热机设计师个人总结

1 / 25 热机设计师个人总结 日照电厂一期工程 热机专业 设计总结 山 东 电力 工 程咨询院 电力工程勘察设计证书甲级 1500011 号 1999年 4月 济 南 2 / 25 总 工 程 师 ： 设计总工程师 ： 专 业 组 编 工程 师 ： 王本君 3 / 25 长 ： 写 ： 王本君 目 录 第 1 章第 2章第 3 章第 4章第 5章 热机专业工程概述 设计特点 成功之处及优化措施 存在问题及补救措施 今后注意事项及改进意见 1 第 1 章 工程概述 1 1电厂概况 日照电厂为新建燃煤电厂。电厂规划容量为 2400MW。本期工程安装两台 350MW 具有调峰功能的燃煤凝汽式机组。二期工4 / 25 程按 3 X600MW 机组考虑。 本期工程系引进国外设备项目。主厂房范围内的设备、材料和设计均由 外方负责。锅炉范围内的主辅设备由西班牙的福斯特。惠勒能源公司设计和 供货。汽机房范围内的主辅设备由德国的西门子公司设计和供货。 1 2本期工程主设备规范 1 2 1锅炉 制造商：西班牙福斯特 惠勒能源公司 型式：亚临界参数、一次中间再热、自然循环汽包炉。 燃烧方式：平衡通风负压燃烧，炉膛前墙分四层布置 16 只蜗壳旋流分 散火焰低 NOx 燃烧器。 点火方式：高能点火器先点燃点火油燃烧器，然后点燃主油燃烧器，再点燃煤粉燃烧器。 调温方式：过热蒸汽采用二级喷水减温方式调温。再热蒸汽采用尾部烟道挡板调节烟气流量来调节，并设有一级事故喷水减温器。 空气预热器：豪登公司生产的主轴驱动三分仓式。 机组运 行方式：定压或滑压运行。 不投油最5 / 25 低稳燃负荷： 35%BMCR 锅炉在 MCR 工况下的设计参数如下： 最大连续出力： h 过热蒸汽压力： 过热蒸汽温度： 541 再热蒸汽流量： h 再热蒸汽压力： 再热蒸汽温度： 541 给水温度： 2 排烟温度： 锅炉效率： 1 2 2汽轮机 制造商：德国西门子公司 型号： KR36 40, N30一 ZXI0 型式：亚临界、一次中间再热、单辅双缸双排汽凝汽式。 额定功率： 350MW 最大连续出力： 额定蒸汽参数： 主汽门前压力： 主汽门前温度： 538 中压主汽门前压力： 中压主汽门前温度： 538 循环冷却水温度： 背压： 主蒸汽流量： h 给水温6 / 25 度： 给水回热级数： 8级 计算热耗： 7868kJ kWh 配汽方式： 全周进汽 调节系统： 高压抗燃油 DEH系统 末级叶片高度： 检修最大起吊重量： 低压缸上半重： 低压转子重： 1 2 3 发电机 制 造 商 ： 西 门 子 公 司 型 号 ： THDD108 44 额定功率： 350MW 最大连续输出功率： 412MVA 额定电压： 2lkv 3 20 热机 1、热机：燃料燃烧时，将储存的化学能转化为蒸汽或燃气的内能， 各种将蒸汽或燃气的内能转化为机械能的发动机统称为热机。 7 / 25 2、内燃机：与蒸汽机不同的是内燃机的燃料在内燃机的气缸内直 接燃烧，产生高温高压燃气推动活塞做功。 3、四冲程：汽油机工作时，活塞在气缸内做一次单向运动称为一 个冲程。它的一次工作全过程包括四个冲程： 、吸气冲程：活塞向下运动，进气阀门开启，空气和汽油的混合气体进入气缸。 、压缩冲程：两个阀门都关闭。活塞向上运动，将混合气体压缩至原来体积 1的左右。机械能转化为内能 8 、做功冲程：气缸顶端的电火花塞通电点火，混合气体爆发性燃烧，高温高压气体向下 推动活塞做功。在此过程中，燃气的内能部分转化为机械能 、排气冲程：活塞向上运动，排气阀开启，废气被8 / 25 排出气缸。 以上四个冲程除了做功冲程外，其余三个冲程中，活塞均靠旋转飞轮带动曲轴连杆而运动。 四个冲程组合起来叫做一个工作循环。在此过程中，活塞往返两次，曲轴连杆转动两圈。 4、汽油机和柴油机的比较： 柴油机与汽油机的不同：吸气冲程只有空气通过进气阀进入气缸。压缩冲程中活塞将空气压缩至原来体积的 1 左右，使空气压强增加，从而使温度升高至柴油 16 燃点。此时，喷油嘴喷出雾状柴油，达到燃点的柴油立即燃烧，使气缸内的气体压强大大增加，从而有力地推动活塞对外做功。同时它们还存在点火方式的不同点。汽油机的点火方式叫点燃式，柴油机的点火方式 叫压缩式。 5、汽轮发动机：汽轮发动机包括蒸汽轮机和燃气轮机。