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關鍵詞:鍋爐結焦;原因;措施
中圖分類號TM6 文獻標識碼A 文章編號 1674-6708(2011)51-0023-01
1 鍋爐結焦的原因
鍋爐結焦是一個十分復雜的過程,煤灰是產生結焦的根源,爐墻的溫度是使得結渣的外部因素,爐內的空氣動力場組織對于結渣有著極其重要的作用。
1.1煤質因素
燃用的煤的煤質對于電廠鍋爐結焦有著很大的影響,結焦的內因受到灰質的成分和熔化溫度的影響。一般來說,煤灰對受熱面的沾污結焦的傾向,可以用灰熔點溫度及其灰的主要成分來判斷煤灰的結渣程度。但是僅僅用熔點來判斷煤灰的結渣是很不準確的,可能會有不同程度的偏差,因此,也應該選用其他的指標來進行評價。依據灰的結焦指標可以得到所用煤灰使用的哪種類型,并且是通過煤灰組成計算公式來計算,依據煤灰常規結渣判別準則,可以基本上知道燃煤的結渣性能。
1.2灰熔點因素影響
灰熔點是結焦的關鍵,煤在進行燃燒時,加入燃煤中含有的氧化鈉、氧化亞鐵、氧化鉀較多時,灰熔點就會很低,從而容易結焦;加入燃煤中的氧化硅、氧化鋁含量較大時,就不容易結焦。灰熔點與煙氣中灰的化學成分、灰的濃度和爐內的環境有很大的關系:燃煤中含灰量不相同,那么灰熔點也會隨之發生變化,因為灰中各種成分在加熱的過程中,相互之間接觸的比較多,產生分解、化合的機會也比較多,灰熔點就會容易降低。
1.3機組運行狀態因素
鍋爐運行的含氧量是爐內的氧氣,它對于鍋爐結焦有很大的影響,如果鍋爐運行的氧量比較低,那么爐內的還原性氣氛就比較強,灰熔點就會下降,很容易產生結焦。因為在鐵量增加的同時灰熔點會隨之降低,而爐內氣體的某些性質也會影響灰熔點。例如鐵在爐內的氧化性氣體作用下能夠以Fe2O3的形式存在,再增加鐵量的時候鐵的熔點就會緩慢地降低。如果爐內的還原性氣體的影響下,Fe2O3會被還原成FeO,同時灰熔點也會很快地降低。FeO與爐內灰渣中的SiO2很容易反應生成化合物2FeO?SiO2,這種化合物的熔點為1 065℃。因此,我們了解到如果對爐內輸送氣體的氧氣量受空氣預熱器或者說吸風機影響而含量降低則必然會在爐膛出口的位置有大量的還原性氣體的存在,進而增加煤灰的結焦。
依據以往經驗,為了保證煤灰在爐膛口不結焦,爐膛口的溫度要比煤灰的熔點溫度低出至少100°。如若爐膛口溫度沒有達到這個條件則管子表面會有很多的結焦。固定了爐型后,要是改變噴燃器或者一二次風噴口的角度則還要控制人員進行粗略的調動,粗調很難把握尺度,使得鍋爐內的燃燒狀況達不到最優,同時上層的燃燒器里的煤粉顆粒燃燒不完全不能充分利用。遇到質量較次的煤時,燃燒性能會進一步的降低,更會導致爐膛口的高溫,引起結焦。
假如鍋爐結焦頻繁發生,水封槽被煤灰填積而沒有充足的水,則水封槽的應用效果會大打折扣,還會有爐膛下部出現漏風狀況,下排燃燒器就會有較低的穩定性。在爐膛火焰中心溫度持續升高的時候,上排的燃燒器會提前著火,促進該區域溫度的再升高,導致上排燃燒器及中排燃燒器結焦的發生。
2 鍋爐結焦的危害
1)鍋爐出力能力降低
在爐膛口溫度升高,蒸汽出口以及管壁溫度偏高的情況下,鍋爐出力性能會受到很大的抑制。出現水冷壁結焦,則影響蒸汽的蒸發量。
2)鍋爐的熱效率降低
當鍋爐的受熱面發生結焦時,導熱性能就受到影響,而排煙的溫度會升高,鍋爐整體的熱效率就下降了。燃燒器口出現結焦則爐內氣體就發生流向偏斜,可能會增加機械以及化學熱損。熱效率降低鍋爐的用電量則增加。
3)鍋爐的安全系數降低
鍋爐結焦后會使得排煙溫度、管壁溫度偏高,受熱不均勻會使設備的熱度差偏大,不利于爐內水循環的安全。爐內結焦掉落時可能會堵塞排渣口或者砸壞水冷壁管,影響鍋爐的正常工作。在長時間的除渣時,爐內氣溫嚴重降低影響鍋爐的燃燒。
3防止鍋爐結焦的措施
3.1保持鍋爐燃燒設備的正常工作狀態
在對鍋爐進行日常檢修的過程中調整更換出現磨損或脫落的風噴口,保證煤粉在分噴口的均勻分布。
3.2保證燃煤的質量
電廠應根據當前實際的燃煤質量調整自身的燃燒方案,保證有最優的燃燒效果。燃燒管理部門應該更多的研究混配煤技術,降低低熔點的物質含量,把握灰熔點,避免結焦現象發生。
3.3應用科學的運作模式
為控制爐膛口溫度,應設置持續的監控系統,實時監測爐膛口煙溫,保證控制在灰熔點以下。同時要把握好爐內過剩空氣系數。在適當的時候提高一下風速可以推遲煤粉的著火也可以增加氣體的流動,減少氣流偏斜。鍋爐正常的燃燒還要有合適的煤粉細度,過大過小都會導致燃燒器的故障。
電廠鍋爐的結焦問題有很多原因,我們要針對不同的情況采取相應的措施,進而保證電廠鍋爐的正常、安全工作。
參考文獻
[1]劉思佳,王文元.燃燒調整對鍋爐結渣影響的分析[J].中國電力技術,2005.
[關鍵詞]電力營銷;目標市場特點;營銷策略
電力市場營銷作為電網企業的重要業務內容,不僅關系到電網企業本身發展,而且對其他行業和各類用戶有巨大影響。它不僅與建設節約型社會密切有關,而且與建立和諧社會密不可分。因此必須轉變觀念,加強電力營銷理論方法學習,提高營銷技術水平,強化電力營銷管理,開創電力營銷工作新局面。
一、電力營銷目標市場的特點
1.具有整體性
電力交換要通過電網,電網覆蓋的區域就是電力市場的整體范圍。電網是統一的,在同一區域內可能有不同需求的客戶,電力銷售部門一般只能將同一區域看作一個市場,進行整體銷售服務,因此,不同的電力目標市場也由電網連接成一個整體。
2.具有差異性
雖然各個電力目標市場在產品的類型,客戶的分類等許多方面具有相同的性質,但在其他方面又有十分明顯的差異,主要表現在以下幾個方面:第一,計劃安排。不同的客戶對電力供應的方式具有不同的要求。第二,需求量。不同規模的消費者對電力的要求不同。第三,需求時間。不同性質的用戶對電力需求時間有不同的需求。第四,消費方式。電能的熱轉化消費、動力轉化消費和照明消費都屬于消費方式不同的目標市場。這種差異的存在是區別不同地區、不同規模電力企業的不同目標市場的依據,是研究電力目標市場的總體特征、變化規律和發展趨勢。所以,對電力目標市場進行劃分和研究是十分必要的。
3.具有相對穩定性和不可放棄性
電力目標市場是動態的市場,不是一經選定就一成不變的市場。這種動態是相對于一般穩定的電力市場而言。電力目標市場的發展變化是逐步實現的,而不是頻繁或驟然的突變。各個電力目標市場在一定的時間和范圍內都是處于相對穩定的狀態。與此同時,在選擇電力目標市場時應考慮國家、社會等多方面因素,對于供電企業專營區的電力目標市場必須全部滿足,不能對盈利少或難度大的市場就完全放棄。
二、電力市場營銷的策略
1.電力市場營銷策略的指導思想
(1)樹立全體員工的營銷觀念。供電企業有著自身的特殊性,其輸變配售過程是同時進行的,需要多個部門協調運作才能完成這一業務過程,任何一個環節都不能出現差錯,具有全員參與性,因此供電企業必須樹立一種全體員工共同參與協作的生產與銷售理念,即全體員工營銷觀念。
(2)建立和完善電力市場營銷體系。建立和完善電力市場營銷體系是供電企業電力營銷的關鍵。供電企業開發市場應該立足于短期利益和長遠利益的一個平衡,建立一個比較完善的營銷體系,它應該包括:①觀念方面:以市場為導向、以客戶的需求為中心,增強競爭意識、優質服務、品牌價值觀念等;②信息方面:市場信息收集子系統、信息處理子系統、市場報告子系統、市場決策子系統等;③人才方面:營銷人員的招聘、培訓、考核等;④客戶管理方面:客戶關系管理(CRM),客戶服務系統,業務咨詢、投訴處理等。
