主要由以下5种构成:

1)全天设定室温为20℃,占全部用户比例约为43.7%;

2)全天设定室温为18℃,所占比例为21.2%;

3)白天上班设定值班,晚上下班设定20℃,即8:00~18:00设定8℃,其余时间设定为20℃,所占比例18.1%;

4)白天上班设定值班,晚上下班设定18℃,即8:00~18:00设定8℃,其余时间设定为18℃,所占比例16.4%;

5)刚装修后,有对房子及家具防潮需求,设定全天室温10℃,约占比例0.6%。

根据以上的用户分类,采用网流量优化系数为1/3的主动质量并调-被动量调节方式,考虑到负荷与散热面积的保守设计,取负荷修正系数为1.02,散热面积修正系数1.05,据此,计算可得相应的调节参数,如表1所示。

从用户调节规律中可以得知,由于第3、4类用户的分时段调节作用,即使相同的室外温度,不同时段的部分供热参数也有所不同(见图1)。从图1可以得知的白天和夜间的供水温度一致,这是因为在模型建立过程中,供水温度的确定只与室外温度有关,而与用户是否调节无关,所以即使夜间用户进行调节,供水温度并不受其影响。对于回水温度和相对流量而言,用户的调节将引起这些参数的改变。白天时段,这两类用户主要以值班状态运行,其特点是低流量、低回水温度;夜间时段,由于用户的设定调节,运行参数由8℃状态转变为18℃、20℃状态。调节前后,此类用户的流量与回水温度均发生了较大改变,且此类用户所占总用户数量比例较大,调节引起了二次网流量与回水温度的改变。因此,用户的调节是这两个供热参数发生改变的根本原因,热源应根据这类用户的调节规律提前改变相应的供热参数,以便满足这类用户的用热需要。

4 不同调节方式的二次网循环水泵电耗对比

为了量化分析采用主动质量并调-被动量调节方式的节能性,对采用该调节方式后的二次网循环水泵电耗进行计算,同时为了突出比较这种调节方式的节能性,对该小区一直沿用的质调节方式进行计算。

对于循环水泵而言,水泵的功率、电耗量与相对流量的关系。

式中:τ—某一室外温度延续时间,h;

P'—水泵设计运行功率,k W;

np、nm—分别为水泵调速前后的转速,r/min。

当系统采用质调节时,只改变系统的供水温度来适应负荷的变化,水泵则恒定转速运转。因此,水泵始终以设计运行工况运行,其功率为P';当采用主动质量并调-被动量调节时,将相应的相对流量代入式(35)中,即可得到不同温度时水泵的运行功率。对于北京地区采暖季室外温度,可根据北京地区的标准年气象统计资料[5],对供暖期室外温度延续时间进行统计。最终,根据式(36)所得到的采暖季二次网系统能耗。不同调节方式的采暖为二次网水泵电耗如表2所示。

kW h

由此可见,主动质量并调-被动量调节方式在保证用户热量可调性的同时,具有较大的节能性,采暖季能耗仅为传统质调节方式的0.4倍。

5 结语

根据计量供热系统用户调节的特点,建立了主动质量并调-被动量调节的运行调节模型,并以某小区为研究对象,计算并分析了该调节方式的调节特性及节能性,得到了以下结论:

1)所建立的主动质量并调-被动量调节的调节方式可以满足各类型用户的用热;

2)当用户在不同时段对室温的设定有所不同时,将引起二次网相对流量和回水温度参数的改变,热源应针对这种调节提前改变系统的供热参数;

3)主动质量并调-被动量调节方式随着室外温度的变化以及用户的调节同时改变了相应的供水温度,降低了二次网相对流量,二次网循环水泵的电耗因此而降低。相比于质调节方式,这种调节方式具有极高的节能性。

参考文献

[1]狄洪发,江亿,秦绪忠,等.热量计量收费后供热网的运行管理[J].暖通空调,2000,(5):83-86.

[2]石兆玉.供热系统运行调节与控制[M].北京:清华大学出版社,1994.

[3]施吉林,张宏伟,金光目.计算机科学计算[M].北京:高等教育出版社,2005.

[4]贺平,孙刚.供热工程[M].北京:中国建筑工业出版社,2009.

《神经调节的基本方式》教学设计 篇4

教学准备

教 师：制作电脑，设计游戏。

学 生：复习人体神经系统组成和功能的知识。课代表准备一个做相反动作的游戏活动，并配以音乐。

课时分配

2课时

教学设计

学习内容学生活动教师活动

第一课时

组织教学，复习提问

①人体神经系统是由哪些部分组成的?

②神经系统各部分有什么功能?复习旧知：①神经系统各部分的组成。

②神经系统各部分的功能。创设复习情境。

导言

反射参与活动：①打手。

②抓手指。示范活动。

讲述游戏规则。

组织学生活动。

提出问题：刚才，我们做的这两个活动是在你们的什么系统的参与下完成的?

①概念

人体通过神经系统，对外界和内部的各种刺激所发生的有规律的反应。①一个同学到前面，让另一同学站好，双手背后。教师在第一个同学背后用牙签扎他的手。

②拿出解剖针，示意第一个同学扎第二个同学的手。

实验：膝跳反射

小组讨论：反射的概念。

进行交流。引发学生思考：神经系统调节生命活动的基本方式是什么?

精讲：基本方式是反射。强调刚才我们做的两个活动都是反射。

带领学生继续活动：

①牙签扎手。

②拿出解剖针，示意学生到前面来重复上面的活动。

指导学生做膝跳反射。

引导学生通过这几个活动概括出反射的概念。

小结反射的概念。

②种类

简单的反射：生来就具有的。

复杂的反射：人类通过生活经验的积累，逐渐形成的。

活动：做相反的`动作。举生活中反射的实例并分析。

解释教师提出的问题。

交流。

小结。

参与活动。引导学生举例并分析。

提出问题：以上所举实例中，哪些反射是生来就具有的?哪些反射是人类通过生活经验的积累，逐渐形成的?

