本书主要介绍了水力发电的原理基础、水轮机的结构、水电厂的辅助设备、水轮机调节和水轮发电机组运行、火力发电的原理基础、锅炉设备、汽轮机设备及汽轮机调节与运行。本书内容紧密联系生产实际,注重职业技能培养。本书可作为高职高专电力技术类专业教材,也可作为职业资格和岗位技能培训教材,还可供从事水力发电、火力发电等专业的工程技术人员参考。为方便教学,本书配有免费电子课件、模拟试卷及答案等,凡选用本书作为教材的学校,均可来电索取。咨询电话:010-88379375;电子邮箱:cmpgaozhi@sina.com。
随着科学技术的不断进步与社会生产力的不断发展。 电能的需求日益增长。 对电力从业者的要求也越来越高。 为了满足高职高专院校电力技术类专业学生技术能力培养需要。 我们组织编写了本书。本书是校企合作开发教材。 由长江工程职业技术学院专业教师和汉江集团丹江口水力发电厂工程技术人员合作编写。 本书紧密联系生产实际。 全面反映了我国目前发电厂的技术及设备情况。 内容详实。 易学易懂。本书在编写内容的安排上。 对水电、火电的内容同等对待。 力求使读者弄懂动力设备的作用、原理和运行。 了解发电厂动力设备相互之间的联系。 从而对发电厂动力设备有一个系统、整体的了解。 为专业知识的学习和现场知识的积累搭建良好的知识平台。动力设备结构复杂。 体型庞大。 是读者尤其是初学者学习过程中经常遇到的难题。 为此。 本书配制了大量平面机械视图和立体视图。 尽可能通过视图详尽展现复杂设备。 解决读者困难。本书由长江工程职业技术学院夏勇、张争任主编。 长江工程职业技术学院朱华杰、汪锋和汉江集团丹江口水力发电厂郭娅任副主编。 长江工程职业技术学院刘姣姣、姜美影和程天龙参与编写。 全书共分8 章。 其中。 第1 章由刘姣姣编写。 第2 章由张争编写。第3 章由夏勇编写。 第4 章由郭娅编写。 第5 章由姜美影编写。 第6 章由程天龙编写。第7 章由朱华杰编写。 第8 章由汪锋编写。 夏勇、张争负责全书的统稿工作。 汉江集团丹江口水力发电厂杨军担任主审。由于时间仓促。 书中难免有不妥之处。 敬请读者批评指正!
编 者
前 言
第1 章 水力发电的原理基础 1
1. 1 水电站的类型 1
1. 1. 1 水电站概述 1
1. 1. 2 水电站的分类 1
1. 2 水轮机的主要类型 5
1. 2. 1 反击式水轮机 5
1. 2. 2 冲击式水轮机 7
1. 3 水轮机的型号和装置形式 9
1. 3. 1 水轮机的型号 9
1. 3. 2 水轮机的装置形式 11
1. 4 水轮机的基本工作参数 15
1. 5 水轮机的工作原理 17
1. 5. 1 水轮机的基本方程式 17
1. 5. 2 水轮机的能量损失及效率 21
复习与思考题 24
第2 章 水轮机的结构 25
2. 1 反击式水轮机的引水部件 25
2. 1. 1 蜗壳的主要特性 27
2. 1. 2 蜗壳的结构 30
2. 2 反击式水轮机的导水部件 32
2. 2. 1 导水部件的作用和类型 32
2. 2. 2 导水部件的结构 33
2. 3 反击式水轮机的工作部件 44
2. 3. 1 混流式水轮机转轮 45
2. 3. 2 轴流式水轮机转轮 52
2. 4 反击式水轮机的泄水部件 62
2. 4. 1 尾水管的作用 62
2. 4. 2 尾水管的类型及性能 64
2. 4. 3 尾水管中的水流情况 65
2. 4. 4 尾水管的选择 66
2. 5 反击式水轮机的主轴和导轴承 67
2. 5. 1 反击式水轮机的主轴 67
2. 5. 2 反击式水轮机的导轴承 71
2. 6 水斗式水轮机的结构 73
2. 6. 1 水斗式水轮机的装置形式 73
2. 6. 2 水斗式水轮机构主要部件 73
复习与思考题 79
第3 章 水电厂的辅助设备 80
3. 1 水轮机主阀 80
3. 1. 1 主阀的作用 80
3. 1. 2 主阀的类型和结构 81
3. 1. 3 主阀的开关条件 85
3. 1. 4 主阀的操作方法 85
3. 2 水电厂油系统 85
3. 2. 1 油的类别及用途 86
3. 2. 2 油的主要质量指标 87
3. 2. 3 油系统的任务 89
3. 2. 4 油的劣化及油的净化处理 89
3. 2. 5 水电厂油系统原理 92
3. 2. 6 油系统中的自动化元件 94
3. 3 水电厂气系统 94
3. 3. 1 水电厂气系统的组成和用途 94
3. 3. 2 水电厂气系统原理 97
3. 3. 3 气系统中的自动化元件 99
3. 4 水电厂水系统 100
3. 4. 1 小电厂水系统的组成和用途 100
3. 4. 2 技术供水的水源和供水方式 101
Ⅴ
3. 4. 3 水电厂技术供水系统原理 103
3. 4. 4 水系统中的自动化元件 104
复习与思考题 105
第4 章 水轮机调节和水轮发电机组
运行 106
4. 1 水轮机调节概述 106
4. 1. 1 水轮机调节任务 106
4. 1. 2 水轮机调节原理 107
4. 1. 3 水轮机调速器分类 108
4. 1. 4 水轮机调速器的结构组成 109
4. 2 水轮机调速器的工作原理 109
4. 2. 1 离心摆 109
4. 2. 2 液压放大器 111
4. 2. 3 负反馈的调节规律 115
4. 3 水轮发电机组的操作步骤 121
4. 3. 1 机组正常开机操作步骤 121
4. 3. 2 机组正常停机操作步骤 121
4. 3. 3 机组事故停机操作步骤 122
4. 3. 4 机组紧急停机操作步骤 122
4. 4 水电厂计算机监控系统 122
4. 4. 1 计算机监控功能 122
4. 4. 2 水电厂计算机监控系统的结构 124
4. 4. 3 计算机监控机组的操作流程 124
复习与思考题 129
第5 章 火力发电的原理基础 130
5. 1 热力学基本概念 130
5. 1. 1 热力学的常用术语 130
5. 1. 2 工质的状态参数 131
5. 1. 3 工质的状态描述 132
5. 2 热力系统的能量平衡 134
5. 2. 1 热力学定律 134
5. 2. 2 热量传递的基本方法 134
5. 2. 3 开口系恒定流热力学系统的
能量方程 135
5. 2. 4 卡诺循环 138
5. 3 水蒸气的定压形成过程 139
5. 3. 1 水蒸气的形成过程 139
5. 3. 2 水蒸气形成T—s 图上的一点、两线、
三区域、 五状态 141
5. 4 水蒸气动力循环 142
5. 4. 1 朗肯循环 142
5. 4. 2 提高朗肯循环热效率的途径 1