(3)開拓潛在市場,培育新的用電增長點。這是供電企業永久不變的主題,也是供電企業開拓電力市場的源泉。目前雖然我國普遍存在電力供應小于需求的矛盾,但這只是低用電水平下的不平衡。從長遠看,電力產品最終會像其他商品一樣走向買方市場,供電企業不能有“等”的思想,為實現企業效益的最大化必須積極培育和擴展電力市場,及時調整電力市場結構,積極培育新的用電增長點。
(4)建立科學的激勵約束機制。現代企業成功的關鍵在于最大限度地調動人的工作主動性和創造性,供電企業在未來的市場開拓和培育方面還有很長的路要走,如何將售電量和職工工作業績相聯系,如何用好人才、網羅人才以及極大地提高員工的工作積極性和創造性,是高層管理者要深入思考的問題。可以說,建立科學的激勵約束機制以激發人的能動性是供電企業在未來的市場競爭中處于優勢地位的保障。
2.電力產品策略
(1)電能產品質量策略。在目前電能與替代能源的競爭日趨激烈,以及電能產品供大于求的情況下,供電企業要采取的產品質量決策是:提高電能產品質量,以提高企業收益和市場占有率。
(2)實施電能產品差異化策略。為了迎合廣大用電客戶的不同需要,以吸引更多的用電客戶,開拓用電市場,供電企業要不斷增加電能產品組合的深度。對于一些特殊企業,如特殊冶煉、高新技術等企業,其對電能的供電可靠性、供電頻率、供電電壓等技術指標有特殊要求,應該為其供應高質量的電能產品。
(3)實施電能產品的品牌策略。目前供電企業主要面臨下列兩類競爭:在與其他替代能源競爭時,電能產品本身有其特殊之處,可以實施電能產品的品牌策略;在電力行業內競爭時,電能產品在核心產品層次上來講,是一種同質品,而由于不同供應企業在質量、服務、形象等方面仍然存在不同差異。所以在有形產品和附加產品層次上,電能產品又可以看成異質品,故供電企業可以實施品牌策略。
3.電力優質服務策略
增強供電企業的優質服務對促進地方經濟發展和社會進步有著積極作用,其主要表現在:1)電力優質服務是開拓電力市場,擴大電力銷售的重要手段;2)電力優質服務是提高供電企業經濟效益的重要手段;3)電力優質服務是提高職工素質的重要手段;4)電力優質服務是樹立供電企業的良好形象,提高企業信謄及知名度的重要途徑。而增強供電企業的優質服務需要提高營銷人員素質、服務管理水平和營銷人員的積極主動性入手。
三、結束語
電力市場營銷是建立在經濟科學、行為科學、現代管理理論基礎上的綜合性應用科學。由于電力營銷活動過程具有其獨有的特點,在新形勢下建立一套以市場為導向的營銷體系,以市場營銷為支撐的企業發展體系,加深營銷深度,進一步滲透目標市場,增加營銷寬度,提高供電服務水平和服務深度,增強電力產品的市場競爭能力,直接關系電力企業的發展和人民生活水平高低。因此,必須對電力市場營銷加以重視。
參考文獻:
關鍵詞:福島;核電廠;移動電源;柴油發電機組
中圖分類號:TM623 文獻標識碼:A 文章編號:1006-8937(2013)05-0044-03
近幾十年全球環境變化劇烈,各種特大自然災害時有發生,公眾對核電的安全性越來越關注,當局對核電廠運行的安全性要求也越來越高。為此,核電廠應針對各種大型自然災害引起的超設計基準事故工況做好充分準備。我國目前有數十座已建和在建核電廠,廠址均在沿海地區,在面臨嚴重自然災害的情況下,特別是像日本福島特大地震和特大海嘯疊加的自然災害時,可能存在因失去場內外電源而引發核事故的潛在危險。
本文通過對普通移動式交流電源的選型配置、設計方案、功能配套和運行操作等方面的研究,結合核電廠安全運行和日常管理的特殊要求,提出能夠適用于國內核電廠的移動式應急交流電源的方案,可在原有應急電源在超設計基準運行工況下發生共模故障失效后起到短期電源供應,滿足應急電源保障的安全性要求,降低嚴重事故發生的概率,使核電廠原有的安全性得到進一步加強。
1 背景分析
2011年3月11日,日本發生了由特大地震和特大海嘯災害疊加引起的福島核電廠核事故。地震發生時,福島第一核電廠1-3號機組運行,4-6號機組換料大修,地震使核電廠同時失去正常廠用電和外部電源,此時,運行中的機組啟動自動停堆程序,應急柴油發電機組啟動向余熱導出系統供電,特大地震使3臺柴油發電機組失效,但仍有10臺能維持正常運轉,滿足機組安全停堆要求。
約1h后的海嘯侵襲,使得其中9臺柴油發電機和配電設備(1-4號機組布置于常規島或核島之下)受到海水浸泡,從而導致冷卻水泵和電機受到損壞而停止工作,僅剩1臺柴油發電機組向5、6號機組供電, 5、6號機組的自動停堆程序得以維持運行,因此,這2臺機組未像1-4號機組一樣發生氫爆。
雖然福島電站后來也臨時調來了移動式應急電源,但因接口不匹配而無法使用;重新施工從外部引入電源耗時較長,從而錯過最佳救援時機而釀成特大事故。鑒于此,“確保緊急情況下的電源”被日本政府列入福島事故的經驗教訓之一。
對比國內現有的已建和在建核電廠,核電廠內應急柴油發電機組的固定安裝位置的一般在絕對標高9.0~10.0 m的水平上,同樣處于海拔高度較低的位置,如面臨福島遭受到的特大地震和特大海嘯沖擊,仍可能存在較大的失效風險。
核電廠除了可通過設置多類應急電源、采用環境適應性高的配電盤和電池充電用電動機、增加高位應急電源等措施來增加原有應急電源的可靠性外,對于現有已建和在建核電廠,還應考慮配備具備系統獨立、分散存放、機動靈活、快速響應、多臺快速并聯大功率輸出等優勢突出的移動式應急電源裝置。作為核電廠原有應急電源的補充和后備,移動式移動電源可在原有應急電源在超設計基準事故工況下失效后起到短期電源保障的作用,以降低嚴重事故發生的概率,進一步加強核電廠安全可靠性。
2 常規移動電源現狀
目前,國內的移動電源在石化、通信、電力等諸多行業有著廣泛和成熟的應用,并有多種配置方式:按電源種類可劃分為移動式蓄電池組、移動式汽油發電機組、移動式柴油發電機組、移動式燃氣輪機發電機組等;按車輛形式可劃分為手推車式、底盤拖車式、掛車式移動電源。
從國內發動機制造業水平和各行業使用業績來看,對于容量不超過2 000 kW的移動電源設備,國內已具備較為成熟的供貨和運行經驗;但對于容量超過2 000 kW的移動電源設備,一方面是市場需求不足,另一方面,因柴油機一體化程度降低,國內制造和成套水平不足,目前尚無成熟的供貨和運行經驗。
3 核電廠移動式應急電源配置技術要求
3.1 廠區內布置
為使移動式應急電源能承受地震和洪水的疊加效應,該移動電源日常應存放于抗震和防水的儲存廠房內,儲存廠房應選擇高于設計基準洪水位至少10 m以上的地點,且應設置在離核電廠房直線距離至少1 km以外。
儲存廠房應配有通風、照明、消防、起吊等配套設施,同時還應包括電源設備的試驗及工具間。
同時廠區內還應考慮設置多條抗震道路以符合專用交通的安全性、可達性和多樣性,且專用交通道路應盡量保證減少彎道和過陡區段。
另外,為分散共模失效的風險,保證震后設備使用的有效性,也應考慮該移動電源設備在廠區內進行分散布置。
3.2 日常管理
