1. 《發電廠電氣部分》試題以及答案
1、我國最大的火電機組容量100萬KW-------玉環電廠
我國最大的水電機組容量70萬KW--------三峽水電站
我國最大的核電機組容量100萬KW-------田灣核電廠
最大的火電發電廠容量454萬KW-----------鄒縣電廠
最大的水電發電廠容量1820萬KW---------三峽水電廠
最大的核能發電廠容量305萬KW---------秦山核電廠(自主研發設計)
最大的抽水蓄能發電廠240萬KW---------廣東抽水蓄能電廠
2,新能源發電類型:風力發電,海洋能發電,地熱發電,太陽能發電,生物質能發電,磁流體發電,電氣體發電
3、火力發電廠的的生產過程:概括地說將煤中的化學能轉化成電能的過程,
三個階段1,燃料的化學能在鍋爐中燃燒轉變成熱能,加熱鍋爐中的水,使之變為蒸汽(燃燒系統)2,鍋爐中產生的蒸汽進入汽輪機,沖擊汽輪機的轉子旋轉,將熱能轉變為機械能(汽水系統)3,由汽輪機的轉子旋轉的機械能帶動發電機旋轉,把機械能變為電能(電氣系統)
4、熱電廠,以熱定電的運行方式。
抽水蓄能電廠在電力系統中的作用:調峰,填谷,事故備用,調頻,黑啟動,蓄能
汽輪發電機的特點:轉速高,多採用隱極式,卧式,不能快速啟動,只宜承擔電力系統的基荷
水輪發電機的特點:轉速低,極數多, 多採用凸極式轉子,立式能快速啟動易於承擔峰荷
5、一次設備:通常把生產,變換,輸送,分配和使用電能的設備,如發電機,變壓器,斷路器等稱為一次設備。
1, 生產和轉化電能的設備(發電機,變壓器)
2, 接通和斷開電路的開關電器(斷路器,隔離開關,負荷開關,接觸器,熔斷器)
3, 限制故障電流和防禦過電壓的保護電器(電抗器和避雷器)
4, 載流導體
5, 互感器(電壓互感器,電流互感器)
6, 無功補償設備(並聯電容器,串聯電容器,並聯電抗器)
7, 接地裝置
6、二次設備:對一次設備和電力系統的運行狀態進行測量,控制,監控,和起保護作用的設備,稱為二次設備。(測量表計,繼電保護,直流電源負荷,操作電器,信號設備及控制電纜)
7、發熱對電氣設備的影響:
1,使絕緣材料的絕緣性能下降
2,使金屬材料的機械強度下降
3,使導體的接觸部分的接觸電阻增大
8、溫度限制:導體正常最高溫度一般不允許超過70℃
鋼芯鋁絞線及管型導線不允許超過80℃
導體表面鍍錫不允許超過85℃
導體表面鍍銀不允許超過95℃
9、提高導體載流量的措施:
a) 減小導體的電阻(①最好採用電阻率低的材料②,減小接觸電阻③,增加截面積 )
b) 增加導體的換熱面
c) 提高換熱系數
10、長期發熱,指正常工作時電流長期通過而引起的發熱,長期發熱的熱量,一部分分散到空氣中去,另一部分使導體的的溫度升高 ,發熱功率與散熱功率相互平衡。
11、短時發熱:指載流導體發生短路時,短路開始至短路切除這段時間內導體發熱的現象,其特點:一短路電流很大,導體內產生的熱量來不及向周圍擴散,可以認為在短路電流持續的時間內所產生的熱量全部用來提升導體的溫度,是一個絕熱的過程。
二短路時導體溫度變化范圍很大,它的電阻和電容不能再視為常數,應為溫度的函數。
12、導體電動力的計算公式: =1.73×10-7 × ×ish2 × 其中 當三相平行時,中間相最大,短路後的0.01秒 達到最大值
電動力與(電流,導體形狀,布置方式)有關------動穩定校驗
13、電氣主接線設計的基本要求:
1, 可靠性是主接線設計的首要要求
2, 靈活性(操作方便,調度方便,擴建方便)
3, 經濟性(節省投資,佔地面積小,電能損耗小)
14、斷路器和隔離開關的區別:
1, 斷路器具有開合電路的專用滅弧裝置,可以開斷和閉合負荷電流和開斷短路電流。隔離開關沒有滅弧裝置,其開合電流能力極低,只能用作設備停運和退出工作時的斷開電路,保證與帶電部分隔離,起著隔離電壓的作用。
2, 送電時先合隔離開關,再合斷路器。停電時,先停斷路器,再停隔離開關。
15、限制短路電流的措施:
(1)選擇適當的主接線形式和運行方式
(2)加裝限流電抗器
(3)採用低壓繞組分裂繞組變壓器
其中主接線及運行方式中包括
a,在發電廠中盡量選擇單元接線的形式和運行方式
b,在降壓變壓所中,採用電壓器低壓側分裂運行的方式
c,對具有雙迴路的用戶,採用線路分開運行方式
d,對環形供電網路,在環網中穿越功率在低處開環運行
16、廠用電的類型:工作電源,備用電源,啟動電源,事故保安電源
17、廠用電負荷分類:
Ⅰ類廠用負荷:短時停電會造成主輔設備損壞,危害人身安全,主機停止運行及出力下降的廠用負荷(給水泵,凝結水泵,循環水泵,引風機,送風機,給粉機以及水電廠的調速器,壓油泵,潤滑油泵)
Ⅱ類廠用負荷:允許短時停運,不至於造成生產紊亂,但長時間停電會損壞設備,影響機組的正常運行的廠用負荷(工業水泵,疏水泵,灰漿泵,輸煤設備,化學水處理,以及水電廠中的大部分電動機)
Ⅲ類廠用負荷:較長時間停電不會直接影響生產,僅造成生產上不方便的廠用負荷。(實驗室,汽配廠,油處理室)
OⅠ類廠用負荷:一般的電源切換系統已無法滿足要求,所以專門用不停電電源供電。
OⅡ類廠用負荷:直流保安負荷 0Ⅲ類廠用負荷:交流保安負荷
18、廠用電自啟動的概念:若電動機失去電壓以後,不與廠用電源斷開,在其轉速未下降很多或尚未停轉前,在很短的時間內,廠用母線電壓又恢復正常則電動機自動化加速斌恢復到穩定狀態,這一過程成為電動機的自啟動。
19、保證電動機自啟動的措施:
(1)限制參加自啟動電動機的數量
(2)負載轉矩為定值的重要電動機,因它只能在額定電壓下啟動,也不參加自啟動,可採用低電壓保護,和自動重合閘裝置。
(3)對於重要的廠用機械設備,應選用較高啟動轉矩,和允許過載倍數較大的電動機與其配套。
(4)在不得已的情況下,或增大常用變壓器的容量,或結合限制短路電流的的問題一起考慮時適當減少廠用變壓器的阻抗值。
20、電氣設備選擇的一般條件:
1,按正常工作條件選擇電氣設備(1),額定電壓,一般可按照電氣設備的電壓不低於裝置地點電網電壓( )(2),額定電流,長期允許電流不小於該迴路在各種合理運行方式下的最大持續電流( )(3),環境條件對設備選擇的影響(溫度,風速,污穢,海拔高度,地震烈度,覆冰厚度等)
2、 按短路狀態校驗:(1)短路熱穩定校驗(2)電動力穩定校驗
21母線選擇的項目:(一)材料,截面形狀,布置方式 (二)母線截面積的選擇:(1)按最大持續工作電流,(2)按經濟電流密度 (三)點暈電壓校驗 (四)熱穩定校驗 (五)動穩定校驗
22、電弧的形成與熄滅:
電弧產生過程(1)強電場發射電子(2)熱發射,在高溫下產生熱自由電子(3)碰撞游離形成電弧 (4)熱游離維持電弧燃燒
23、滅弧方法:游離作用小於去游離作用,增強游離作用而削弱游離作用。
(1)增大近極電壓降。
(2)增大弧柱電壓的順軸梯度。
(3)增大電弧長度。
(4)改善滅弧介質,增大弧隙間的電絕緣強度。
24、交流滅弧的條件:決定熄弧的根本因素是弧隙的介質強度恢復強度恢復過程和加在弧熄上的弧隙電壓恢復過程。
25,交流電弧比直流電弧易於切斷,阻性電弧比感性電弧易於切斷,交流電弧的特點:(1)每周有兩次過零,瞬間可以產生高恢復電壓,(2)容易發生振盪現象,(3)電弧過零時,如果總有介質強度恢復過程高於弧隙電壓恢復過程,則電弧熄滅,反之電弧復燃。
26、六氟化硫斷路器的優點:1,開斷能力強,全開短時間短,斷口開距小,體積小,質量輕,維護工作量小,雜訊低,壽命長。
缺點:結構復雜,金屬消耗量較大,製造工藝,材料和密封要求高,價格昂貴在電弧作用下產生低氟化合物。
真空斷路器的優缺點:真空斷路器具有開斷能力強,滅弧迅速,觸頭不易氧化,運行維護簡單,滅弧室不用檢修,結構簡單,體積小,質量輕,雜訊低,壽命長,無火災核爆炸危險。缺點:製造工藝,材料和密封要求高,開斷電流和斷口電壓不能做得很高。
27、互感器的作用:將一次迴路的高電壓,大電流變為二次迴路的標記電壓(100V, 100 )小電流(5A,1A),這樣使測量儀表,和保護電壓線圈及其裝置標准化和小型化,使二次迴路採用低電壓,小電流控制電纜,實現遠方測量和控制。二次設備與高壓部分隔離,且互感器二次均接地,保障了人身和設備的安全。使二次迴路不受一次迴路的限制,接線靈活,維護調試方便。
28,電流互感器的精度等級:在規定二次負荷變化范圍內,一次電流為額定電流誤差百分數。
穩態保護(P):P,PR 暫態保護TP:TPX,TPY,TPZ
29、安全凈距:是以保障不放電為條件下,該段電壓所允許在空中的物體邊緣最小的電氣距離。
A1:帶電部分對接地部分的之間的空間最小安全凈距。
A2:不同相的帶電部分之間的空間最小安全凈距
30、屋內配電裝置形式:單層式,二層式,三層式,其特點:(1)由於允許的安全凈距小和可以分層布置而使佔地面積小,(2)維修,巡視,操作在屋內進行,可以減輕工作量,不受氣候影響(3)外界污穢空氣對電器影響較小,可以減小工作量。(4)屋內建設投資較大,建設周期長,但可以採用價格較低型的屋內設備。
31、屋外配電裝置形式:中型配電裝置,高型配電裝置,半高型配電裝置,其特點:(1)土建工作較小費用較低,建設周期短(2)與屋內配電裝置相比,擴建比較方便。(3)相鄰設備之間距離較大,便於帶電作業。(4)與屋內配電裝置相比,佔地面積較大。(5)受外界環境影響較大,設備故障運行條件差,需加強絕緣。(5)不良氣候對設備維修和操作有影響。
按宏觀角度,發電廠的控制方式分為:主控制方式和機爐電集中控制方式。
按微觀角度,發電廠設備的控制方式分為:模擬信號測控方式和數字信號測控方式。
32、相對編號法:
33、對控制迴路的一般要求,(斷路器迴路必須完整,可靠,)因此必須要滿足以下的要求:
1, 斷路器的合閘和跳閘迴路是按短路時通電來設計的。
2, 斷路器既能在遠方由控制開關進行手動合閘和跳閘,又能在自動控制裝置和繼電保護作用下的自動合閘和跳閘。
3, 控制迴路應具有反應斷路器位置狀態信號。
4, 具有防止斷路器多次合,跳閘的「防跳」裝置。
5, 對控制迴路及其電源是否完好,應該進行監視。
6, 對於採用氣壓,液壓,和彈簧操作的斷路器,應有對壓力是否正常,彈簧是否拉緊到位的監視迴路和動作閉鎖迴路。
34、事故信號:如斷路器發生事故跳閘時,立即用蜂鳴器發出較強的音響,通知運行人員進行處理,同時斷路器的位置發出閃光。
預告信號:當運行設備出現危及安全運行的異常情況時,例如發電機過負荷,便發出一種有別於事故信號的音響———鈴響。同時標有故障的光子牌也變亮。
2. 在智能電網上都可以用到什麼產品
智能電網就是電網的智能化(智電電力),也被稱為「電網2.0」,它是建立在集成的、高速雙向通信網路的基礎上,通過先進的感測和測量技術、先進的設備技術、先進的控制方法以及先進的決策支持系統技術的應用,實現電網的可靠、安全、經濟、高效、環境友好和使用安全的目標,其主要特徵包括自愈、激勵和包括用戶、抵禦攻擊、提供滿足21世紀用戶需求的電能質量、容許各種不同發電形式的接入、啟動電力市場以及資產的優化高效運行。
中國物聯網校企聯盟:智能電網由很多部分組成,可分為:智能變電站,智能配電網,智能電能表,智能交互終端,智能調度,智能家電,智能用電樓宇,智能城市用電網,智能發電系統,新型儲能系統。
