莱芜火电模型

综上所述，火电厂电力设备的安装及调试管理关乎电力设备安全运行，对对整个工程质量产生巨大影响的关键环节，需要引起相关人士足够的重视。各部门人士也应该协同配合，各司其职，共同确保电力设备运行的安全性。对于作业人员而言要，尽职尽责具备，具备良好的责任感和使命感，认真完成各项调试工作，以确保设备在后续的运行之中的质量得到**，大限度的规避由于电力设备安装及调试管理而引发的安全性事故。对于管理人员而言，加强对调试工作人员的工作监督和管理，以确保电力设备的各项指标调试准确，确保整个设备的安装及调试管理稳步实施。对于个别工作不认真的调试人员，要给予及时的提醒或者进行一定的物质处罚，以确保电力设备调试的安全性。当然，针对本文论述中有失偏颇之处，还希望相关*学者给予本人批评与指正。

汽轮机设备
汽轮机是火电厂的三大主机之一，通过它将蒸气的热能转化为旋转机械能，借以拖动发电机旋转。
为了保证汽轮机安全经济的运行并随时适应外界负荷的变化，每台汽轮机都带有调节保护装置和其他辅助设备。汽轮机与发电机的组合称为汽轮发电机组。


1、汽轮机基本工作原理
去掉汽轮机的汽缸后，可以看到汽轮机内主要部件是一系列的隔板和装在转子上的叶轮。叶轮上装有动叶栅，沿隔板圆周装有喷嘴叶栅。每一列喷嘴叶栅和对应的动叶栅构成汽轮机的较。汽轮机的能量转换就是在这些叶栅中进行的。具有一定温度压力的蒸汽首先在喷嘴叶栅前后压力差的作用下，流过具有特定形状的喷嘴流道，流动中，蒸汽膨胀，压力和温度逐渐降低，速度增加，部分热能转化成了动能。从喷嘴叶栅喷出的高速气流进入动叶流道，在流动过程中对动叶栅产生作用力推动它作圆周运动，带动叶轮和轴旋转。于是，在汽轮机轴上，便得到可对外输出的机械功。从动叶流出的蒸气仍具有热能，再进入下一级喷嘴。现代大容量汽轮机都是有多个这样的较组成的。蒸汽在上一较做功后，进入下一较继续膨胀做功，后从汽轮机排气口排出。


2、汽轮机构造
大型汽轮机按沿气流方向的蒸汽压力大小通常分为高压缸，中压缸和低压缸几个部分。


蒸汽做功流程：来自锅炉的主蒸汽首先在汽轮机高压缸里做功，从高压缸排除后进入锅炉的再热器中再加热，加热后的蒸汽进入中压缸做功，排除后再进入低压缸，后排入凝汽器。有的机组将高压缸和中压缸在工艺上制成一体，成为高中压缸。
汽缸是汽轮机的外壳，将汽轮机的通流部分与大气隔开。为了便于制造、安装和检修，汽缸沿水平中分面分为上汽缸和下汽缸两个半缸，两者通过水平法兰用螺栓装配紧固。高参数、大容量的高压缸通常采用双层缸结构，有的机组甚至将高中压缸和低压缸全做成双层缸。
隔板，又叫喷嘴板，起作用是装置喷嘴叶栅，并将汽轮机的各个压力级予以分隔，形成一个个的较。为了便于安装，各较的隔板均分成上下两半，分别嵌装在上汽缸和下汽缸的环形凹槽内。有时可先把相邻几较的隔板镶装在一个隔板套里，然后再将隔板套固定在气缸体上。
汽轮机的喷嘴，又称静叶片。
汽轮机的转动部分总称为转子，它担负着公制能量装换及能量传递的作用。转子分为主轴、叶轮、叶片等部分，叶轮用来装置动叶片，并传递气流臂在动叶栅上产生的扭矩。叶轮的结构与转子的结构形式密切相关。叶轮轮缘上开有叶根槽，以装置动叶片。其形状决定于叶根形式。动叶片又称动叶，安装在叶轮的轮缘上。叶片由叶**、叶型、叶根三部分组成，叶型部分是叶片的工作部分，由他构成气流通道；叶根是叶片与轮缘相连接的部分，通过它将叶片牢靠的固定在叶轮上。汽轮机高中压转子的叶片通常比较短，而低压缸由于蒸汽压力较小，容积较大，所以采用长叶片。长叶片可用拉筋练成组，也可不用拉筋而成为自由叶片。汽轮机转子依靠轴承来支撑定位，轴承有支持轴承和推力轴承两种。支持轴承承受转子的重力以及由于震动等原因引起的附加力，并确定转子的径向位置。汽轮机普遍采用油膜轴承，转子在高速旋转时，轴瓦与轴颈之间有一层油膜将他们隔离。推力轴承承受转子的轴向力，并确定转子的轴向位置，工作时轴瓦与轴颈之间同样有一层油膜将他们隔离。