移動電源應進行日常維護,保證處于熱備用狀態,以便緊急情況下能夠快速投入使用;移動電源應定期進行啟動試驗和滿載試驗,在移動電源車庫內設移動或固定式試驗負載,或設計為可并網模式進行定期試驗,以保障機組性能。在定期試驗的同時,對于連接電纜應定期檢查絕緣等狀態參數,以保證連接電纜的可靠性。
同時,核電廠還應定期組織移動電源的應急演習,以保證操作人員的熟練操作。核電廠運行與應急管理規程中應對移動電源的人員配備、應急準備、車輛啟動、抵達時間評估、路線選擇、運行操作等要求作出規定。
3.3 供電時間
從緩解事故影響的角度來看,移動電源應盡可能具備長時運行能力。結合國內核電廠外部電源恢復的強制時間要求,移動電源應具備至少72 h的長時不間斷持續運行能力,并能通過在線燃料補給或在線充電等方式延長供電時間,為恢復外電源、防止LOCA等發揮作用。
3.4 啟動和停機
每套移動式電源設備應配備兩套獨立完整的啟動系統,以提高冗余程度來增加設備啟動可靠性。
移動電源應通過手動操作啟停,且應具有緊急停機裝置和滿足低溫條件下啟動的措施。當移動電源發生起動不成功或運行中發生故障而停機時,應能發出故障報警信號,如就地報警或者短信通知等告知運行操作人員當前機組狀態。
3.5 抗震和減震
移動電源設備自身及其輔助設備均應考慮采用抗震結構,與外部承載箱體的連接和安裝也應采用減震系統,并通過承載箱體與車輛底盤進行二級防震處理,以滿足抗震和減震要求。
同時,為進一步保證移動電源設備的抗震或減震能力,應通過設置擋板、拉鎖等裝置,在儲存廠房內設置防溜車、防側翻等輔助機械設施。
3.6 全天候工作
移動電源整體布局應采用在特殊路況下運輸和使用中優先保護電源機組的方式,以減少機組的故障,延長使用壽命,并預留合理的燃料補給箱、電纜絞盤和日常維護作業的操作空間;整車應配置可調節液壓或機械支撐系統,通過四點或更多支撐以減輕車輛輪胎在作業中的承重受壓;通過調節手搖桿或液壓桿的支撐高度,以維持在不平整地面停放車輛時的整體水平度,并在車輛長時間不用時,保護車輛輪胎及懸架系統。
移動電源承載廂體應采用全封閉結構,可充分做到防雨、防塵、隔熱、防火、防銹、降噪;電源機組與廂體、控制系統、加熱系統、交直流輸入輸出系統等應配有與車架組成的可靠接地,配有接地線及接地樁,電源車照明和檢修用電部分有相應的漏電保護系統;高溫部分結構應使用防火、阻燃、隔熱材料,如有消聲器裝置,其結構必須避免聚火的可能性,同時,車廂內可設置智能式消防滅火系統,并必須配備不少于兩套滅火器。
車輛的改裝、外部升降式燈柱和外部警報裝置的增設應符合交通法規的要求。
總體上移動電源應操作簡便,堅固耐用,可全天候開展應急工作。
3.7 電力接口
移動電源設備與廠內原有配電系統相連的外部接口應設置在便于移動電源到達的位置,并滿足防水和抗震要求,且不應影響原有系統的正常運行。
移動式電源設備也可通過連接電纜直連應急母線的方式實現快速敷設和連接,接頭可采用快速插頭或銅鼻子方式安裝,對于中壓移動電源的輸出電力電纜接口連接,不宜采用專有插頭。
對于日常情況下移動電源本身因熱備用所需要的電力供應,應在移動電源設備本身設置對外接口與儲存廠房內供電電源的連接
4 核電廠移動應急電源建議方案
4.1 移動電源選擇
考慮全廠失電疊加廠內原有應急發電機組全部失效的極端情況下,移動應急電源起到替代廠內原有應急發電機組的全部或部分功能,在規定的不干預時間內,為冷卻水泵或維持軸封水泵進行供電,保障事故應急的電源需求,同時也為廠內部分測量、監視、控制等負荷進行供電,起到緩解事故的作用。
然而,由于各個核電廠堆型的區別,電源下游負荷均有不同,因此,各核電廠的負荷需求應根據其所配置的安全設施進行分析,以尋找市場上較合適的電源設備。
目前雖然無法具體計算各類核電廠中不同事故工況下的負荷需求,但可以明確,事故工況下的電源設備應保證容量水平盡量大,從而應對事故情況下出現部分不可預想的負荷需求。
根據現有市場上的成熟設備,以滿足總結出可能的移動電源設備如下:
蓄電池組具有維護便利等優點,也適用于部分應用范圍,但因其壽命較短,負荷范圍和供電時間有限,加之對運行環境要求嚴格等因素,不宜選作移動式應急電源。
燃氣輪機發電機組因在尺寸和重量方面相比同功率水平的柴油發電機組要小,在要求功率較高和空間較狹小的情況下,燃氣輪發電機組具備優勢,但因其經濟性較差,其應用范圍相對柴油發電機組要小。因此本文推薦采用成熟的移動式柴油發電機組。
4.2 移動式柴油發電機組
移動式柴油發電機組可選擇廂式、箱裝式機組。箱裝體可采用牽引重型卡車移動,或直接安裝在汽車上。采用牽引拖掛車時,箱裝體底部應裝有車輪和液壓或機械支撐及其他固定裝置。
廂式電源機組本體應通過減振器安裝在箱裝體底座上,如采用內燃機驅動的發電機組,則進氣可采用廂體內進氣,排氣經排氣管排至廂體外;冷卻水散熱器安裝在箱裝體的前部,以便于散熱空氣的排出。散熱器風扇兼作箱裝體通風的排風扇,通風入口盡量設置在發電機側的前頂部,便于發電機的散熱,另外設有補水接口。
為延長供電時間需配備較大容量的燃油箱,但燃油箱過大將使機組整體體積、重量增大,影響其機動性能。根據設備和現場的實際需求情況,車載油箱應急時間可按常規標準設定為4~8 h左右,并考慮利用原有固定式柴油發電機組的油箱或者外部油罐車等為其提供在線補給。
燃油箱設有液位指示、補油接口,液位指示等,補油接口設在箱裝體的外側,補油接口采用快接接口,在必要的情況下可增加手動補油泵。
移動式柴油發電機組的啟動系統可設置為雙冗余系統,每套系統均包括:起動蓄電池組、起動馬達(含啟動控制器)或者采用壓縮空氣系統完成機組的啟動。蓄電池組充電備用時,應采用直流配電設備由外部正常電源進行充電,機組運行后由柴油機自帶的充電機進行充電;采用壓縮空氣系統啟動時,應考慮空氣罐內的氣壓條件是否能改保證滿足啟動要求。
電氣設備安裝在遠離散熱器的一側,發電輸出由出口開關柜進行分合控制,出口開關柜盡量靠近發電機側,并盡量采用銅排聯接,發電輸出與電廠的接線端子設置在箱裝體的外側。
柴油發電機組的控制、保護、監測由發電機控制柜和機組控制柜完成,同時,熱工參數監測、指示也應在箱裝體外側設置有機組起動、停機等操作面板。
移動電源整車參考外形如表1所示。
對于電力負荷較高的情況,可采取多車并機的方式以滿足要求。并機方式需要增加并機功能控制器、開關,并機模塊間可通過總線進行快速連接,避免出錯并減少現場應急發電準備時間。
5 其他關注的重要問題
本文僅對核電廠移動電源提出初步方案,具體到一個目標核電廠,需對該核電廠原有應急電源、廠址條件、原設計基準等進行分析論證,綜合設計院、業主、運營單位的具體情況等諸多因素確定該核電廠的移動式電源。
核電廠建設需嚴格遵守法律法規,因此須盡快制定核電廠移動式電源標準規范,對移動式電源的車輛以及電源設備抗震能力的檢驗方法、工作范圍和負荷特性、電源輸出接口等方面進行規范。
核電廠運營規范也需增加對移動式電源的日常管理、保養、日常的演練演習、事故情況下的介入時機等相關規定。
6 結 論
①國內現有的已建和在建核電廠增配移動式應急電源,是保障核電廠在面臨嚴重自然災害所導致的超設計基準事故時應急電源供應的有效方法,可為救援爭取先機,從而使核電廠的安全性得到進一步提升。
②增配移動式應急電源,可大大降低現有已建和在建核電廠為應對嚴重自然災害引起的超設計基準事故而必須進行的對原有應急電源的改進或改造升級費用,保證核電廠在很短時間內完成升級改造,滿足當局對核安全的要求。
