m

m

O

问题：如图，一根长为l、质量不计的硬杆，杆的中点及右端各固定一个质量为m的小球，杆可以带着球在竖直平面内绕O点无摩擦转动。若开始时杆处于水平，并由静止释放，当杆下落到如图竖直位置时：?????????????????????????????????????????????????????????? （??? ）

A、右端小球的速率为 ????? B、右端小球的速率为

C、中点小球的机械能减少mgl/5???? D、每个小球的机械能都不变

解法一：

两小球组成的系统机械能守恒，两球重力势能的总的减少量等于两球动能的总的增加量，设在竖直位置时上、下两球的速度分别为v1、v2,有

mgl+mgl/2=mv12/2+mv22/2?????? 而v2=2v1

联立以上两方程可得v1= ，v2=

中点小球机械能减少量|△E|=mgl/2－mv12/2= mgl/5

该题应选A、C。

解法二：

由于两球质量相等，该系统可等效为在离O点3l/4处固定着质量为2m的质点，根据机械能守恒，有

2mg× = ×2mv2??????? 得v= ，ω=v/r=4v/3l (r= )

v1=ωl/2= ????????????? v2=

该题应选B。

以上两种解法得出两种截然不同的结果，原因在哪里？解法二中的质心等效合理吗？请再看以下两种解法。

解法三：

把两球及轻杆当作一个刚体，以该刚体为研究对象，由于外力和非内保守力做功为零，刚体机械能守恒，则有

mgl/2+mgl=Jω2/2+EK平动??? (1)

而刚体转动惯量? J=J1+J2???????????? J=ml2/4+ml2=5ml2/4

两球与轻杆组成的刚体只有绕O点的转动而无平动，故EK平动=0

(1)??? 式可简化为? 3mgl/2=5ml2ω2/8

得????? ????????ω= ?? v1=ωl/2= ????? v2=2v1=

中点小球机械能减少量|△E|=mgl/2－mv12/2= mgl/5

故而A、C正确。

解法四：

运用等效质心求解，该刚体的运动可分解为质心的平动和绕质心轴的转动两个分运动，运用刚体定轴转动的动能定理，有??????? 2mg× l= ×2mv02+EK1+EK2??? (1)

这里EK1、EK2分别是两球相对质心的转动动能，令两小球相对质心的转动角速度为ω，则????????????? ??EK1=EK2= Jω2??????? 而J=m( )2

故??????????????? EK1=EK2= Jω2=mω2l2/32???????????? (2)

把(2)式代入(1)式，可得ω=

v1=ωl/2= ????? v2=2v1=

中点小球机械能减少量|△E|=mgl/2－mv12/2= mgl/5

故而A、C正确。

通过以上解法分析比较，可以清楚地知道运用等效质心处理时，系统动能等于质心平动动能和两球绕质心的转动动能之和，因而解法二的等效是不成立的。也就是说在中学物理阶段，学生遇到系统转动问题时，由于知识所限，不适宜用等效质心处理，否则容易得到错误结果。

机组等效可用系数预测在生产管理中的应用

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机组等效可用系数预测在生产管理中的应用 作者：郭倩云

来源：《机电一体化》2014年第01期

【摘 要】上世纪90年代，我国就开始推广电力设备可靠性管理工作，随着电力工业的不断发展，电网在不断扩大，电力装备水平不断提高，发电机组装机容量也在不断的提高，电力设备可靠性管理工作显得越来越重要。如今，电力可靠性已经形成了管理体系，电力设备的可靠性管理已经贯穿电力生产的全过程。

【关键词】发电可靠性管理；预测；机组等效可用系数

1 概况

目前，我国发电设备的可靠性分析方法广泛地被应用于生产管理中，发电设备的等效可用系数作为可靠性管理体系的重要指标亦被纳入发电企业经营业绩考核体系，直接影响发电企业的经济效益，所以发电企业对机组等效可用系数这一可靠性指标非常重视，运用对机组等效可用系数指标的预测评估，指导安排发电机组的检修工作，对提高机组的可靠性运行水平有着重要的作用和积极的意义。

