【正文】 125，200540/540250~2801025300540/540260~2901025，2008300，600 注蒸汽溫度欄中的分子、分母分別為過熱蒸汽溫度和再熱蒸汽溫度。（39kgf／cm2），溫度為450℃。壓力為6～10MPa，（100kgf／cm2），溫度為540℃。壓力為10～14MPa，（14O kgf／cm2），溫度為555℃或540℃。壓力為 14～，（170 kgf／cm2），溫度為 555℃。（ kgf／cm2），溫度為 550～570℃。中型鍋爐蒸發(fā)量為 22O～410t／h。3．按燃燒方式分類（l）懸浮燃燒鍋爐。（2）沸騰燃燒鍋爐。 4按排渣方式分類 固態(tài)排渣鍋爐。 液態(tài)排渣鍋爐。 5按循環(huán)方式分類 按照鍋爐蒸發(fā)受熱面內(nèi)工質(zhì)流動(dòng)的方式可將鍋爐分為下列幾種，如圖所示。它依靠下降管和上升管中工質(zhì)柱重差產(chǎn)生自然循環(huán)的動(dòng)力。（石橫電廠） （3）控制循環(huán)鍋爐，是在強(qiáng)制循環(huán)鍋爐的上升管入口加裝節(jié)流圈，以控制各上升管中的工質(zhì)流，防止發(fā)生循環(huán)停滯或倒流等故障。（施瓦茨電廠）鍋爐蒸發(fā)受熱面內(nèi)工質(zhì)流動(dòng)的幾種類型（a）自然循環(huán)鍋爐；(b)強(qiáng)制循環(huán)鍋爐；(c)控制循環(huán)鍋爐(d) 直流鍋爐1給水泵，2省煤器，3汽包，4下降管，5聯(lián)箱，6蒸發(fā)受熱面，7過熱器，8循環(huán)泵，9節(jié)流圈 （5）復(fù)合循環(huán)鍋爐，它具有循環(huán)回路和再循環(huán)泵，同時(shí)具有切換閥門，低負(fù)荷時(shí)按再循環(huán)方式運(yùn)行，高負(fù)荷時(shí)切換為直流方式運(yùn)行，如圖所示。目前，大型火力發(fā)電廠的鍋爐多為亞臨界壓力以上的大型煤粉鍋爐。水在鍋爐中要經(jīng)過預(yù)熱、蒸發(fā)、過熱三個(gè)階段才能變?yōu)檫^熱蒸汽。為適應(yīng)這四個(gè)變化階段的需要，鍋爐中必須布置相應(yīng)的受熱面，即省煤器、水冷壁、過熱器和再熱器。為了利用煙氣余熱加熱燃燒所需要的空氣，常在省煤器后再布置空氣預(yù)熱器。 鍋爐機(jī)組的基本工作過程是：燃料經(jīng)制粉系統(tǒng)磨制成粉，送入爐膛中燃燒，使燃料的化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)闊煔獾臒崮堋ｅ仩t排煙再經(jīng)過煙氣凈化系統(tǒng)變?yōu)楦蓛舻臒煔?，由風(fēng)機(jī)送入煙囪排入大氣中。例如，在爐膛中以輻射方式將熱量傳給水冷壁，在爐膛煙氣出口處以半輻射、半對(duì)流方式將熱量傳給屏式過熱器，在水平煙道和尾部煙道以對(duì)流方式傳給過熱器、再熱器、省煤氣和空氣預(yù)熱器。 四、鍋爐經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo) 鍋爐的經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)一般用鍋爐熱效率、鋼材消耗率和可靠性來表示。電廠鍋爐熱效率一般在90%以上。t／h，～5t 鍋爐可靠性用連續(xù)運(yùn)行時(shí)數(shù)、事故率和可用率來評(píng)價(jià)。事故率 =運(yùn)行總時(shí)數(shù)＋事故停用小時(shí)數(shù)事故停用小時(shí)數(shù)可用率 =統(tǒng)計(jì)時(shí)間總時(shí)數(shù)運(yùn)行總時(shí)數(shù)＋事故停用小時(shí)數(shù)100%100% 目前，國內(nèi)電廠鍋爐連續(xù)運(yùn)行時(shí)數(shù)可達(dá)400Oh以上，事故率為1％左右，可用率可達(dá)90％。