小结。

带领学生做一个复杂的反射活动。

探究：测定反应速度提出问题。

小组讨论，制定探究计划。通过活动，引导学生提出探究问题并制定探究计划。

第二课时

探究：测定反应速度

①各小组交流提出的问题和作出假设。

②制定计划：

将自己制定的计划在小组内交流，同组的同学讨论并完善计划。

③实施计划和得出结论。

④汇报与交流。实施探究计划

各小组复习上节课提出的问题。

小组内先交流自己制定的计划，然后通过讨论完善计划。

以小组为单位实施计划，进行探究活动，根据实验得出结论。

各小组间交流(汇报实验过程和得出的结论),进行小结。 组织学生回忆已学过的知识，进行探究活动。

以某一小组的方案为例，引导学生讨论，分析并完善计划。

组织学生以小组为单位进行探究活动。

巡回指导、帮助各小组实施计划。

帮助各小组得出结论。

组织小结并作出评价。

反射弧

①感受器：感受刺激，产生冲动。

②传入神经：将神经冲动传到神经中枢。

③神经中枢：产生冲动，传给传出神经。

④传出神经：传导神经冲动。

⑤效应器：由传出神经的神经末梢与相应的肌肉组成。 以“抓住尺子”为例，分析反射弧的组成。

分析“手拿烫馒头后，来不及思考就扔掉”的反射弧的组成。 引导学生以“抓住尺子”为例,分析反射弧的组成。

直流锅炉运行特点及调节问题 篇5

大容量超临界直流锅炉具有运行经济性高、负荷适应性强的特点,是我国未来大型火电机组应用的发展方向。

直流锅炉相对汽包锅炉而言,能够在超临界压力下运行,而且效率高,煤耗率低。超临界锅炉的汽温变化特性比亚临界锅炉更为复杂,汽温调节和控制的困难程度随之增大。本文对超临界直流锅炉动态特性进行讨论,用计算机模拟出了大功率直流锅炉的动态特性曲线,分析了直流锅炉运行的特点以及运行中的调节问题。

1 直流锅炉的特点

1.1 直流锅炉的蓄热能力和热惯性

自然循环汽包锅炉由于有重型汽包、大的水容积、较粗的下降管和联箱等,使金属和工质的蓄热量都很大,它的蓄热能力是同出力的直流锅炉的2～3倍。直流锅炉无汽包,一般又采用较小直径的管子作受热面,管壁也较薄,因而蓄热能力就较小。

自然循环汽包锅炉的蓄热能力大,当受到外界扰动时自行保持负荷及参数的能力就大;并且由于蓄热放出或存储的速度慢,来得及对参数进行调节,锅炉原有的稳定工况易于维持。但蓄热能力大,蓄热放出及存储的速度慢,当主动变动锅炉负荷时,使负荷及参数的反应较为迟钝。直流锅炉由于蓄热能力小,在受到扰动时,自行保持负荷及参数的能力就差,对扰动比较敏感,这样就对调节提出了更高的要求。当主动变动负荷时,虽然每降低一个大气压所放出的附加蒸发量少,但释放的速度快,允许的降压速度也大,因而其蒸汽参数能迅速跟上变工况的需要。

锅炉的蓄热能力和热惯性对锅炉性能的影响如图1所示。根据某900MW直流锅炉试验,当截流阀突然开大、功率突然增大时,直流锅炉受到扰动而恢复到原来水平的时间一般为1～2min。由此可见直流锅炉由于蓄热能力和热惯性小对扰动比较敏感。

1.2 直流锅炉的调节特点

由于直流锅炉的结构和热工特性,使它的参数调节和自动调节系统比汽包锅炉要复杂得多。对汽包锅炉,由于汽包水容积的存在,给水量的调节和汽温调节互不相关;由于过热器受热面是固定不变的,也使汽温调节较方便。对于直流锅炉,加热、蒸发和过热各区段之间无固定界限,一种扰动将对各种参数起作用。例如给水量的变化将同时影响到锅炉蒸发量、汽压和汽温;燃料的变化将影响汽压,也影响汽温和蒸发量,并且对汽温的影响远甚于汽包锅炉中的情况。再则,由于直流锅炉的蓄热能力差,使工况变动时汽压和汽温变动剧烈。

2 直流锅炉动态特性

动态特性是热工对象从一个平衡状态过渡到另一个平衡状态的过渡特性。对锅炉来说,是指锅炉在突然受到内、外扰动时,在不加操作的情况下,汽水通道各参数(汽温、汽压、流量等)随时间变化的规律。根据锅炉的这些规律,就可以了解锅炉运行中可能产生的扰动的反应;可以确定在各种不同扰动下操作的极限允许值。因此掌握动态特性,对提高锅炉运行水平,分析处理异常工况,以及合理设计和运用热工调节系统都具有重大意义。

2.1 功率扰动

由于汽轮机负荷变化而引起的对锅炉运行工况的变化称为功率扰动。汽轮机功率扰动动态特性曲线如图2所示。

由于功率变化时炉内热负荷和给水量维持不变,因此当汽轮机功率增大时,锅炉蒸发量暂时增大,增大量依靠汽压下降所放出的附加蒸发量来补足。此外,由于锅炉热负荷未变,当锅炉蒸发量增大,会导致过热蒸汽出口温度的下降,但由于蓄热的影响,一般有延迟,下降值也不大。可见,汽轮机功率骤然增加时,锅炉参数的变化是:蒸发量暂时增大,由于给水量未变,以后又降到原值;过热蒸汽出口压力下降;过热蒸汽出口气温下降,但下降不大。所以功率扰动时主要受到影响的是蒸汽压力。