③國內移動式電源種類繁多,市場供應成熟,只需很短的時間按核電廠要求進行改進、改裝,即可作為現有核電廠應急電源投入使用。
關鍵詞:鍋爐; 受熱面; 腐蝕; 爆管;
前言
發電廠是一個技術密集型的工業企業,只有各專業,各部門密切配合,才能達到整體安全穩定的目的。 鍋爐受熱面腐蝕減薄損壞,因涉及范圍較大,一旦暴露,常導致重復爆漏停爐,而且修復工作量大,因此預防及保護設備不受腐蝕是提高機組可用率必須解決的基本任務之一。鍋爐受熱面腐蝕是一個化學或電化學過程,可分為管內腐蝕和管外腐蝕2大類。管內腐蝕包括汽水腐蝕、堿腐蝕、酸腐蝕、氣體腐蝕和氫脆等;管外腐蝕包括灰致腐蝕、還原性氣氛腐蝕、硫酸露點腐蝕、應力腐蝕等。一下就對此作出了論述,可供同行參考。
一、管內腐蝕分析研究
1、汽水腐蝕。汽水腐蝕是由于金屬鐵被水蒸汽氧化而發生的一種化學腐蝕。它是過熱器管的主要腐蝕形式,當蒸發管中發生汽水分層或循環停滯時也會發生,其特征是均勻腐蝕。防止汽水腐蝕,要消除傾斜角度較小的蒸發段,確保水循環正常;對于工作溫度較高的過熱器,應采用耐熱、耐腐蝕性能較好的合金鋼管等材料。
2、堿腐蝕。堿腐蝕是通過強堿的化學作用,使管內壁面的Fe3O4保護膜遭到破壞,而后使金屬基體遭到進一步氧化的一種化學腐蝕,使金屬表面不斷腐蝕。堿腐蝕一般發生在水冷壁管的高溫區,或者由于結垢和局部阻礙物造成的局部過熱區。這是因為鍋爐受熱面局部過熱會導致NaOH在該處濃縮,從而引起堿腐蝕。防止堿腐蝕,一方面鍋爐要及時排污,防止鍋爐受熱面局部過熱;另一方面可通過在爐水中加人適量的磷酸鹽,降低NaOH的濃度;同時,還要注意防止爐水受到堿性再生劑的污染。
3、酸腐蝕。酸腐蝕一般發生在疏松的垢層下熱流密度較大的區域和汽膜形成的區域。酸腐蝕的特征是被腐蝕的鍋爐受熱面表面出現與堿腐蝕類似的麻點和凹坑,但由于腐蝕生成的產物(Fe2O3)不溶于酸性介質,故在酸腐蝕的鍋爐受熱面表面還會出現紅色的氧化層。防止或減輕酸腐蝕,一方面要防止汽膜形成和表面結垢;另一方面還要防止爐水污染,及時消除酸性殘液。
4、氣體腐蝕。鍋爐給水中如果含有較多的O2和CO2氣體,就會使鍋爐受熱面發生電化學腐蝕。電化學腐蝕是由于在金屬表面形成若干微電池的結果。在微電池的陽極,Fe失去電子,以Fe2+的形式溶于水中,電子則留在金屬表面。當爐水中含有H2, O2, CO2等氣體時,它們形成的陽離子極易接受電子,使金屬表面上電子從微電池的陰極流向陽極,并在陽極處與爐水中的陽離子結合而消失,于是,微電池陽極處的電平衡遭到破壞,使Fe2+繼續溶人水中,從而使該處的金屬不斷遭到腐蝕。防止H2、CO2腐蝕,要在鍋爐給水中盡量除掉H2、CO2氣體及碳酸化合物。
5、氫脆。氫脆的產生是由于氫原子進人金屬后,在晶粒邊界處積聚,形成氫分子。由于氫分子不能擴散,積累后產生很大的內壓,使金屬晶格變大,而降低了金屬的韌性,引起脆性。汽水腐蝕、堿腐蝕、酸腐蝕以及酸洗后都會產生H2,從而進一步引起氫脆。氫脆的特征是其斷裂面無明顯的塑性變形,斷品形狀大都是晶間開裂。防止氫脆,一方面要阻止H2在鍋爐受熱面材料中的擴散,應選用耐氫脆鋼作為鍋爐受熱面材料;另一方面要降低H2含量,即在鍋爐運行中,應有效控制能析出H2的汽水腐蝕、堿腐蝕及酸腐蝕等的發生。
二、管外腐蝕分析研究
1、灰致腐蝕。灰致腐蝕是在高溫條件下,爐灰中形成的一些低熔點化合物凝結在鍋爐受熱面表面而形成熔融層,破壞了其原有的氧化層保護膜,從而加速了鍋爐受熱面材料的氧化過程。灰致腐蝕是過熱器和再熱器等高溫鍋爐受熱面常見的腐蝕形式。在鍋爐燃油時,重油中所含的釩附著在過熱器或再熱器等高溫鍋爐受熱面上,形成低熔點化合物,將外界供給的O2向金屬表面輸送,使金屬不斷氧化,生成的氧化物又不斷被破壞,形成多孔物質而促進O2的供給,加劇腐蝕。當煙氣中含有Na2SO4時,不單是鍋爐受熱面材料被氧化,還會發生由Na2SO4引起的高溫腐蝕(硫化腐蝕)。對于燃煤鍋爐,煙灰中的K2SO4同樣起到促進氧化的目的。防止灰致腐蝕,一是設計時適當保持管壁溫度,運行時防止鍋爐受熱面超溫;二是加入高熔點化合物,提高金屬表面凝結物的熔點;三是降低過剩空氣比例,控制煙氣中02含量,以遏止釩化合物的形成;四是對鍋爐受熱面進行擴散滲透處理,如滲硅或滲鋁等,提高其抗灰致腐蝕的能力。
2、還原性氣氛腐蝕。當燃燒不完全、煙灰中碳含量增高時,會形成還原性氣氛。在還原性氣氛中會形成高溫硫酸化合物,這些在高溫下氣化后的硫酸化合物遇到水冷壁鍋爐受熱面后在其表面液化,將鍋爐受熱面表面的氧化層保護膜溶解,從而使其不斷遭到氧化腐蝕。還原性氣氛腐蝕常發生在水冷壁鍋爐受熱面的頂部區域。防止還原性氣氛腐蝕,首先應在鍋爐燃燒設計時予以重視,另外還要注意鍋爐受熱面的選材和表面處理。
3、硫酸露點腐蝕。重油中通常含有2%~3%的硫,在燃燒時會生成SO2氣體,混合在煙氣中。其中少部分SO2受灰分和金屬氧化物等的催化作用而生成SO3,它再與煙氣中所含的水分結合生成硫酸,硫酸在處于露點以下的金屬表面凝結并腐蝕金屬,這就是所謂的硫酸露點腐蝕。硫酸露點腐蝕通常分為3個階段:第1階段為鍋爐剛開始運行不久,金屬表面處于低溫和低濃度充酸的腐蝕環境中,使鋼材處于活性溶解狀態,腐蝕速度很快,但時間很短暫,在鍋爐的長期運行中這個階段對總腐蝕量的影響不大;第2階段,金屬表面溫度已達到平衡,屬于高溫、高濃度硫酸腐蝕范圍;第3階段所形成硫酸的溫度、濃度和第2個階段相同,但其中含有大量的未燃碳,由于未燃碳的催化作用,Fe3+大量存在,對于耐露點腐蝕的鋼,其腐蝕速度很小,而碳鋼則仍處于與第2個階段一樣的活化狀態,腐蝕速度很快。防止硫酸露點腐蝕,必需從減少燃燒產物中的硫份來抑制硫酸的生成,應使用含硫量在0.5%以下的燃油或采取經精煉脫硫后的低硫重油;其次,可通過降低過剩空氣量來抑制SO3的生成。為此,就需在燃燒器設計中給予充分考慮,加人能與SO3化合而形成非腐蝕性化合物的物質。
4、應力腐蝕。應力腐蝕(或應力腐蝕開裂)是指金屬在特定腐蝕介質和一定水平拉應力的同時作用下發生的脆性開裂。應力腐蝕必須要3個條件同時具備才會發生,即一定水平的拉應力、特定的腐蝕介質,以及對該腐蝕介質具有應力腐蝕敏感特性的鋼材。鍋爐受熱面在內壓以及熱應力、焊接殘余應力等的作用下,具備一定水平的拉應力條件;而多數鋼材都在C1一及OH一環境中會發生應力腐蝕,如奧氏體不銹鋼在C1一環境中很容易產生應力腐蝕。遭到應力腐蝕破裂的鍋爐受熱面一般不出現明顯的塑性變形跡象,且通常為穿晶斷裂。防止應力腐蝕,應從應力、介質及材料3方面考慮,一是應盡量消除焊接殘余應力,防止熱應力的疊加,降低拉應力水平;二是應盡量降低應力腐蝕介質的濃度,但在用城市垃圾為燃料的情況下,鍋爐受熱面表面的C1一濃度很難消除,在局部高應力區仍具備發生應力腐蝕的環境;三是采用高鎳合金鋼作為受熱面材料或其防護層,降低應力腐蝕的敏感性。
1 赫爾墨斯號飛船逃離火星及折回救援馬可的飛行過程物理分析
赫爾墨斯號載著五位宇航員,脫離火星飛向地球,在接近地球的時候,決定返回火星救援馬可,最終成功救出馬克,并順利第二次返回地球.其救援飛行過程如圖1所示:
火星未發生災難前,飛船利用火星的第一宇宙速度原理,環繞火星飛行.