它是以蒸汽為工質(zhì)，將熱能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能的高速旋轉(zhuǎn)式原動(dòng)機(jī)。 一、汽輪機(jī)的工作原理 由鍋爐來的蒸汽通過汽輪機(jī)時(shí)，分別在噴嘴（靜葉片）和動(dòng)葉片中進(jìn)行能量轉(zhuǎn)換。 沖動(dòng)式汽輪機(jī)工作原理如圖所示。從噴嘴噴出的高速汽流以一定的方向進(jìn)入裝在葉輪上的動(dòng)葉片流道，在動(dòng)葉片流道中改變速度，產(chǎn)生作用力，推動(dòng)葉輪和軸轉(zhuǎn)動(dòng)，使蒸汽的動(dòng)能轉(zhuǎn)變?yōu)檩S的機(jī)械能。當(dāng)由動(dòng)葉片流道出口噴出時(shí)，蒸汽便給動(dòng)葉片一個(gè)反動(dòng)力。在這兩個(gè)力的作用下，動(dòng)葉片帶動(dòng)葉輪和輪高速旋轉(zhuǎn)，這就是反動(dòng)式汽輪機(jī)的工作原理。 1．汽輪機(jī)本體 汽輪機(jī)本體由靜止和轉(zhuǎn)動(dòng)兩大部分構(gòu)成。 2．調(diào)速保護(hù)及油系統(tǒng) 汽輪機(jī)的調(diào)速保護(hù)及油系統(tǒng)包括調(diào)速器、油泵、調(diào)速傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、調(diào)速汽門、安全保護(hù)裝置和冷油器等部件。 4熱力系統(tǒng) 汽輪機(jī)的熱力系統(tǒng)包括主蒸汽系統(tǒng)、給水除氧系統(tǒng)、抽汽回?zé)嵯到y(tǒng)和凝汽系統(tǒng)等。 2按熱力過程特性分類 按照熱力過程特性的不同，汽輪機(jī)可分為下面四種： （1）凝汽式汽輪機(jī)。 （2）背壓式汽輪機(jī)。 （3）中間再熱式汽輪機(jī)。 （4）調(diào)整抽汽式汽輪機(jī)。 3．按主蒸汽參數(shù)分類 進(jìn)人汽輪機(jī)的蒸汽參數(shù)是指蒸汽壓力和溫度。； （2）中壓汽輪機(jī)。主蒸汽壓力為 ～； （4）超高壓汽輪機(jī)。～； （6）超臨界壓力汽輪機(jī)。 四、汽輪機(jī)的型號(hào)國產(chǎn)汽輪機(jī)的型號(hào)采用三組符號(hào)加數(shù)字來表示。漢語拼音字母表示汽輪機(jī)型式，其后的數(shù)字表示汽輪機(jī)的額定功率，單位為MW。第三組數(shù)字表示設(shè)計(jì)的先后次序。 例如 N300－／537／537－2型汽輪機(jī)，表示額定功率為300MW，額定主蒸汽溫度為537℃，額定再熱蒸汽溫度為537℃，是中間再熱凝汽式汽輪機(jī)，屬第二次變型設(shè)計(jì)。汽輪機(jī)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)指標(biāo) （1）循環(huán)熱效率。目前大功率汽輪機(jī)的循環(huán)熱效率已達(dá)40％以上。汽輪機(jī)相對(duì)內(nèi)效率是蒸汽在汽輪機(jī)內(nèi)的有效比焓降與等嫡比焓降之比，它是評(píng)價(jià)汽輪機(jī)結(jié)構(gòu)先進(jìn)程度的一個(gè)重要指標(biāo)。汽耗率是汽輪發(fā)電機(jī)組每生產(chǎn)1kwh）。熱耗率是汽輪發(fā)電機(jī)組每生產(chǎn)Ikw一般為8000kJ/（kw2．汽輪機(jī)運(yùn)行的安全指標(biāo) （1）可用率。（2）等效可用率。（3）強(qiáng)迫停機(jī)率。（4）等效強(qiáng)迫停機(jī)率。