國家電網中國電力科學研究院:以物理電網為基礎(中國的智能電網是以特高壓電網為骨幹網架、各電壓等級電網協調發展的堅強電網為基礎),將現代先進的感測測量技術、通訊技術、信息技術、計算機技術和控制技術與物理電網高度集成而形成的新型電網。它以充分滿足用戶對電力的需求和優化資源配置、確保電力供應的安全性、可靠性和經濟性、滿足環保約束、保證電能質量、適應電力市場化發展等為目的,實現對用戶可靠、經濟、清潔、互動的電力供應和增值服務。
與現有電網相比,智能電網體現出電力流、信息流和業務流高度融合的顯著特點,其先進性和優勢主要表現在:
(1)具有堅強的電網基礎體系和技術支撐體系,能夠抵禦各類外部干擾和攻擊,能夠適應大規模清潔能源和可再生能源的接入,電網的堅強性得到鞏固和提升。
(2)信息技術、感測器技術、自動控制技術與電網基礎設施有機融合,可獲取電網的全景信息,及時發現、預見可能發生的故障。故障發生時,電網可以快速隔離故障,實現自我恢復,從而避免大面積停電的發生。
(3)柔性交/直流輸電、網廠協調、智能調度、電力儲能、配電自動化等技術的廣泛應用,使電網運行控制更加靈活、經濟,並能適應大量分布式電源、微電網及電動汽車充放電設施的接入。
(4)通信、信息和現代管理技術的綜合運用,將大大提高電力設備使用效率,降低電能損耗,使電網運行更加經濟和高效。
(5)實現實時和非實時信息的高度集成、共享與利用,為運行管理展示全面、完整和精細的電網運營狀態圖,同時能夠提供相應的輔助決策支持、控制實施方案和應對預案。
(6)建立雙向互動的服務模式,用戶可以實時了解供電能力、電能質量、電價狀況和停電信息,合理安排電器使用;電力企業可以獲取用戶的詳細用電信息,為其提供更多的增值服務。
在綠色節能意識的驅動下,智能電網成為世界各國競相發展的一個重點領域。
智能電網是電力網路,是一個自我修復,讓消費者積極參與,能及時從襲擊和自然災害復原,容納所有發電和能量儲存,能接納新產品,服務和市場,優化資產利用和經營效率,為數字經濟提供電源質量。
智能電網建立在集成的、高速雙向通信網路基礎之上,旨在利用先進感測和測量技術、先進設備技術、先進控制方法,以及先進決策支持系統技術,實現電網可靠、安全、經濟、高效、環境友好和使用安全的高效運行。
它的發展是一個漸進的逐步演變,是一場徹底的變革,是現有技術和新技術協同發展的產物,除了網路和智能電表外還飽含了更廣泛的范圍。
建設以特高壓電網為骨幹網架,各級電網協調發展,以信息化、自動化、互動化為特徵的堅強智能電網,全面提高電網的安全性、經濟性、適應性和互動性,堅強是基礎, 智能是關鍵。
其重要意義體現在以下幾個方面:
(1)具備強大的資源優化配置能力。我國智能電網建成後,將實現大水電、大煤電、大核電、大規模可再生能源的跨區域、遠距離、大容量、低損耗、高效率輸送,區域間電力交換能力明顯提升。
(2)具備更高的安全穩定運行水平。電網的安全穩定性和供電可靠性將大幅提升,電網各級防線之間緊密協調,具備抵禦突發性事件和嚴重故障的能力,能夠有效避免大范圍連鎖故障的發生,顯著提高供電可靠性,減少停電損失。
(3)適應並促進清潔能源發展。電網將具備風電機組功率預測和動態建模、低電壓穿越和有功無功控制以及常規機組快速調節等控制機制,結合大容量儲能技術的推廣應用,對清潔能源並網的運行控制能力將顯著提升,使清潔能源成為更加經濟、高效、可靠的能源供給方式。
(4)實現高度智能化的電網調度。全面建成橫向集成、縱向貫通的智能電網調度技術支持系統,實現電網在線智能分析、預警和決策,以及各類新型發輸電技術設備的高效調控和交直流混合電網的精益化控制。
(5)滿足電動汽車等新型電力用戶的服務要求。將形成完善的電動汽車充放電配套基礎設施網,滿足電動汽車行業的發展需要,適應用戶需求,實現電動汽車與電網的高效互動。
(6)實現電網資產高效利用和全壽命周期管理。可實現電網設施全壽命周期內的統籌管理。通過智能電網調度和需求側管理,電網資產利用小時數大幅提升,電網資產利用效率顯著提高。
(7)實現電力用戶與電網之間的便捷互動。將形成智能用電互動平台,完善需求側管理,為用戶提供優質的電力服務。同時,電網可綜合利用分布式電源、智能電能表、分時電價政策以及電動汽車充放電機制,有效平衡電網負荷,降低負荷峰谷差,減少電網及電源建設成本。
(8)實現電網管理信息化和精益化。將形成覆蓋電網各個環節的通信網路體系,實現電網數據管理、信息運行維護綜合監管、電網空間信息服務以及生產和調度應用集成等功能,全面實現電網管理的信息化和精益化。
(9)發揮電網基礎設施的增值服務潛力。在提供電力的同時,服務國家「三網融合」戰略,為用戶提供社區廣告、網路電視、語音等集成服務,為供水、熱力、燃氣等行業的信息化、互動化提供平台支持,拓展及提升電網基礎設施增值服務的范圍和能力,有力推動智能城市的發展。
(10)促進電網相關產業的快速發展。電力工業屬於資金密集型和技術密集型行業,具有投資大、產業鏈長等特點。建設智能電網,有利於促進裝備製造和通信信息等行業的技術升級,為我國佔領世界電力裝備製造領域的制高點奠定基礎。
智能電網對世界經濟社會發展的促進作用,智能電網建設對於應對全球氣候變化,促進世界經濟社會可持續發展具有重要作用。主要表現在以下幾點
(1)促進清潔能源的開發利用,減少溫室氣體排放,推動低碳經濟發展。
(2)優化能源結構,實現多種能源形式的互補,確保能源供應的安全穩定。
(3)有效提高能源輸送和使用效率,增強電網運行的安全性、可靠性和靈活性。
(4)推動相關領域的技術創新,促進裝備製造和信息通信等行業的技術升級,擴大就業,促進社會經濟可持續發展。
(5)實現電網與用戶的雙向互動,革新電力服務的傳統模式,為用戶提供更加優質、便捷的服務,提高人民生活質量。
3. 造鋼鐵的鍋爐的原理
兄弟~~~~這個真的不能口述,得復制了~~!!!
1、按冶煉方法分類:
平爐鋼:包括碳素鋼和低合金鋼。按爐襯材料不同又分酸性和鹼性平爐鋼兩種。
轉爐鋼:包括碳素鋼和低合金鋼。按吹氧位置不同又分底吹、側吹和氧氣頂吹轉爐鋼三種。
電爐鋼:主要是合金鋼。按電爐種類不同又分電弧爐鋼、感應電爐鋼、真空感應電爐鋼和電渣爐鋼四種。
沸騰鋼、鎮靜鋼和半鎮靜鋼:按脫氧程度和澆注制度不同區分。
2、按化學成分分類:
碳素鋼:是鐵和碳的合金。據中除鐵和碳之外,含有硅、錳、磷和硫等元素。按含碳量不同可分 為低碳(C<0.25%)、中碳(C:0.25%-0.60%)和高碳(C>0.60%)鋼三類。碳含量小於0.04%的鋼稱工業純鐵。
普通低合金鋼:在低碳普碳鋼的基礎上加入少量合金元素(如硅、鈣、鈦、鈮、硼和稀土元素等,其總量不超過3%)。而獲得較好綜合性能的鋼種。
合金鋼:是含有一種或多種 適量合金元素的鋼種,具有良好和特殊性能。按合金元素總含量不同可分為低合金(總量<5%)、中合金(合金總量在5%-10%)和高合金(總量>10%)鋼三類。
3、按用途分類:
結構鋼:按用途不同分建造用鋼和機械用鋼兩類。建造用鋼用於建造鍋爐、船舶、橋梁、廠房和其他建築物。機械用鋼用於製造機器或機械零件。
工具鋼:用於製造各種工具的高碳鋼和中碳鋼,包括碳素工具鋼、合金工具鋼和高速工具鋼等。
特殊鋼:具有特殊的物理和化學性能的特殊用途鋼類,包括不銹耐酸鋼、耐熱鋼、電熱合金和磁性材料等。
常用冶煉方法
1、轉爐煉鋼:
一種不需外加熱源、主要以液態生鐵為原料的煉鋼方法。其主要特點是靠轉爐內液態生鐵的物理熱和生鐵內各組分,如碳、錳、硅、磷等與送入爐內的氧氣進行化學反應所產生的熱量作冶煉熱源來煉鋼。爐料除鐵水外,還有造渣料(石灰、石英、螢石等);為了調整溫度,還可加入廢鋼以及少量的冷生鐵和礦石等。轉爐按爐襯耐火材料性質分為鹼性(用鎂砂或白雲為內襯)和酸性(用硅質材料為內襯);按氣體吹入爐內的部分分為底吹頂吹和側吹;按所採用的氣體分為空氣轉爐和氧氣轉爐。酸性轉爐不能去除生鐵中的硫和磷,須用優質生鐵,因而應用范圍受到限制。鹼性轉爐適於用高磷生鐵煉鋼,曾在西歐獲得較大發展。空氣吹煉的轉爐鋼,因其含氮量高,且所用的原料有局限性,又不能多配廢鋼,未在世界范圍內得到推廣。1952年氧氣頂吹轉爐問世,現已成為世界上的主要煉鋼方法。在氧氣頂吹轉爐煉鋼法的基礎上,為吹煉高磷生鐵,又出現了噴吹石灰粉的氧氣頂吹轉爐煉鋼法。隨氧氣底吹的風嘴技術的發展成功,1967年德國和法國分別建成氧氣底吹轉爐。1971年美國引進此項技術後又發展了底吹氧氣噴石灰粉轉爐,用於吹煉含磷生鐵。1975年法國和盧森堡又開發成功頂底復合吹煉的轉爐煉鋼法。
2、氧氣頂吹轉爐煉鋼:
用純氧從轉爐頂部吹煉鐵水成鋼的轉爐煉鋼方法,或稱LD法;在美國通常稱BOF法,也稱BOP法。它是現代煉鋼的主要方法。爐子是一個直立的坩堝狀容器,用直立的水冷氧槍從頂部插入爐內供氧。爐身可傾動。爐料通常為鐵水、廢鋼和造渣材料;也可加入少量冷生鐵和鐵礦石。通過氧槍從熔池上面向下吹入高壓的純氧(含O299.5%以上),氧化去除鐵水中的硅、錳、碳和磷等元素,並通過造渣進行脫磷和脫硫。各種元素氧化所產生的熱量,加熱了熔池的液態金屬,使鋼水達到現定的化學成分和溫度。它主要用於冶煉非合金鋼和低合金鋼;但通過精煉手段,也可用於冶煉不銹鋼等合金鋼。
3、氧氣底吹轉爐煉鋼:
通過轉爐底部的氧氣噴嘴把氧氣吹入爐內熔池,使鐵水冶煉成鋼的轉爐煉鋼方法。其特點是;爐子的高度與直徑比較小;爐底較平並能快速拆卸和更換;用風嘴、分配器系統和爐身上的供氧系統代替氧氣頂吹轉爐的氧槍系統。由於吹煉平穩、噴濺少、煙塵量少、渣中氧化鐵含量低,因此氧氣底吹轉爐的金屬收得率比氧氣頂吹轉爐的高1%~2%;採用粉狀造渣料,由於顆粒細、比表面大,增大了反應界面,因此成渣快,有利於脫硫和脫磷。此法特別適用於吹煉中磷生鐵,因此在西歐用得最廣。
4、連續煉鋼:
不分爐次地將原料(鐵水、廢鋼)從爐子一端不斷地加入,將成品(鋼水)從爐子的另一端不斷地流出的煉鋼方法。連續煉鋼工藝的設想早在19世紀就已出現。由於這種工藝具有設備小、工藝過程簡單而且穩定等潛在優越性,幾十年來許多國家都作了各種各樣方法的大量試驗,其中主要有槽式法、噴霧法和泡沫法三類,但迄今為止都尚未投入工業化生產。
5、混合煉鋼:
用一個爐子煉鋼、另一個電爐煉還原渣或還原渣與合金,然後在一定的高度下進行沖混的煉鋼方法。用此法處理平爐、轉爐及電爐所煉鋼水,可提高鋼的質量。沖混可增加渣、鋼間的接觸面積,加速化學反應以及脫氧、脫硫,並有吸附和聚合氣體及夾雜物的作用,從而提高鋼的純結度和質量。
6、復合吹煉轉爐煉鋼:
在頂吹和底吹氧氣轉爐煉鋼法的基礎上,綜合兩者的優點並克服兩者的缺點而發展起來的新煉鋼方法,即在原有頂吹轉爐底部吹入不同氣體,以改善熔池攪拌。目前,世界上大多數國家用這種煉鋼法,並發展了多種類型的復吹轉爐煉鋼技術,常見的如英國鋼公司開發的以空氣+N2或Ar2作底吹氣體、以N2作冷卻氣體的熔池攪拌復吹轉爐煉鋼法——BSC——BAP法,德國克勒克納——馬克斯冶金廠開發的用天然保護底槍、從底部向熔池分別噴入煤和氧的KMS法、日本川崎鋼鐵公司開發的將占總氧量30%的氧氣混合石灰粉一道從爐底吹入熔池的K——BOP法以及新日本鋼鐵公司開發的將占總氧量10%——20%的氧氣從底部吹入,並用丙烷或天然氣冷卻爐底噴嘴的LD——OB法等。
7、頂吹氧氣平爐煉鋼:
從50年代中期開始,在平爐生產中採用1~5支水冷氧槍由爐頂插入熔煉室,直接向熔池吹氧的煉鋼方法。該法改善了熔池反應的動力學條件,使碳氧反應的熱效應由原來的吸熱變為放熱,並改善了熱工條件;生產率大幅度地得到提高。
8、電弧爐煉鋼:
利用電弧熱效應熔煉金屬和其他物料的一種煉鋼方法。煉鋼用三相交流電弧爐是最常見的直接加熱電弧爐。煉鋼過程中,由於爐內無可燃氣體,可根據工藝要求,形成氧化性或還原性氣氛和條件,故可以用於冶煉優質非合金鋼和合金鋼。按電爐每噸爐容量的大小,可將電弧爐分為普通功率電弧爐、高功率電弧爐和超高功率電弧爐。電弧爐煉鋼向高功率、超高功率發展的目的是為了縮短冶煉時間、降低電耗、提高生產率、降低成本。隨著高功率和超高功率電爐的出現,電弧爐已成為熔化器,一切精煉工藝都在精煉裝置內進行。近十年來直流電弧爐由於電極消耗低、電壓波動小和噪音小而得到迅速發展,可用於冶煉優質鋼和鐵合金。
9、STB法:
原文為Sumitomo Top and Bottom blowing process,由日本住友金屬公司開發的頂底復吹轉爐煉鋼法。該法綜合了氧氣頂吹轉爐煉鋼法和氧氣底吹轉爐煉鋼法兩者的優點。用於吹煉低碳鋼,脫磷效果好且成本下降顯著。所用的底吹氣體為O2、CO2、N2等。在STB法基礎上又開發了從頂部噴吹粉末的STB—P法,進一步改善了高碳鋼的脫磷條件,並用於精煉不銹鋼。
10、RH法:
又稱循環法真空處理。由德國Ruhrstahl/Heraeus二公司共同開發。真空室下方裝有兩個導管,插入鋼水,抽真空後鋼水上升至一定高度,再在上升管吹入惰性氣體Ar、Ar上升帶動鋼液進入真空室接受真空處理,隨後經另一導管流回鋼包。真空室上裝有加合金的加料系統。此法已成為大容量鋼包(>80t)的鋼水主要真空處理方法。
11、RH—OB:
RH吹氧法。是在真空循環脫氣(RH)法中加上吹氧操作(Oxygen Blowing)來升溫。用於精煉不銹鋼,是利用減壓下可優先進行脫碳反應;用於精煉普通鋼則可減輕轉爐負荷。也可採用加鋁升溫。
12、OBM—S法:
原文為Oxygen Bottom Maxhutte—Scarp,由德國Maxhutte-Klockner廠發明的以天然氣或丙烷作底吹氧槍冷卻介質的氧氣底吹轉爐煉鋼法。OBM—S是在OBM氧氣底吹轉爐的爐帽上安裝側吹氧槍,底部氧槍吹煤氣、天然氣預熱廢鋼,從而達到增加廢鋼比的目的。
13、NK—CB法:
原文為NKK Combined Blowing System,由日本鋼管公司於1973年建立的頂底復吹轉爐煉鋼法,即在頂吹的同時,從爐底吹入少量氣體(Ar,CO2,N2),以加強鋼渣的攪拌,並控制鋼水中的CO分壓。該法採用多孔磚噴嘴,用於煉低碳鋼可降低成本;用於煉高碳鋼則有利於脫磷。該法應與鐵水預處理工藝結合起來
14、MVOD:
在VAD法的設備上增設水冷氧槍,使之在真空下可吹氧脫碳的方法,由於真空下脫碳為放熱反應,可省去VAD法的真空加熱措施。操作過程與VOD法相同。
15、LF法:
原文為Ladle Furnace,是1971年日本特殊鋼公司(大同鋼特殊鋼公司)開發的鋼包爐精煉法。其設備和工藝由氬氣攪拌、埋弧加熱和合金加料系統組合而成。這種工藝的優點是:能精確地控制鋼水化學成分和溫度;降低夾雜物含量;合金元素收得率高。LF爐已成為煉鋼爐與連鑄機之間不可缺少的一種爐外精煉設備。
16、LD煉鋼法:
1952年奧鋼聯林茨(Linz)廠與奧地利阿爾卑斯礦冶公司多納維茨(Donawitz)廠最早在工業上開發成功的氧氣頂吹轉爐煉鋼法,並以該兩廠的第一個字母而命名。該法問世後在全世界范圍迅速得到推廣。美國稱此法為BOF或BOP法,即Basic Oxygen Furnace 或Process 的簡稱。詳見氧氣頂吹, 轉爐。
17、LD—OTB法:
原文為LD—Oxgyen Top an Bottom Process,由日本神戶制鋼公司加古川廠開發的頂底復合吹煉轉爐煉鋼工藝。其特點是使用了專門的底吹單環縫形噴嘴(SA噴嘴),因而底吹氣體能控制在很寬的范圍內。底部吹入惰性氣體。
18、LD—HC法:
原文為LD—Hainaut Saubre CRM,系比利時開發的用於吹煉高磷鐵水的頂底復合吹煉轉爐煉鋼法,即LD+底吹氧,用碳氫化合物保護噴嘴。
19、LD-AC法:
原文為LD - Arbed - Centre National,法國鋼鐵研究所開發的頂吹氧氣噴石灰粉煉鋼法,用於吹煉高磷鐵水。
20、KS法:
原文Klockner Steelmaking,系採用100%固體料操作的底部噴煤粉氧氣轉爐煉鋼工藝。底吹氧比率為60%~100%。
21、K—ES法:
將底吹氣體技術、二次燃燒技術和噴煤粉技術結合起來的電弧爐煉鋼法,它是由日本東京煉鋼公司和德國Kiokner公司共同開發的技術,可以以煤代電。
22、FINKL—VAD法:
電弧加熱鋼包脫氣法或稱真空電弧脫氣法。其特點是在真空室的蓋上增設有電弧加熱裝置,並在真空下用氬氣攪拌。該法的脫氣效果穩定,而且能脫硫、脫碳和加入大量合金。設備主要由真空室、電弧加熱系統、合金加料裝置、抽真空系統及液壓系統組成。
23、DH法:
德國Dortmund Horder聯合冶金公司開發的一種真空處理裝置。內襯耐火材料的真空室,下部裝上有耐火襯的導管插入鋼包,真空室或鋼包周期性地放下與提升,使一部分鋼水進入真空室,處理後返回鋼包。上部有加合金料裝置和真空加熱保溫裝置。目前已不再建造這種設備。
24、CLU法:
一種不銹鋼的精煉方法。其原理與AOD法相同,物點是採用水蒸氣代替氬氣。該方法是法國Creusot-Loire公司和瑞典Uddeholm公司共同研製成功的,並於1973年正式投入生產。水蒸氣與鋼液接觸後分解為H2和O2;H2使CO分壓降低。同時,該分解反應為吸熱反應,因而可抑制鋼液溫度上升。但鉻的氧化燒損比AOD法的嚴重。
25、CAS法:
原文為Composition adjustment by sealed argonbubbling,是在氬氣密封下進行合金成分微調的爐外精煉方法。該法由鋼包底部吹氬,將渣排開後,下降浸漬罩,繼續吹氬,然後加合金微調成分。其優點是可精確控製成分,且合金收得率高。
26、CAS—OB法:
原文為Compositon adjustment by sealed argon bubbling with oxygen blowing,是在CAS設備上增設吹氧槍的爐外精煉方法。降可微調合金成分外,它還可加鋁並吹氧升溫(化學熱法),升溫速度為5~13℃/分。這種方法可使鋼水溫度精確地控制在±3℃,從而有利於配合連鑄生產。
27、ASEA-SKF法:
瑞典開發的一種鋼包精煉法。它採用低頻電磁攪拌,在常壓下進行電弧加熱,在鋼包中造渣精煉,在另一工位真空除氣,並設有氧槍,可在減壓下吹氧脫碳。為了提高精煉效果,它還可在鋼包底部通過多孔磚吹氬攪拌,並能加入合金調整鋼液成分。
28、AOD法:
氬氧脫碳法和簡稱,原文為Argon-Oxygen Decarburisation,是冶煉低碳不銹鋼的主要精煉法。1964年由美國碳化物公司研製成功,1968年用於實際生產。其冶金原理是用Ar稀釋CO,使其分壓降低,達到真空的效果,從而使碳脫到很低的水平。AOD爐體和傳動裝置與轉爐相類似,風眼安放在接近爐底的側壁上,向爐內吹入的是Ar+O2混合氣體,原料為初煉爐熔化的鋼水。吹煉過程分為氧化期、還原期、精煉期。它已成為不銹鋼的主要生產工藝。
特殊冶金法
包括電渣重熔、真空冶金、等離子冶金、電子束熔煉、區域熔煉等多種煉鋼方法的總稱。某些高新技術或特殊用途要求特高純度的鋼,若用普通煉鋼方法加爐外精煉達不到要求時,則可採用特殊冶金方法煉制。
電渣重熔:將冶煉好的鋼鑄造或鍛壓成為電極,通過熔渣電阻熱進行二次重熔的精煉工藝,也稱ESR。它的熱源來自熔渣電阻熱,重熔時自耗電極浸入熔渣中,電流通過電離後的熔渣,使熔渣升溫達到比被熔自耗電極熔點高得多的溫度。插入熔渣中的自耗電極端頭熔化後形成熔滴,並靠自重穿越渣池,得到渣洗精煉而後在減少空氣污染的情況下進入金屬熔池。鋼錠與結晶器壁之間形成薄的渣皮,既減緩了徑向冷卻,也改善了成品鋼錠表面質量,藉助結晶器底部水冷,凝固成軸向結晶傾向和偏析少的重熔鋼錠,改善了熱加工塑性。
等離子冶金:以等離子流為熱源的冶金過程,即利用等離子槍將電能轉變為定向等離子射流中的熱能。等離子射流具有電弧穩定、熱量高度集中、可達到非常高的溫度等特點。有的等離子槍的工作溫度高達5000~20000℃。等離子槍可用惰性氣體(Ar)、還原性氣體(H2)等為介質,以達到不同的冶金目的。等離子爐可用於熔煉高熔點金屬和活潑金屬以及金屬或合金的提純。等離子體技術也已用於鋼鐵廠廢塵處理和鐵合金生產工藝。
噴射冶金:為加速液體金屬與物料的物理化學反應,用氣體噴射的方法把粉末物料送入液體金屬,完成冶金反應的工藝,亦稱噴粉冶金。該工藝廣泛用於鐵水予處理和鋼包精煉,以達到脫硫、脫氧、成分微調、使夾雜物變性的目的。此工藝的反應速度快,物料利用率高。
區域熔煉:1952年W.G.Pfann提出的一種利用液固相中雜質元素溶解度不同的特點提煉金屬的工藝。其操作原理是:設一個均勻的固態金屬棒中有一小段金屬被熔化成液體,那麼,若這一小段液態區域自左向右緩慢移動,則每移動一次,雜質都會重新分布,其效果就相當於把雜質驅趕到右端。經過多次這樣的重復,左端金屬便可達到很高的純度。
真空冶金:在低於0.1MPa至超高真空條件下[133.3×(<760~10-12)Pa]進行的冶金過程,包括金屬及合金的提煉、冶煉、重熔、精煉、成形和熱處理。目的主要在於:①減少金屬受氣相的污染;②降低溶解於金屬中的氣體或易揮發的雜質含量;③促進有氣態產物的化學反應;④避免由耐火材料容器帶來的污染。以適應高性能金屬材料及新型金屬材料的需要。隨著生產電熱材料、電工合金、軟磁合金以及高溫鎳基合金等高性能和新型金屬材料的需要,發展了各種真空熔煉方法,主要有真空電阻熔煉、真空感應熔煉、真空電弧重熔、電子束熔煉及電渣重熔等。
真空電弧熔煉:在真空(10-2~10-1Pa)下藉助電弧供熱重熔金屬和合金的工藝,也稱VAR法。其過程是:以水冷銅坩堝為正極,被熔自耗電極接在經滑動密封進入爐體的假電極上為負極,輸入低壓直流電流在電極與坩堝底之間引弧,藉助電弧供熱重熔金屬和合金。伴隨自耗電極的熔化,通過控制電極的下降速度,將自耗電極重熔為成分均勻、組織緻密、純凈度高和偏析少的重熔鋼錠。它不僅用於重熔活性金屬和耐熱難熔金屬,而且也用於重熔使用要求較嚴格的高溫合金和特殊鋼。
真空電子束熔煉:在較高真空(133.3×10-4~133.3×10-8Pa)下用電子槍發射電子束,轟擊被熔煉物料(作為陽極),使之熔化並滴入水冷銅結晶器凝固成錠的熔煉方法。錠由機械裝置連續抽出。此法可以調節能量分布,控制熔化速度。電子束重熔材料的純凈度比其他真空熔煉法的更高。它適於熔煉鎢、鉬等金屬及其合金、高級合金鋼、高溫合金和超純金屬。
真空電阻熔煉:在真空下以電流通過導體所產生的熱為熱源的熔煉方法。一般採取間接加熱,由電熱體把熱能傳給爐中物料。根據需要,電阻爐內的氣氛可以是惰性或保護性的。真空電阻爐可設計成熔煉爐或熱處理爐。
真空感應熔煉:在真空下利用感應電熱效應熔煉金屬和合金的工藝。按爐料和容量選擇電源頻率。它有高頻(>104Hz)和中頻(50~104Hz)以及工頻(50或60Hz)兩類。感應爐又分有芯(閉槽式)和無芯(坩堝式)兩大類。前者電熱效率高,功率因數高,但要有起熔體,熔煉溫度低,適用於單一品種的連續熔煉;後者熔煉溫度高,電熱效率低,適於特殊鋼和鎳基合金等的熔煉。真空感應熔煉在高溫合金、高強度鋼和超高強度鋼等生產中得到廣泛應用。
煉鋼工藝過程
造渣:調整鋼、鐵生產中熔渣成分、鹼度和粘度及其反應能力的操作。目的是通過渣——金屬反應煉出具有所要求成分和溫度的金屬。例如氧氣頂吹轉爐造渣和吹氧操作是為了生成有足夠流動性和鹼度的熔渣,以便把硫、磷降到計劃鋼種的上限以下,並使吹氧時噴濺和溢渣的量減至最小。