2 机组等效可用系数的预测

2.1 目标值设定

每年，发电企业的上级集团公司都会下达年度的可靠性管理考核指标定额目标值，考核发电企业的经营业绩，例如：非计划停运小时数，等效可用系数，全年等效可用系数定额完成率等。

2.2 收集机组等效可用系数预测的可靠性基础数据

预测机组等效可用系数，需要收集以下数据：

（1）全厂装机容量

（2）单机组装机容量

（3）预测前各台机组已产生的非计划停运小时数

（4）预测前各台机组已产生的计划停运小时数

（5）预测前各台机组已产生的可用小时数

浅析我国发电机组等效可用系数提高的原因

浅析我国发电机组等效可用系数提高的原因

Simple Analysis the Causes for Equivalent Effective Index of Generating Set

李 玉 生

()国家电力公司电力可靠性管理中心 ,北京市 ,100761

[关键词 ] 发电机组 等效可用系数 达标投产 人员培训 检修管理 设备质量

进入 90 年代以来 ,电力工业得到了迅速发展 ,装 方式 ,采取一系列激励机制加强人员培训 ,一专多能 机容量每年都在以 1 000 多万 kW 的速度递增 ,同时 , 的高素质人才不断涌现 。1997 年 ,200 ,300 MW 火电 投运后的发电机组等效可用系数逐年提高 ,其主要原 机组因运行维护不当造成的等效非计划停运为 10188 因在于 : h 和 14106 h ,分别比 1993 年减少 20113 h 和 29141 h ;

() 1自 1989 年以来 ,各发电厂以安全文明生产双 因检修质量不良引起的等效非计划停运为 75167 h 和 达标为主线 ,开展了达标创一流活动 ,并立足于加强 91183 h ,分别比 1993 年减少 46187 h 和 44131 h。

() 4基建移交生产水平有了大幅度提高 。1994 企业管理 ,提高企业素质和管理水平 ,夯实管理基础 ,

年 ,原电力工业部开始力争打破基建 、生产两层皮的 强化现代化管理手段 ,使发电厂面貌发生巨大变化。

局面“, 新的启动验收规程”的执行 ,基建机组达标投 产全国火电 100 MW 及以上机组等效可用系数由 1988

活动的开展 ,以至后来电力建设“四十八字”总体思 路年的 80171 %上升到 1997 年的 88138 % ,增长 7167 %。

和再上新水平六条标准的制订和贯彻 ,都极大推动 了() 2加强了设备整治 ,针对机组多年来出现的一

电力建设的改革和发展 。同时 ,积极推行业主负责 制, 些常见病 ,诸如“四管”爆漏 、锅炉灭火 、汽轮机烧瓦 、

生产人员在基建阶段提前介入 、超前管理 。很多 电发电机定子烧损等事件进行了治理 ,取得明显效果。

厂早在基建的分部试运转期间 ,就部署生产人员提 前1997 年就“四管”爆漏一项 ,200 ,300 ,600 MW 级火电

介入 、运行人员试行当班 ,并积极参与机组的调试 工机组每台由其造成的等效非计划停运与 1993 年相

作 ,熟悉设备 ,掌握第一手资料 ,发现缺陷 ,及时督 促比 ,分别减少了 89157 ,113148 ,311101 h ,各类机组每台

基建人员消除 ,使机组稳定 、可靠地进入试生产期 。 机平 均 等 效 可 用 系 数 分 别 上 升 1102 % , 1130 % ,

从德州 4 号 —青岛 1 号 、2 号 —邹县 5 号 、6 号 —威海 3155 %。

() 3以人为本 ,加大人员培训力度 。随着电力行 3 号 、4 号 4 个阶段来看 ,一步一个台阶 ,逐步与国际

接轨 。1996 年新投产的 33 台 100 MW 及以上火电机 业的迅猛发展 ,机组在向大容量 、高参数 、高自动化发

展 ,机 、炉 、电集中控制被各厂所接受 ,电厂利用各种 组 第 1 年 等 效 可 用 系 数 79197 % , 比 1992 年 投 运 的

一些工作显得有些忙乱 ,这给以后的工作造成被动。 31213 现场设备计算机管理应取得外方现场指导 31212 争取获得外方发货的基础数据 。本期工程 专家的配合和协助 。现机设备上的很多事情都是与 中 ,外方一直没有同意交付其发货数据库软盘 ,几乎 外方现场指导专家共同协商的基础上解决的 ,如缺