目前，在電力系統(tǒng)中，幾乎所有的發(fā)電機(jī)：汽輪發(fā)電機(jī)、水輪發(fā)電機(jī)、核發(fā)電機(jī)、燃汽輪發(fā)電機(jī)及太陽能發(fā)電機(jī)等都屬同步發(fā)電機(jī)。 一、同步發(fā)電機(jī)的基本構(gòu)造和工作原理同步發(fā)電機(jī)是利用電磁感應(yīng)原理將機(jī)械能轉(zhuǎn)換成電能的設(shè)備，其工作原理如圖所示。當(dāng)轉(zhuǎn)子由原動(dòng)機(jī)（如汽輪機(jī)）帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)時(shí)，產(chǎn)生一旋轉(zhuǎn)磁場，定子繞組（導(dǎo)線）切割了轉(zhuǎn)子磁場的磁力線，就在定子繞組上感應(yīng)出電動(dòng)勢，當(dāng)定于繞組接通用電設(shè)備時(shí)，定于繞組中即產(chǎn)生三相電流，發(fā)出電能。 （1）按原動(dòng)機(jī)的類別不同，同步發(fā)電機(jī)可分為汽輪發(fā)電機(jī)、水輪發(fā)電機(jī)、燃汽輪發(fā)電機(jī)及柴油發(fā)電機(jī)等。 （3）按主軸安裝方式不同，可分為臥式安裝和立式安裝等。 同步發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)，主要是由原動(dòng)機(jī)的特性決定的。 三、同步發(fā)電機(jī)的主要技術(shù)數(shù)據(jù) 為使發(fā)電機(jī)按設(shè)計(jì)技術(shù)條件運(yùn)行，一般在發(fā)電機(jī)出廠時(shí)都在銘牌上標(biāo)注出額定參數(shù)，并在說明書中加以說明。額定容量是指發(fā)電機(jī)在設(shè)計(jì)技術(shù)條件下運(yùn)行輸出的視在功率，用kVA或MVA表示；額定功率是指發(fā)電機(jī)輸出的有功功率，用kw或MW表示。我國生產(chǎn)的300MW和600MW發(fā)電機(jī)組額定定子電壓均為20kV （3）額定定子電流 指發(fā)電機(jī)定子繞組出線的額定線電流，單位為A。 （5）額定轉(zhuǎn)速。我國生產(chǎn)的汽輪發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速均為3O00r／min。我國電網(wǎng)的額定頻率為50HZ（即每秒50周）。指發(fā)電機(jī)在額定出力時(shí)，轉(zhuǎn)子繞組通過的勵(lì)磁電流，用A或kA表示。指發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電流達(dá)到額定值時(shí)，額定出力運(yùn)行在穩(wěn)定溫度時(shí)的勵(lì)磁電壓。指發(fā)電機(jī)在額定功率運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的最高允許溫度（℃）。指發(fā)電機(jī)輸出與輸入能量之百分比，一般額定效率在93％～98％之間，300MW和600MW大型機(jī)組在98％以上。生產(chǎn)廠上海電機(jī)廠東方電機(jī)廠哈爾濱電機(jī)廠型號(hào)QFSN3002型QFSN30020型QFSN3002型額定功率（MW）300300300額定定子電壓（kV）202020額定定子電流（A）101901019010190額定功率因數(shù)額定轉(zhuǎn)速（r／min）300030003000額定氫壓（Mpa）額定勵(lì)磁電流/電壓（A/V）2510/3022203/4262642/365絕緣等級(jí)BF/BB（F）/B（F）勵(lì)磁系統(tǒng)三相同軸交流，靜止SCR三相同軸交流，靜止SCR三相同軸交流，靜止SCR冷卻方式水氫氫水氫氫水氫氫效率（％）≥短路比＞注：型號(hào)中Q汽輪機(jī)；F發(fā)電機(jī)；S定子為水內(nèi)冷；N轉(zhuǎn)子為氫內(nèi)冷；300 功率為300MW；22極；20額定電壓為20kV。