2.2 给水量扰动

给水量扰动将引起汽压、汽温以及蒸发量的变化如图3所示。当给水量增加时,保持燃料量不变,此时由于需要加热的工质增加,使加热区段增长,蒸发区段也增长,因此过热区段缩短,因此蒸汽温度会逐渐降低。直流锅炉中工质一次强迫通过各个受热面,因此给水量增加时蒸加蒸汽流量,所以蒸发量随给水量增加时使出口汽压升高,但随着调节汽门的打开,蒸汽压力将回到原来的数值。当燃料量不变而给水量减少的扰动时的动态特性图变化方向相反。

2.3 燃料量扰动

炉内热负荷的变化是促使锅炉运行工况变化的一种主要扰动。如图4给出了当给水量不变而燃料量增加时的动态特性。当燃料量增加时,由于给水量没有变化,因而产生的蒸汽量只是在一段时间内超过了给水量,几分钟后就恢复到原来的数值,仍等于给水量;开始时的蒸发量的短暂突增,使过热汽温的上升发生延迟;由于过热区段金属蓄热的作用,使过热蒸汽出口温度较过热区段开始部分汽温的延迟更大。汽压在滑压运行时,随着燃料量的增大逐渐上升。因此燃料扰动主要是引起汽温的变化,其变化程度取决于燃料扰动程度和过热区段的蓄热能力。当燃料量作减小的阶跃扰动时,可得到方向相反的动态特性曲线。

2.4 给水和燃料的复合扰动

给水和燃料负荷扰动的动态特性是给水、燃料两个单独扰动动态特性的叠加。当给水和燃料按比例变化时,可使蒸发量很快稳定在一个新的水平,而过热蒸汽出口温度可维持不变。煤水比例增加时的动态特性曲线如图5所示。

2.5 烟气再循环挡板开度扰动

烟气循环是目前大容量中间再热直流锅炉调节再热蒸汽温度的有效方法之一。烟气挡板开度扰动的动态特性曲线如图6所示。当烟气再循环风机挡板开大时(炉膛下部送入),炉膛内的温度水平下降,炉膛内吸热量也减少;而在对流烟道内由于烟气流速的增加,使对流受热面吸热量增加。当挡板突然开大时,由于炉膛吸热量减少,主蒸汽流量出现了瞬时的减少,但由于给水量不变,因此很快恢复到原值。主蒸汽压力和主蒸汽流量一样,也出现了瞬时的下降,并也很快恢复到原值。但由于主蒸汽温度有变化,因此最后值和原始值有些偏差。主蒸汽温度最初随着主蒸汽量的瞬时下降和对流烟道吸热量的增加出现瞬时的上升,随后由于蒸汽流量恢复,主蒸汽温度也逐渐恢复。

因此,烟气再循环挡板扰动时,直流锅炉的主蒸汽流量-主蒸汽压力和主蒸汽温度的变化都会出现瞬时的峰值,在操作时应注意。

3 直流锅炉的调节

直流锅炉的运行必须保证汽轮机所需要的蒸汽量以及过热蒸汽压力和温度不变。由动态分析可知,直流锅炉蒸汽参数的稳定主要取决于两个因素:汽轮机功率和锅炉蒸发量的平衡以及燃料与给水的平衡。第一个平衡能稳住汽压,第二个平衡能稳住汽温。但由于直流锅炉的加热、蒸发和过热三个区段无固定分界线,使得它的汽压、汽温和蒸发量之间又是相互依赖的,一个调节手段不仅仅只影响一个被调参数。因此,实际上汽压和汽温的调节是分不开的。除了被调参数的相关性,还在于直流锅炉的蓄热能力小,允许工况一被扰动,蒸汽参数的变化很快、很敏感。这都要求选择合理的调节手段。

3.1 蒸汽压力的调节

压力调节任务,实质上就是保持锅炉出力和汽轮机所需蒸汽量相等。只要时刻保持这个平衡,过热蒸汽压力就能稳定在额定数值上。所以压力的变动是汽轮机负荷或锅炉出力的变动所引起的,压力的变化反映了这两者之间的不相适应。在直流锅炉中,炉内放热量的变化并不直接引起锅炉出力的变化。由于纯直流锅炉送出的蒸发量等于进入的给水量,因而直流锅炉的出力首先应由给水量来保证,然后燃料量相应调整以保持其他参数。手动操作时,因为改变燃烧还涉及到风量调整而较复杂,往往先用给水量作为调节基本手段稳住锅炉汽压,然后再调喷水保持汽温。带基本负荷的直流锅炉上,如果采用自动调节,往往还需调整汽轮机调节阀门来稳住汽压。

3.2 过热蒸汽温度的调节

在锅炉运行中,过热蒸汽温度不仅随着锅炉蒸发量变化,而且随着给水稳定、燃料品质、炉膛过量空气系数以及受热面结渣等情况的变化而在较大范围内波动。在稳定工况下出口过热蒸汽所具有的热焓h″gq可表示为:

undefined

式中:h″gq—出口过热蒸汽焓;hgs—给水焓;B—燃料量;G—给水量;Q—燃料发热量;η—锅炉效率。

由上式可知,只要锅炉效率η、燃料发热量Q、给水焓hgs保持不变,则过热蒸汽温度只决定于燃料量与给水量的比例B/G。比值B/G的变化是造成过热汽温波动的基本原因。因此,在直流锅炉中汽温调节主要是通过给水量和燃料量的调整来进行。考虑到实际运行中其他因素对过热汽温的影响,在实际运行中要保证B/G比值的精确性也是不容易的。这就迫使除了采用B/G作为粗调的调节手段外,还必须采用汽水通道上几点喷水作为细调的调节手段。

3.3 再热汽温的调节

再热器内的工质压力低,内侧放热系数小;再热器内重量流速为减小阻力又不宜过大,因此再热器管壁的冷却条件较差;低压蒸汽的比热容小,所以再热器的温度偏差比过热器的要大得多;再热器的运行工况不仅受到锅炉各种因素的影响,还与汽轮机的运行工况有关。所以再热器的调节既重要又较困难,特别是不易找到有效的调节手段。由于再热蒸汽流量与燃料量之间的单值关系,不能用燃料量与蒸发量的比值来调节汽温。用喷水量作为调节手段虽较有效,但因不经济而只能作为事故超温时的调节手段。目前常用的是把调节烟气再循环量、旁通烟气量等作为调节手段。