它9 / 25 们通过高温高压的水蒸气或燃烧燃料所产生的燃气推动一系列涡轮叶片旋转，从而带动发电机或其他大型机械工作。 6、喷气发动机：喷气发动机的工作过程可归纳为：进气、压缩、燃烧、排气。喷气式飞机靠喷气发动机提供的动力飞行。 7、燃料的热值：一千克的某种燃料完全燃烧释放出的内能叫做这种燃料的热值。 热机教学设计与反思 热机与社会发展 一、教学目标： 1知识与技能 知道热机工作过程中的能量转化过程。 了解汽油机的工作原理和工作过程，提高读图能。 10 / 25 了解热机效率。知道热机工作时燃料释放能量的主要流向，知道可以怎样提高热机效率，及提高热机效率的意义所在。 了解热机使用所带来的环境污染问题和目前的对策。 2过程与方法 利用图片和动画，研究并认识汽油机和柴油机的基本结构、工作原理和工作过程。 3情感态度与价值观 通过对热机效率和热机与环境等问题的分析和讨论，树立效率意识和环保意识，培养学生通 过交流讨论来学习的习惯。 通过介绍热机的发明和发展，树立科学技术是第一生产力的观点。通过介绍我国长征系列火箭的伟大成就及火箭升空视频，激发学生的爱国主义情感，树立为祖国强盛做出自己贡献的信心。 二、教学重点与难点 11 / 25 重点：热机的共同特点，汽油机的构造、工作原理和过程，热机效率，热机与环境保护。 难点：热机工作过程的能量转化情况，汽油机的构造、工作过程。 三、教学程序 引入新课 通过 PPT 课件图片从镰刀到收割机、从木帆船到远洋巨轮、从马车到小汽车引入新课并启发学生思考：什么推动了人类的文明和进步 ？ 新课教学 1、热机的种类及其共同特点 设问：热机有哪些种类？它们有什么共同特点？ 补充图片资料蒸汽机、汽油机、柴油机、燃气轮机、喷气发动机、火箭发动机，初步了解热机对促进生产力发展与社会进步的作用。 12 / 25 学生回答：有蒸汽机、汽油机、柴油机、燃气轮机、喷气发动机和火箭发动机等。 共同特 点： 通过燃料燃烧把化学能转化为内能 ，又通过做功方式，把内能转化为机械能。 2、汽油机 汽油机的应用： 汽油机是用汽油作燃料的内燃机，它常应用在汽车、飞机、摩托车和小型 农业机械上。 汽油机的构造 出示汽油机模型，为更清楚展示再用课件展示。边指示边讲解：进气门，排气门，火花塞，气缸，活塞，连杆，曲轴及其作用。 1 引导学生阅读课本 P83。同时出示课件利用 flash动画演示。 (播放 flash 动画引导学生注意观察 活塞、气门、连杆、曲13 / 25 轴的动作情况 ) 设问： 什么过程叫一个冲程？ 汽油机有几个冲程？这些冲程的工作过程怎样？ 汽油机工作原理 学生回答上述问题 汽油机工作时，活塞在汽缸里做往复运动，活塞从汽缸的一端运动到另一端的过程叫做一个冲程，汽油机的工作过程以一个循环为一个单元，一个循环又分为四个冲程。 压缩冲程做功冲程排气冲程 四个冲程分解逐一探究，交流讨论贯穿始终。 2 吸气冲程 14 / 25 启发学生思考：进气门、排气门开闭情况怎样？活塞向下运动产生了什么效果？ 这一冲程要让学生明白：空气和汽油的混 合物是被吸入气缸的。 压缩冲程 思考：能量怎样转化？学生思考回答，师生共同总结。 活塞运动到最下端，就开始转为向上运动。这时进气门、排气门都关闭，混合气体被强行压缩， 使气体的温度升高，机械能转化为内能。 做功冲程 思考：什么时候点燃燃料？燃料点燃后能量怎样转化？ 学生回答后，师生总结：压缩冲程末，火花塞产生电火花，使燃料猛烈燃烧， 产生高温高压气体，推动活塞向下运动，通过连杆带动曲轴转动。实现了内能向机械能的转化。 排气冲程 思考：活塞靠什么运动？运动产生了什么效果？ 15 / 25 做功冲程结束，进气门关闭，排气门打开 ,活塞靠曲轴上飞轮惯性的带动而继续向上运动，把废气排出气缸。此后，活塞又由上向下运动，从此进入下一轮循环 。 视频展示四冲程汽油机完整的工作过程。 总结汽油机一个循环过程的特点： 练习：一台汽油机飞轮转速为 3000 转 /分，则在 1 秒内完成 个循环，对外做功 次。 3、柴油机 柴油机应用：主要用于载重汽车、火车、轮船、拖拉机等大型机械 柴油机构造 工作原理 16 / 25 比较汽油机和柴油机的相同点和不同点。 4、热机的效率 讨论交流：热机工作时，能不能将燃料所蕴藏的化学能全部用 来对外做有用功呢？ 由图可知，真正能转变为对外做有用功的能量只占燃料燃烧时所释放能量的一部分。 热机转变为有用功的能量与燃料完全燃烧释放的能量的比值称为热机效率。 