四、汽輪發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁系統(tǒng) 發(fā)電機(jī)要發(fā)出電來，除了需要原動(dòng)機(jī)帶動(dòng)其旋轉(zhuǎn)外，還需給轉(zhuǎn)子繞組輸人直流電流（稱為勵(lì)磁電流），建立旋轉(zhuǎn)磁場。 勵(lì)磁系統(tǒng)由兩個(gè)基本部分組成，即勵(lì)磁功率單元和勵(lì)磁調(diào)節(jié)器。勵(lì)磁控制系統(tǒng)指勵(lì)磁系統(tǒng)及其控制對(duì)象——發(fā)電機(jī)共同組成的閉環(huán)反饋控制系統(tǒng)。交流勵(lì)磁電源勵(lì)磁調(diào)節(jié)器功率整流裝置發(fā)電機(jī)勵(lì)磁功率單元?jiǎng)?lì)磁調(diào)節(jié)器磁場繞組勵(lì)磁控制系統(tǒng)原理框圖（一）勵(lì)磁系統(tǒng)的主要功能 勵(lì)磁系統(tǒng)的作用不僅是在發(fā)電機(jī)中建立旋轉(zhuǎn)磁場，而且還對(duì)發(fā)電機(jī)及電網(wǎng)的安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行起著重要作用。 （2）當(dāng)發(fā)電機(jī)并列運(yùn)行時(shí)，使各發(fā)電機(jī)組所帶的無功功率穩(wěn)定并實(shí)現(xiàn)合理分配。 （4）當(dāng)發(fā)電機(jī)突然甩負(fù)荷時(shí)，能進(jìn)行強(qiáng)行減磁，將勵(lì)磁電流迅速降到安全數(shù)值，以防止發(fā)電機(jī)電壓過分升高。（二）發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)簡介 發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁方式主要有三種：①直流勵(lì)磁機(jī)勵(lì)磁方式；②交流勵(lì)磁機(jī)勵(lì)磁方式，又分為靜止整流器勵(lì)磁方式（稱有刷勵(lì)磁）和旋轉(zhuǎn)整流器勵(lì)磁方式（稱無刷勵(lì)磁）；③靜止勵(lì)磁方式（如自共勵(lì)勵(lì)磁方式）。目前100MW以下的汽輪發(fā)電機(jī)仍采用這種勵(lì)磁方式。 2．交流勵(lì)磁機(jī)靜止整流器勵(lì)磁系統(tǒng)調(diào)節(jié)電路發(fā)電機(jī)50Hz副勵(lì)磁機(jī)主勵(lì)磁機(jī)S500 Hz100 HzN交流勵(lì)磁機(jī)靜止整流器勵(lì)磁系統(tǒng)原理圖 交流勵(lì)磁機(jī)靜止整流器勵(lì)磁系統(tǒng)通常稱為三機(jī)勵(lì)磁方式。交流勵(lì)磁機(jī)靜止整流器勵(lì)磁系統(tǒng)原理圖如圖所示。隨著發(fā)電機(jī)運(yùn)行參數(shù)的變化，勵(lì)磁調(diào)節(jié)器AVR自動(dòng)地改變主勵(lì)磁機(jī)勵(lì)磁回路中可控整流裝置的控制角，以改變其勵(lì)磁電流，從而改變主勵(lì)磁機(jī)的輸出電壓，也就調(diào)節(jié)了發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁電流。這樣，即簡化了結(jié)構(gòu)，又提高了副勵(lì)磁機(jī)運(yùn)行的可靠性。 