大型火电机组热工控制技术与实例

大型火电机组热工控制技术与实例 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

王永征 著
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  • 大型火电机组
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店铺: 科技书店图书专营店
出版社: 中国电力
ISBN:9787508382647
版次:1
商品编码:11025766213
包装:平装
开本:16
出版时间:2009-06-01

具体描述


内容简介
本书主要讲述了单元火电机组配置的计算机分散控制系统、机组协调 控制系统、锅炉及汽轮机自动控制系统、辅机顺序控制系统及锅炉安全监 控系统的基本概念、基本原理、基本结构、基本功能等内容。并在此基础 上,以某600MW级火电机组热工控制系统为例,对实用热工控制技术及系统 进行了具体分析,有益于读者全面理解和掌握大型火电机组的热工控制技 术。
本书叙述理论联系实际,内容通俗易懂、循序渐进,可供从事大型火 力发电机组调试、运行的工程技术人员阅读参考,也可作为高等院校热能 动力工程、电力工程等相关专业的培训教材或参考书。


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本书共分8个章节,主要对单元火电机组配置的计算机分散控制系统、机组协调控制系统、锅炉及汽轮机自动控制系统等内容作了介绍,具体内容包括分散控制系统及实例分析、大型火电机组计算机数据采集系统、锅炉子控制系统、汽轮机自动控制系统等。该书可供各大专院校作为教材使用,也可供从事相关工作的人员作为参考用书使用。
目  录
前言 第一章  概述   第一节  大型火电机组热工自动化的内容   第二节  大型火电机组热工自动化的发展概况   第三节  大型火电机组热工自动化的功能要求 第二章  分散控制系统及实例分析   第一节  分散控制系统概况   第二节  分散控制系统的结构与组成   第三节  分散控制系统的特点   第四节  TELEPERM XP系统概述   第五节  AS620自动化系统   第六节  OM650过程控制及管理系统   第七节  SINEC总线系统   第八节  ES680工程设计及调试系统   第九节  DS670诊断系统 第三章  大型火电机组计算机数据采集系统   第一节  数据采集系统概述   第二节  数据采集系统的基本工作原理   第三节  数据采集系统的主要功能 第四章  大型火电机组协调控制系统   第一节  协调控制系统的基本组成与功能   第二节  单元机组协调控制系统实例分析 第五章  锅炉子控制系统   第一节  锅炉给水控制系统   第二节  锅炉汽温自动控制系统   第三节  燃烧过程自动控制系统 第六章  汽轮机自动控制系统   第一节  数字式电液控制系统的组成   第二节  数字式电液调节系统的功能   第三节  给水泵汽轮机控制系统   第四节  大型汽轮机旁路控制系统 第七章  热工保护与顺序控制   第一节  热工保护与顺序控制基础   第二节  锅炉机组热工保护   第三节  汽轮机组热工保护   第四节  单元机组热工保护   第五节  顺序控制系统 第八章  炉膛安全监控系统   第一节  FSSS主要功能及组成   第二节  燃烧器控制系统分类   第三节  炉膛爆燃及防止   第四节  FSSS相关设备   第五节  FSSS逻辑控制 参考文献


