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1中国矿业大学徐海学院教师授课教案教学单元3教学目的及要求1.教学重点教学难点教学内容及学时分配第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（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。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★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，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。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？★★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。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。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。