發生災難后,其中五名宇航員乘坐火星上的返回艙,并將其加速到火星第一宇宙速度,在環星軌道A處和飛船對接,宇航員進入飛船避難,馬可一人被丟在火星.
然后,飛船加速到火星第二宇宙速度,該過程由于動量守恒原理,需要消耗大量燃料,在環星軌道B處飛船脫離火星引力進入返回地球軌道,依靠慣性飛向地球(太空阻力約為零).
飛船在途中C處獲知了馬可還活著的消息,但當時飛船正在按照預定軌道飛向地球,以第二宇宙速度級別遠離火星,飛船上的燃料不足以支持飛船直接掉頭飛火星救人.
當飛船接近地球,在D處時,恰好中國發射深空衛星的大推力火箭太陽神號已經準備好,中美聯合救援,飛船上宇航員決定飛行繞過地球,折回火星救人.
飛船在E處,以火星第二宇宙速度接近地球,利用地球引力進行加速,以不低于地球第二宇宙速掠過地球.同時,地球NASA利用太陽神號將補給艙加速到和飛船相同的第二宇宙速度進行補給,否則飛船宇航員錯過了補給,將無法生存.
赫爾墨斯號成功加速和補給后,在F處以地球第二宇宙速度脫離地球引力,依靠慣性(太空阻力約為零),以地球第二宇宙速度級別飛行火星.
飛船到達火星附近后,準備和馬可乘坐的返回艙對接,由于的燃料不夠,飛船無法減速到第一宇宙速度環繞火星飛行,所以馬可必須把乘坐的返回艙加速到第二宇宙速度,才能和第二宇宙速度的飛船對接,所以馬可要為返回艙減重,在有限的距離內加速到第二宇宙速度,承受了超過12個g的加速度,最后馬可在M處成功獲救.
飛船借火星引力掉頭加速,以不低于火星第二宇宙速度,脫離火星引力,依慣性返回地球,到地球附近N處減速到地球第一宇宙速度,在P處被地球的引力俘獲而環地飛行,在K處宇航員乘返回艙再入大氣層回地面.
3 太空艙中的人工重力分析
【關鍵詞】:長株潭 新能源 電氣自動化專業 實訓基地創新
中圖分類號:F127
基金項目:湖南省教育科學“十二五”規劃2012年度立項課題《對接長株潭新能源產業的高職電氣自動化專業創新研究》n題號:XJK012CZJ010
1、引言
隨著長沙、株洲和湘潭被確定為“國家節能與新能源汽車示范推廣工程首批試點城市”,長株潭地區的新能源產業規模經濟正在得到國家的大力支持,必將得到飛速的發展。與之相匹配的職業教育,也在同步發展中[1]。
株洲市新能源、能源裝備制造業完成的銷售收入連續數年增幅保持40%以上,遠遠領先于整體面上規模工業增速。湘電集團風電設備公司、時代電動汽車股份有限公司等新能源裝備制造企業主營業務收入逐步趕超10億元和100億元,成為新能源、能源裝備制造業的重要主體。一些傳統工業企業紛紛調整轉型涉足新能源裝備產業。時代風電集團自籌資金新上風力發電機生產線,并著手在如湘東南東建設1兆瓦太陽能電池發電站。郴州從2007年開始投資風電裝備制造, 2010年實現1.5兆瓦風機葉片和雙饋變頻風電機組產能各達100套。隨著電力建設步伐的加速、新能源產業的快速發展和國家、省發展裝備制造業政策的落實,株洲市新能源、能源裝備制造業的發展前景更加廣闊[2]。
因此,建立基于校中廠模式的新能源產業電氣專業實訓基地,建立真實生產線,企業工程技術人員參與指導學生的過程綜合技能實訓、畢業設計等整個教學過程,研究制定綜合考核辦法,在突出實踐技能培養人才培養模式框架下,實施教學質量監控等措施,建立以各崗位綜合技能為主導,對課程進行優化組合,使能力培養形成橫向多元化、縱向層次化。構建具有一定綜合度,完成循序漸進的能力遞進的學習過程[3]。
2、初步設計方案
與從事新能源產品開發相關企業的資深工程師一起研究和設計相應的實訓項目,以達到專業實訓項目轉型服務新能源方向教學為目的,以最小投入為優化目標,研究如何在原有電氣自動化專業教學調件下的實訓設備及實訓場地做最小資金投入而完成實訓設備和場地從傳統電氣自動化專業教學向新能源電氣技術教學功能的轉移[4]。按照風力發電電氣設備裝配企業生產與電氣自動化技術專業教學規律。依據學院管理要求原則,風力發電電氣設備裝配與風力發電電氣設備組裝工序內容安排合理,有利于參與者整體掌握風力發電電氣設備裝配工藝流程。 設計時,主要風力發電電氣設備裝配線型結構簡單。風力發電電氣設備組裝線布局合理。生產和實訓條件滿足安全規范,便于生產和教學管理,并且使教學與生產互不干擾。風力發電電氣設備整機保證多機兼容,因此采用柔性電氣設備裝配模式,即,生產線經過簡單組合和改裝,能夠同時滿足多個風力發電電氣設備機型實現共線裝配,真實符合企業生產環境。
電氣設備裝配生產線如圖1所示,以風力發電電氣控制屏柜的電氣設備裝配工藝為主要教學內容,以風力發電電氣企業生產現場管理模式,結合現代實習教學手段的設計思路,本方案達到的主要目標是使學生掌握風力發電電氣控制屏柜工作原理、結構組成和電氣設備裝配工藝流程。風力發電電氣裝配實習車間設為三條電氣設備裝配線,一個其它零部件常規電氣設備裝配練習區,每條線均設計成直線型雙軌道如圖1a所示,電氣設備裝配線的輸送為推(拉)式步進輸送工裝車,擬采用輪式人力驅動,如圖1b所示[4]。
這種設計的其特點是:車間整體布局為矩陣式結構,物件轉運流暢合理互不干涉,空間利用率高,如圖3所示。
還可預留一個備用區(即:其它零部件常規電氣設備裝配綜合練習區或技能鑒定用區或考試考核專用區);電氣設備裝配線體結構簡單、操作方便、安全可靠、便于管理。根據不同的部件特點,電氣設備裝配線設定不同的電氣設備裝配工藝內容,電氣設備裝配線分三類部件電氣設備裝配,分別為,一號線:柜外支架裝配線;二號線:柜內設備安裝線;三號線:柜內電氣設備總裝線;四號區:其它部件常規電氣設備裝配練習區(也可作為綜合訓練區或考試鑒定用區),各線應配有電氣設備裝配工藝工裝器具、電氣設備裝配工藝技術文件(含電氣設備裝配作業指導書、工位標志牌等)和必要的電氣設備裝配吊裝設備及輔助設施[4]。
3、結論
研究結果在對接長株潭新能源產業的高職電氣自動化專業中,以風力發電電氣裝置組裝生產線為實訓基地建設載體。研究分析將電力電子技術、電機應用、交直流調速技術等核心專業課程的實訓基地建設全部應用新能源應用背景,以風力發電電氣技術、太陽能光伏電氣技術、電動汽車電氣技術中的環節為特定工作任務和項目,以真實工作過程進行開發。以最小投入為優化目標,將原有專業實訓項目轉型服務新能源方向教學。
參考文獻
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[關鍵詞]電力設備絕緣電阻測試方法變壓器互感器斷路器電力電纜絕緣子
中圖分類號:TM1文獻標識碼:A文章編號:1671-7597(2009)1210009-02
為使工廠供電中的電氣設備能安全運行,除保證在額定電壓下能安全運行外,在系統發生操作過電壓或雷閃過電壓時,也能可靠運行,電氣設備絕緣強度是否合格關系很大。由于電力設備在設計和制造中可能從在著一些質量問題,而且在安裝運輸過程中由于電壓、熱、化學、機械振動等因素的影響也可能出現損壞而造成一些潛伏性缺陷,其絕緣性能會出現劣化,甚至失去絕緣性能,造成故障危害電力系統正常運行。據有關統計,電力系統中60%以上的停電事故是由設備絕緣缺陷引起的。設備絕緣部分的劣化、缺陷的發展都有一定的發展期,在這個期間,絕緣材料會發出各種物理、化學信息來反映絕緣狀態的變化情況。運行人員通過預防性試驗可以在缺陷發展的初級階段就能準確及時地發現并處理,進而預防事故的發生。各種電力設備均通過串聯或并聯方式組合在一起,達到供電要求。這種連接在一起的電力設備組在預防性試驗中需獨立分別進行,例如:電力變壓器、互感器、斷路器、套管、電容器、電力電纜、絕緣子等。