整流柜采用三相橋式硅二極管整流電路，通常由兩個(gè)或兩個(gè)以上整流柜并聯(lián)運(yùn)行，并留有備用，因此整流裝置運(yùn)行是可靠的。以大容量的靜止硅整流器代替轉(zhuǎn)動(dòng)的換向整流，就解決了整流子和碳刷的運(yùn)行維護(hù)問題。 運(yùn)行實(shí)踐表明，三機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)存在以下問題： (1)旋轉(zhuǎn)部件多，出故障的機(jī)率較高，而且修復(fù)時(shí)間較長，檢修維護(hù)工作量大。 3．交流勵(lì)磁機(jī)旋轉(zhuǎn)硅整流器勵(lì)磁系統(tǒng) 交流勵(lì)磁機(jī)旋轉(zhuǎn)硅整流器勵(lì)磁系統(tǒng)與靜止硅整流器勵(lì)磁系統(tǒng)的主要區(qū)別，是整流裝置是否與軸同轉(zhuǎn)。目前工程中采用的均是旋轉(zhuǎn)二極管形的，旋轉(zhuǎn)可控硅型尚處于試驗(yàn)階段。因省去了滑環(huán)和碳刷，使勵(lì)磁系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單、便于維護(hù)、可靠性高，這對(duì)大容量的汽輪發(fā)電機(jī)組是適用的，但同時(shí)也帶來兩個(gè)新問題：一是不能用常規(guī)方法直接測量轉(zhuǎn)子電流、溫度和對(duì)地絕緣，而必須采用其他方法；二是無法在發(fā)電機(jī)勵(lì)磁回路裝設(shè)滅磁開關(guān)，而只能裝于交流勵(lì)磁機(jī)勵(lì)磁回路，使滅磁時(shí)間延長（20s），好在這些問題已用其他方法得到解決。我國近年來引進(jìn)了西屋公司無刷勵(lì)磁技術(shù)，已在300MW及6OOMW大型汽輪發(fā)電機(jī)組上應(yīng)用。如圖所示為自并勵(lì)勵(lì)磁系統(tǒng)的原理圖。自并勵(lì)勵(lì)磁系統(tǒng)原理圖 自并勵(lì)勵(lì)磁系統(tǒng)具有下列優(yōu)點(diǎn)：（l）運(yùn)行可靠。據(jù)統(tǒng)計(jì)，自并勵(lì)勵(lì)磁系統(tǒng)的強(qiáng)迫停機(jī)率僅為交流勵(lì)磁機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)的1／3，平均修復(fù)時(shí)間僅為交流勵(lì)磁機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)的1／4。 （2）改善了發(fā)電機(jī)軸系的穩(wěn)定性。 （3）提高了電力系統(tǒng)的穩(wěn)定水平。由于配置了電力系統(tǒng)穩(wěn)定器（PSS），對(duì)小干擾的穩(wěn)定水平較交流勵(lì)磁機(jī)系統(tǒng)有明顯提高。由于該系統(tǒng)設(shè)備簡單，軸系長度又有縮短，降低了設(shè)備和廠房基礎(chǔ)投資；加之調(diào)整維護(hù)簡單，故障修復(fù)時(shí)間短，可提高發(fā)電的效益。 目前，在大型汽輪發(fā)電機(jī)上采用自并勵(lì)勵(lì)磁方式已成發(fā)展方向。待發(fā)電機(jī)逐漸升速至額定轉(zhuǎn)速3000r／min。多臺(tái)發(fā)電機(jī)并列運(yùn)行的大電網(wǎng)方式對(duì)提高電能的質(zhì)量、供電的可靠性、系統(tǒng)的穩(wěn)定性以及經(jīng)濟(jì)性等都有著重大意義。發(fā)電機(jī)的并列運(yùn)行，又稱為同步運(yùn)行，就是各發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子以相同的電角速度一齊旋轉(zhuǎn)，而電角度差不超過允許值的運(yùn)行狀態(tài)。 