4 结论

超临界机组与相同容量的亚临界汽包炉相比,反应速度更快,更难于控制。由于各个直流锅炉的构造不同,对各种扰动的反应时间也不尽相同。本文通过对直流锅炉特点的分析和讨论,所得出的动态特性对直流锅炉都是普遍适用的。通过对直流锅炉运行的分析,总结出了直流锅炉的运行特点和调节方法。基于直流锅炉的特点,要求在实践中深入研究,不断摸索,了解直流锅炉运行特点,能对直流锅炉做到更好更精确的控制。

参考文献

[1]樊泉桂.亚临界与超临界参数锅炉[M].北京:中国电力出版社,2000.

[2]曾汉才.关于超临界压力锅炉的若干问题[J].华中电力,2001,(2):1-4.

[3]高飞,于泽中,等.超临界锅炉的特性与烟气分配挡板调温方法的应用[J].锅炉制造,2004,(11):3-4.

高、焦煤气柜的自动运行调节 篇6

1 预测处理功能要求

煤气的发生和使用两方在短时间内的不平衡可由煤气柜的储藏量变动来吸收。但是实际运行时, 仅仅依靠气柜储藏的变动来吸收是不行的, 影响气柜安全的不平衡时有发生。

因此, 应进行煤气柜位的监视, 由气柜的位移, 预测出到达上上限或下下限的时间, 如果这个时间小于预先设定的时间, 则发出警报, 通知运行人员。通过煤气柜的柜位变化求得出入流量, 结果以模拟量输出。

煤气柜位监视预测以1min为周期读入BFG、COG气柜柜位, 然后与每个气柜的预设目标值进行比较。如在范围之外, 则运行每分钟的预测处理, 运行人员按画面“Holer Spot潮流”、“CAS需给指针”按钮, 监视预测结果在画面中显示。气柜出入流量以1min为周期读入BFG、COG气柜柜位, 计算出入量, 并每分钟向指针计以模拟量形式输出。

系统读入从瞬时值区域来的煤气柜位 (BFG、COG) 值, 作为监视煤气柜的必要设定, 采集来的有关瞬时值数据存入系列数据的实时更新区域。

2 煤气柜位预测处理

煤气柜监视每分钟处理条件判断的结果来实现煤气柜位预测处理, 包括计算上上限或下下限的时间, 并判断是否报警, 并将煤气柜位的变化规律及柜位预测位移存储在内存的CRT表示区域。

3 煤气柜出入流量计算

煤气柜预测的实质是计算出“柜位移动”产生的出入流量。一个关键的因素是时间变量, 对应的可变量是进气柜压力的变化。气柜的活塞上升表示煤气进入气柜, 下降表示煤气出气柜, 所以煤气柜活塞的位移与进气压变化是煤气量变化计算的基础。当时间被设定时, 只要能测出活塞升降速度, 则出入气柜流量便可确定。

以1座15万m3高炉煤气柜为例。气柜形式:新型;贮存介质:高炉煤气;贮气温度:≤55℃;贮气压力:100000±150Pa;煤气吞吐量:300000m3/h;气柜内壁直径:51.2m;侧板总高:85.44m;活塞最大允许速度:2.74m/min;活塞行程:72.85m;内容量指示计:2套;活塞升降速度仪:1套。

在煤气柜外部第二回廊上安装内容量指示计, 其机械指针随时指示煤气柜的容量。

从容量指示计上得到柜中煤气容量, 在活塞升降速度仪上得到活塞升速, 即可计算进出气柜流量。如从活塞升降速度仪取得数据为1m/min, 取案例直径51.2m, 则出入气柜的流量为:

如果煤气柜建设时没有配活塞升降速度仪, 则还需给仪表配置单位提供如下参数:活塞距柜底的下下限高度1.5m (升降仪设定的“0”点) ;活塞距柜底的上上限高度75m (升降仪设定的“死”点) 。即活塞只能在1.5~75m之间活动, 厂家将根据参数进行标定。

运行人员由设定表示盘起动“煤气需给计算程序”时, 就进行BFG、COG的需给平衡计算;起动BFG、COG的综合潮流画面表示时, 就进行相应画面的煤气需给平衡计算。

计算公式:供给量=由煤气发生设备来的发生量合计值;需给量=主要工场煤气使用量合计+常数 (不计量的工场煤气使用量部分, 也包括气柜产销波动量) ;平衡量 (过、不足量) =供给量-需要量。

4 结语

浅析凝汽器真空调节运行实践 篇7

电站凝汽器的真空对机组的热效率和经济性有很大的影响, 电站正常运行期间应尽量保持凝汽器真空在额定值, 秦山第三核电厂凝汽器真空的建立与维持主要是在凝汽器循环水系统与真空泵共同作用下完成的。凝汽器循环水系统利用杭州湾海水作为冷却水, 在凝汽器中将汽轮机排出的乏蒸汽凝结成水。凝汽器抽真空系统包括一台启动真空泵和三台维持真空泵, 抽出凝汽器中来源于汽轮机排汽及系统疏水中夹带的空气和系统边界漏入的空气等不凝结气体, 以建立及维持凝汽器真空。

机组正常运行时, 在设计海水冷却水温18.8℃和两台维持真空泵正常运行的条件下, 凝汽器压力一般维持在设计值4.9k Pa (a) 左右, 在电厂正常运行期间要求凝汽器压力大于3.6k Pa (a) 。根据我厂运行经验, 凝汽器真空受海水温度变化影响较大, 夏季海水温度较高, 凝汽器真空较高;冬季海水温度较低, 凝汽器真空也较低。汽轮发电机功率随之变化, 通常凝汽器真空下降1Kpa, 汽轮发电机功率将下降4~6Mwe。