件处理等事务 ,如果与外方现场指导专家统一处理 所有的基础数据都是中方录入的 ,其准确性当然没

有原始数据准确 ,也没有原始数据交付来得快 ,建议 软件和数据库格式 ,双方的工作效率都会得到提高 。 今后把应由外方交付发货数据库软盘这一点写入商 本期工程中 ,由于中方和外方处理缺件的软件和数 务合同中 。 据库格式不统一 ,对双方向工作都造成了被动 。

论电力施工企业如何走向市场

Talking about How Electrc Power Construction Enterprises Go to the Market

刘 辉

()广东火电工程总公司 ,广州市 ,510730

[ 摘 要 ] 在电力需求逐渐趋于饱和 ,电源点的投资规模和速度都大幅度下降 ,市场竞争越来越激烈的严竣形势

下 ,电力施工企业走向市场是历史的必然 。如何走向市场 ? 必须深化改革 ,增强忧患意识 ,加强管理 ,依靠科技进

步 ,增强实力 ,开拓市场 、抓住机遇求得生存和发展 。

[ 关键词 ] 电力施工企业 市场经济 深化改革 加强管理 开拓市场

我国目前正处在由计划经济向市场经济过渡时 1 当前的形势及面临的问题

,还没有完全摆脱旧的管理体制 , 加上法制不健 期

当前社会主义市场经济已逐步深入到社会的各 全 ,市场经济管理体制有待进一步完善 。在这种不 个领域 。实行社会主义市场经济的目的是通过社会 规范市场经济体制下 ,本来就僧多粥少的电力施工 的公平竞争 ,达到资源优化配置 ,促进经济发展 ,提 行业除面临完全的买方市场外 ,还必须承担不正当 高经济效益 。在基本建设方面就要求建筑产品提高 竞争行为所带来的严重冲击 ,形势相当严峻 。市场 质量 ,降低消耗 ,造福于民 。 经济要求施工企业在国家定额的指导下 ,依据自身

随着建筑安装体制及运行机制的建立和完善 。 技术和管理情况建立内部定额 ,提高投标报价的技 目前各省已建立起有形建筑市场 ,逐步推行工程招 巧和水平 ,并积极推进工程索赔的开展 ,最终实现在 投标制 ,市场竞争更加激烈 。同时 ,随着国内电力需 国家宏观调控下由市场确定工程价格的管理体制 。 求逐渐趋于饱和 ,电源点的投资规模和速度都会大 尽管目前不规范的市场经济体制对施工企业参 加幅度下降 ,一些大型工程可能滞后或中断 。因此 ,施 竞争很不利 ,但从企业长远的发展方向来看 ,施工 工企业必须转变观念 , 加强市场开拓 、开展多种经 企业走向市场已经是历史的必然 。 营 、参与市场竞争 。

100 MW及以上火电机组第 1 年等效可用系数提,使检修质量有了明显提高 ,较 量的相应办法和措施

高 多的机组在大修后达到全优 ,其中首阳山 2 号机大

修后连续无故障运行 253 d。1997 年 , 200 MW 和 12126 % ,其中 ,300 MW 火电机组提高 27177 %。

() 300 MW 火电机组计划检修时间每台平均分别为 5加强机组的检修管理 。各公司 、电厂在力

争减少非计划停运的同时 ,抓好计划检修工作 ,认真 800138 h 和 767189 h , 比 1993 年减少 129158 h 和 贯彻“应修必修 ,修必修好”这一方针 ,做好技术监督 445135 h ,等效可用系数增加 1148 %和 5108 %。 工作 ,积极开展技术诊断 。在条件允许的情况下 ,稳 () 6制造部门针对前些年所生产的设备暴露出 妥开展状态检修 , 尽量延长检修间隔 , 缩短检修时 的一些问题进行了研究 , 从管理入手 , 对产品的设 间 ,个别电厂现已将有些大机组由 3 年一大修改为 计 、材料 、工艺 、质量检测严格把关 ,制造质量有了明 4 年或 5 年一大修 。在保证检修质量方面 ,很多电 显提高 。1997 年 ,200 ,300 MW 火电机组因产品质量

