单元机组及仿真系统认知

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1、单元机组及仿真系统认知l教学目标—、知识目标1.掌握单元机组的组成、特点。2.了解单元机组的类型及当前机组的发展趋势。3.掌握仿真机组技术特点及主要设备运行参数。二、能力目标(1)掌握仿真机组三大主机设备规范。(2)熟悉仿真机操作员站、就地站的操作界面。l任务描述随着国民经济的快速发展，电力需求随之增长，电力系统也在不断扩大，为获得较高的经济性及安全可靠性，采用单元机组集控运行技术的大容量、高参数、高自动化机组已成为电力发展的必然趋势。本节任务是加强学生对大型火电机组组成模式、机组类型的了解，并借助仿

2、真机熟悉锅炉、汽轮机、发电机设备的结构和性能参数，掌握操作仿真机各功能站的基本技能，为开展单元机组集控运行工作打好基础。l任务准备(1)什么是单元机组？单元机组有什么特点?(2)仿真机组三大主机的技术特点和设备规范是什么?l相关知识一、单元机组的组成火力发电厂中，锅炉与汽轮发电机之间的联系存在着两种模式：母管制和单元制。在母管制系统中，将所有锅炉产生的蒸汽集中到蒸汽母管，再将蒸汽由蒸汽母管分配到各汽轮机和其他用汽处。母管制系统中锅炉和汽轮机之间没有直接的一一对应关系，每台汽轮机所需要的蒸汽来自一组锅炉

3、，每台锅炉只承担一台汽轮机所需蒸汽的一部分，负荷变化对每台锅炉的影响较小。因此，在母管制系统中，锅炉和汽轮机的控制系统是相互独立的。为了方便控制，电厂会将一定数量的锅炉设为定负荷运行锅炉，将剩余的设定为调压运行锅炉。当发电量或用汽量发生变化时，首先通过改变汽轮机的调节汽门开度满足负荷要求，然后通过改变调压锅炉的燃烧率来保持主蒸汽母管压力的稳定。母管制系统结构复杂，主蒸汽9管道较长、阀门多、投资费用比较大，适合参数不太高，汽轮机、锅炉容量不完全配套的供热机组，以及大型企业自备电厂。随着经济的快速发展，电

4、能需求不断增长，高效、低污染的大容量火电机组已成为发电的主力机组。随着机组容量的增加，母管制系统存在的问题越来越突出。同时，对机组的可靠性提出了更高的要求，于是出现了单元制机组。单元制机组中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，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，组成了锅炉一汽轮机一电气纵向联系的独立单元。除机组启停过程中公用蒸汽系统互为备用外，各独立单元之间没有大的横向联系。各单元自身的辅助设备所需蒸汽均用支管与各单元的蒸汽总管相连，各单元自身所需的厂用电取自本发

5、电机电压母线。锅炉、汽轮机、发电机与变压器直接联系的系统所组成的机组称为单元机组。典型的单元机组系统如图1-1所示。大型火电机组通常采用单元制运行方式。在单元制运行方式中，锅炉和汽轮发电机组成一个整体，共同满足外部负荷需求，也共同维持内部参数的稳定。9二、单元机组的特点与母管制系统相比，单元机组系统蒸汽管道短，管道附件少，发电机电压母线短，系统简单，投资少，系统本身的事故可能性少，操作方便，且便于滑参数启停，适合集中控制。单元制系统也存在不足之处。一方面，单元制系统中任一主要设备发生故障时，整个单元

6、机组都要被迫停运，而相邻单元之间不能互相支援；另一方面，不同单元的锅炉、汽轮机、发电机之间不能切换运行，运行的灵活性较差。当外界负荷发生变化时，汽轮机改变调节汽门开度适应负荷要求，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，汽轮机、锅炉之间的特性差异易引起汽轮机入口主蒸汽压力的波动，使得单元机组的负荷适应性较差。为适应高效益、低排放和资源节约型、环境友好型发展的需要，我国目前将优先发展单机容量在600MW以上的超临界及超超临界压力机组，限制发展单机容量300MW以下的纯凝汽机组。新建

7、发电厂安装容量为200MW以上机组时，一般采用单元制系统。对于采用再热式机组的发电厂，主蒸汽管道和再热蒸汽管道往返于锅炉和汽轮机之间，各机组的再热蒸汽压力随机组负荷而变化，不可能保持一致，无法并列运行。因此，对于再热式机组，也必须采用单元制。三、单元机组的类型1.按压力等级分类为了更好地节约能源、保护环境，电力企业一直致力于降低供电煤耗率和减少污染物排放，不断推广和发展高参数、大容量火电机组。我国火电机组从中低压机组、高压机组发展到超高压、亚临界、超临界、超超临界压力机组。单元机组依照工质压力等级分类

8、见表1_1。提高发电机组的容量和参数已成为我国电力工业发展的重要方向。在我国，中压以下的火电机组已基本不存在。高压机组主要有50MW级和100MW级两种，其主蒸汽压力为lOMPa，锅炉容量分别为220t/h和410t/h，目前该类机组也已很少，处在关停状态。9项目1火电机组集控运行基础知识9与超高压机组配套的锅炉容量为420t/h和670t/h，对应的机组容量分别为125MW和200MW。该等级的机组主要是20世纪90年代前后的过渡机型，总量较少，多采用