2 凝汽器真空的影响因素及应对措施

凝汽器的真空过高不利于机组的经济性, 真空过低则低压缸末级叶片因转动阻力增加其温度和应力也不断增加。凝汽器真空系统庞大, 建立和维持凝汽器真空是一个动态平衡过程, 如果发生真空测量压力变送器故障、抽真空泵运行异常、凝汽器泄漏、循环冷却水流量下降等异常工况, 都会影响冷凝器的真空。正常运行期间应严密监视凝汽器真空, 并对影响凝汽器真空的操作加强关注, 异常时及时进行处理, 以下介绍了一些运行实践。

2.1 真空泵运行方式的调整

冷凝器真空的设计压力为4.9k Pa (a) , 经过运行实践发现, 在冬季时冷凝器真空随海水温度降低而不断升高, 甚至低于3.6k Pa (a) 。因此, 在冬季海水温度低时, 为了避免过高的真空, 电厂进行了两项运行方式的改进:1) 每台维持真空泵的容量为50%, 原设计上, 正常工况下三台维持真空泵正常的运行方式为两台泵运行, 一台泵备用。改进后, 在冬季海水温度较低时, 将运行方式改为一台真空泵运行, 两台泵备用, 一定程度上可以缓解真空过高的现象。运行规程中规定, 冷凝器真空如果持续3天低于5k Pa (a) 时, 可以只运行一台维持真空泵;如果海水温度上升, 冷凝器真空会逐渐升高, 当高于5.2k Pa (a) 后并且只有一台真空泵运行时, 启动第二台真空泵。2) 冬季保持一台真空泵运行时, 凝汽器压力仍然会过低, 小于3.6k Pa (a) , 此时根据实际情况手动调节开启MSR一级再热器扫气管线疏水阀保持凝汽器压力, 该阀门连接管道与凝汽器相通, 阀门开启时, 凝汽器的高真空使外界空气自动流入凝汽器内, 相当于人为增加真空系统空气泄漏量。此种办法效果明显, 但有一定的负面影响, 空气直接进入凝汽器, 导致凝结水氧含量增加, 凝结水水质变差, 同时真空泵抽真空负荷也会增加。

2.2 真空测量信号故障

2003年7月8日, 一号机组凝汽器真空三个通道的压力指示开始持续缓慢上升, 而与真空对应的低压缸排汽温度并没有上升, 汽机功率保持稳定, 海水温度也没有明显变化, 表明实际真空是稳定的, 真空测量信号发生了故障。该信号作为蒸汽发生器压力控制程序的输入信号用于测量与控制, 该信号测量异常将会影响系统的正常控制, 甚至影响机组安全。凝汽器真空压力信号取自现场平衡罐上的三个压力变送器, 同时经过调查分析发现, 原因在于凝汽器真空测量管线设置不合理, 存在一段水平管线, 由于长期运行, 凝结水在管线中积累形成水封, 水柱在上升段积累, 于是测量的真空信号压力=实际的凝汽器压力+上升段水柱产生的压力。为了消除缺陷, 对该管线进行了吹扫疏通。后来为了彻底解决这个问题, 对该管线布置和尺寸进行了改造, 将水平段改为斜坡, 以利于疏水, 这样便有效的防止了凝结水在管线中积累形成水封。

2.3 真空泵切换异常

2003年12月15日, 一号机组执行维持抽真空泵的切换, 由一号维持真空泵切换至二号维持真空泵运行, 在停运一号维持真空泵后, 凝汽器真空异常下降, 主控室操纵员立即手动启动了一号和三号维持真空泵以恢复凝汽器真空。三分钟后, 凝汽器真空继续下降, 被迫手动降反应堆功率至74%FP运行才趋于稳定。在当时的运行规程中, 停运真空泵采取的方式是在保持入口气动阀门开启的状态下直接停运真空泵, 真空泵停运后其入口气动阀自动关闭以隔离凝汽器。在该事件中, 维持真空泵入口气动阀门在泵停运后未全部关闭, 外界空气通过维持真空泵管道进入凝汽器, 导致真空持续下降。

为了避免类似的故障再次出现, 对运行规程进行改进, 在切换真空泵时, 停运准备退出运行的真空泵之前先将真空泵入口手动阀关闭, 这样真空泵便处于空载运行状态, 这时再停运真空泵, 便使真空泵停运对凝汽器真空带来的影响减至最低。当确认真空泵已经停运及各阀门状态正常后, 再缓慢打开真空泵的入口手动阀, 使其处于正常备用状态。经过多年运行实践, 该做法效果良好。

3 凝汽器真空异常的处理

凝汽器真空异常升高, 如果主控室操纵员来不及干预, 真空持续上升不断恶化将会触发机组一系列自动保护动作, 如备用真空泵自动启动, 限制凝汽器旁排阀开度以控制排放蒸汽量, 真空卸荷器开始动作降低汽轮发电机负荷, 最终将触发汽轮发电机脱扣, 机组停运。当发现凝汽器真空异常升高时, 主控室操纵员应立即响应, 检查机组状态、查找原因并采取措施缓和真空恶化速率, 恢复凝汽器真空到正常值, 简要处理原则如下:1) 立即启动备用维持真空泵;2) 如真空迅速下降, 适当降低汽机功率;3) 立即恢复此时进行的与真空有关的操作;4) 立即指派人员到真空泵区域, 检查真空泵工作是否异常, 是否有明显的吸气声;5) 立即检查进行中的运行操作和维修活动, 如和真空系统相关联, 则可判断该工作极有可能是造成真空异常下降的原因, 运行人员可根据相应的纠正措施来响应;6) 如果真空状况不能好转, 执行反应堆停堆及瞬态响应。

4 总结

电站凝汽器的真空对汽轮发电机的热效率和热力系统的经济性、汽轮发电机甚至反应堆的安全运行均有很大的影响, 电站正常运行期间, 应密切监视、尽量保持凝汽器真空在额定值, 必要时调节真空设备的运行方式, 当系统状态改变时, 也应该对真空系统设备的状态做出调整。

当发现凝汽器真空异常时, 主控室操纵员应立即响应, 检查机组状态、查找原因并采取措施缓和真空恶化速率, 恢复凝汽器真空到正常值, 并确认电站自动动作正常。

从我厂近几年的运行实践来看, 其中一些做法值得同行电厂借鉴。

参考文献

[1]98-42120-OM-001抽真空系统运行手册.第5版.海盐:秦山第三核电有限公司, 2011.