《现代电力系统运行分析与优化》 内容简介: 本书深入探讨了现代电力系统运行中至关重要的能量管理、负荷预测、发电厂调度、电网稳定控制以及电力市场机制等核心问题。内容涵盖了从宏观的系统规划到微观的设备控制,力求为读者构建一个全面、系统的电力系统运行理论框架,并结合丰富的工程实例,展现先进的分析方法与优化策略在实际应用中的强大效能。 第一章:电力系统运行基础理论 本章系统梳理了电力系统运行所依赖的基石理论。首先,从能量守恒定律出发,阐述了电力系统中能量的产生、输送、分配与消耗的全过程。深入分析了功率在系统中的概念,包括有功功率与无功功率的特性及其相互关系,以及它们对系统电压和稳定性的影响。其次,详细介绍了电力系统的基本组成单元,如发电机、输电线路、变压器、负荷等,并分析了它们在系统运行中的作用和电气特性。重点讲解了功率平衡原理,即在任何时刻,电力系统的总发电功率必须等于总负荷功率加上系统损耗,这是维持系统稳定运行的首要条件。接着,对电力系统运行中的常用参数和指标进行了定义与阐述,如频率、电压、功率因数、负荷率、设备利用率等,并分析了这些指标的意义及其对系统整体性能的影响。最后,引入了电力系统运行的安全性与经济性原则,指出在满足安全稳定运行的前提下,如何实现发电成本的最小化和资源的优化配置,为后续章节的深入探讨奠定理论基础。 第二章:负荷预测技术与应用 精准的负荷预测是电力系统运行调度与规划的基础。本章将从理论到实践,全面介绍负荷预测的关键技术。首先,阐述了负荷预测的意义与重要性,解释了为何负荷的不可预测性是电力系统运行的核心挑战之一,以及准确预测如何帮助提高发电效率、降低运行成本、减少备用容量、避免频率和电压偏差。接着,详细介绍了不同时间尺度的负荷预测方法。短期负荷预测(小时级、日级)是实时调度的关键,我们将重点介绍基于时间序列分析的方法,如ARIMA模型、指数平滑法,并分析它们在处理周期性、趋势性负荷变化时的优劣。同时,还将介绍基于机器学习的方法,如支持向量机(SVM)、人工神经网络(ANN),以及近年来兴起的深度学习模型(如LSTM),分析它们在捕捉复杂非线性负荷模式方面的优势。中期负荷预测(周、月)主要用于燃料采购和机组检修计划的制定,本章会介绍统计模型结合气象、经济等外部因素的方法。长期负荷预测(年、季节)则对电力系统容量规划、电源项目投资具有指导意义,会分析宏观经济指标、人口增长、技术进步等对负荷增长的影响。此外,本章还将深入探讨影响负荷变化的各类因素,包括气象条件(温度、湿度、风速)、社会经济活动(工作日、节假日、经济发展水平)、特殊事件(体育赛事、重大庆典)等,并讲解如何将这些因素量化并纳入预测模型。最后,通过多个实际案例,展示负荷预测技术在发电计划制定、机组启停决策、无功功率补偿优化等方面的具体应用,以及如何评估预测模型的准确性并进行迭代优化。 第三章:发电调度与优化 发电调度是电力系统运行的核心环节,旨在以经济、安全、可靠的方式满足负荷需求。本章将聚焦发电调度的理论与实践。首先,详细阐述了发电调度的基本原则,包括负荷优先原则、经济性原则、机组出力约束(爬坡率、启停时间、最小出力)、安全约束(输电线路过载、电压越限)等。接着,深入介绍了几种经典的发电调度模型。以经济调度模型为例,我们将讲解如何利用拉格朗日乘子法或二次规划等优化方法,求解出使总发电成本最小化的各机组出力分配方案,并分析其在考虑燃料成本、机组效率等方面的应用。同时,还将介绍考虑机组启停成本的动态调度问题,以及如何利用动态规划或启发式算法进行求解。针对实时调度,将重点讲解如何根据负荷预测结果和系统实时运行状态,快速调整机组出力,维持系统频率和电压的稳定。此外,本章还将探讨不同类型电源的调度特性,如火电、水电、风电、光伏等,分析它们的灵活性、可控性差异,以及如何在混合能源系统中进行协同优化调度。特别地,会介绍容量市场和电力现货市场等市场机制如何影响发电调度决策,以及如何通过竞价策略实现最优的调度结果。案例分析将涵盖日调度计划的编制、实时负荷的响应、紧急情况下的调度策略等,帮助读者理解调度员在实际工作中如何运用这些理论知识。 