出渣:電弧爐煉鋼時根據不同冶煉條件和目的在冶煉過程中所採取的放渣或扒渣操作。如用單渣法冶煉時,氧化末期須扒氧化渣;用雙渣法造還原渣時,原來的氧化渣必須徹底放出,以防回磷等。
熔池攪拌:向金屬熔池供應能量,使金屬液和熔渣產生運動,以改善冶金反應的動力學條件。熔池攪拌可藉助於氣體、機械、電磁感應等方法來實現。
電爐底吹:通過置於爐底的噴嘴將N2、Ar、CO2、CO、CH4、O2等氣體根據工藝要求吹入爐內熔池以達到加速熔化,促進冶金反應過程的目的。採用底吹工藝可縮短冶煉時間,降低電耗,改善脫磷、脫硫操作,提高鋼中殘錳量,提高金屬和合金收得率。並能使鋼水成分、溫度更均勻,從而改善鋼質量,降低成本,提高生產率。
熔化期:煉鋼的熔化期主要是對平爐和電爐煉鋼而言。電弧爐煉鋼從通電開始到爐料全部熔清為止、平爐煉鋼從兌完鐵水到爐料全部化完為止都稱熔化期。熔化期的任務是盡快將爐料熔化及升溫,並造好熔化期的爐渣。
氧化期和脫炭期:普通功率電弧爐煉鋼的氧化期,通常指爐料溶清、取樣分析到扒完氧化渣這一工藝階段。也有認為是從吹氧或加礦脫碳開始的。氧化期的主要任務是氧化鋼液中的碳、磷;去除氣體及夾雜物;使鋼液均勻加熱升溫。脫碳是氧化期的一項重要操作工藝。為了保證鋼的純凈度,要求脫碳量大於0.2%左右。隨著爐外精煉技術的發展,電弧爐的氧化精煉大多移到鋼包或精煉爐中進行。
精煉期:煉鋼過程通過造渣和其他方法把對鋼的質量有害的一些元素和化合物,經化學反應選入氣相或排、浮入渣中,使之從鋼液中排除的工藝操作期。
還原期:普通功率電弧爐煉鋼操作中,通常把氧化末期扒渣完畢到出鋼這段時間稱為還原期。其主要任務是造還原渣進行擴散、脫氧、脫硫、控制化學成分和調整溫度。目前高功率和超功率電弧爐煉鋼操作已取消還原期。
爐外精煉:將煉鋼爐(轉爐、電爐等)中初煉過的鋼液移到另一個容器中進行精煉的煉鋼過程,也叫二次冶金。煉鋼過程因此分為初煉和精煉兩步進行。初煉:爐料在氧化性氣氛的爐內進行熔化、脫磷、脫碳和主合金化。精煉:將初煉的鋼液在真空、惰性氣體或還原性氣氛的容器中進行脫氣、脫氧、脫硫,去除夾雜物和進行成分微調等。將煉鋼分兩步進行的好處是:可提高鋼的質量,縮短冶煉時間,簡化工藝過程並降低生產成本。爐外精煉的種類很多,大致可分為常壓下爐外精煉和真空下爐外精煉兩類。按處理方式的不同,又可分為鋼包處理型爐外精煉及鋼包精煉型爐外精煉等。
鋼液攪拌:爐外精煉過程中對鋼液進行的攪拌。它使鋼液成分和溫度均勻化,並能促進冶金反應。多數冶金反應過程是相界面反應,反應物和生成物的擴散速度是這些反應的限制性環節。鋼液在靜止狀態下,其冶金反應速度很慢,如電爐中靜止的鋼液脫硫需30~60分鍾;而在爐精煉中採取攪拌鋼液的辦法脫硫只需3~5分鍾。鋼液在靜止狀態下,夾雜物靠上浮除去,排除速度較慢;攪拌鋼液時,夾雜物的除去速度按指數規律遞增,並與攪拌強度、類型和夾雜物的特性、濃度有關。
鋼包喂絲:通過喂絲機向鋼包內喂入用鐵皮包裹的脫氧、脫硫及微調成分的粉劑,如Ca-Si粉、或直接喂入鋁線、碳線等對鋼水進行深脫硫、鈣處理以及微調鋼中碳和鋁等成分的方法。它還具有清潔鋼水、改善非金屬夾雜物形態的功能。
鋼包處理:鋼包處理型爐外精煉的簡稱。其特點是精煉時間短(約10~30分鍾),精煉任務單一,沒有補償鋼水溫度降低的加熱裝置,工藝操作簡單,設備投資少。它有鋼水脫氣、脫硫、成分控制和改變夾雜物形態等裝置。如真空循環脫氣法(RH、DH),鋼包真空吹氬法(Gazid),鋼包噴粉處理法(IJ、TN、SL)等均屬此類。
鋼包精煉:鋼包精煉型爐外精煉的簡稱。其特點是比鋼包處理的精煉時間長(約60~180分鍾),具有多種精煉功能,有補償鋼水溫度降低的加熱裝置,適於各類高合金鋼和特殊性能鋼種(如超純鋼種)的精煉。真空吹氧脫碳法(VOD)、真空電弧加熱脫氣法(VAD)、鋼包精煉法(ASEA-SKF)、封閉式吹氬成分微調法(CAS)等,均屬此類;與此類似的還有氬氧脫碳法(AOD)。
惰性氣體處理:向鋼液中吹入惰性氣體,這種氣體本身不參與冶金反應,但從鋼水中上升的每個小氣泡都相當於一個「小真空室」(氣泡中H2、N2、CO的分壓接近於零),具有「氣洗」作用。爐外精煉法生產不銹鋼的原理,就是應用不同的CO分壓下碳鉻和溫度之間的平衡關系。用惰性氣體加氧進行精煉脫碳,可以降低碳氧反應中CO分壓,在較低溫度的條件下,碳含量降低而鉻不被氧化。
預合金化:向鋼液加入一種或幾種合金元素,使其達到成品鋼成分規格要求的操作過程稱為合金化。多數情況下脫氧和合金化是同時進行的,加入鋼中的脫氧劑一部分消耗於鋼的脫氧,轉化為脫氧產物排出;另一部則為鋼水所吸收,起合金化作用。在脫氧操作未全部完成前,與脫氧劑同時加入的合金被鋼水吸收所起到的合金化作用稱為預合金化。
成分控制:保證成品鋼成分全部符合標准要求的操作。成分控制貫穿於從配料到出鋼的各個環節,但重點是合金化時對合金元素成分的控制。對優質鋼往往要求把成分精確地控制在一個狹窄的范圍內;一般在不影響鋼性能的前提下,按中、下限控制。
增硅:吹煉終點時,鋼液中含硅量極低。為達到各鋼號對硅含量的要求,必須以合金料形式加入一定量的硅。它除了用作脫氧劑消耗部分外,還使鋼液中的硅增加。增硅量要經過准確計算,不可超過吹煉鋼種所允許的范圍。
終點控制:氧氣轉爐煉鋼吹煉終點(吹氧結束)時使金屬的化學成分和溫度同時達到計劃鋼種出鋼要求而進行的控制。終點控制有增碳法和拉碳法兩種方法。
出鋼:鋼液的溫度和成分達到所煉鋼種的規定要求時將鋼水放出的操作。出鋼時要注意防止熔渣流入鋼包。用於調整鋼水溫度、成分和脫氧用的添加劑在出鋼過程中加入鋼包或出鋼流中。
4. 發電廠電氣部分復習資料
第一、二章
一、 發電廠類型
1、火力發電廠
2、水力發電廠
3、核電廠
核電廠是利用原子核內部蘊藏的能量產生電能。核電廠的燃料是鈾。
1千克鈾-235全部裂變放出的能量相當於2700噸標准煤燃 燒放出的能量。
二、變電所類型
1、樞紐變電所: 電源多、電壓等級高,全所停電將引起電力系統解列,甚至癱瘓;
2、中間變電所: 高壓側以交換潮流為主,同時又降壓給當地用電。全所停電將引起區域電網解列;
3、地區變電所: 以向地區用戶供電為主,是某一地區或城市的主要變電所。全所停電僅使該地區供電中斷;
4、終端變電所: 接近負荷點,降壓後直接向用戶供電。全所停電隻影響用戶。
三、電氣設備
1、 一次設備:直接參與生產和分配電能的設備。
2、 二次設備:對一次設備進行測量、控制、監視和保護的設備
3、 主接線:把發電機、變壓器、斷路器等各種電氣設備按預期生產流程連成的電路,稱為電氣主接線。
第三章 常用計算的基本理論和方法
發熱:電氣設備流過電流時將產生損耗,如電阻損耗、磁滯和渦流損耗、介質損耗等,這些損耗都將變成熱量使電氣設備的溫度升高。
長期發熱----由工作電流所引起。
短時發熱----由故障時的短路電流所引起。
1、發熱對電器的不良影響
1)機械強度下降(與受熱時間、溫度有關)
2)接觸電阻增加
3)絕緣性能下降
最高允許溫度----能使導體可靠工作的最高溫度。
正常的最高允許溫度:一般θC≤700C ,鋼芯鋁絞線及管形導體θC≤800C,鍍錫: θC≤850C 。
2、短時最高允許溫度:硬鋁、鋁錳合金:θd≤2000C ,硬銅:θd≤3000C
3、短時發熱過程特點:屬於絕熱過程,導體產生的熱量全部用於使導體升溫;
4、大電流導體附近鋼構的發熱
隨著機組容量的加大,導體電流也相應增大,導體周圍出現強大的交變電磁場,使附近鋼構中產生很大的磁滯和渦流損耗,鋼構因而發熱。如果鋼構是閉合迴路,其中尚有環流存在,發熱還會增多。當導體電流大於3000A時,附近鋼構的發熱便不容忽視。
危害:鋼構變形、接觸連接損壞、混凝土爆裂。
第三節 導體短路的電動力計算
1、平行導體中電動的方向:若兩導體中的電流同方向,電動力的作用將使它們彼此靠近。
2、B相所受的電動力大於A、C相(約大7%),計算時應考慮B相。
3、三相電動力計算公式: (N)
4、兩相短路與三相短路最大電動力的比較:
Fmax(2)/ Fmax(3)=0.866
第四節 電氣設備及主接線的可靠性分析
一、基本概念
1、可靠性
元件、設備和系統在規定的條件下和預定的時間內,完成規定功能的概率。
2、可修復元件
發生故障後經過修理能再次恢復到原來的工作狀態的元件。
由可修復元件組成的系統稱為可修復系統。3、不可修復元件
發生故障後不能修理或雖能修復但不經濟的元件。
4、電氣設備的工作狀態
可分為 運行狀態(可用狀態)或停運狀態(不可用狀態)。
第四章 電氣主接線
電氣主接線:又稱為一次接線或電氣主系統。由高壓電器通過連接線,按其功能要求組成接受和分配電能的電路。
對主接線的基本要求:可靠性、靈活性、經濟性
斷路器和隔離開關的操作順序:
斷開線路時:
1)跳斷路器;2)拉負荷側隔離開關;3)拉電源側隔離開關
投入線路時:
1) 合電源側隔離開關; 2)合負荷側隔離開關; 3)合斷路器
1、 單母線接線
單母線接線的缺點:可靠性和靈活性較差,當母線或母線隔離開關故障或檢修時,必須停電;在出線斷路器檢修期間,必須停止該迴路的工作。
2、單母線分段接線
一段母線發生故障時,非故障段母線不間斷供電;
3、單母線帶旁路母線接線
旁路母線和旁路斷路器的作用:不停電檢修線路斷路器。
不停電檢修出線斷路器的操作步驟:
注意:
(1)隔離開關兩端電壓相等時才能合上之;
(2)保證供電不能中斷;
(3)線路要有斷路器進行保護。
設要檢修線路的斷路器QF1。檢修步驟為:
1)、合旁路斷路器兩側的隔離開關;
2)、合旁路斷路器對旁母充電,若旁母有故障,旁路斷路器跳閘,此時先檢修旁母;若旁母無故障則進行下列操作
3)、合旁路隔離開關;
4)、跳開出線斷路器QF1;
5)、拉開QF1線路側隔離開關;
6)、拉開QF1母線側隔離開關;
7)、檢修QF1。
此時線路由旁路斷路器進行保護。
4、 雙母線接線
1)、接線特點:它具有兩組母線W1、W2。每回線路都經一台斷路器和兩組隔離開關分別與兩組母線連接,母線之間通過母線聯絡斷路器QF(簡稱母聯)連接。
2)、優缺點:
(1)供電可靠 ,調度靈活,擴建方便;
(2)檢修母線可不停電
(3)、檢修母線隔離開關只停該回線
(4)、可用母聯斷路器代替線路斷路器工作;
3)、倒閘操作
以檢修工作母線為例。步驟:
(1)、合上母聯兩端的隔離開關;
(2)、合上母聯檢查備用母線的完好性;若母聯跳閘,則表明備用母線有故障,若其不跳,可進行下列操作;
(3)、合上接在備用母線上的隔離開關;(先通)
(4)、拉開接在工作母線上的隔離開關;(後斷)
(5)、跳開母聯;
(6)、拉開母聯兩側的隔離開關
(7)、檢修母線。
4)、用母聯斷路器代替線路斷路器工作的操作設線路L1上的斷路器QF1拒動。步驟如下:(1)、合母聯兩側的隔離開關;(2)、合母聯檢查備用母線的完好性;(3)、合該線路接在備用母線上的隔離開關;(4)、拉開該線路接在工作母線上的隔離開關;(5)、此時母聯代替線路斷路器來保護線路。
5、雙母線工作母線分段帶旁路母線
1)、優點
母線分段可減少母線故障時的停電范圍;檢修斷路器無須停電。
注意:
雙母線接線含單母線分段的所有優點;雙母線帶旁母接線含單母線分段帶旁母接線的所有優點
6、3/2接線