汽轮机都装有盘车装置，因为当汽轮机停机后，上下汽缸存在温差，如果转子静止不动，便会因为上下冷却不均匀而产生热变形。此时利用盘车装置时汽轮机在停机后仍以一定的转速连续的转动，就可保证转子禁运冷却。同时，汽轮机启动时，也要进行盘车，使蒸汽冲转时平稳并均匀受热。


汽轮机还设有气风及轴封系统。汽轮机运转时，汽缸固定，定子高速旋转，转子和气缸之间必须留有适当的间隙。有间隙的存在就会有泄漏，影响汽轮机正常安全运行。另外，由于低压缸内的压力**大气压，也存在空气漏入汽缸的问题。为此，汽轮机在汽缸的轴端设置了轴端气封，在它的作用下，漏气已大大减小，但还不能完全阻止蒸汽和空气的泄露。为了彻底防止上述泄露，轴端气封需要配置一套轴封系统。轴封系统从汽轮机中引出一股具有一定温度和压力的蒸汽到轴封供汽母管，有轴封供汽母管向轴封供汽室供汽，同时，轴封加热器的抽风机，将另一汽室保持在**大气压状态，少量的蒸汽和空气就会被从这里抽走。这样，就可以有效地阻止蒸汽从气缸内向汽缸外泄露和空气从汽缸外向汽缸内泄露。进入轴封加热器中的蒸汽，在用于加热主凝结水，空气则排至大气。汽轮机的动叶叶柄与汽缸之间，隔板内孔与转子之间同样存在着漏气的问题，因此，也设有叶**气封，隔板气封。



3、汽轮机调节
在火力发电厂中，必须随时根据发电机的运行工况，对驱动发电机的汽轮机进行转速和功率调节，以保证发电机输出的有功功率与外界负荷相适应。
汽轮机调节系统可分液压式调节系统，功率频率电业调节系统和数字电业调节系统。现在大型机组都是采用后两种**的调节系统。
调速系统方框图：

定值机构，又称为同步器，在机组启动时由它给机组设定一个给定转速。机组启动后，转速由敏感机构测量，并与给定值比较，比较的差值信号，经放大机构放大，然后送入执行机构，执行机构控制配汽机构来调节汽轮机的进气量，从而改变机组的转速使之趋近于给定值。在机组并入电网后，根据电网的要求，用定值机构设定机组的输出功率，当负荷发生变化时，调节系统将通过同样的调节过程进行自动调节，使机组合理分担电网的负荷。这里的反馈为负反馈，它使控制过程平稳。
配汽机构，多数情况下，汽轮机的**级喷嘴沿圆周被分为四组，每一组分别用一个调节器门控制。来自锅炉的主蒸汽，首先经过主汽门，然后进入汽轮机的调节汽门，调节汽门依次开启或关闭，可改变汽轮机的进气量。汽轮机的转速和功率调节就是通过改变调节器们的开度来实现的。


4、汽轮机保护
为了确保汽轮机的安全运行，除要求调速系统动作迅速可靠外，还必须设置必要的保护装置。汽轮机的保护装置主要有：转子**速保护，转子轴向位移保护，轴承油压和油温保护，凝汽器低真空保护。当上述装置中的任意一个参数**过或**规定的允许值时，保护装置就自动发出讯号，是汽轮机主汽门迅速关闭，切断主蒸汽，使机组迅速停机。