汽轮机调节油系统的运行 篇8

汽轮机调节油系统 (GFR) 向控制汽轮机进汽阀阀位的伺服执行机构和汽轮机超速保护控制器 (OPC) 及自动停机脱扣装置 (AST) 提供高压动力油。本系统能满足汽轮机在各种运行工况下对高压动力油的需求, 包括油量、油压和油温的需求。汽轮机调节油系统是一个单元系统, 也是一个闭环流动的油系统, 阀门执行机构、超速保护控制器和自动停机脱扣装置的排油回流到储油箱中。

1 汽轮机调节油系统介绍

汽轮机调节油系统设计成能向控制汽轮机进汽阀阀位的伺服执行机构、汽轮机超速控制器和自动停机脱扣装置提供油温、油压稳定和油质合格的高压动力油。本系统的油量可随需求而变, 有两台相同输油能力的供油泵, 每台泵的容量为100%, 系统所使用的动力油为三芳基磷酸脂型抗燃油。本系统设置的油冷却器其油侧压力高于水侧压力, 这可避免发生冷却水泄漏到动力油中, 免除污染油质。

汽轮机调节油系统, 又称EH高压油系统, 是一套集装成一个单元的供油系统。该系统由储油箱、供油泵、蓄压器、油冷却器、油质调理器、过滤器、各种阀门、表计和其他配件及管线构成。EH系统是DEH中的一个重要部分, 它以高压抗燃油为介质, 主要由供油系统、执行机构和危急遮断系统三大部分组成, 完成DEH指令信号到汽轮机阀门的转换。

2 汽轮机调节油系统运行方式及其设计参数

2.1 正常运行

在汽轮发电机起动和正常运行期间, 调节油系统向汽轮机进汽阀的执行机构、调节油试验模块、超速保护控制器 (OPC) 和自动脱扣装置 (AST) 提供压力油, 允许汽机进汽阀门正常动作。

系统设有二台各为100%容量的供油泵, 在正常运行时只需一台泵运行供油。当系统油压下降到设定值时, 处于备用状态的供油泵自动启动投运。

供油泵投运后, 从储油箱吸油, 并通过其出口压力油管线将动力油供给用户。每台供油泵吸油管线中设有一只滤径为140μm的过滤器。供油泵出口压力油管线中设有二只带差压开关且滤芯为3μm的过滤器。正常运行时一台运行一台备用, 当过滤器的差压升高到690k Pa时, 差压开关动作触发报警, 警示运行人员:过滤器已变脏, 必须调换。

系统运行时, 供油压力是通过供油泵的调压装置调整的。油泵出口母管压力设定值约为13.8MPa。

供油泵出口侧母管上所设置的一只泄压阀用于保护系统, 避免超压。当系统压力继续升高到15.8~16.2MPa时, 泄压阀动作, 将多余的油排到储油箱。

回油在进入储油箱之前流经管壳式油冷却器。二台油冷却器可一台运行, 也可二台同时运行。在正常运行工况, 一台运行, 一台备用。回油在油冷却器内被常规岛闭式冷却水系统提供的冷却水冷却, 油温维持在43~54℃。

运行中要关注油质变化, 监视油质调理器的工作情况, 确保油质在规定的许可范围内。

正常运行参数:供油压力14.8MPa (2000psig) ;供油温度43~54℃

2.2 特殊稳态运行

当汽轮机脱扣时, 系统仍保持运行。

2.3 特殊瞬态运行

当供油压力下降到设定值时, 备用供油泵投运。在备用供油泵顶替运行供油泵过程中, 系统油压由高压蓄压器补偿调整。

当汽轮机超速和脱扣时, 超速保护控制器 (OPC) 和自动脱扣装置 (AST) 油压失去, 使所有的汽机进汽阀门关闭。

2.4 启动和正常停运

在机组起动前, 至少应提前二小时启动供油泵, 如果调节油温度低于21℃, 则要投运油箱中的电加热器, 将调节油加热到35℃, 以降低油的粘度, 改善油的流动性能。

正常停运 (短期) 时, 要手动停运处于运行中的供油泵。投运油箱内的电加热器, 以维持油箱内的温度在48℃。

如果为了维修而需要较长时间停运供油系统, 则必须手动停运运行泵和油箱内的电加热器 (如果电加热器处于运行中) 。

长时间停运后, 系统再次投运前, 必须进行油质分析, 确认油质合格。

3 汽轮机调节油系统运行异常原因分析

3.1 调节油油温升高

调节油系统的正常工作油温为43~54℃, 当油温升高至57~60℃时, 温度开关将发出报警。

油温过高排除环境因素之外, 主要是由于系统内泄造成的。此时, 油泵的电流会增大。造成系统内泄过大的原因主要有以下几种:

1) 安全阀泄 漏。安全 阀的溢流 压力应高 于泵出口 压力2.5 ~3.0MPa, 如果两者的差值过小 , 会造成安全阀溢流。此时安全阀的回油管会发热。

2) 溢油阀卡涩或安全油压过低。当油动机上溢油阀动作后发生卡涩会造成泄漏, 当泄漏大时油动机无法开启, 当泄漏小时造成内泄。此时, 该油动机的回油管温度升高。当安全系统发生故障出现泄漏时, 安全油压降低, 会使一个或数个溢油阀关不严造成油动机内泄。