發(fā)電機(jī)常用的同步并列方法有兩種：準(zhǔn)同步并列法和自同步并列法。準(zhǔn)同步并列是指待并發(fā)電機(jī)與運(yùn)行系統(tǒng)間滿足同步條件時(shí)進(jìn)行并列操作，即當(dāng)發(fā)電機(jī)的頻率、電壓和相位角與系統(tǒng)的電壓、頻率和相位角均相同（或接近）時(shí)，將發(fā)電機(jī)的斷路器合閘，完成與系統(tǒng)的并列。 準(zhǔn)同步并列分為手動(dòng)準(zhǔn)同步并列和自動(dòng)準(zhǔn)同步并列兩種具體方法。 （1）頻率。 （2）電壓。 （3）相位角。并列成功后，無異常現(xiàn)象出現(xiàn)，即可使發(fā)電機(jī)帶上負(fù)荷，并退出同步儀表，并列操作完畢。手動(dòng)準(zhǔn)同步操作是否成功，與操作者的現(xiàn)場工作經(jīng)驗(yàn)有很大關(guān)系，如果掌握不好合閘時(shí)機(jī)，發(fā)生非同步并列事故，將會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)烈的沖擊電流和振蕩現(xiàn)象，會(huì)使發(fā)電機(jī)端部繞組和鐵芯遭到破壞。 2．自動(dòng)準(zhǔn)同步 自動(dòng)準(zhǔn)同步并列裝置是一種自動(dòng)控制裝置，它能根據(jù)系統(tǒng)的頻率，檢查待并發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速，并發(fā)出調(diào)節(jié)脈沖去調(diào)節(jié)待并發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速，使其略高出系統(tǒng)一預(yù)定數(shù)值。5V以內(nèi)時(shí)，就提前一個(gè)預(yù)定時(shí)間發(fā)出合閘脈沖，合上主斷路器，使發(fā)電機(jī)與系統(tǒng)并列。2％范圍之內(nèi)）時(shí)，在未加勵(lì)磁的情況下，先會(huì)上發(fā)電機(jī)的斷路器進(jìn)行并列，然后再合上勵(lì)磁開關(guān)，加入勵(lì)磁電流，利用發(fā)電機(jī)的‘自整步”作用，將發(fā)電機(jī)自動(dòng)拉入同步。缺點(diǎn)是：待并發(fā)電機(jī)會(huì)受到較大電流的沖擊（小于三相短路電流）。 2無功負(fù)荷的調(diào)整 發(fā)電機(jī)在運(yùn)行中對(duì)無功負(fù)荷的調(diào)整，是通過改變發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電流來實(shí)現(xiàn)的。 （1）自動(dòng)調(diào)節(jié)方式。 （2）手動(dòng)控制方式。一般自動(dòng)調(diào)節(jié)為主要方式，手動(dòng)調(diào)節(jié)為備用方式。當(dāng)有功負(fù)荷不變而調(diào)整無功負(fù)荷時(shí)，功率因數(shù)即改變，無功負(fù)荷減少時(shí)，功率因數(shù)增加；無功負(fù)荷增加時(shí)，功率因數(shù)下降。 四、同步發(fā)電機(jī)的調(diào)相運(yùn)行 同步發(fā)電機(jī)空載運(yùn)行時(shí)，從電網(wǎng)吸收有功功率（即發(fā)電機(jī)變?yōu)殡妱?dòng)機(jī)）以維持同步旋轉(zhuǎn)。 當(dāng)輸電線路很長時(shí)，線路本身具有電容，當(dāng)終端負(fù)荷變化時(shí)要維持端電壓不波動(dòng)是很困難的。