一、絕緣電阻的試驗
(一)絕緣電阻表的接線
圖一用兆歐表測量絕緣電阻接線圖
絕緣電阻表是測量絕緣電阻最常用的儀表。常見的絕緣電阻表根據其電壓等級有500V、1000V、2500V、5000V等幾種;又分為手搖式和電動式兩種。測量絕緣電阻時,對額定電壓為1000V以上的繞組用2500V的絕緣電阻表,其量程一般不低于10000MΩ,1000V以下者用1000V絕緣電阻表。
(二)測量步驟
1.測量前必須將被測設備電源切斷,并對地短路放電,決不允許設備帶電進行測量,以保證人身和設備的安全。
2.消除設備可能感應出高壓電的隱患后,再進行測量。
3.清潔被測物表面,減少接觸電阻。兆歐表接線柱引出的測量軟線絕緣應良好,兩根導線之間和導線與地之間應保持適當距離,以免影響測量精度。
4.測量前要檢查兆歐表是否處于正常工作狀態,主要檢查其“0”和“∞”兩點。即搖動手柄,使電機達到額定轉速120r/min,此時指針應指向“∞”,短接兆歐表L、E端子,此時指針指向“0”位置(搖動手柄的轉速太快會損壞表針);將被試品的地線接于搖表E,同時將被試品的非測量部分短接接地,被試品的另一引線不連至L端,將手柄空搖至額定轉速,指針應指向“∞”,這時表明搖表可正常工作,停搖后,將L引線接到被試品上。如可能產生表面泄露電流,應加屏蔽,接在搖表G端。
5.兆歐表使用時應放在平穩、牢固的地方,且遠離大的外電流導體和外磁場。
6.以120r/min的均勻速度轉動搖表,待指針穩定后讀取絕緣電阻值。
7.測吸收比時,應從絕緣加上全部額定電壓后才開始計時,因此,可在搖表接地側裝一絕緣良好的刀閘,當搖表達到額定轉速時合上刀閘,同時開始計時,在1min內,記錄15s和60s時的讀數,取60s時的讀數為絕緣電阻值。
8.搖動兆歐表時,不能用手接觸兆歐表的接線柱和被測回路,以防觸電,各接線柱之間不能短接,以免損壞。測量完畢后,應立即斷開火線L,然后再停止轉動手柄,以免被試品電容電流反充而損壞搖表,特別是試驗大容量設備更應注意。最后將被試品放電,不少于2min。
9.測量時應記錄當時被試品的溫度,氣象條件和日期。
二、電力變壓器絕緣電阻的測試
測量變壓器繞組絕緣電阻能有效地檢查出變壓器絕緣整體受潮,部件表面受潮或臟污,以及貫穿性的集中性缺陷,如瓷件破裂、引線接殼、器身內有金屬接地等缺陷。測量繞組絕緣電阻時應依次測量各繞組對地和對其他繞組間的絕緣電阻值。測量時,被測繞組各引線端均應短接在一起,其余非被測繞組皆短路接地。絕緣電阻和吸收比的測量順序及部位如表1:
表1變壓器絕緣電阻和吸收比的測量順序和部位
如果變壓器為自耦變壓器時,自耦繞組可視為一個繞組。如三繞組變壓器高、中壓繞組自耦時,則共測三次,測量順序及部位如下:(1)低壓繞組高、中壓繞組及地;(2)高、中、低壓繞組地;(3)高、中壓繞組低壓繞組及地。
測量前后應對變壓器的被測繞組與外殼短路充分放電(t≥2min);對新投入或大修后的變壓器,應充滿合格油并靜止一定時間(一般110KV及以上變壓器靜止20h以上,3~10KV的變壓器需靜止5h以上。);測量時以變壓器頂層油溫作為測量時的溫度。
《規程》并未對絕緣電阻值做具體規定,表2給出允許值供參考,另外可按下列步驟進行:(1)安裝時絕緣電阻值不應低于出廠試驗時的70%;(2)預防性試驗時絕緣電阻值不應低于安裝或大修后投入運行前的測量值的50%;(3)同期同類型變壓器同類繞組的絕緣電阻不應有明顯異常;(4)同一變壓器絕緣電阻測量結果,一般高壓繞組測量值應大于中壓繞組,中壓繞組測量值應大于低壓繞組。
表2油浸電力變壓器繞組絕緣電阻的允許值(MΩ)
三、互感器絕緣電阻測試
互感器在電力系統的電能計量、繼電保護、自動控制等裝置中用于變換電壓或電流,運行數量多,長期處于工作狀態,測量互感器繞組的絕緣電阻的主要目的是檢查其絕緣是否有整體受潮或老化的缺陷。測量電壓互感器和電流互感器絕緣電阻的方法基本相同。
測量時,一次繞組用2500V絕緣電阻表,二次繞組用1000V或2500V絕緣電阻表,非被測繞組應接地。實驗結果可與歷次數據比較,進行綜合分析判斷。一般情況下,一次繞組的絕緣電阻不應低于出廠值或歷次測量值的60%;二次繞組一般不低于10MΩ。當電壓互感器吊芯檢查修理時,應用2500V絕緣搖表測量鐵芯夾緊螺栓的絕緣電阻,不低于10MΩ。測量時,還應考慮并排除空氣濕度、互感器表面臟污、溫度等對絕緣電阻的影響,必要時,用G端子消除表面泄露影響。電容式電流互感器末屏對地絕緣電阻一般不低于1000MΩ。
四、斷路器絕緣電阻測試
對斷路器來講,一般都要求測量其整體的絕緣電阻,即斷路器導電回路對地的絕緣電阻。測量時應采用2500V絕緣電阻表。對空氣斷路器,實際是測量其支持瓷套的絕緣電阻,一般數值很高,最低不得小于5000MΩ。對于少油和多油斷路器還應測量絕緣提升桿(有機材料制成)的絕緣電阻。測量結果不得小于《規程》允許值,如表3。測量提升桿絕緣電阻應在斷路器調整完畢與油箱注油之前進行,以便落下油箱或打開入口接線。斷路器已經充注絕緣油后,為了判斷絕緣提升桿是否受潮,可在斷路器合閘和分閘兩種狀況下分別測量套管引出線對外殼的絕緣電阻。若兩次測量值相近,且不低于表3規定,說明絕緣良好。若合閘狀態下絕緣電阻值遠低于分閘狀態下的值,說明絕緣提升桿受潮。
表3用有機材料制成的斷路器絕緣提升桿的絕緣電阻允許值(MΩ)
五、套管絕緣電阻測試
套管是使高壓引線安全穿過墻壁或設備箱體與其他電力設備相連接。其結構要有較小的體積和較薄的絕緣厚度,尤其套管法蘭處電場強度極不均勻,對其絕緣性能要求較高。
測量絕緣電阻可以發現套管瓷套裂紋、本體嚴重受潮及測量小套管絕緣劣化、接地等缺陷。對已安裝到變壓器本體上的套管,搖測其高壓導電桿對地的絕緣電阻時應連同變壓器本體一起進行,而搖測抽壓小套管和測量小套管對地絕緣電阻可分別單獨進行。由于套管總是從最外層開始受潮,因此測量小套管對地絕緣電阻具有重要意義。《規程》規定搖測小套管對地絕緣電阻應使用2500V絕緣電阻表,其阻值一般不應低于1000MΩ。套管主絕緣的絕緣電阻不應低于10000MΩ。
六、電力電纜絕緣電阻測試
檢查電力電纜最簡單的方法就是測量絕緣電阻。通過測量可以檢查出電纜絕緣受潮老化缺陷,還可以判別出電纜在耐壓試驗時所暴露出的絕緣缺陷。電力電纜的絕緣電阻,是指電纜芯線對外皮或電纜某芯線對其他芯線及外皮間的絕緣電阻。測量時除測量相芯線外,非被測相芯線應短路接地。額定電壓1000V以下的電纜可用1000V絕緣搖表,1000V及以上的電纜用2500V絕緣搖表,6KV以上搖表也可用5000V搖表。
電力電纜的絕緣電阻與電纜的長度、測量時的溫度及電纜終端頭或套管表面臟污、潮濕有很大關系。測量時應將電纜終端頭表面擦拭干凈,并進行表面屏蔽。可將不同溫度時的絕緣電阻值換算為20℃時的值。換算公式:
R20℃=RtKt
式中:
R20℃-換算到20℃時的絕緣電阻值,MΩ;
Rt-溫度為t時實測的絕緣電阻值,MΩ;
Kt-溫度換算系數。
多芯電纜在測量絕緣電阻后,可用不平衡系數來分析判斷其絕緣狀況。不平衡系數等于同一電纜中各芯線絕緣電阻中的最大值與最小值之比,絕緣良好的電纜不平衡系數一般不大于2。