3.2 抗燃油酸值升高

抗燃油酸值升高会导致抗燃油产生沉淀、气泡和空气间隔等问题。影响抗燃油酸值的因素有很多, 其中主要因素为局部过热和含水量过高。

因为调节油系统工作在汽轮机上, 伴随着高温高压蒸汽, 难免有部分元件或管道处于高温环境中, 温度增加使抗燃油氧化过快, 氧化会使抗燃油酸度增加, 颜色变深。所以我们应注意:调节油系统元件特别是管道应远离高温区域;增加通风, 降低环境温度;增加抗燃油的流动, 尽量避免死油腔。

由于冷油器的设计为油侧压力高于水侧压力, 这可避免冷却水泄漏至调节油中, 因此抗燃油中的水分多数是由于油箱结露产生的。水在抗燃油中会发生水解, 水解会产生磷酸, 磷酸又是水解的催化剂。所以, 大量的水分会使抗燃油酸值升高。

3.3 调节油油压波动

调节油油压波动是指在机组正常工作的情况下 (非阀门大幅度调整) , 调节油压上下波动范围大于1.0MPa。

出现调剂油压波动现象主要是由于泵的调节装置动作不灵活造成的。调节装置分为两部分:调节阀和推动机构。调节阀装在泵的上部, 感受泵出口压力变化并转化成推动机构的推力, 其上的调整螺钉用于设定系统压力。

3.4 油管振动

调节油油管路特别是靠近油动机部分发生高频振荡 , 振幅达0.5mm以上 , 称之为调节油油管振动。油管振动会引起接头或管夹松动, 造成泄漏, 严重时会发生管路断裂。

引起油管振动的原因主要有以下几个方面:第一, 机组振动。油动机与阀门本体相连, 当机组振动较大时, 势必造成油动机振动大, 与之相连的油管振动也必然大;第二, 管夹固定不好。如果管夹固定不好, 会使油管发生振动;第三, 伺服阀故障, 产生振荡信号, 引起油管振动。

4 调节油系统运行原则

4.1 启动操作

汽机调节油系统有二路供油回路, 每一路有一台供油泵。机组正常运行时投一路供油回路, 另一供油回路就作为备用。每台供油泵在主控室设有TL操作开关, 只要储油箱油位高于351mm, 就可通过手动操作主控室TL开关来启动供油泵。

运行中 , 如果调节 油油压低 于10.8MPa, 而储油箱 油位高于351mm, 主控室TL开关在“备用”位置 , 则备用的供油泵将自动启动 , 同时在主控室中发出EH油压低报警。

4.2 停运操作

当选定的一路供油回路在运行中, 备用供油泵自投, 这时只要调节油油压不低于10.8MPa, 允许通过手动操作主控室TL开关来停止原来运行的供油泵。

如果储油箱油位降到低于305mm, 则闭锁油泵启动。

4.3 故障或事故情况下的操作

4.3.1 在 主油箱温度/液位不正常的情况下 , 在主控室的报警窗 上发出成组报警

在供油滤网差压高的情况下, 在主控室的报警窗上发出成组报警。

在供油泵故障情况下, 在主控室的报警窗上发出成组报警。

4.3.2 调节油母管压力低

如果汽机调节油系统不能正常运行, 当油压低于10.8MPa时, 在主控室中发报警信号, 并自动投备用油泵。如果备用油泵不能启动或油压不能保持, 当油压低于9.31MPa时, 汽机保护系统 (GSE) 动作使汽机脱扣。

4.3.3 动力源故障

失去控制气源时, EH油冷却器的冷却水出口气动调节阀将全开, 保证油冷却器的冷却水供给。

110V交流电源来自二路不同的电源系统 , 供油泵A/B的控制分别接在这二路电源上, 运行泵所在电源段故障, 将导致运行泵跳闸, 备用泵所在电源段故障, 将导致备用泵不能自动切换。

失去48V DC电源, 主控室报警窗上的信号不能显示, 同时, 报警窗显示48V DC丧失报警信号。

供油泵380V的交流电源来自LGA和LGB系统。LGA电源失去, 10秒后A泵跳闸;LGB电源失去, 10秒后B泵跳闸。

5 结束语

汽轮机调节油系统是汽轮机重要的辅助系统, 本系统向控制汽轮机进汽阀阀位的伺服执行机构和汽轮机超速保护控制器 (OPC) 及自动停机脱扣装置 (AST) 提供高压动力油, 本系统的安全稳定运行是汽轮机机组安全稳定运行的关键。

参考文献

[1]汽轮机调节油系统手册[Z].

[2]EH液压控制系统专用资料[Z].

[3]逻辑图册[Z].

浅析直流锅炉运行特点及调节问题 篇9

直流锅炉的大容量、高临界点等特性, 已经渐渐成为我国未来大型火电机组的首选。直流锅炉的临界点在600MW, 这样的超临界点使直流锅炉运行过程中, 拥有耗煤率低、效率高、加热快等优点。就目前国内锅炉使用情况来看, 600MW超临界机组已经成为了电力行业的主要机组, 它具有超临界压力、一次中间再热、单炉体负压的特点, 如何调节好直流锅炉控制系统, 对我国未来大型火电机组的发展有着重大意义。

1 直流锅炉的发展历史

直流锅炉是在20世纪20年代初发明, 等到30年代才开始投入到使用当中。直流锅炉具有许多优点:第一, 直流锅炉不需要用汽包, 而且可用于亚临界压力锅炉, 又可以用于超临界压力锅炉;第二, 直流锅炉的制造方便、节省钢材;第三, 直流锅炉启动速度快, 停炉速度也快。

