电气设备与运行

br />     能源是人类经济发展、生活水平提高、文明进步的基础。人类通过对能源的大规模
的利用，满足了社会不断发展和生活水平不断提高的需要。但能源利用过程中排放的污
染物(粉尘、二氧化硫、氧化氮，碳氢化合物、微颗粒、温室气体等)也正在急剧破坏
着地球的生态平衡和人类自身的生存环境。
    目前，我国电力工业正向建设高效、节能、环保的能源洁净利用方式飞速发展，对
煤炭的高效清洁利用的需求尤为突出，超超临界机组是实现高效大规模清洁利用煤炭的
*重要手段之一。
    目前，我国已有数台1000MW级超超临界机组正式投产，全国还有大量的1000MW级超
超临界锅炉正在建设和筹建中。与成熟的亚临界电站锅炉相比，1000MW级超超临界锅炉的
初步运行已经出现了一些新现象和新问题，对机组的设计、运行优化、控制监测及污染物防
治都提出了新的更高的要求。因此，迫切需要与现场经验紧密结合，进行相关的研究归纳，
为1000MW级超超临界锅炉的设计和运行优化提供理论和技术支持。
    为帮助火电技术人员尽快掌握世界一流的超超临界发电技术，实现超超临界发电机
组设计和制造国产化，提高火电制造业的国际竞争力，保证电力工业节能降耗和清洁生
产，山东省电力学校与华电国际邹县发电厂合作，组织编写了《超超临界火电机组丛
书》，为1000MW级超超临界火电机组的设计、制造、运行提供了有益的参考，对我国
电力工业的可持续发展作出了重要贡献。
    丛书紧密结合现场实际，内容翔实、数据充分，既可供高校师生和工程技术人员参
考，也可为发电企业机组运行水平的提高提供有益帮助。因此，本丛书的出版发行，将
为我国电力工业向超超临界大容量、高参数、高效节能、环境友好的新一代发电方式的
前进发挥有益的推进作用。
  于浙大求是园
2007年4月20日
 前言
    目前，火电机组已向大容量、高参数、高效率的超超临界机组发展。超超临界发电技术
是在超临界发电技术基础上发展起来的一种成熟、先进、高效的发电技术，可以大幅度提高
机组的热效率，在国际上已经是商业化的成熟发电技术，在可用率、可靠性、运行灵活性和
机组寿命等方面可以和亚临界机组相媲美。近十几年来，世界上许多发达国家都在积极开发
和应用超超I临界参数发电机组。随着超超临界火电机组的国产化，我国在今后新增的火电装
机结构中必将大力发展超超临界火电机组。超超l临界发电技术是我国电力工业升级换代，缩
小与发达国家技术与装备差距的新一代技术。超超临界发电技术的发展，还将带动制造工
业、材料工业、环保工业和其他相关产业的发展，创造新的经济增长点，是电力工业可持续
发展的战略选择。表0—1列出了超超临界发电机组和常规发电机组在热效率提高的幅度、燃
料节约量、温室气体排放量减少方面的数据对比。从表0—1可知，超超临界发电机组具有无
可比拟的优越性。
                   
    发展超超临界机组，设计和制造还有许多关键技术问题有待解决，其中，开发热强度
高、抗高温烟气氧化腐蚀和高温汽水介质腐蚀、可焊性和工艺性良好、价格低廉的材料是*
关键的问题。在所选蒸汽参数下，应分析锅炉、汽轮机各部件所选用的材料、壁厚、用材
量、造价、运行性能和技术经济；还应验证新材料的持久强度、蠕变强度、断裂韧性、低周
疲劳特性、设计应用安全系数，热应力寿命损耗特性、工艺性等。
    国内首批1000MW级超超l临界火电机组引进技术国产化依托工程——华电国际邹县发
电厂四期工程2×1000MW工程项目加快了1000MW级超超临界火电机组的国产化进程，
全面提高了大型火电机组的设计、制造、运营水平。邹县发电厂的两台1000MW级超超I临
界燃煤凝汽式汽轮发电机组，是国内单机容量*大、运行参数*高的燃煤发电机组，被列为
国家重点建设工程，其中7号机组从2005年1月15日开工建设至2006年12月4日投产发
电仅用了22个月零19天。满负荷试运期间，7号机组各项性能指标均达到优良标准，机组
运行平稳，自动、保护、仪表投入率100％，平均负荷率100％。该机组的顺利投产，实现
了“安全*好、质量*优、工期*短、造价*低”的工程建设目标。8号机组将于2007年7
 月投产发电，届时邹县发电厂装机总容量将达到4540MW，成为我国改革开放以来电力工