七、絕緣子絕緣電阻的測試
電力系統中使用的大量絕緣子承擔絕緣和機械固定作用。絕緣子在運行中,由于受電壓、溫度、機械力以及化學腐蝕等作用,絕緣性能會劣化,出現不能承受過電壓的零值絕緣子。因此檢測出不良絕緣子并及時更換是保證電力系統安全運行的一項重要工作。測量絕緣電阻可以發現絕緣子裂紋或瓷質受潮等缺陷。絕緣良好的絕緣子的絕緣電阻一般很高,劣化絕緣子的絕緣電阻明顯下降,僅為數十兆歐、數百兆歐甚至幾兆歐。由于絕緣子數量大,用絕緣電阻表搖測其絕緣電阻工作量太大,因此僅在帶電檢測出零值絕緣子位置后,停電更換該零值絕緣子前,為保證準確性才搖測絕緣電阻。《規程》規定,用2500V及以上絕緣電阻表搖測絕緣子絕緣電阻,多元件支持絕緣子的每一元件和每片懸式絕緣子的絕緣電阻不應低于300MΩ。當帶電測出絕緣子為零值絕緣子,但其絕緣電阻大于300MΩ時,應搖測其相鄰良好絕緣子,比較兩者絕緣電阻,若絕緣電阻值相差較大仍應視為不合格。
八、影響絕緣電阻的因素
影響絕緣電阻的因素主要有:1.溫度的影響,一般情況下,絕緣電阻隨溫度的升高而降低;2.濕度和電力設備表面臟污的影響,濕度和臟污可以大大降低絕緣電阻;3.殘余電荷的影響,殘余電荷會造成絕緣電阻偏大或偏小;4.感應電壓的影響,感應電壓強烈時可能損壞絕緣電阻表或造成指針亂擺,得不到真實測量值。
預防性試驗是電力設備運行和維護工作中的一個重要環節,是保證電力系統安全運行的有效手段之一。電力設備的絕緣電阻測試是電力設備預防性試驗中不可缺少的一個步驟。做好絕緣電阻試驗為耐壓試驗做好準備和在設備運行中作為預防設備絕緣事故的檢測手段,保證電力系統安全運行,保證工廠可靠供電。
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關鍵詞:CDIO;電力市場;電力市場營銷;教學方式;教學方式改革
中圖分類號:G642.0 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2016)03-0088-02
一、引言
2013年,能源“十二五”規劃提出要加快建立現代電力市場體系,穩步開展輸配分開試點。隨著這一系列電力市場改革的不斷深入,我國電力行業的市場化不斷趨于成熟,電力市場邁入了以市場需求為導向,滿足客戶需求為目標的階段。電力企業的營銷工作是否能夠順利地進行直接影響到其經濟效益,因此掌握電力市場的基本理論、方法和策略,不僅是電力員工的重要任務,也是對高校電氣工程專業學生的基本要求。在這樣的背景下,高校開展電力市場營銷課程的教學工作,對滿足社會和電力行業的要求,培養電力市場營銷專業人才具有十分重要的意義。但是,高校“電力市場營銷原理”課程的特點是理論抽象,同時又具有很強的實用性,學生對該課程的學習一般是“理論強,實踐差”。CDIO工程教育理念是由麻省理工學院等四所世界著名大學于2004年提出的[1]。CDIO(構思―設計―實現―運行)工程教育理念使得學生以主動的、理論聯系實際的方式進行工程學習,培養學生的創新能力和團隊協作能力,提高學生的綜合素質。因此,本文重點研究基于CDIO的“電力市場營銷原理”教學改革方法。
二、課程教學內容
合理適當的教學內容是課程教學成功的基礎。廣西大學電力市場基礎課程為36學時,采用的教材是肖先勇學者主編的《電力市場營銷原理》。這部教材主要分成十章,主要介紹電力市場營銷的基本概念、營銷信息及其調研等內容[2]。該教材內容豐富,但是課程教授的時間僅僅有36個學時,所以需要對課程的重點難點知識進行提煉。因此,筆者對教材內容進行了歸納和精練,將全文的講授分為:市場營銷基本理論、電力市場營銷方法、電力市場營銷戰略與策略、電力市場研究與分析、電力市場競爭與開拓、電力需求側管理等主要部分。此外,筆者還安排了專門的文獻學習時間,主要讓學生了解一些電力市場營銷的相關研究,掌握國際和國內的研究動態,使得學生能夠將理論知識與電力市場營銷實際相結合,真正掌握電力市場營銷的內涵。比如,筆者所教授的電氣工程及其自動化121班利用兩個學時的時間重點學習《北京市電力公司電力市場營銷策略研究》,獲得了良好的學習效果[3]。該文獻主要針對北京市電力市場營銷的現狀進行了研究,指出了它在營銷中存在的問題和未來改進的方向,與當前的電力市場營銷工作十分貼近,這樣的學習方式讓同學們更好地理解了電力市場營銷的基本概念。
三、教學目的及其實現途徑
明確的教學目的是課程教學成功的基石。本課程比較注重突出電力市場營銷的特色,重點介紹了我國電力企業在市場營銷實踐中的經驗。課程教學的目的是:使學生對電力市場的基本概念、電力市場運營的基本模式有一般性的了解,提升學生的創新能力和團隊協作能力。
1.培養學生創新能力的途徑。(1)引導學生獨立思考解決問題。鼓勵學生通過CNKI、Web of science等知識數據庫收集分析一些世界五百強企業的營銷成功案例和國外著名電力公司的營銷方法,讓其通過獨立思考,將這些電力行業外的營銷經驗和國外電力公司營銷經驗與國內電力市場環境相結合,制定出較為合理的我國電力市場營銷策略。(2)引導學生進行討論辯論。提前設置一些討論話題,讓學生課后充分利用網絡資源和數字圖書館資源收集相關資料,在課堂上進行正反方辯論。筆者曾經利用一個課時的時間讓學生們分成兩組進行“對于電力企業,電力生產工作和電力營銷工作哪一個更加重要”的討論。正方秉持的觀點是電力生產工作更重要,反方認為電力營銷工作更重要。經過一節課唇槍舌劍的較量,結果還是難解難分。但是,通過這次辯論,同學們都深刻學習到了電力生產和電力營銷工作的重要性,深刻理解了電力生產和電力營銷之間千絲萬縷的關系,也鍛煉了同學們的臨場應變能力和理論知識應用能力。
2.培養學生團隊協作能力的途徑。(1)引導學生們進行小組ppt展示。同學們自由組合,將班級分為幾個學習小組,每個小組設置一個組長,老師布置一些開放性的課后作業,并以課堂ppt演講的形式作為作業的完成形式。筆者曾設定了“電力市場營銷在廣西電網的應用”這個題目,讓同學們以小組為單位采用構思―設計―實現―運行的工程思維來完成這個作業。最終每個小組由一名成員完成10分鐘左右的ppt展示。此外,該小組的組員們還需要回答其他組同學提出的相關問題。組長們負責安排人員進行資料收集、資料整理、ppt制作、ppt演講、問題回答等各個方面的工作。學生們對這樣的作業和學習方式十分感興趣,干勁都很足,ppt展示也取得了很好的效果。(2)引導學生們進行小組討論。老師布置一些開放性的話題,并要求在小組成員們進行充分討論的情況下,每個小組委派一名成員進行回答,老師將針對小組成員回答問題的儀容儀表、回答問題情況對這個小組進行綜合評分,并將評分結果作為學生平時成績打分的依據。
四、教學方式改革
合理、恰當的教學方式是課程教學成功的關鍵。傳統的教學方式是老師在課堂上傳授知識,學生的課堂參與度不高,難以達到CDIO(構思―設計―實現―運行)的工程教育效果。為了改進這種情況,本課程的教學中采用了討論教學法、案例教學法和網絡視頻教學法結合的方式進行教學。