5、汽轮机供油系统
汽轮机的供油系统要向汽轮机和发电机的各个轴承提供润滑、冷却及密封用油，还要向汽轮机的调节和保护系统提供工作用油，常规供油系统主要有下列设备组成：
（1） 主油泵，安装在主轴上，其作用是在汽轮机正常运行时向油系统提供高压油。交流润滑油泵，又称辅助油泵，其主要作用是在启动过程中主油泵还不能正常工作时，向润滑油系统提供压力油。
（2） 直流润滑油泵及事故油泵，是汽轮机润滑油系统的后一道备用泵，用于事故工况下，以直流电源工作向润滑油系统供油。
（3） **轴油泵，起作用是在启动前或停机后向轴承提供压力油将主轴**起，使盘车得以进行。
（4） 冷油器，其作用是将轴承润滑油用冷却水冷却。
（5） 油箱，具有储存润滑油和使油液中的杂质沉淀的作用

电气设备
在火力发电厂中，当汽轮机带动发电机的转子转动，并向转子提供励磁电流后，发电机就能发出电来。为了将电能安全可靠的送入电网，发电厂通常是通过主变压器升高电压，再通过主母线、隔离开关、高压断路器、电流互感器等从输电线路送入电网。
发电厂电气设备按其作用不同，分为一次设备和二次设备。直接生产和输送电能的设备称为电气一次设备，如发电机、电力变压器、断路器、隔离开关、电力互感器、避雷器、母线等。发电厂电气二次设备则是对一次设备进行监视、控制和保护的设备，它对电厂安全可靠的运行起着十分重要的作用。
下面从五个方面分别介绍电气设备的基本内容：
1、发电机与电力变压器
2、开关设备
3、电力互感器
4、电气主接线及配电装置
5、电气二次设备


1、发电机与电力变压器
发电机是发电厂三大主机之一。发电机由静止部分的定子和旋转部分的转子组成，旋转部分位于静止部分的中间。发电机的定子包括定子铁心、定子绕组、基座、端盖、轴承等。发电机定子铁心成圆筒形，又互相绝缘的硅钢片叠压而成，在铁心内部有放置线圈的槽，定子三相绕组按空间位置相差120度嵌放在定子的铁心槽内，槽口处用槽楔压紧。槽楔下设有波纹板，可避免线圈震动和磨损。大容量发电机定子绕组的每根铜线棒由两排空心线和实心线混合排列，在空心棒中通水冷却。发电机转子包括转子铁心、转子绕组、滑环、互环、中心环等。为适应汽轮发电机高速旋转，发电机的转子与轴锻成一体，转子铁心中还有两组对称的辐射槽，槽内安放转子绕组，槽中的绕组串联行成一对磁较，绕组两端的引出线引到滑环上。转子的表面还有不同形式的通风沟，用与转子的通风冷却。转子上的互环还有中心环用来保护转子绕组端部，防止因高速旋转造成绕组端部的移动。


发电机是根据电磁感应原理工作的，当励磁系统提供的直流电通入转子线圈后转子就会产生磁场，由于转子是在不停地旋转，因此这个磁场便称为旋转磁场。它和静止的定子线圈形成相对运动，相当于定子线圈做切割磁力线运动，由于磁较方向不断变化，和发电机定子三相绕组在空间位置相差120度。所以，当转子旋转时，三相定子绕组中就会产生三相交流电动势，若外部接上负载，定子绕组就会有交流电流通过。发电机发出的三相交流电由其定子引线端经三根封闭母线送到厂房外的主变压器。


根据发电机的工作原理，发电机要发出电能，必须有一套完整的励磁系统。励磁系统有多种，这里介绍的励磁系统是由交流主励磁机、永磁式副励磁机、整流装置和自动调节可控硅整流装置组成。主励磁机发出的交流电经硅整流后，通过发电机的电刷、滑环向转子绕组提供励磁电流。而主励磁机的励磁电流又是由副励磁机经可控硅整流后供给的。副励磁机的磁场由它本身的永磁体建立。当把发电机的输出参数反馈到自动调节器后，整个励磁系统便构成了一个闭环的负反馈系统。它能根据发电机运行工况自动调节励磁电流。