不良造成的等效非计划停运为 75176 h 和 180112 h , 厂积极推广示范性大修 ,对大修前期的项目准备 、工

期安排 、组织施工 、采用工艺卡 、工序卡 、停工待检点 分别比 1993 年减少 49177 h 和 149117 h。 和见证点的质量监督检查 、如何把好设备配件的质

量关等方面都作了详细的研究 ,制订出确保检修质

数据 | 中国电力工业“数据备忘录” ：我国燃煤机组等效可用系数达到92.77%

北极星火力发电网讯:五年来，中国已经拥有全世界最大的装机容量，全世界最长的输电线路，全世界数量最为庞大的电力用户。然而今天，中国已经不仅仅是世界电力工业规模的绝对引领者，也是世界电力安全发展的领航员。

中电传媒电力传媒数据研发中心跟踪数据显示，今天，全世界规模最大，最安全，正在成为中国在国际电力工业舞台上的最佳注脚。2016年，我国燃煤机组等效可用系数为92.77%，等效强迫停运率为0.27%，非计划停运次数为0.35次/台年；输变电设施架空线路，可用系数为99.57%；变压器可用系数为99.867%；断路器可用系数为99.958%；全国供电可靠率达到99.805%。

中电传媒电力传媒数据研发中心分析显示，随着我国电力装备制造技术水平、可靠性管理经验的上升。我国火电机组三大主力设备可靠性同欧美国家存在差距正在逐步缩小，特高压输变电设备可靠性甚至完全超越欧美国家，引领世界潮流。在供电侧，随着《配电网建设改造行动计划（2015—2020年）》稳步推进，我国主网配网发展不均衡的现象正在逐步得到解决，我国正在向着全世界最安全配网方向稳步迈进。

五年提升 我国燃煤机组等效可用系数达到92.77%

2016年，我国发电装机达到165051万千瓦，与2012年相比，增幅达49899万千瓦。与此同时，我国发电设备可靠性也在日益提升，为我国经济发展提供更加稳定、可靠的电力供应提供坚强保证。

可靠性管理中心发布的数据显示，2016年，在实现连续四年的大幅度提升之后，我国燃煤机组等效可用系数达到92.77%历史高点；而燃煤机组等效强迫停运率仅为0.27%，低于2012年0.28个百分点；非计划停运次数为0.35次/台，低于2012年0.25次/台年。2016年，我国燃煤机组等效强迫停运率、非计划停运次数均创历史最低点。

从火电机组不同装机容量等级上看。2016年，1000MW火电机组等效可用系数高达91.61%，高于2012年0.17个百分点；其中等效强迫停运率为0.18%，低于2012年0.05个百分点；非计划停运次数为0.33次/台年，低于2012年0.47次/台年。2016年，我国600MW火电机组等效可用系数高达91.86%；600MW火电机组等效强迫停运率仅为0.23%，低于2012年0.15个百分点，非计划停运次数为0.37次/台年，低于2012年0.28次/台年。

从火电机组备用小时数上看，2012-2016年我国各个区域燃煤机组备用时间不断上升，2016年达到2115.88小时/台年，较2012年，提升983.18小时/台年。

从火电机组备用小时数区域分布上看，2016年，我国南方区域、华中区域、东北区域火电机组备用小时数相对较高，分别为3075.04小时/台年、2732.66小时/台年、2169.27小时/台年，而华东、华北、西北火电机组备用小时数相对较低，分别为1567.3小时/台年、1768.24小时/台年、1994.36小时/台年。从各个区域火电机组备用小时数增长幅度看，五年间，南方区域火电机组备用小时数增长幅度最大2036.47小时/台年，增长幅度最低的为东北地区，仅为174.15小时/台年。