1)、接線特點:兩回線路共用三組斷路器。2)、優缺點(1)、供電可靠、靈活、操作簡單;(2)、檢修任一斷路器均無需停電;(3)、投資大、控制保護復雜。
無 母 線 接 線 形 式1、單元接線1)接線特點:發電機變壓器連接成一個單元,再經斷路器接至高壓母線。
2.橋形接線
當只有兩台變壓器和兩條輸電線路時,可採用橋形接線,使用斷路器數目最少。
橋連斷路器設置在變壓器側,稱為內橋; 橋連斷路器則設置在線路側,稱為外橋。 1)、內橋
線路切、投方便,但變壓器故障時有一回線路要停電。適用於(故障較多的)長線路及變壓器不需要經常切換的場合;
2)、外橋
變壓器切、投方便,但線路故障時有一台變壓器也被切除。適用於線路較短、變壓器需要經常切換的場合;
另外:◆出線接入環網,可採用外橋接線;
◆系統在本廠有穿越功率時可用外橋,但如果線路較長時也可用內橋加外跨條的接線。不過,檢修線路斷路器時就變成一台斷路器帶兩回線路,冒擴大事故之險。
3、角形接線1)特點:每回線路均從兩組斷路器間引出,斷路器布置閉合成環,線路總數等於斷路器組數。
2—3 主變壓器的選擇分類:
●向系統或用戶輸送功率的變壓器,稱為主變壓器;
●用於兩種電壓等級之間交換功率的變壓器,稱為聯絡變壓器;
●只供本廠(所)用電的變壓器,稱為廠(所)用變壓器或稱自用變壓器。
2---4限制短路電流的方法
一、選擇適當的主接線形式和運行方式
1、對大容量發電機盡可能採用單元接線;
2、減少並聯支路或增加串聯支路。如:
◆降壓變電所中可採用變壓器低壓側分列運行
◆對環形供電網路,可在環網中穿越功率最小處開環運行
二、加裝限流電抗器
作用:a 限制短路電流、b 維持母線殘壓。
1. 加裝普通電抗器
1) 電纜出線端加裝出線電抗器, 電抗百分值取3%~6%。
2) 2.母線裝設電抗器,電抗百分值取為8%~12%。
缺點:母線電抗器兩端的電壓不等。
3、加裝分裂電抗器
優點:正常運行時壓降小,短路時電抗大,限流作用強。三、採用低壓分裂繞組變壓器
第五章 廠用電接線及設計
1、廠用電:發電廠內用來為鍋爐、汽輪機、水輪機、發電機等主要設備服務的機械的用電及照明用電。
2、廠用電率:廠用電耗電量占同一時期發電廠全部發電量的百分數。
3、廠用電負荷分類
I類負荷 :凡短時停電會造成設備損壞、危及人身安全、主機停運及大量影響出力的廠用負荷。
Ⅱ類負荷 :允許短時停電(幾秒至幾分鍾),恢復供電後不致造成生產紊亂的廠用負荷。
Ⅲ類負荷 :較長時間停電,不會直接影響生產,僅造成生產上的不方便的負荷。
事故保安負荷:指在停機過程中及停機後一段時間內仍應保證供電的負荷。
廠用電電壓分為廠用高壓和廠用低壓,高壓為3kV、6kV、10kV,低壓為380/220V。
備用電源的備用方式:明備用:平時備用電源不投入運行。
暗備用:亦稱互為備用,平時備用電源投入。
A 大中型火電廠一般採用明備用,4~6台工作變壓器配一台備用變。
B 水電廠及變電所多採用暗備用方式。
C 採用明備用能減少廠用變的總容量。
例:四個工作母線段,每段的負荷為S。
採用明備用,總容量為4S+S=5S; 採用暗備用,總容量為2S×4=8S
4、廠用電接線的接線原則
對高壓廠用母線以單母線按爐分段為原則。低壓廠用母線的Ⅰ類電動機也按爐分段。
按爐分段:將只為本台爐服務的電動機接在同一個廠用母線段上。
廠用電動機的供電方式:
1)個別供電:每台電動機直接接在相應電壓的廠用母線上。
2)成組供電:由廠用母線經電纜供電給車間配電盤,數台電動機連接在配電盤母線上。
5、電動機的自啟動校驗1)當斷開電源或廠用電壓降低時,電動機轉速就會下降,甚至會停止運行,這一轉速下降的過程稱為惰行。
2)電動機失去電壓以後,不與電源斷開,在很短時間(一般在0.5—1.5s)內,廠用電壓又恢復或通過自動切換裝置 將備用電源投入,此時,電動機惰行尚未結束,又自動啟動恢復到穩定狀態運行,這一過程稱為電動機的自啟動。
(1)失壓自啟動----運行中突然出現事故,電壓降低,事故消除電壓恢復時形成的自啟動;
(2)空載自啟動---- 備用電源空載狀態時,自動投入失去電源的工作段所形成的自啟動;
(3)帶負荷自啟動。備用電源已帶一部分負荷,又自動投入失去電源的工作段時形成的自啟動。
6、非同步電動機的轉矩M與外加電壓的平方成正比。
7、保證重要廠用機械電動機能自啟動的措施:1)限制參加自啟動的電動機數量,對不重要設備的電動機不參加自啟動。
2)負載轉矩為定值的重要設備電動機也不要參加自啟動
3)對重要的機械設備,應選用具有高啟動轉矩和允許過載倍數較大的電動機
4)在不得已的情況下,增大廠用變壓器的容量。
第 六 章 設備的原理與選擇
一、電器選擇的一般條件
原則:按正常工作條件進行選擇,並按短路狀態來校驗熱穩定和動穩定。
下列幾種情況可不校驗熱穩定或動穩定:
1) 用熔斷器保護的電器,其熱穩定由熔斷時間保證,故可不驗算熱穩定。
2)採用有限流電阻的熔斷器保護的設備,可不校驗動穩定。
3) 在電壓互感器迴路中的裸導體和電器可不驗算動、熱穩定。
4)支持絕緣子不用校驗熱穩定。
高壓斷路器的作用:正常運行時,把設備或線路接入電路或退出運行;當設備或線路發生故障時,能快速切除故障迴路。
開斷能力:斷路器在切斷電流時熄滅電弧的能力。
二、電弧的產生與熄滅
1、電弧概念
1) 電弧是一種能量集中、溫度很高、亮度很大的氣體自持放電現象。大氣中,1cm距離加30000伏的電壓即會產生電弧;電弧產生後只需15~30伏的電壓便可維持。
2)電弧由陰極區、弧柱、陽極區組成。
3)電弧是一束游離氣體、質量極輕、易變形。
2、電弧的形成
電弧的產生和維持是觸頭間中性質點(分子和原子)被游離的結果。
游離----中性質點轉化為帶電質點。
1)強電場發射---- 強電場(3×106V/m以上)下陰極表面的電子被電場力拉出而形成觸頭空間的自由電子(弧隙間產生電子的初因)。
2)熱電子發射---- 高溫的陰極表面在電場力的作用下向外發射電子。
3)碰撞游離
e + H = H++2e H----中性質點
電子的動能>原子或分子的游離能 游離
電子的動能<原子或分子的游離能 成為負離子
4)熱游離
在高溫作用下,具有足夠動能的中性質點互相碰撞時游離出電子和正離子。
開始發生熱游離的溫度:一般氣體,9000—10000℃,金屬蒸氣,4000—5000℃
3、去游離----自由電子和正離子相互吸引導致的中和現象。
去游離的形式:
1)復合:正離子和負離子互相中和的現象
電子與正離子:e + H+----H
正、負離子: e + H ----H- H- + H+ ----2H
2)擴散
帶電質點從電弧內部逸出而進入周圍介質中的現象。
原因:溫差大、離子濃度差大。
方向:由濃度高、溫度高的空間擴散至濃度低、溫度低的空間。
5、近陰極效應----交流電流過零瞬間,新陰極附近的薄層空間內介質強度突然升高的現象。
6、起始介質強度:
電流過零後的0.1~1μS的時間內,由於近陰極效應,弧隙所出現的150~250V的介質強度。
7、熄滅電弧的條件式: Ud(t)>Ur(t)
物理意義:電流過零後,弧隙介質強度一直大於系統電源恢復電壓,電弧便熄滅。
斷路器滅弧的基本方法
1、利用滅弧介質;
如變壓器油或斷路器油、SF6等
2、利用特殊金屬材料作滅弧觸頭;
3、吹弧
縱吹、橫吹、混吹
4、多斷口滅弧
5、利用短弧原理(多用於低壓電器)
短弧----幾毫米長的電弧
6、增大斷路器觸頭的分離速度
8、隔離開關的用途
1)隔離電壓
2)倒閘操作
3)分合小電流
(1)分、合避雷器、電壓互感器和空載母線;
(2)分、和勵磁電流不超過2A的空載變壓器;
(3)關合電容電流不超過5A的空載線路。
三、互感器的作用:
1、將高電壓和大電流變成二次迴路標準的低電壓(100V)和小電流(5A或1A),使測量儀表和保護裝置標准化、小型化;
2、隔離高電壓,保證人身和設備的安全。
(一)電磁式電流互感器
1、工作原理與變壓器相似
特點:1)一次繞組串連在電路中,一次繞組流過被測電路的電流;
2)正常情況下,電流 互感器在近於短路的狀態下運行。
2、變比:電流互感器一、二次額定電流之比
Ki=IN1/IN2≈N2/N1
4) 電流誤差
5) 相位差
3、准確級----在規定的二次負荷變化范圍內,一次電流為額定值時的最大電流誤差。
4、10%誤差曲線----在保證電流誤差不超過-10%的條件下,一次電流的倍數n(n=I1/IN1)與允許的最大二次負載阻抗Z2i的關系曲線。
5、額定容量
SN2=I2N2ZN2 (IN2一般為5A或1A)
同一台電流互感器,使用在不同的准確級時,有不同的額定容量。
6、二次繞組開路
勵磁磁勢由I0N1增為I1N1,φ飽和,變為平頂波,而 e∝ dφ/dt ,在波頂e2≈0;在φ過零時,e2 ↗,所以e為尖頂波。
後果:
1)產生危險高壓,危及人身安全和儀表、繼電器絕緣;
2)引起鐵芯和繞組過熱;
3)產生剩磁,使互感器特性變壞(誤差增加);
(二)電磁式電壓互感器
1、工作原理 (同變壓器)
特點:1)容量很小,只有幾十到幾百伏安;
2)二次負荷恆定,運行時接近於空載狀態。
2、變比:Ku=UN1/UN2 UN2=100V或100/√3V
三相三柱式電壓互感器不能用來測相對地電壓。
3、3~35kV的電壓互感器一般經隔離開關和熔斷器接入;
380V的電壓互感器直接經熔斷器接入;
110kV及以上的電壓互感器只經隔離開關接入。
4、熔斷器的作用
一次側:切除電壓互感器本身或引線上的故障;
二次側:防止二次側過負荷或短路引起的持續過流。
第五節 高壓熔斷器的選擇
1.按額定電壓選擇
UN≥UNS
對於充填石英砂有限流作用的熔斷器(如RN1型), 應保證 UN=UNS。
UN>UNS 滅弧時間快,過電壓倍數高,產生電暈,損害設備。
UN<UNS 難滅弧,燒壞外殼。2.額定電流選擇
1)熔管額定電流 Inft≥熔體額定電流Infs Inft----載流和接觸部分允許的長期工作電流
Infs----長期通過熔體而熔體不熔斷的最大工作電流
第 七 章 配電裝置
1、 配電裝置
根據主接線的連接方式,由開關電器、保護和測量電器、母線和必要的輔助設備組建而成,用來接受和分配電能的裝置。
2、種類
1)按裝設地點分:屋內、屋外配電裝置。
2)按組裝方式分:裝配式、成套式
裝配式配電裝置----在現場將電器組裝而成的配電裝置。
成套配電裝置----在製造廠預先將開關電器、互感器等組成各種電路成套供應的配電裝置。
3、 配電裝置的安全凈距
不同相的帶電部分之間或帶電部分對接地部分之間在空間所允許的最短距離。
4、 屋內配電裝置
布置型式:一般可以分為三層、二層和單層式。
5、 屋外配電裝置
布置型式:根據電器和母線布置的高度,可分為中型、半高型和高型。
6、安裝電抗器時應注意A、C兩相的電抗器不能重疊在一起。
第 八 章 二次接線
一、 二次接線圖
二次接線圖的內容
1、二次接線圖----表示二次設備相互連接的電氣接線圖。
2、二次迴路
包括交流電壓迴路、交流電流迴路、控制迴路、監測迴路、保護迴路、信號迴路、調節迴路等。
3、在二次接線圖中,設備圖形符號按常態畫出;
4、常態:斷路器主觸頭斷開或元件不帶電時的狀態;三、安裝接線圖
為了施工、運行和維護方便,在展開圖的基礎上,還應進一步繪制安裝接線圖。安裝接線圖包括屏面布置圖、屏後接線圖、端子排圖和電纜聯系圖。
1、屏面布置圖
屏面布置圖是展示在控制屏(台)、繼電保護屏和其他監控屏台上二次設備布置情況的圖紙,是製造商加工屏台、安裝二次設備的依據。
