单元机组集控运行教案-第二章-单元机组启动与停运2

1中国矿业大学徐海学院教师授课教案教学单元2教学目的及要求1.深刻理解和牢固掌握单元机组在启动时热应力、热膨胀和热变形的一般规律；2.掌握单元机组冷态启动的基本方式和分类。教学重点单元机组在启动、单元机组启动时热应力、热膨胀和热变形的一般规律；单元机组冷态启动的基本方式和分类。教学难点单元机组启动时热应力、热膨胀和热变形的一般规律；单元机组冷态启动的基本方式教学内容及学时分配第1章单元机组的启动与停运1-1单元机组启动概述（2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教学进程复习：单元机组集控运行基本概念及主要设备与系统1-1单元机组启动概述一、单元机组的启动1.定义：是指将静止状态的机组转变为运行状态的过程；停运则是指启动的逆过程。2.实质：上是一个对设备部件的加热升温或冷却降温过程。3.合理的启动方式：使机组各部件得到均匀加热，使各部温差、胀差、热应力和热变形等均在允许的范围内变化，尽可能缩短机组启动时间、使启动经济学最高。二、单元机组的启动步骤提问法考勤讲授：阐述单元机组启动的定义、实质及合理的启动方式，使学生对机组启动有一定的认识。图片+讲授：结合150MW单元机组介绍启动的步骤，使学生掌握机组启动流程。5分钟95分钟2三、启动方式与分类1.按设备金属温度分类（1）冷态启动：金属温度150－180℃；（2）温态启动：金属温度180－350℃；（3）热态启动：金属温度350－450℃；（4）极热态启动：金属温度高于450℃。2、按蒸汽参数分类（1）额定参数启动；（2）滑参数启动。a.滑参数真空法启动b.滑参数压力法启动现代电厂一般采用滑参数压力法启动。3、按冲转时进汽方式分类（1）高中压缸启动（2）中压缸启动4、按控制进汽流量的阀门分类（1）用调速汽阀启动（2）用自动主汽阀或电动主汽阀启动（3）用自动主汽阀或电动主汽阀的旁路启动二、单元机组启动过程主要热力特点（一）锅炉热应力1.锅炉汽包温差与热应力（内外壁，上下部）汽包进水时的温差和热应力升压过程中汽包的温差和热应力停炉时汽包壁温差2.锅炉受热面温差与热应力（二）汽轮机热应力、热膨胀、热变形1.汽轮机热应力讲授：阐述单元机组启动方式及分类。讲授：阐述单元机组启动锅炉热应力的特点，分别对汽包进水、锅炉升压及停炉时的汽包壁的温差和热应力进行分析。讲授：阐述单元机组启动汽轮机热应3在汽轮机启停和工况变化时，由于蒸汽与金属的传热条件不同，汽缸、转子等部件的材料和结构不同，热传导时间不同，使汽缸内外壁、法兰内外壁、转子表面与中心孔之间、法兰与螺栓之间、上下汽缸之间、主汽门和调速汽门的阀体内外壁等受热不均出现温差，从而使汽轮机结构尺寸大的部件产生热应力。汽轮机冷态启动时的热应力冷态启动时转子温度和热应力（a）转子温度；（b）转子热应力1—新蒸汽温度；2—调节级后温度；3—转子表面温度；4—转子中心孔温度；5—中心孔应力；6—表面应力7—残余应力汽轮机热态启动时的热应力热态启动时转子温度和热应力（a）转子温度，（b）转子热应力2、汽轮机的热变形汽缸和转子的热变形力的特点，分别对汽轮机冷态启动和热态启动时的热应力进行分析。★汽轮机热应力控制方法：一般通过控制温差和升温速度。讲授：阐述汽缸和转子的热变形的变化规律及导致上、下汽缸温差的原因分析。★汽缸和转子的热变形控制方法：1.严格控制温升速度；2.启动时尽可能同时投入高压加热器，4导致上、下汽缸温差的原因分析：法兰的热变形汽轮机在启动过程中，由于法兰内壁温度高于外壁，因而法兰内壁的热膨胀也大于外壁，导致法兰在水平方向上发生热弯曲，汽缸在轴向各截面产生变形。3、汽轮机的热膨胀汽缸的热膨胀汽缸的热膨胀，除了与长度尺寸和金属材料的线胀系数的大小有关外，主要取决于汽轮机通流部分的热力过程和各段金属温度的变化值。转子的热膨胀与汽缸热膨胀原理相同。汽轮机启动时胀差的变化规律汽轮机冷态启动前，汽缸一般要进行预热，轴封要供汽，此时汽轮机胀差总体表现为正胀差。④汽轮机甩负荷、停机、热态启动时相对胀差的变化规律汽轮机甩负荷或停机时，流过汽轮机通开足下汽缸疏水门；3.安装或大修时，下缸应采用优质保温材料，或增厚下缸保温层；4.在下缸装设挡风板，减小冷风对下缸的冷却。讲授：阐述法兰热变形的规律。★法兰的热变形控制方法：在启动和停机过程中，通过合理控制蒸汽温度的变化率，并采用法兰加热装置，将法兰内、外壁温差控制在30℃以内，可减小法兰和汽缸的变形。讲授：阐述汽轮机的热膨胀特性。提问：启动过程如何控制胀差？5流部分的蒸汽温度会低于金属温度，转子比汽缸冷却快，即转子比汽缸收缩得多，因而出现负胀差。★★本次课总结与下次课内容提示：总结：掌握单元机组的启动及启动时热应力、热膨胀和热变形的一般规律；正确认识单元机组冷态启动的基本方式和分类。下次课提示：第1章单元机组的启动与停运1-2单元机组（汽包锅炉）冷态启动作业：课后思考题：1.试述单元机组启动的定义。2.简述单元机组启动方式的分类及其特点。课后总结：通过本次课的学习，使学生了解单元机组的启动，掌握单元机组启动方式的分类及其特点，对单元机组的启动时的热应力、热膨胀和热变形的一般规律进行分析，并指出控制方法。