中电传媒电力传媒数据研发中心分析显示，五年来，我国火电机组可靠性已经大幅度提升，特别是高效、清洁、大容量、高参数机组可靠性的提升，为我国火电行业结构调整提供了稳定的支撑。另外，特别是随着更大规模的清洁能源，特别是风电、太阳能的大规模上网，各地火电在保证我国稳定、可靠电力供应的同时，如何进一步稳定调峰、调频等辅助市场，对火电机组可靠性提出了更进一步的要求。

球床等效导热系数

清华大学核能与新能源计算研究院（200 号）最早于 1974 年开始系统、全

面研究高温气冷堆技术。当时以钍增殖堆为背景，研究了多种方案，包括熔融

金属堆、熔盐堆、高温气冷堆等。80 年代，德国模块式高温气冷堆概念的提出，

由于其具有固有安全、经济性好的诸多原因，核研院开始研究高温气冷堆。1986

年，由清华大学核能院负责开发的高温气冷堆列入 863 技术高技术计划重点项

目。1988 年确定初步方案。 1992 年 10MW 高温气冷实验堆项目“一期工程”

863 计划正式立项，反应堆设计热功率 10MW 。1995 年 6 月 14 日，HTR-10 正

式动工，浇灌第一罐混凝土。1997 年底，核岛主厂房封顶。1998 年底，反应堆

压力壳、蒸汽发生器及其压力壳、热气导管及其压力壳吊装就位。1999 年底，

完成反应堆堆芯安装和常规岛施工。2000 年 12 月首次达到临界。2003 年 1 月

达到满功率运行并网发电 72 小时，成为世界第一座投入运行的模块式球床高温

气冷实验堆。随后清华大学核能院又适时提出高温气冷实验堆后续研究项目二

期工程：高温气冷堆氦气透平发电系统, 被批准列为“十五”期间能源领域重点

攻关项目, 纳入“863 计划” [7] 。

2004 年 9 月 30 日，由国际原子能机构主持，清华大学核研院展示了在不停

堆情况下，氦风机停机从而丧失冷却能力的核安全演示实验，从而证明 10MW

高温气冷实验堆的固有安全性，即在严重事故下，即使丧失所有冷却能力的情

况下，不采取任何任务干预措施，反应堆能保持安全停堆 [35] 。

HTR-10 具有一系列重大的技术创新，如脉冲气流燃料元件装卸系统，全数

字化控制与保护系统、包覆颗粒球形燃料元件的研制等分别是具有世界领先水

平和先进水平的成果。

2006 年初, 《国家中长期科学和技术发展规划纲要（2006-2020）》确定了我

国未来 15 年力争取得突破的 16 个重大科技专项, “大型先进压水堆及高温气冷

核电站”被列为专项之一, 其中高温气冷堆专项的目标是建设一座 20 万 kW 级

高温气冷示范电站，开展关键技术研究与发展，建设相关产业配套工程,保持和

第 1 章 综述

4

发展我国高温气冷堆技术研发的领先地位和技术优势, 为我国高温气冷堆产业

化打好基础 [36] 。实施高温气冷堆重大科技专项, 标志着我国具有自主知识产权的

高温气冷堆技术向产业化迈出了关键的一步。

2006 年 12 月 25 日，中国华能集团公司、中国核工业建设集团公司与清华

大学在京正式签订《关于共同合作建设高温气冷堆核电示范工程投资协议》，分

别出资 47.5%、32.5%、20%成立华能山东石岛湾核电有限公司， 负责投资、建

设

、运营 20 万 kW 级模块化球床高温气冷堆商用核电站示范工程 HTR-PM（High

Temperature Reactor-Pebblebed Modules）。HTR-PM 的主要任务是验证大容量的

高温气冷堆技术的成熟性和经济性。

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