2、屏後接線圖
站在屏後所看到的接線圖。
3、安裝單位
一個屏內某個一次迴路所有二次設備的總稱。
4、相對編號法
「甲編乙的號,乙編甲的號。」
8—3 斷路器的控制與信號接線
1、跳躍
斷路器手動合閘合在永久性故障線路上,繼電保護動作,斷路器跳閘,若此時合閘按鈕未松開或觸點卡住不能復位,斷路器再次跳閘,而在繼電保護 動作,斷路器又跳閘,這種一次合閘操作造成斷路器多次合、跳閘的現象稱為跳躍。
8—4 中 央 信 號
一、中央信號包括事故信號和預告信號
1、事故信號:斷路器事故跳閘後發出的信號。此時,信號燈閃光,電喇叭響。
2、預告信號:設備運行中出現危及安全的異常情況時發出的信號。
此時斷路器不跳閘,電喇叭發出的響聲不同於事故信號 的響聲。此外,音響為延時啟動(在0—8秒范圍內可調),小於延時的動作信號,便不會發出音響,以免造成誤動。
第 十 章 變壓器的運行
1變壓器的額定容量是指長時間所能連續輸出的最大功率。2、變壓器的負荷能力系指在短時間內所能輸出的功率。3、一般認為:當變壓器絕緣的機械強度降低至15%~20%時,變壓器的預期壽命即算終止。
4、繞組溫度每增加6℃,預期壽命縮短一半,此即所謂熱老化定律(或絕緣老化的6℃規則)。
5、變壓器運行時,如維持變壓器繞組熱點的溫度在98℃,可以獲得正常預期壽命。
6、 變壓器的過負荷能力
1)正常過負荷 :變壓器的正常過負荷,不影響變壓器正常預期壽命。
百分之一規則:夏季低1%,則冬季可過1% 。但對強迫油循環水冷的變壓器,不能超過10% ;對其它變壓器,不能超過15% 。
2)變壓器的事故過負荷
當系統發生事故時,要保證不間斷供電,變壓器絕緣老化加速是次要的,所以事故過負荷是犧牲變壓器壽命的。
7、升壓型和降壓型結構
三繞組變壓器通常採用同心式繞組,繞組的排列在製造上有升壓型和降壓型兩種。高壓繞組總是排列在最外層,升壓型的排列為:鐵芯一中壓一低壓一高壓,高一中之間的阻抗最大。降壓型的排列為:鐵芯一低壓一中壓一高壓,高一低之間的阻抗最大。降壓型變壓器中的無功損耗約為升壓型的160%、170%。因此升壓型通常應用在低壓向高壓送電(或反之)為主的場合,降壓型一般用在向中壓供電為主,低壓供電為輔的場合。
考慮:1、絕緣; 2、磁藕合程度
自耦變壓器是一種多繞組變壓器,其特點就是其中兩個繞組除有電磁聯系外,在電路上也有聯系。
8.自耦變壓器的過電壓問題
1)高壓電網和中壓電網之間具有電氣連接,過電壓可能從一個電壓等級的電網轉移到另一個電壓等級電網。中壓或高壓的出口端,都必須裝設閥型避雷器保護。
2)自耦變壓器的中性點必須直接或經過小電抗接地。否則當高壓側電網發生單相接地時,在中壓繞組其它兩相會出現過電壓。
9、變壓器並列運行的條件:
1)並列運行的變壓器一次電壓相等,二次電壓相等,也就是變壓比相等(偏差≤±5%);
2)額定短路電壓相等(偏差≤±10% );
3)極性相同,相位相同,也就是接線組別相同。
5. 2021年試油連續油管復習題.wps
摘要 1先整性管理應包括()等各個階段的管道情況,井符合國家法律法規的規定, A、設計、施工,投產,運行和廉棄 B、設計、采購、投產、運行和棄 C、設計、采購、施工,運行和康棄
6. 誰能詳細闡述一下用電設備的知識。
一、觸電原因分析
據多年來的觸電事故統計分析,觸電死亡的主要原因
是:
1.缺乏電氣安全知識
電線附近放風箏;帶負荷拉高壓隔離開關;低壓架空線折斷後不停電,用手誤碰火線;線不明的情況下帶電接線,誤觸帶電體;手觸摸破損的膠蓋刀閘;兒童在水泵電動機外殼上玩耍、觸摸燈頭或插座;隨意亂動電器等。
2.違反安全操作規程
帶負荷拉高壓隔離開關;在高低壓同桿架設的線路電桿上檢修低壓線或廣播線時碰觸有電導線;在高壓線路下修造房屋接觸高壓線;剪修高壓線附近樹木接觸高壓線等。帶電換電桿架線;帶電拉臨時照明線;帶電修理電動工具、換行燈變壓器、搬動用電設備;火線誤接在電動工具外殼上;用濕手擰燈泡等。
3.設備不合格
高壓架空線架設高度離房屋等建築的距離不符合安全距離,高壓線和附近樹木距離太小;高低壓交叉線路,低壓線誤設在高壓線上面。用電設備進出線未包紮好裸露在外;人觸及不合格的臨時線等等。
4.維修管理不善
大風刮斷低壓線路和颳倒電桿後,沒有及時處理;膠蓋刀閘膠木蓋破損長期不修理;瓷瓶破裂後火線與拉線長期相碰;水泵電動機接線破損使外殼長期帶電等。
5.偶然因素
大風刮斷電力線路觸到人體等。
為了避免觸電事故,應當加強電氣安全知識的教育和學習貫徹執行安全操作規程和其他電氣規程,採用合格的電氣設備經常保持電氣設備安全運行。
二、觸電事故規律
1,觸電事故有明顯季節性
據統計資料,一年之中第二、三季度事故較多,6、9月的事故最集中。主要原因是,夏秋天氣潮濕、多雨,降低了電氣設備的絕緣性能;人體多汗,人體電阻降低,易導電;天氣炎熱,工作人員多不穿工作服和帶絕緣護具,觸電危險性增大;正值農忙季節,農村用電量增加,觸電事故增多。
2.低壓觸電多於高壓觸電
國內外統計資料表明,低壓觸電事故所佔觸電事故比例要大於高壓觸電事故。主要原因是低壓設備多,低壓電網廣,與人接觸機會多;設備簡陋,管理不嚴,思想麻痹;群眾缺乏電氣安全知識。但是,這與專業電工的觸電事故比例相反,即專業電工的高壓觸電事故比低壓觸電事故多。
3.觸電事故因地域不同而不同
據統計,農村觸電事故多於城市,主要原因是農村用電設備因陋就簡,技術水平低,管理不嚴,電氣安全知識缺乏。
4.觸電事故「因人而異」
中青年工人、非專業電工、臨時工等觸電事故多。主要原因是,一方面這些人多是主要操作者,接觸電氣設備的機會多;另一方面多數操作者不謹慎,責任心還不強,經驗不足,電氣安全知識比較欠缺等。
5.觸電事故多發生在電氣連接部位
統計資料表明,電氣事故點多數發生在接線端、壓接頭、焊接頭、電線接頭、電纜頭、燈頭、插頭、插座、控制器、接觸器、熔斷器等分支線、接戶線處。主要原因是,這些連接部位機械牢固性較差、接觸電阻較大、絕緣強度較低以及可能發生化學反應的緣故。
6.觸電事故因行業性質不同而不同
冶金、礦山、建築、機械等行業由於存在潮濕、高溫、現場
混亂、移動式設備和攜帶式設備多或現場金屬設備多等不利因素,因此,觸電事故較多。
7.攜帶式設備和移動式設備觸電事故多
主要原因是,這些設備需要經常移動,工作條件差,在設備和電源處容易發生故障或損壞,而且經常在人的緊握之下工作,一旦觸電就難以擺脫電源。
8.違章作業和誤操作引起的觸電事故多
主要原因是由於安全教育不夠、安全規章制度不嚴和安全措施不完備、操作者素質不高造成的。
觸電事故往往發生得很突然,且經常在極短的時間內造
成嚴重的後果,死亡率較高。觸電事故有一些規律,掌握這些
規律對於安全檢查和實施安全技術措施以及安排其他的電氣安全工作有很大意義。觸電事故的發生,情況是復雜的,不是一成不變的,應當在實踐中不斷分析和總結觸電事故的規律,為做好電氣安全工作提供可靠的依據。
第二節電氣火災和爆炸的原因、預防及撲救常識
一、電氣火災和爆炸的原因
電氣火災和爆炸在火災、爆炸事故中佔有很大的比例。如線路、電動機、開關等電氣設備都可能引起火災。變壓器等帶油電氣設備除了可能發生火災,還有爆炸的危險。造成電氣火災與爆炸的原因很多。除設備缺陷、安裝不當等設計和施工方面的原因外,電流產生的熱量和火花或電弧是引發火災和爆炸事故的直接原因。
1.過熱
電氣設備過熱主要是由電流產生的熱量造成的。
導體的電阻雖然很小,但其電阻總是客觀存在的。因此,電流通過導體時要消耗一定的電能,這部分電能轉化為熱能,使導體溫度升高,並使其周圍的其他材料受熱。對於電動機和變壓器等帶有鐵磁材料的電氣設備,除電流通過導體產生的熱量外,還有在鐵磁材料中產生的熱量。因此,這類電氣設備的鐵芯也是一個熱源。
當電氣設備的絕緣性能降低時,通過絕緣材料的泄漏電流增加,可能導致絕緣材料溫度升高。
由上面的分析可知,電氣設備運行時總是要發熱的,但是,設計、施工正確及運行正常的電氣設備,其最高溫度和其與周圍環境溫差(即最高溫升)都不會超過某一允許范圍。例如:裸導線和塑料絕緣線的最高溫度一般不超過70°C。也就是說,電氣設備正常的發熱是允許的。但當電氣設備的正常運行遭到破壞時,發熱量要增加,溫度升高,達到一定條件,可能引起火災。
引起電氣設備過熱的不正常運行大體包括以下幾種情況:
(1)短路。發生短路時,線路中的電流增加為正常時的幾倍甚至幾十倍,使設備溫度急劇上升,大大超過允許范圍。如果溫度達到可燃物的自燃點,即引起燃燒,從而導致火災。
下面是引起短路的幾種常見情況:電氣設備的絕緣老化變質,或受到高溫、潮濕或腐蝕的作用失去絕緣能力;絕緣導線直接纏繞、勾掛在鐵釘或鐵絲上時,由於磨損和鐵銹蝕,使絕緣破壞;設備安裝不當或工作疏忽,使電氣設備的絕緣受到機械損傷;雷擊等過電壓的作用,電氣設備的絕緣可能遭到擊穿;在安裝和檢修工作中,由於接線和操作的錯誤等。
(2)過載。過載會引起電氣設備發熱,造成過載的原因大體上有以下兩種情況:一是設計時選用線路或設備不合理,以至在額定負載下產生過熱;二是使用不合理,即線路或設備的負載超過額定值,或連續使用時間過長,超過線路或設備的設計能力,由此造成過熱。
(3)接觸不良。接觸部分是發生過熱的一個重點部位,易造成局部發熱、燒毀。有下列幾種情況易引起接觸不良:不可拆卸的接頭連接不牢、焊接不良或接頭處混有雜質,都會增加接觸電阻而導致接頭過熱;可拆卸的接頭連接不緊密或由於震動變松,也會導致接頭發熱:活動觸頭,如閘刀開關的觸頭、插頭的觸頭、燈泡與燈座的接觸處等活動觸頭,如果沒有足夠的接觸壓力或接觸表面粗糙不平.會導致觸頭過熱;對於銅鋁接頭,由於銅和鋁電性不同,接頭處易因電解作用而腐蝕,從而導致接頭過熱。
(4)鐵芯發熱。變壓器、電動機等設備的鐵芯,如果鐵芯絕
緣損壞或承受長時間過電壓,渦流損耗和磁滯損耗將增加,使設備過熱。
(5)散熱不良。各種電氣設備在設計和安裝時都要考慮有
一定的散熱或通風措施,如果這些部分受到破壞,就會造成
設備過熱。
此外,電爐等直接利用電流的熱量進行工作的電氣設備,
工作溫度都比較高,如安置或使用不當,均可能引起火災。
2.電火花和電弧
一般電火花的溫度都很高,特別是電弧,溫度可高達3000°C -6000° C,因此,電火花和電弧不僅能引起可燃物燃燒,還能使金屬熔化、飛濺,構成危險的火源。在有爆炸危險的場所,電火花和電弧更是引起火災和爆炸的一個十分危險的因素。
電火花大體包括工作火花和事故火花兩類。
工作火花是指電氣設備正常工作時或正常操作過程中產的。如開關或接觸器開合時產生的火花、插銷拔出或擂人時的火花等。
事故火花是線路或設備發生故障時出現的。如發生短路或接地時出現的火花、絕緣損壞時出現的閃光、導線連接松脫時的火花、保險絲熔斷時的火花、過電壓放電火花、靜電火花以及修理工作中錯誤操作引起的火花等。
此外,還有因碰撞引起的機械性質的火花;燈泡破碎時,熾熱的燈絲有類似火花的危險作用。
二、電氣火災的預防
根據電氣火災和爆炸形成的主要原因,電氣火災應主要從以下幾個方面進行預防:
(1)要合理選用電氣設備和導線,不要使其超負載運行。
(2)在安裝開關、熔斷器或架線時,應避開易燃物,與易燃
物保持必要的防火間距。
(3)保持電氣設備正常運行,特別注意線路或設備連接處的接觸保持正常運行狀態,以避免因連接不牢或接觸不良,使設備過熱。
(4)要定期清掃電氣設備,保持設備清潔。
(5)加強對設備的運行管理。要定期檢修、試驗,防止絕緣損壞等造成短路。