但直流锅炉对水处理和自动控制的要求较高, 在蒸汽参数和容量不大时, 其优点并不是十分明显。这样一来, 阻碍了直流锅炉的发展。

直到20世纪50年代末、60年代初, 随着大容量、高参数的电厂锅炉出现, 水处理技术和自动控制技术也得到极大发展后, 直流锅炉才得到迅速的发展。

我国第一台高压直流锅炉是在1968年建成, 当时只是220吨/时, 直到后来, 又陆续制成400吨/时超高压直流锅炉以及1000吨/时亚临界参数中间再热式的直流锅炉。从那以后, 直流锅炉才算是在我国得到大规模以及广泛的应用。

目前, 我国锅炉的使用主要为直流锅炉和汽包锅炉, 而随着直流锅炉的优势越发明显, 已经渐渐地成为了我国未来大型火电机组采用锅炉的主流。相对于汽包锅炉相比, 直流锅炉更适合我国大型火电机组的发展条件。

2 直流锅炉的运行特点

直流锅炉具有大容量和超临界点, 相对于汽包锅炉而言, 这是直流锅炉的优点, 而也正因为如此, 直流锅炉在我国得到了较为广泛的应用。除此之外, 相对于汽包锅炉比较, 直流锅炉运行所产生的能源消耗, 也远比汽包锅炉要低。但直流锅炉汽温变化特性, 却更为复杂, 汽温控制难度也比汽包锅炉大上太多。为此, 直流锅炉的使用, 必须要注意直流锅炉的运行特点, 保证直流锅炉能够适应未来大型火电机组的应用发展方向。

2.1 直流锅炉的蓄热能力

直流锅炉没有汽包, 所以他的蓄热能力小, 也正因如此, 直流锅炉的降热速度快。而汽包锅炉则相反, 它拥有大汽包, 降压降热的速度慢, 容易导致下降管中的水循环遭到破坏。由于直流锅炉的蓄热能力小, 这就可以更好更方便的进行调节, 尤其是在受到外界干扰的时候, 可以适应电热机组的调峰要求。

2.2 直流锅炉蒸发受热时出现的不稳定等问题

直流锅炉在蒸发受热时出现流动不稳定和脉动问题, 主要来自于蒸发和过热受热面没有明显的界线。在蒸发受热面中会出现气泡来不及脱离而形成汽膜的现象, 不利于热传导, 从而造成管壁超温, 影响锅炉运行安全。对此, 可采取烟气再循环或调整燃烧器等措施降低炉内最高的热负荷。

2.3 直流锅炉中工质的流动无自平衡性

直流锅炉运行过程中, 吸热量多的管子会因工质的比容增加, 增大阻力, 这样一来, 就会使通过的流量减少, 造成热偏差。UP型直流锅炉采用中间混合器, 会使水冷壁管中的流体在中途进入混合器, 之后再流回水冷壁, 以此消除各管间的热偏差。

3 直流锅炉应注意到的调节问题

根据直流锅炉的结果以及其运行特点, 直流锅炉的调节要比汽包锅炉的调节复杂很多, 所以在调节直流锅炉的时候, 一定要注意直流锅炉的调节特点, 避免造成失误带来的损失。进行直流锅炉的调节, 要从以下三点进行:

3.1 控制好直流锅炉的气压

直流锅炉在工作过程中, 由于电力机组的负荷增加, 汽轮机功率也会随之加大, 蒸汽流量必然随之增加, 这样一来, 就会造成直流锅炉运行过程中负荷加大。而直流锅炉具有蓄热能力小的特点, 能够更好更快的控制降压速度, 方便将其数值稳定在偏低的位置。

3.2 控制好直流锅炉的气温

直流锅炉没有汽包, 蒸发受热面和过热器连接在一起, 它的结构也较为复杂一些, 给水和燃料单一的变化对汽温影响不是太过明显。直流锅炉过热期间, 需要进行喷水减温, 保证外管的温度不要偏高。因为直流锅炉在燃水比不变的情况下, 过热器之间, 也依旧能够造成外管温度升高这个问题。保持一定的燃水比, 是控制直流锅炉温度最好的办法, 而喷水减温, 只能在一定程度上缓解温度偏高这个问题。

3.3 控制好直流锅炉的燃烧

直流锅炉在正常运行过程中, 燃烧器和燃尽风喷口的总风量, 要满足炉膛出口的过量空气。燃烧器区域的过量空气系数是随着锅炉负荷变化的, 负荷越高, 空气系数也就越大, 反之则越小。

3.4 控制好直流锅炉的给水

直流锅炉的给水量, 对汽压、汽温以及蒸发量的变化都有很大影响, 给水量增加的同时, 燃料量依旧保持不变, 蒸汽温度会逐渐降低。直流锅炉强迫通过各个受热面, 蒸发量会随着给水量增加使出口汽压升高。这个时候, 就要控制好给水量, 避免出口汽压升高幅度过大。

4 结束语

直流锅炉运行特点以及调节问题, 关系到直流锅炉在未来大型火电机组的应用, 为此, 针对于直流锅炉相对难以控制的问题, 我们更好切实的把握好相关的技术, 确保直流锅炉的正确使用。本文对直流锅炉特点以及调节问题的分析, 总结了直流锅炉的运行特点和调节注意到的问题。最为关键的, 则是在不断地实践中, 深入探索和研究, 不断摸索, 不断深入了解直流锅炉的运行特点, 掌握直流锅炉的调节方法, 对直流锅炉达到更为准确的控制。

摘要：本文以呼电热厂的直流锅炉为例, 介绍直流锅炉的蓄热能力、热惯性以及直流锅炉运行中的特点, 根据相关实验信息, 对直流锅炉的调节问题进行简要分析, 提出相关的调节方法。这里, 涉及了直流锅炉的工作机理, 从质量守恒、能量守恒、动量守恒三大定律为依据作为研究, 对直流锅炉控制系统的运行特点及调节问题, 具有一定的指导意义。

关键词：直流锅炉,运行特点,调节问题

参考文献

[1]曾汉才.关于超临界压力锅炉的若干问题[J].华中电力, 2001 (02) :1-4.

[2]张保衡.大容量水电机组寿命管理与调峰运行[M].北京:中国电力出版社, 1988.