1.討論教學法。在課堂教學中,教師針對電力市場中出現的問題,設計討論話題進行討論。班里每個小組派組員上臺進行相關問題觀點的闡述,教師在總結每個小組回答情況的基礎上提出自己對問題的看法,并對每個組的回答情況進行打分。這種討論教學法可以較好地發揮了同學們的主觀能動性,讓他們主動地參與到討論中來,并使之能真正地領悟到營銷的精髓。例如,在討論現有電力市場營銷體制改革的時候,曾讓同學們討論“現有的電力市場背景下,適不適合引入大量的社會資本進入到電網中”話題。班里的五個小組根據論點分成了兩派,三個小組的主要觀點是:我國幅員遼闊,不可避免地要進行遠距離、高電壓輸電,因而電力系統改造或者更新需要大量的成本,需要大量的基礎建設設施進行配套,所以相對來說在某些時段投資的回報率不高,如果大量的社會資金進入到電力行業,在資金總是流向回報率最高的地方的情況下,大量的社會資金進入到電力行業就存在資金變動較大的問題,若沒有強有力的資金作為支持,那么電力系統的可靠性就會降低,因此不適合引入大量的社會資本進入到電網中。其他兩個小組主要觀點是:從社會中引入大量的社會資本融入到電力系統建設中,能夠加大電力市場的自由度,能夠把電價的定價逐步推向市場,能夠加強對電力企業的監督,防止大規模的腐敗。誠然,是否引入大量的社會資本進入到電網中,這是一個電力行業都在考慮的現實問題,引入與否都會存在優點和缺點,因此這個問題不存在標準答案,但是通過課堂充分的討論,讓學生們充當電力行業的決策者,能讓他們發揮主觀能動性,無意識之中就掌握了電力市場營銷的核心知識。
2.案例教學法。老師布置例如“世界著名企業的營銷戰略”、“著名電力企業電力市場營銷戰略”等作業,讓同學們課后進行案例的收集,并讓同學們在課堂上進行講解,隨后老師進行點評。這樣學生的印象就會非常深刻,學生的自主學習能力也得到了鍛煉。
3.網絡視頻教學法。教師收集一些有關世界著名企業和著名電力企業的營銷戰略視頻,在課堂中進行播放,并進行相應的講解,能夠培養學生對這門課程的興趣,讓學生全身心地投入到課程學習中來。
五、課程的考核機制
課程考核機制的設置是否合理直接關系到能否提高學生學習的主動性,是課程教學成功與否的關鍵。該門課程是專業選修課,課程要求學生掌握和了解電力市場營銷的一般原理并能正確地應用這些知識解決問題。該課程不需要學生死記相關的知識,故采用開卷方式考核學生。為了能夠調動同學們參與小組討論和各種課堂討論的積極性,將CDIO(構思―設計―實現―運行)的工程教育理念引入課堂,在本課程期評成績中,設置開卷考試占50%,平時(含考勤、課堂討論)占50%。良好的考核機制的設定,有效地提高了學生參與討論的積極性,取得了較好的教學效果。
六、結語
電力市場營銷是電力企業發展的必由之路。本文從課程的內容入手,闡述了課程教學的性質與目的,基于CDIO提出了實現教學目的的方法和途徑,研究了經過改進的教學方式,建立了合理的課程考核機制。經實踐證明,該課程的教學方法能夠給高校電力市場基礎課程的教學提供參考和幫助。但是,隨著電力市場的改革不斷深入,電力市場基礎課程的教學與培養模式還需要不斷探索,這樣才可能為社會輸送合格的電氣人才。
參考文獻:
[1]Edward F.Crawl ey.The CDIO Syllabus――A Statement of Goals for Undergraduate Engineering Education [EB/OL].http://.
關鍵詞:分布式發電;虛擬發電廠;調度管理;綠色能源
DOI:10.16640/ki.37-1222/t.2017.11.192
1 分布式電源調度管理模式研究
21世紀智能電網的發展方向是分布式能源的建設,分布式電源調度管理模式有利于提高電力能源的利用率,在促進能源的可持續發展的基礎上,減少電力工業生產造成的污染排放。分布式電源一般容量比較小,主要分布在距離用戶近的區域,分布式電力能源的建設可以實現就地向用戶提供電力能源,減輕了電力能源傳輸的壓力,分布式電源的應用十分普遍,通過協調控制可以提高綜合電力能源的利用率。分布式電源調度管理可以在電網出現停電故障的時候,保證重要負荷的有效供電,保證電網主網供電的穩定。分布式電源調度管理可以有效的解決偏遠地區供電需求的問題。我國的分布式電力能源的建設還是處于起步階段,我國的十二五的工作計劃已經將分布式電力能源的建設作為電力工業發展的一個重要的發展方向。分布式發電系統的研究和應用,在我國大電網的環境下,促進了分布式電源管理功能和集中式發電之間的協調運作,是今后我國電力系統發展的一個必然的趨勢。
2 虛擬發電廠運行特點分析
虛擬發電廠是我國未來電力工業的新型管理模式,對分布式能源進行整合,實現分布式儲能和分布式發電,實現對分布式力能源的統一管理,使分布式能源參與系統的調度和運行。虛擬發電廠把分散的電源、分散的儲能設備和可控復合結合在一起,虛擬成一個獨立的虛擬電力系統,在功能和控制性方面與大型的發電廠比較類似。虛擬發電廠可以對接入的分布式電源進線統一管理,虛擬發電廠可以儲存大量的電能,與外網的的連接具有永久性的特點,是一個開放性的系統。虛擬發電廠對內部電網的管理可以使資源得到優化的配置,虛擬發電廠的通信控制系統保證內部電網的運行協調互動,解決了分布式電源的內部消耗問題。虛擬發電廠對外網進行供電,進行雙向的能量交換,同時保證對內部負荷進行供電。虛擬發電廠對分布式電源的調度管理與傳統電源調度管理比,具有更大的調度管理空間,虛擬發電廠的分布式電源調度管理在市場中占有一定的優勢。
3 虛擬發電廠分布式電源調度管理模式研究
對虛擬發電廠分布式電源發電模式的研究我們通過風力發電、光伏發電和微型燃氣輪機發電進行研究。風力發電與常規的能源比,是可持續利用的能源,對環境沒有污染,自然界的風能資源是巨大的,全球的可以次序利用的風能資源可以達到214MW。從風能的調度性分析,風力發電隨機性大,而且變化迅速,風力發電的能源的調度性比較困難,風力發電需要大量的常規發電設備和機組提供支持,地區性的差異也決定了風力發電的差異性,所以我們對風力發電的管理可以充分利用地區互補性。光伏發電是太陽能發電中的一種,光伏發電技術比較成熟,光伏發電利用半導體的的光能效應,把太陽能輻射的能量轉變為電能,在光伏發電系統中要安裝儲存能源的裝置。光伏發電受光照和溫度的影響很大,光能發電的隨機性強,在短期內光能發電變化快。微型燃氣輪機發電是通過大功率輸出的燃氣輪機,把天然氣和汽油作為動力原料,通過驅動高速發電機進行發電。微型燃氣輪機發電穩定性和可靠性高,污染小,并且能源的利用率高,微型燃氣輪機發電是技術比較成熟的分布式電源,微型燃氣輪機發電通過冷熱電聯產運作模式可以把能量的綜合利用率提高到85%以上。分布式冷熱電聯產也叫做冷熱電三聯供電系統,是把制熱、制冷和發電結合到一起的分布式供能系統,微型燃氣輪機冷熱電三聯供電系統結構圖如圖1所示,微型燃氣輪機冷熱電三聯供電系統結構主要由微燃氣輪機和溴冷機組組成,具體運作模式是通過對天然氣的燃燒,帶動微燃氣輪機進行發電工作,燃燒產生的高溫煙氣進入余熱爐,可以為用戶提供供暖的需要,高煙氣體也可以通過溴化鋰的化學反應產生制冷的作用。分布式式冷熱電聯產可以提高能源的利用率,降低污染物的排放。
4 總結
智能化和綠色能源是電力工業的發展方向,虛擬電廠分布式電源調度管理的提出,對電力工業電能開發和環境保護具有一定的研究意義,可以有效的解決分布式電源調度管理中出現的問題,提高了電力工業能源的利用率,保證了電力能源的可持續發展。
參考文獻:
[1]趙波,張雪松,洪博文.大量分布式光伏電源接入智能配電網后的能量滲透率研究[J],電力自動化設備,2012(08).