第四章:电网稳定控制技术 电网稳定是电力系统安全运行的生命线,本章将深入探讨电网稳定控制的关键技术。首先,对电力系统的稳定性进行分类与定义,包括稳态稳定性(静态稳定、暂态稳定)、动态稳定以及频率稳定和电压稳定。详细分析了导致系统不稳定的主要因素,如负荷扰动、机组故障、线路开关等,以及这些扰动如何影响系统的功率平衡和能量状态。接着,重点介绍稳定控制器件及其原理。同步发电机励磁系统是电压稳定的关键,本章将深入分析不同类型的励磁系统(如AVR、PSS)的工作原理,以及它们如何通过调节发电机出口电压和无功功率来抑制电压振荡。对于频率稳定,将阐述调频调压系统(Governor)的作用,以及如何通过调整水轮机或汽轮机的进汽量来维持系统频率的稳定。此外,还将介绍电力系统静态和动态安全域的概念,以及如何通过电压稳定裕度、功角裕度等指标来评估系统的稳定性水平。针对大规模交直流混联电网,本章还将探讨电力电子设备(如FACTS、HVDC)在增强系统稳定性和输电能力方面的作用,以及其控制策略。最后,通过模拟算例和历史事故分析,展示稳定控制器在应对各种扰动时的作用,并讲解如何利用仿真工具进行稳定性评估和控制器参数整定。 第五章:电力市场运行与交易 随着电力体制改革的深入,电力市场已成为电力系统运行不可或缺的一部分。本章将全面解读电力市场的运行机制与交易策略。首先,概述了电力市场的发展历程与基本类型,包括竞争性市场、受管制的公用事业模式等,并重点介绍当前主流的电力市场模式,如区域性电力市场、全国性电力市场。详细阐述了不同市场主体(发电企业、电网运营商、用户)在市场中的角色与职责。接着,深入分析了电力市场的核心交易机制,包括现货市场(日内交易、实时交易)和远期市场(月度、年度合约交易)。重点讲解了价格形成机制,如边际成本定价、竞争性出价等,以及如何通过市场出清来确定发电和用电的价格。此外,本章还将探讨辅助服务市场,包括旋转备用、非旋转备用、调频、调压等服务如何被定价和购买,以及它们对系统安全运行的重要性。针对发电企业,将介绍市场竞价策略,如何根据自身成本、预测负荷和市场价格来制定最优的发电计划,以实现利润最大化。对于大型用户,将分析其参与市场的优势,如通过套期保值规避价格风险,或通过需求侧响应降低用电成本。最后,通过对典型电力市场案例的分析,如欧洲、美国、中国等地的电力市场改革与运行实践,展现电力市场在促进资源优化配置、提高系统效率、保障供应可靠性方面的作用与挑战。 第六章:电力系统运行的智能化与自动化 本章展望了电力系统运行的未来发展趋势,重点聚焦智能化与自动化技术的应用。首先,阐述了智能电网的核心理念,即利用先进的信息通信技术、传感技术、控制技术等,实现对电力系统的实时监控、智能诊断、自主决策和协同控制。详细介绍智能电网的关键技术,包括:先进量测体系(AMI)在实现高精度实时数据采集方面的作用;广域测量系统(WAMS)如何提供全景式的系统状态信息;状态估计在处理大量冗余数据、识别不良数据、提供准确系统状态方面的原理与应用;以及分布式能源(DER)接入对传统电网运行模式带来的挑战与机遇,和如何通过虚拟电厂(VPP)等技术实现对海量分布式能源的有效聚合与调度。接着,深入探讨了人工智能(AI)与大数据在电力系统运行中的应用。例如,利用机器学习和深度学习技术,可以大幅提升负荷预测、设备故障诊断、电网潮流预测的准确性。基于AI的运行优化,可以实现更精细化的机组调度、无功补偿优化和故障隔离决策。此外,还将介绍自动化技术在电力系统运行中的重要性,如自动频率控制(AFC)、自动电压控制(AVC)、继电保护自动化以及故障自愈系统等,它们如何实现系统故障的快速定位、隔离和恢复,最大限度地减少停电范围和时间。最后,本章将探讨未来智能电网可能面临的挑战,如网络安全、数据隐私、标准化问题等,并展望智能化与自动化技术如何推动电力系统向更高效、更可靠、更绿色的方向发展。 本书结构清晰,逻辑严谨,理论讲解深入浅出,辅以丰富的实例和图表,旨在为电力工程技术人员、科研人员、高校师生以及对电力系统运行感兴趣的读者提供一份系统、实用的参考资料。