(6)電氣設備的金屬外殼應可靠接地或接零。
(7)要保證電氣設備的通風良好,散熱效果好。
三、電氣火災的撲救常識
1.電氣火災的特點
電氣火災與一般火災相比,有兩個突出的特點:
(1)電氣設備著火後可能仍然帶電,並且在一定范圍內存在觸電危險。
(2)充油電氣設備如變壓器等受熱後可能會噴油、甚至爆炸,造成火災蔓延且危及救火人員的安全。
所以,撲救電氣火災必須根據現場火災情況,採取適當的方法,以保證滅火人員的安全。
2.斷電滅火
電氣設備發生火災或引燃周圍可燃物時,首先應設法切斷電源,必須注意以下事項:
(1)處於火災區的電氣設備因受潮或煙熏,絕緣能力降低,所以拉開關斷電時,要使用絕緣工具。
(2)剪斷電線時,不同相電線應錯位剪斷,防止線路發生短路。
(3)應在電源側的電線支持點附近剪斷電線,防止電線剪斷後跌落在地上,造成電擊或短路。
(4)如果火勢已威脅鄰近電氣設備時,應迅速拉開相應的開關。
(5)夜間發生電氣火災,切斷電源時,要考慮臨時照明問
題,以利撲救。如需要供電部門切斷電源時,應及時聯系。
3.帶電滅火
如果無法及時切斷電源,而需要帶電滅火時,要注意以下幾點:
(1)應選用不導電的滅火器材滅火,如乾粉、二氧化碳、1211滅火器,不得使用泡沫滅火器帶電滅火。
(2)要保持人及所使用的導電消防器材與帶電體之間的足夠的安全距離,撲救人員應帶絕緣手套。
(3)對架空線路等空中設備進行滅火時,人與帶電體之間的仰角不應超過45°C。而且應站在線路外側,防止電線斷落後觸及人體。如帶電體已斷落地面,應劃出一定警戒區,以防跨步電壓傷人。
4.充油電氣設備滅火
(1)充油設備著火時,應立即切斷電源,如外部局部著火時,可用二氧化碳,1211、乾粉等滅火器材滅火。
(2)如設備內部著火,且火勢較大,切斷電源後可用水滅火,有事故貯油池的應設法將油放人池中,再行撲救。
7. 你認為風電被電網限制20%以上出力是技術問題么
風機發展太快,已經對電網造成很大影響了。低電壓穿越已經改造的差不多了,avc改造完畢後會提高電網的應對性。你說的大范圍的限電我認為主要不是電網故意限制,是需要看當地風電場的並網點容量,你所在的並網點220kV,或者110kV,容量不能過100也許,而東北、內蒙的風場大的可以到40萬,中型的20萬,東北、內蒙地區用電量低,電網最初設計時沒有設計那麼大,但新能源發展的趨勢是國家政策,電網可以調度風電場,但須遵從國家發展趨勢,於是風電場大興建造起來,而電網並沒有與之或者提前改造,導致了大范圍限電。目前來看,風電場建設如果依靠在500kV主站附近,限電幾乎很少的,也就是春節了差不多,因為你影響不到它什麼,你滿發和0出力對於它的電壓幾乎沒影響。建議你向上級反應一下,變電站的位置很重要,躲過那些線路末端,靠近主站!還有,智能電網會來的,麵包會有的
8. 大風電並網存在什麼問題
1、全國范圍內電源普遍過剩電力系統必須保證同一時刻發電和負荷的平衡,風電固然有波動性,但考慮到負荷隨時間變化的情況,這種波動性實際上是可以視為一個負的負荷波動,現在棄風限電更重要的原因是電源的整體過剩。以遼寧省為例,省內火電裝機3000w,風電600w,紅沿河一期四台也投運,400w的核電,可調節的水電裝機小於200w,供熱期的直調火電機組佔比60%,可調節的能力很小,再加上網架結構的一些問題,整個遼寧省的電源小時數都偏低,全國在03年缺電之後也是過剩情況。所以電源的普遍過剩,可調節能力低是主要問題,風電的波動性和電氣特性則是次要問題。
2、電氣特性問題大規模風電脫網事故02、03年在德國和西班牙都出過,之後歐洲開始重視這個問題,大概05、06年開始低電壓穿越的改造,老機組的改造是非強制性的,電網按裝機出錢鼓勵改造;新機組的改造是強制性的,機組必須通過檢測,將檢測數據提交後進行整個風電場的模擬測試,完全通過後允許並網。國內基本仿照德國的路子,也是甘肅出了四次大的脫網事故後開始重視這個問題,現在是某中字頭的科研機構進行強制性的檢測,具體情況懂風電的也都清楚,不展開說了。個人認為,低電壓穿越這個要求還是有必要的,尤其是千萬千瓦級的大風電基地,脫網的影響很大,但是具體的措施有待商榷。國內09,10年開始提這個事兒,11年出的事故,12年出了一個很嚴格的並網標准;而中國風電的大發展是05-06年開始的,等於發展了5-6年後發現我還要進行低電壓穿越改造,而且這種改造是一刀切的,不管新投產機組還是已有老機組;這就像我剛買了一輛國四標準的車沒多久,政府強制要求必須符合國五標准,不符合標准不能上路,而不管你的車是新購買還是現有的。
3、垃圾電這個提法很有意思,除了電網公司之外沒聽過這樣的聲音,典型的屁股決定腦袋思維,居民生活用電負荷一樣波動性很大,也沒聽過垃圾負荷的說法。站在電網角度,當然希望每個電源都是可控可調節的,從冷備用到滿負荷只花很少時間。這也正好說明了電網對風電的認識還停留在低層次,至少有一部分人是這樣的。歐洲電網對風電的接納能力很高,丹麥年用電量20%是風電,曾經出現過國內某個時刻90%出力由風電提供,因此國內電網還是有很大消納潛力的,只不過認識不夠。
9. 太陽能的優點和作用
太陽是光明的象徵,46億年來太陽一直照耀著地球,送來光,也送來熱。將陽光聚焦,可以將光能轉化為熱能。傳說阿基米德就曾經利用聚光鏡反射陽光,燒毀了來犯的敵艦。
取之不盡、用之不竭的太陽能是一種可廣泛利用的清潔能源。在日照充分的地方,人們在生產和生活中已大量使用太陽灶、太陽能熱水器和乾燥器。太陽灶的原理很簡單,用金屬或其他材料製成類似鏡面的裝置,將陽光反射到某一焦點,就可以得到100攝氏度或者更高的溫度,足夠用來做飯、燒水或加熱各種物體了。如果鏡面的方向能夠隨著太陽的位置變化而自動調整,太陽能的利用率就更高了。例如,現在世界上最大的拋物面型反射聚光器有9層樓高,總面積2500平方米,焦點溫度高達4,000攝氏度,許多金屬都可以被熔化。
太陽能熱水器的構造要簡單的多。因為不需要它產生太高的溫度。在大多數情況下,可以將太陽能熱水器的集熱器製成箱式、蛇型管式、直管式、平板式或枕式,通過管道與水源和儲水箱相連。太陽能熱水器在我國北方比較常見。
陽光也可以用來發電。比較常見的光電池是硅電池,它能將13%~20%的日光能轉化為電能。許多電子計算器和其他小型電子儀器現在已經採用太陽能電池供電,人造衛星和宇宙飛船更是主要依靠太陽能電池來提供電力。但是陽光在達到地面以前要經過大氣的反射、散射和吸收,能量損失較大,加上陰天、晝夜變化和雨雪等降水過程的影響,目前地面上利用日光發電受到一定限制。
海水中儲存著大量的以熱能形式保存的太陽能,主要表現為海水表層和深層間的溫差。因為水的沸點與氣壓有關,如果建造一個裝置,用抽真空的方法使表層的海水在20攝氏度時汽化,並推動汽輪機,再將深層的冷水提上來使蒸汽冷卻,如此周而復始,就可以發電了。法國已經建成了世界上第一座溫差發電站,發電容量為14000千瓦。
10. 1.什麼叫做非煤礦山
非煤礦山是指開採金屬礦石、放射性礦石以及作為石油化工原料、建築材料、輔助原料、耐火材料及其他非金屬礦物(煤炭除外)的礦山和尾礦庫。非煤礦山雖無瓦斯爆炸的危險,但在其他方面與煤礦無根本區別。由於礦體條件多種多樣,非煤礦山的采礦方法主要有空場、充填、崩落三大類。
有害因素
起重傷害
起重傷害是指各種起重作業(包括起重機安裝、檢修、試驗)中發生的擠壓、墜落、(吊具、吊重)物體打擊事故和觸電。在非煤礦山生產過程中,選礦車間和機修車間存在大量的起重設備,發生起重傷害的幾率比較大。其危害因素主要表現為牽引鏈斷裂或滑動件滑脫、碰撞、突然停車等。由此引發的事故有毀壞設備、人員傷亡、影響生產等。起重傷害的一般原因有以下幾個方面:超載;牽引鏈或產品未達到規定質量要求;無證操作起重設備或作業人員違章操作;開關失靈,不能及時切斷電源,致使運行失控;操作人員注意力不集中或視覺障礙,不能及時停車;被運物件體積過大;突然停電;起重設備故障等。在生產過程中,還存在壓力容器爆炸、高溫、腐蝕、雷擊、地震、採光照明不良等危險、有害因素。
輻射
輻射危害:一般非煤礦山開采,即使不是生產鈾等放射性礦石的礦山,都含有微量的放射性物質,如氡。氡的產生是226鐳原子衰變的結果,這種衰變是自然發生的,人們無法控制這種衰變,因而氡的產生是連續的,氡從岩石里跑到空氣中的過程也是連續的。氡進入人體的主要途徑是呼吸道。吸人的氡經上呼吸道進入肺部,並通過滲透作用至肺泡壁溶於血液循環系統分布到全身,並積聚在含脂肪較多的器官或組織中,按其本身固有的規律進行衰變,損害肺部和上呼吸道,加速某些慢性疾病的發展,嚴重危害職工身體健康。
火災
火災具有突發性的特點,雖然存在有事故徵兆,但由於監測、預測手段不完善,以及人們對火災發生規律掌握不夠等原因,火災往往在人們意想不到的時候發生。火災事故後果往往比較嚴重,容易造成重大傷亡,尤其是特大火災事故。因此,必須加強對火災事故的預防。發生火災事故的原因比較復雜,因為構成燃燒條件的三要素(著火源、可燃物、助燃物)普遍存在於人們的生產、生活中。例如,著火源有明火、化學反應熱、物質的分解自燃、熱輻射、高溫表面、撞擊或摩擦、電氣火花、靜電放電、雷電等多種;可燃物有各種可燃氣體、可燃固體、可燃液體。非煤礦山火災事故的一般原因有以下幾個方面:
(1)生活和生產用火不慎。通過對大量火災事故的調查和分析表明,有不少事故是由於操作者缺少有關的科學知識,在火災險情面前思想麻痹,存在僥幸心理,不負責任,違章操作。
(2)設備不良。如設計錯誤且不符合防火或防爆的要求,電氣設備設計、安裝、使用維護不當等。
(3)物料的原因。例如,可燃物質的自燃,各種危險物品的相互作用,機械摩擦及撞擊生熱,在運輸裝卸時受劇烈振動等。
(4)環境的原因。如潮濕、高溫、通風不良、雷擊、靜電、地震等自然因素。
(5)管理的原因。
(6)建築結構布局不合理,建築材料選用不當等因素。
粉塵和雜訊
非煤礦山在生產過程中(如鑿岩、爆破、鏟裝、放礦、運輸和破碎等)會產生大量的粉塵,尾礦庫也存在一定的粉塵。粉塵危害性大小與粉塵的分散度、游離二氧化硅含量、粉塵物質組成及粉塵濃度有關,一般隨著游離二氧化硅含量和有害物質的增加而增大。不同粒徑的粉塵中,呼吸性粉塵對人的危害最大。人員長期吸人粉塵後,使肺組織發生病理學改變,因此喪失正常的通氣和換氣功能,嚴重損害身體健康。
雜訊就是使人感到不愉快的聲音,不僅對人體的聽力、心理、生理產生影響,還可引起職業性耳聾,而且對生產活動也產生不利影響。在高雜訊環境中作業,人的心情易煩躁,容易疲勞,反應遲鈍,工作效率低,可誘發事故。雜訊產生於物體的振動,振動是生產中常見的危險因素,它與雜訊相結合作用於人體。振動可直接作用於人體,也可通過地板或其他物體作用於人體,按其作用部位可分為局部振動和全身振動。產生振動多見於使用風動工具、電動工具及其他有較強機械摩擦作用的地方。
在非煤礦山生產過程中,雜訊與振動主要來源於氣動鑿岩工具的空氣動力雜訊,各設備在運轉中的振動、摩擦、碰撞而產生的機械雜訊和電動機等電氣設備所產生的電磁輻射雜訊。產生雜訊和振動的設備和場所主要有:空壓機和空壓機泵房;通風機和通風機房;水泵和水泵房;絞車和絞車房;爆破作業場所;破碎設備和破碎作業場所;鑿岩設備和鑿岩工作面;運輸設備和設備通過的巷道;裝岩機和裝岩作業場所;機修設備(如鍛釺機)及機修車間等。
水災