业发展的窗口企业。
    《超超临界火电机组丛书二》的编写主要以华电国际邹县发电厂1000MW级超超临界机组
的发电技术为主要内容，由山东省电力学校和华电国际邹县发电厂合作完成。《超超临界火
电机组丛书》共分《锅炉设备与运行》《汽轮机设备与运行》《电气设备与运行》《热工自动
化》四分册。《锅炉设备与运行》涵盖了i000MW级超超临界锅炉整体设计、燃烧系统、制
粉系统、汽水系统、承压部件材料、焊接技术、除尘除灰设备、风烟系统、锅炉运行等内
容；《汽轮机设备与运行二》包括汽轮机本体、金属材料、热力系统及设备、凝汽设备及系统、
主要水泵、汽轮机调节、保护及供油系统、辅助系统和汽轮机运行等内容；《电气设备与运
行》主要包括同步发电机及其辅助系统、励磁系统、同步发电机的正常运行与维护、同步发
电机的非正常运行与事故处理、电力变压器及运行、电气设备及系统、继电保护及运行、自
动装置及运行等内容；《热工自动化》包括1000MW级超超临界机组控制系统硬件组成、
1000MW级超超ll缶界机组控制与保护、现场总线技术在火电厂中的应用、1000MW级超超
临界机组仪表及执行机构、1000MW级超超临界机组外围辅助车间控制等内容。
    中国工程院院士岑可法教授高度关注《超超临界火电机组丛书》的出版发行，并欣然为
之作序。
    《超超临界火电机组丛书》由山东省电力学校校长张效胜、华电国际副总经理白桦(原
邹县发电厂厂长)、邹县发电厂厂长李怀新出任编委会主任，由山东省电力学校副校长张伟
和邹县发电厂副厂长李延群担任主编，其中《锅炉设备与运行》由山东省电力学校张磊、李
广华主编，《汽轮机设备与运行》由山东省电力学校张磊、马明礼主编，《电气设备与运行》
由山东省电力学校宋志明、李洪战主编，《热工自动化》由邹县发电厂张华、山东省电力学
校孙奎明主编。全套丛书由山东省电力学校张磊统稿。
    本丛书在编写过程中，中国东方电气集团公司、西北电力设计院、山东省电建一公司、
山东省电建三公司、山东省电力研究院、山东省电力咨询院、中国电力科技网提供了大量的
技术资料，给予了大力支持和热情帮助，在此表示诚挚的谢意。
    由于水平所限，加之时间仓促，疏漏之处在所难免，恳请广大读者批评指正。
    编者
    2007年6月
 本书前言
    随着发电机组向大容量、高参数、高效率、低污染的超超临界机组的发展，中国电力工
业也进入了大机组、大电厂、大电网、超高压、自动化和信息化的新时期。尽快掌握世界先
进的超超临界发电技术，提高百万千瓦级超超临界发电机组的设计、制造、运行、维护及管
理水平，成为电力工业相关生产人员、科研人员、管理人员及其他相关专业技术人员的迫切
要求。在此背景下，我们以华电山东邹县发电厂2×i000MW发电机组相关技术资料以及机
组安装、调试、运行、维护等过程的相关经验，编写了这本《超超l临界火电机组丛书电气
设备与运行》。
    本书以大量详实的技术资料为基础，紧密结合现场实际，经过精心归纳、整理和总结，
全面介绍了i000MW火力发电机组的发电机、变压器、继电保护与自动装置以及其他电气
设备和系统的性能、特点及运行维护知识，突出所涉内容的实效性、实用性，着重介绍了与
该1000MW机组配套的新设备、新技术。全书逻辑性强，易于学习和掌握，是一本适合生
产、科研、管理及其他工程技术人员使用的参考书。
    本书由山东省电力学校高级讲师宋志明、李洪战主编，霍永红、方红担任副主编，山东
源能热电公司马永参与编写。全书共分十一章，其中**、六、七章由霍永红编写，第二、
三、四章由李洪战编写，第五章由马永编写，第八、十一章由方红编写，第九、十章由宋志
明编写。全书由李洪战统稿，由宋志明总统稿，霍永红、方红参与统稿，由华电邹县发电厂
孟强担任主审。
    本书编写过程中，得到了邹县发电厂李延群副厂长、孟强主任以及电气运行部方高原、
翟保宏、刘国新、林西国等工程师的大力协助，并参阅了大量正式出版文献以及邹县发电
厂、设备制造厂、西北电力设计院及电厂安装单位的大量技术资料，在此一并表示感谢。
    由于编者水平所限，且因时间紧迫，疏漏及错误之处在所难免，敬请读者批评指正。
    编者
    2007年6月