用户评价

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我对于能源的获取方式一直充满着探究的欲望,火电作为目前我国的主力能源之一,自然是我的关注重点。我以为这本书会从一个较为宽泛的角度,介绍火电机组的基本原理,以及它们在发电过程中扮演的角色,或许还会涉及到一些关于能源政策和环境影响的讨论。 结果,这本书的内容却让我觉得,自己像是进入了一个“技术深海”。它几乎将所有篇幅都放在了“热工控制”这个细分领域,例如“主蒸汽温度控制”、“汽轮机转速控制”、“发电机励磁控制”等等。书中关于“电除尘器的工作原理与控制”的部分,详细介绍了静电吸附、放电等过程,以及如何通过调整电压、电流等参数来提高除尘效率。我原以为能看到一些关于“能源的未来”的宏大叙事,但这本书更像是一本“操作手册”,教你如何将火电机组的性能发挥到极致。

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我的初衷是想了解一下,如今我们国家使用的火电机组,在发电效率和环保方面,相比过去有了哪些突破性的进展。我以为这本书会从一个比较通俗易懂的角度,介绍火电技术的最新发展,比如如何更有效地燃烧煤炭,如何减少污染物排放,或者新型的火电机组有哪些优势。 但是,这本书的内容让我觉得,我的理解还是过于表面化了。它里面充斥着关于“汽水循环”的“传热”、“压降”、“汽化”等专业术语,还有各种复杂的“热力循环图”。比如,它在讲解“给水系统”的时候,详细介绍了“给水泵的选型”、“给水温度的控制”、“给水压力平衡”等等,每一个细节都进行了严谨的论述。我原以为会看到一些关于“发电有多神奇”的故事,但这本书更像是在揭示“发电有多么复杂和精密”,每一个环节都需要精确的计算和控制。

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我一直认为,了解一个领域的知识,首先应该从宏观的背景和历史入手。所以,当我看到“大型火电机组热工控制技术与实例”这个书名时,我期待的是能有一个关于火电技术发展历程的概述,比如蒸汽机的发明如何开启了工业革命,然后引申到现代火电机组的演进,以及它们在现代能源体系中的重要性。 然而,这本书的开篇就直接切入了“机组负荷特性分析”和“调温调压控制系统设计”等内容,这让我感觉像是直接跳到了一个非常深入的环节。书中对于“汽轮机进汽参数控制”的讲解,详细阐述了温度、压力、流量等参数的相互影响,以及如何通过复杂的控制回路来维持机组运行的稳定和高效。我本来以为会看到一些关于如何“驾驭”火电机组的生动描述,但这本书更像是在教导如何“精细雕琢”机组的每一个运行细节,每一个微小的参数波动都牵动着整个系统的运行。

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我对那些庞大的工业机械总有一种莫名的敬畏,火电厂无疑是其中的代表。我以为这本书会像一本“解剖图鉴”,带领我一层层地揭开火电机组的神秘面纱,了解它的每一个组成部分,以及它们是如何协同工作的。 然而,这本书的内容,让我觉得像是直接进入了一个“控制室”。它没有过多描述锅炉、汽轮机、发电机的外观和结构,而是将重点放在了“热工控制”的各个方面。例如,关于“汽轮机胀差监测与控制”,书中详细阐述了汽轮机在不同工况下的热胀冷缩现象,以及如何通过在线监测胀差来防止汽轮机与静止部件发生碰撞。我原以为会看到一些关于“机器的内部世界”的介绍,但这本书更像是在教授“如何让机器运转得更聪明、更安全”。

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拿到这本书的时候,我脑袋里闪过的是一些关于火电厂的壮观景象,想象着自己能理解那些巨大烟囱背后运转的复杂机械。我以为这本书会像一本图文并茂的科普读物,讲述火电技术是如何一步步发展起来的,介绍一些历史上重要的火电机组,或者分享一些发电厂建设背后的故事。 结果,这本书让我意识到,我对于“技术”的理解太过肤浅了。它完全聚焦于“热工控制”这一专业领域,深入探讨了从汽水系统、燃烧系统到尾部烟气处理等各个环节的控制原理和技术应用。书中关于“凝汽器真空度控制”的章节,详细分析了影响真空度的各种因素,并介绍了多种控制方法,例如冷却水流量的调节、排汽量的控制等,还提供了实际运行中的案例分析。这让我感觉,这本书更适合那些需要深入研究火电机组运行机理的专业人士,而不是像我这样的普通读者。

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我一直对我们国家的基础设施建设充满自豪,火电厂作为能源供应的基石,自然是我关注的焦点。我以为这本书会从一个较为宏观的角度,介绍大型火电机组在我国经济发展中的地位,它们是如何支撑起国民经济的运转,以及在未来的能源转型中,火电将扮演怎样的角色。 但这本书的内容,让我感觉自己像是误入了一个“工程技术研讨会”。它几乎将所有篇幅都集中在了“热工控制”的技术细节上,比如“锅炉吹灰优化控制”、“过热器蒸汽温度控制”、“汽轮机末级叶片温度监测”等等。书中关于“机组启停过程控制”的部分,详细阐述了从锅炉点火到机组并网发电的每一个关键步骤,以及如何通过精确的参数调节来确保过程的安全稳定。我本来期待看到的是“宏大的国家建设图景”,但这本书却像是在讲述“如何在细微之处做到极致”。