(1)造成水害的原因。在非煤礦山開采過程中,可能存在由地表塌陷或地質構造形成的裂隙、通道進入礦井的地表水危害,采空區和廢棄巷道中儲存的「人工水體」的危害,以及原岩溶洞、裂隙等構造中的原岩水體的危害。產生水害的主要原因可能是:採掘過程中沒有探水或探水工藝不合理;採掘過程中突然遇到含水的地質構造;爆破時揭露水體;鑽孔時揭露水體;地壓活動揭露水體;排水設施、設備設計不合理;排水設施、設備施工不合理;採掘過程中違章作業;沒有及時發現突水徵兆;發現突水徵兆沒有及時採取探水措施或沒有及時探水;發現突水徵兆後沒有及時採取防水措施;發現突水徵兆採取了不合適的探水、防水措施;採掘過程中沒有採取合理的疏水、導水措施,使采空區、廢棄巷道積水;巷道、工作面和地面水體內外連通;降雨量突然加大時,造成井下涌水量突然增大。
(2)危害及破壞形式。礦井、地表水或突然降雨都可能造成礦井水災事故,這些事故包括:
①採掘工作面突水;
②採掘工作面或采空區透水。由於各種通道使采空區與儲水體連通,使大量的水體直接進入采空區,從而形成采空區、巷道甚至礦井被淹;
③地表水或突然大量降雨進入井下。通過裂隙、溶洞、廢棄巷道、透水層、地表露頭與采空區、巷道、採掘工作面連通,使大量的水體直接進入采空區再進人人員作業場所,或直接進入作業場所。
機械傷害
機械性傷害主要指機械設備運動(靜止)部件、工具、加工件直接與人體接觸引起的夾擊、碰撞、剪切、捲入、絞、碾、割、刺等形式的傷害。各類轉動機械的外露傳動部分(如齒輪、軸、履帶等)和往復運動部分都有可能對人體造成機械傷害。
同時機械傷害也是非煤礦山生產過程中最常見的傷害之一,易造成機械傷害的機械、設備包括:運輸機械,掘進機械,裝載機械,鑽探機械,破碎設備,通風、排水設備,選礦設備,其他轉動及傳動設備。
墜落和提升運輸
墜落危害是指在高處作業中發生墜落造成的傷亡事故。非煤礦山生產中可能產生墜落傷害事故的主要場所或區域有:豎井、斜井、天井、溜井、采場及各類操作平台。
提升運輸是非煤礦山生產過程中一個重要組成部分。非煤礦山主要有豎井提升、斜井提升和水平運輸(機車運輸、帶式輸送機運輸)。提升運輸事故主要表現為:
(1)豎井提升:斷繩、過卷、蹲罐毀物傷人;突然卡罐或急劇停機,擠罐或信號工、卷揚工操作失誤造成人員墜落。
(2)斜井提升:跑車、掉道毀物傷人;斜井落石傷人。其中跑車事故是斜井提升運輸危害最大的事故,其產生的主要原因有如下2種:
①礦車運行狀態不良。
a.鋼絲繩斷裂。鋼絲繩承載時強度不夠或負荷超限時都可能產生鋼絲繩斷裂。
b.摘掛鉤失誤。未掛鉤下放或過早摘鉤,都會造成跑車事故。
c.制動裝置失靈。制動裝置主要包括工作閘或制動閘,如果失效就會造成制動裝置失靈。
d.絞車工操作失誤。司機精神不集中,未帶電「放飛車」。
e.掛車違章。超掛車輛、車輛超裝或車輛脫離連接。
②防跑車裝置。
a.設計原因。主要指設計的防跑車裝置不符合實際,不能起到防跑車作用。
b.安裝缺陷。不安裝或安裝不當,起不到應有的作用。
c.工作狀態不良。工作狀態異常或出現故障,起不到防跑車的作用。
(3)水平運輸。
①機車運輸:常見的事故有機車撞車,機車撞、壓行人,機車掉道等。其中機車撞壓行人是危害最大的事故。產生機車運行撞壓傷人事故的主要原因有:
a.行人方面。行人行走地點不當,如行人在軌道間、軌道上、巷道窄側行走,就可能被機車撞傷;行人安全意識差或精神不集中,行人不及時躲避、與機車搶道或扒跳車,都可能會造成事故;周圍環境的影響,如無人行道、無躲避硐室、設備材料堆積、巷道受壓變形、照度不夠、雜訊大等。
b.機車運行方面。操作原因,如超速運行、違章操作、判斷失誤、操作失控等;制動裝置失效等。
c.其他因素。如無信號或信號不起作用、操作員無證駕駛或精神不集中、行車視線不良等。
②膠帶運輸:主要表現為絞人傷害,膠帶運輸機產生絞人傷害的主要原因有:
a.人的因素:膠帶機運轉過程中清理物料、加油或處理故障;疲勞失誤、絆滑跌倒、衣袖未扎;違章跨越、違章乘坐;操作人員精神不集中。
b.物的因素:防護裝置失效;設計不滿足要求;信號裝置失效或未開啟等。
電氣設備或設施
非煤礦山生產系統大量使用電氣設備,存在電氣事故危害。充油型互感器、電力電容器長時間過負荷運行,會產生大量熱量,導致內部絕緣損壞,如果保護監測裝置失效,將會造成火災、爆炸;另外,配電線路、開關、熔斷器、插銷座、電熱設備、照明器具、電動機等均有可能引起電傷害。
(1)電氣火災產生原因。
①由於電氣線路或設備設計不合理、安裝存在缺陷或運行時短路、過載、接觸不良、鐵心短路、散熱不良、漏電等導致過熱。
②電熱器具和照明燈具形成引燃源。
③電火花和電弧,包括電氣設備正常工作或操作過程中產生的電火花、電氣設備或電氣線路故障時產生的事故電火花、雷電放電產生的電弧、靜電火花等。
(2)電擊危害。
①分布。配電室、配電線路以及在生產過程中使用的各種電氣拖動設備、移動電氣設備、手持電動工具、照明線路及照明器具或與帶電體連通的金屬導體等,都存在直接接觸電擊或間接接觸電擊的可能。
②傷害方式和途徑。
a.傷害方式。觸電傷害是由電流的能量造成的。當電流流過人體時,人體受到局部電能作用,使人體內細胞的正常工作遭到不同程度破壞,產生生物學效應、熱效應、化學效應和機械效應,會引起壓迫感、打擊感、痙攣、疼痛、呼吸困難、血壓異常、昏迷、心律不齊等,嚴重時會引起窒息、心室顫動而導致死亡。
b.傷害途徑。人體觸及帶電體;人體觸及正常狀態下不帶電而當設備或線路故障(如漏電)時意外帶電的金屬導體(如設備外殼);人體進入地面帶電區域時,兩腳之間承受到跨步電壓。
③產生電擊的原因。
a.電氣線路或電氣設備在設計、安裝上存在缺陷,或在運行中缺乏必要的檢修維護,使設備或線路存在漏電、過熱、短路、接頭松脫、斷線碰殼、絕緣老化、絕緣擊穿、絕緣損壞、PE線斷線等隱患;
b.沒有設置必要的安全技術措施(如保護接零、漏電保護、安全電壓、等電位連接等),或安全措施失效;
c.電氣設備運行管理不當,安全管理制度不完善;
d.電工或機電設備操作人員的操作失誤,或違章作業等。
(3)可能造成觸電的場所。
①分布。配電室、配電線路等。
②傷害方式和途徑。
a.傷害方式。由電流的熱效應、化學效應、機械效應對人體造成局部傷害,形成電弧燒傷、電流灼傷、電烙印、電氣機械性傷害、電光眼等。
b.傷害途徑。
直接燒傷:當帶電體與人體之間產生電弧時,電流流過人體形成燒傷。直接電弧燒傷是與電擊同時發生的。
間接燒傷:當電弧發生在人體附近時,對人體產生燒傷,包括融化了的熾熱金屬濺出造成的燙傷。
電流灼傷:人體與帶電體接觸,電流通過人體由電能轉換為熱能造成的傷害。
③產生觸電的原因:帶負荷(特別是感應負荷)拉開裸露的閘刀開關;誤操作引起短路;近距離靠近高壓帶電體作業;線路短路、開啟式熔斷器熔斷時,熾熱的金屬微粒飛濺;人體過於接近帶電體等。
地壓
地壓災害是非煤礦山開采過程中的一大安全隱患,如果預防不當,管理措施不到位,將會造成事故。采空區、采場和巷道受岩石壓力的影響,都可能引發地壓災害。
(1)引起地壓災害的原因:采礦方法不合理;穿越地壓活動區域;穿越地質構造區域;礦柱被破壞;采場礦柱設計不合理或未保護完好;在應該進行支護的井巷沒有支護或支護設計不合理;遇到新的地質構造而沒有及時採取措施;采場或巷道施工工藝不合理;采場或巷道施工時違章作業;遇到新的岩石而沒有按岩性進行施工;爆破參數設計不合理;爆破工序不合理;爆破施工時違章作業;地下水作用、岩石風化等其他地壓活動的影響或破壞。
(2)地壓災害危害。地壓災害通常表現為采場頂板大范圍垮落、陷落和冒落,采空區大范圍垮落或陷落,巷道或採掘工作面的片幫、冒頂或底板鼓脹等,豎井井壁破裂、井筒涌砂、岩幫片落,地表沉陷等。
①采場頂板大范圍垮落、陷落和冒頂,其主要危害有:破壞采場和周圍的巷道;造成采場內人員的傷亡;破壞采場內的設備和設施;破壞礦井的正常通風;造成生產秩序的紊亂;其他危害。如排水管道經過采場,可能造成排水系統破壞,引起水害,繼而破壞礦井的供電系統等。
②巷道或採掘工作面的片幫、冒頂危害。岩體的地壓活動造成巷道的片幫和冒頂,其危害主要有:巷道內人員的傷亡;破壞巷道內的設備、設施;破壞正常的生產系統;破壞巷道等。
中毒、窒息
(1)中毒、窒息原因分析。根據非煤礦山生產工藝的特點,引起中毒窒息的原因主要為爆破後產生的炮煙和其他有毒煙塵。其他有毒煙塵,如:礦體氧化形成的硫化物與空氣的混合物,開采過程中遇到的溶洞、采空區,巷道中存在的有毒氣體,火災後產生的有毒煙氣等。
爆破後形成的炮煙是造成人員中毒的主要原因之一。造成炮煙中毒的主要原因是通風不暢和違章作業。發生人員中毒、窒息的原因包括:
①違章作業。如放炮後通風時間不足就進入工作面作業,人員沒有按要求撤離到不會發生炮煙中毒的巷道等;
②通風設計不合理,使炮煙長時間在作業區域滯留,獨頭巷道掘進時沒有設置局部通風,沒有足夠的風量稀釋炮煙,設計的通風時間過短等;
③由於警戒標志不合理或沒有標志,人員意外進入通風不暢、長期不通風的盲巷、采空區、硐室等;
④突然遇到含有大量窒息性氣體、有毒氣體、粉塵的地質構造,大量窒息性氣體、有毒氣體、粉塵突然湧出到採掘工作面或其他人員作業場所,人員沒有防護措施;
⑤出現意外情況。如意外的風流短路,人員意外進入炮煙污染區並長時間停留,意外的停風等。
(2)中毒、窒息場所。可能發生中毒、窒息的主要場所包括:爆破作業面,炮煙流經的巷道,炮煙積聚的采空區,炮煙進入的硐室,盲巷、盲井,通風不良的巷道,采空區,使用有毒或腐蝕性葯劑的選礦車間等。
爆破作業
爆破作業是非煤礦山生產過程中的重要工序,其作用是利用炸葯在爆破瞬間放出的能量對周圍介質作功,以破碎礦岩,達到掘進和采礦的目的。
在非煤礦山開采過程中須使用大量的炸葯。炸葯從地面炸葯庫向井下運輸的途中,裝葯和起爆的過程中、未爆炸或未爆炸完全的炸葯在裝卸礦岩的過程中,都有發生爆炸的可能。爆炸產生的震動、沖擊波和飛石對人員、設備設施、構築物等有較大的損害。常見的爆破危害有爆破震動、爆破沖擊波、爆破飛石、瞎炮、早爆、遲爆等。
(1)爆破作業中的幾種意外事故。
①拒爆(瞎炮)。②早爆。③自爆。④遲爆。
(2)爆破產生的有害效應。
①爆破地震效應。炸葯在岩土體中爆炸後,在距爆源的一定范圍內,岩土體中產生彈性震動波,即爆破地震;硐室爆破時,因一次裝葯量較大,爆破地震也比較強烈,對附近的構築物、設備設施和岩體等會產生較大影響,很可能引起大范圍的冒頂片幫事故。
②爆破飛石。飛石是爆破時從岩體表面射出且飛越很遠的個別碎塊。爆破時,由於葯包最小抵抗線掌握不準,裝葯過多,造成爆破飛石超過安全允許范圍,或因對安全距離估計不足,造成人身傷亡和設備損失,是爆破產生的有害效應之一。
③爆破沖擊波。爆破時,部分爆炸氣體產物隨崩落的岩土沖出,在空氣中形成沖擊波,可能危害附近的構築物、設備設施和岩體等。
④爆破有毒氣體。爆破時會產生大量的有毒有害氣體,如果沒有及時稀釋和排出,過早進入工作面將會對作業人員的身體造成極大傷害,甚至導致人員中毒死亡。
(3)導致爆破事故的主要原因。爆破事故產生的原因主要有:放炮後過早進入工作面;盲炮處理不當或打殘眼;炸葯運輸過程中強烈振動或摩擦;裝葯工藝不合理或違章作業;起爆工藝不合理或違章作業;警戒不到位,信號不完善,安全距離不夠;爆破器材質量不良,點火遲緩,拖延點炮時間;非爆破專業人員作業,爆破作業人員違章;使用爆破性能不明的材料;炸葯庫管理不嚴等。
(4)易發生爆破事故的場所。在非煤礦山開采過程中,可能發生爆破事故的作業場所主要有:炸葯庫,運送炸葯的巷道,運送礦岩的巷道,爆破作業的工作面,爆破作業的采場,爆破後的工作面,爆破後的采場,爆破器材加工地等。