议一议：怎样提高热机的效率？ 3 E2 4 学生回答：使燃料充分燃烧 ; 尽量减少各种热量损失； 在热机的设计和制造上采用先进的技术； 17 / 25 注意保养，保证良好的润滑， 减少因克服摩擦阻力而额外消耗的能量。 引导：虽然热机为人类的发展做出了重大贡献，但也带来了许多环境污染问题。 5、热机与环境 引导学生阅读课本 P84。 ( 1、废气污染 排出的废气温度较高。使城市温度升高，会形成 “ 热岛效应 ” 。 废气中含有各种对人体有害的气体和粉尘，形成酸雨，直接影响人们的身体健康和动植物的生存。 2、噪声污染 怎样控制热机对环境造成的污染 18 / 25 课件出示新能源汽车展望未来 6、 STS 1、阅读课本 P85“STS” 了解热机发展简史和我国的科技发展情况 . 2、播放火箭升空视频，对学生进行爱国主义教育。 小结：师生共同总结。 作业设计 课堂作业：课本 86页 1、 2。 课后作业 :练习册 106页 1至 9题 教学反思 ： 1.通过热机工作原理的讲解，帮助学生深入地了解热机，由于本节内容热机属于知识性内容，不易进行实验操作演示，固我结合了 flash 等多媒体手段帮助学生进行理解，突破了 19 / 25 4 难点，抓住了重点，很好地弥补了传统教学在本节内容教学的不直观，不容易理解的困难。配合一定数量的 练习，帮助学生在课堂之中就把所学的内容进行消化吸收，时间分配合理 . 2 不足之处学生上网查找资料能力不足 ,对热机发展史和我国长征系列火箭资料查找不够详细，这与平时老师少引导有关。以后应加强培养学生查找课外资料和网上学习的能力。 5 内能与热机知识点总结 1内能：在物理学中，把物体内所有的分子动能与分子势能的总和叫做物体的内能。一切物体在任何情况下都具有内能。内能的单位是焦 2影响内能大小的因素之一是：温度，温度越高，分子无规则运动 越剧烈，分子动能越大，物体的内能也越多。这说20 / 25 明，同一物体的内能是随温度的变化而变化的。 3改变物体内能的方法是： 做功； 热传递 这两种方式对于改变物体的内能是等效的。 4对物体做功，物体的内能增大，温度升高；物体对外做功，自身内能减小，温度降低 5热传递发生的条件是：两个物体有温度差；热传递的方式有：传导、对流和辐射；发生热传递时，热量从高温物体传向低温物体，高温物体放出热量，低温物体吸收热量，直到温度相同时，热传递才停止。 热量与热值 1 热量：在物理学中，把在热传递过程中物体内能改变的多少叫做热量。物体吸收热量，内能增加；放出热量，内能减少。 2热量用字母 Q 表示，单位是焦。一根火柴完全燃烧放出的热量约为 1000J。 21 / 25 3实验表明：对同种物质的物体，它吸收或放出的热量跟物体的质量大小、温度的变化多少成正比。 4热值：把 1kg 某种燃料在完全燃烧时所放出的热量叫做这种燃料的热值。 5热值是燃料的一种属性，与质量、是否完全燃烧等没有关系，只与燃料的种类有关，不同燃料的热值一般不同。 6燃料完全燃烧放出热量的计算公式： Q=qm 或 Q=qV 7 Q 表示热量，单位是焦， q 表示热值，单位是焦 /千克或焦 /米 3； m 表示质量，单位是千克； V 表示体积，单位是米3 8氢气的热值很大，为 q 氢 =108J/m3 ，表示的物理意义是： 1m3的氢气在完全燃烧时所放出的热量为 108J 。 9提高炉子效率的方法： 改善燃烧条件，使燃料尽可能充分燃烧； 尽可能减少各种热量损失 研究物质的比热容 22 / 25 1比热容：单位质量的某种物质，温度升高 1 所吸收的热量，叫这种物 质的比热容。 2比热容是物质的一种属性，与物质的质量、体积等无关，只与物质的种类有关。不同物质的比热容一般不同，同种物质的比热容与物质的状态有关。 3比热容用字母 c 表示，单位是：焦 /(千克 ?) ，符号是：J/(kg?) 4水的比热容很大，为 c 水 =103J/(kg?) ，表示的物理意义是： 1kg的水温度升高 1 所吸收的热量为 103J 。 5水的比热容大，在质量和吸收的热量相同时，升高的温度比其它物质小；放出的热量相同时，降低的温度比其它物质小，因而温差变化较小。 6水的比热容大，在质量和升高的温度相同时，比其它物质吸收的热量多，因而可用水来降温；在降低的温度相同时，比其它物质放出的热量多，因而可用水来取暖。 23 / 2