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这本书实在是太厚重了,拿到手里沉甸甸的,封面设计简洁大气,但初略翻阅一下,内容就让我有点望而却步。感觉这不仅仅是一本书,更像是一本百科全书,里面充斥着各种我之前从未接触过的专业术语和复杂的图表。我原本以为会看到一些关于电力系统普及性的介绍,或者是一些趣味性的火电发展史,结果发现这本书的主体内容完全是围绕着“大型火电机组的热工控制技术”展开的,这让我有些措手不及。 比如,我试着看了其中一个章节,讲的是“汽轮机调速系统的数字控制算法”。里面的数学公式复杂得像天书,什么PID控制、模糊控制、自适应控制,看得我头晕眼花。还配有大量的流程图和波形图,细致入微地展示了控制过程中的各个环节和参数变化。我本来想了解一下,是不是可以通过一些简单的原理来理解汽轮机如何稳定运行,但这本书显然不是走这个路线的。它要求读者具备扎实的自动控制理论基础,以及对火电机组内部结构有深入的认识。我甚至怀疑,如果不是在这个领域工作多年的工程师,可能连翻阅起来都会感到吃力。

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我一直对那些庞大的工业设施充满了好奇,火电厂自然也不例外。我以为这本书会带领我走进这些宏伟的发电厂,了解它们是如何工作的,那些巨大的涡轮机和锅炉背后有什么样的技术支撑,以及它们对我们的生活有什么样的意义。 然而,这本书的内容和我最初的想象完全不一样。它并没有描述发电厂的宏伟景象,也没有讲述建造这些发电厂的艰辛历程,而是将视角聚焦在了“热工控制”这个非常具体的领域。比如,它在讲解“锅炉炉膛火焰监测与控制”时,详细介绍了火焰的形状、颜色、稳定性的判断依据,以及如何通过调整燃料和空气的供给来优化燃烧过程。我本来希望看到的是一些关于“大工业”的震撼,但这本书给我的感觉更像是在学习一门极其精密的“工程艺术”,每一个操作都需要极其精准的判断和精妙的调控。

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我一直认为,了解一项技术,首先要明白它为什么存在,以及它在整个体系中扮演着什么样的角色。所以,当我看到“大型火电机组热工控制技术与实例”时,我期待的是能有一个关于火电机组在整个能源系统中的定位,它们是如何被调度,以及它们是如何满足社会对电力的需求。 但这本书的内容,让我觉得像是直接被“拉”进了火电机组的“心脏”地带。它没有交代“为什么需要火电”,也没有描述“火电有多重要”,而是直接开始讲解“热工控制”的细节。比如,“锅炉水质监测与控制”这一章节,详细分析了水中溶解氧、pH值、导电率等参数对锅炉金属的腐蚀影响,并介绍了多种在线监测设备和控制方法。我本来希望了解的是“火电的宏观图景”,但这本书却像是在教导“火电的微观奥秘”,每一个细节都蕴含着深厚的专业知识。

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我一直对我们国家的电力发展颇感兴趣,特别是那些庞大的火力发电厂是如何运转的。这本书的名字听起来就非常符合我的预期,我以为会读到一些关于火电机组的宏观介绍,比如不同型号机组的性能对比,它们在我国能源结构中的地位,以及未来发展的趋势等等。然而,当我打开它,却发现里面的内容完全是另一种画风。 书中详细阐述了锅炉、汽轮机、发电机等关键设备的热工参数监测、控制策略和系统集成。其中关于“锅炉燃烧优化控制”的部分,让我大开眼舌。它不仅仅是简单地讲如何烧煤,而是深入到燃料的成分分析、空气动力学模型、燃烧产物成分的实时检测,以及基于这些数据的反馈控制,以达到最高的热效率和最低的污染物排放。我本来设想的是能看到一些关于“煤炭如何变成电”的科普故事,但这本书给我的感觉更像是一本高精尖的工业制造指南,里面充满了各种专业名词和工程图纸。

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