发电机的输出电压经主变压器升高电压后送入电网，发电厂的自身用电是将发电机输出电压经厂用变压器降低电压后供给。主变和厂用变都成为电力变压器，它的功用一方面是变换电压，另一方面是传递功率。变压器是按电磁感应原理工作的，铁心是变压器的磁路，绕组是变压器的电路。铁心和绕组都装在充满变压器油的油箱中，变压器油可起到绝缘和散热的作用。变压器油箱上装有油枕，它的作用是调节变压器油的油量和减少油受潮和氧化的程度。变压器套管起到固定引线和保证引线的对地绝缘。
大容量发电机由于输出电流较大，它的出口母线都采用封闭母线。封闭母线的导体用支柱绝缘子固定在外壳内，封闭的外壳可避免三相短路，提高供电可靠性，同时由于它的屏蔽作用，可大大减小导体的电动力。


2、开关设备
发电厂正常运行时，电气设备的投入和退出、事故情况下电流的切除都是通过开关设备进行的。开关设备主要有断路器和隔离开关。
户外式六氟化硫断路器，它由断路器本体及操纵机构组成。其本体主要部件有：磁支柱、三连箱、均压电容和灭弧室等。220kV六氟化硫断路器的两个灭弧室分别装在上端的两个磁套内。断路器是串接在电路中的，上端两端的接线板分别与外电路相连。断路器动静触头装在灭弧室内，断路器的接通与断开是受断路器的操纵机构控制的。在操作操纵机构时，动触头会产生相应的动作，从而实现电路的接通与断开。开端电路时，在触头之间产生的电弧将由压缩的六氟化硫气体吹灭。
断路器按灭弧介质的不同，常用的还有：少油断路器，空气断路器和真空断路器等。


隔离开关，起到隔离电源保证检修工作人员安全的作用。隔离开关的动触头连在一折叠支架上，静触头连接在铝管母线上。隔离开关还有其他形式。


3、电力互感器
电力互感器的作用是将电路的高电压和大电流换成测量仪表、继电保护和控制装置等可用的100V低电压和5A或1A的小电流。
电力互感器包括电压互感器和电流互感器，它们的工作原理与变压器相似。高压互磁式电压互感器是将铁心和线圈安装在磁套内，它的原边与被测电路并联，它的副边与二次电气设备的电压线圈并联。高压互磁式电流互感器的铁心和线圈也安装在磁套内，它的原边串联在被测电路中，副边与二次设备的电流线圈串联。


4、电气主接线及配电装置
发电厂电气主接线是由一次电气设备相互连接构成的电气回路，它代表了电气部分主体结构。电气主接线图是用规定的图形符号按一定的顺序表示全部的电气设备基本组成的单线接线图。它作为电气运行和操作的依据。为了保证供电可靠性和运行的灵活性，电气主接线常采用带有主母线的接线方式。母线起着会集合分配电能的作用。单母线接线方式接线简单，操作方便，但当母线及母线侧隔离开关故障时，将造成全厂停电。为克服这一缺点，可采用分段断路器将母线分段，成为单母线分段方式，从而提高了可靠性。
将发电厂中所有一次设备及其辅助设备按照主接线要求用来接受和分配电能的电气装置称为配电装置。按其电气设备安装地点不同，分为屋外和屋内配电装置。
屋外配电装置为了防止雷电波的入侵造成设备损坏安装有避雷；为了防止雷电直接击毁布置较高的电气设备配电装置四周设有避雷针；为防止输电线直接被雷击，在输电线上方设有避雷线。


5、电气二次设备
发电厂电气二次设备都安装在控制室的控制屏和控制台上，它包括各种测量仪表、继电保护装置、监控设备、信号和各种自动装置。各种表计可显示电气设备运行参数，电气设备运行状态可由光字牌、指示灯和音响显示。高压断路器的开断和关合是由运行人员在控制屏上进行操作的。控制室设有信号屏，所有事故信号和预告信号都有这里发出。
发电厂中提供给控制、信号、保护、自动装置的电源称为操作电源。由于操作电源可靠性要求高，发电厂多数采用蓄电池作为操作电源。
200MVA以上的机组一般采用单元控制方式，即锅炉、汽轮机、发电机的运行均在同一主控室内进行。各个控制台包括报警屏，监测信号屏和操纵控制台等。

影响火电厂建设项目设备安装及调试管理的因素

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