第一讲 超临界机组发展和现状

超临界燃煤发电机组华北电力大学动力系李钧2011.8参考文献《超超临界及亚临界参数锅炉》，樊泉桂著，中国电力出版社，2007年。《超超临界机组锅炉设备及系统》，朱全利编，化学工业出版社，2008年。《国产600MW超临界火力发电机组技术丛书--锅炉设备及系统》，朱全利主编，中国电力出版社，2008年。《600MW超临界火力发电机组技术问答丛书-锅炉运行技术问答》，张磊，廉根宽编，化学工业出版社，2009年。《超超临界火电机组丛书-锅炉设备与运行》，张磊，李广华主编，中国电力出版社，2007年。《超临界、超超临界燃煤发电技术》，西安热工研究院编著，中国电力出版社，2008年。《超超临界火电机组技术问答丛书-锅炉运行技术问答》，张磊主编，中国电力出版社，2008年。内容提要超临界机组的发展和现状超临界机组参数确定及选型超临界机组水动力与传热特性超临界机组受热面布置超临界机组的金属材料超临界机组热力系统超临界锅炉启动和运行一、超临界机组的发展和现状1超临界机组概念2超临界机组特点3超临界机组发展现状4超临界机组发展前景1超临界机组概念1）热力发电厂锅炉汽轮发电机组2）锅炉汽水和烟风流程凝汽器GCCPCBP顶棚包墙低过屏过高过IPHPLP316LPB361分离器储水罐除氧器给水泵高加低加低加水冷壁省煤器后墙前墙CBAEDF启动油枪暖磨煤粉燃烧器CCP顶棚包墙低过屏过高过低再高再GG汽轮机排汽朗肯循环的T－S图绝热压缩过程：作为工质的凝结水用凝结水泵和给水泵将其从凝汽器打入锅炉省煤器内；定压吸热过程：水在省煤器内预热，然后进入炉膛水冷壁内，被加热汽化成饱和蒸汽，再进入过热器内过热变成过热蒸汽；绝热膨胀过程：从锅炉出来的过热蒸汽导入汽轮机中，在其中膨胀做功（汽轮机带动发电机转动发出电能）；定压放热过程：在汽轮机内作完功的乏汽，排入凝汽器内，在循环水的冷却下放出它的汽化潜热，定压凝结成饱和水；凝汽器内的凝结水重又通过凝结水泵和给水泵送入锅炉加热蒸发从而完成了循环。3）超临界概念水在省煤器内预热，然后进入炉膛水冷壁内，被加热汽化成饱和蒸汽，再进入过热器内过热变成过热蒸汽；s超临界压力下朗肯循环过程的T—S图水在加热过程中存在一个状态点——临界点低于临界点压力，从低温下的水加热到过热蒸汽的过程中要经过汽化过程，即经过水和水蒸汽共存的状态；而如果压力在临界压力或临界压力以上时，水在加热的过程中就没有汽水共存状态而直接从水转变为蒸汽。STP2P1PljP2＞P1水蒸汽性质的Ｔ—Ｓ图超临界是一个热力学概念。对于水和水蒸气而言，压力超过临界压力22.129MPa的状态，即为超临界状态。水和水蒸气在临界压力22.129MPa对应的饱和温度为374.15℃。超临界机组即指蒸汽压力达到超临界状态的发电机组。即在临界压力以下，水可以由液态经过加热蒸发和过热过程，变为温度高于对应压力下的沸点温度，从而能满足汽轮机要求并推动汽轮机作功的过热蒸汽。而在临界压力以上，由水变为水蒸汽就没有沸腾过程了。虽然在不同压力和温度下水和水蒸汽的密度还在变化，但是在相同压力和温度下水和水蒸汽的密度相同。即水可以直接转变为水蒸汽，中间不需要经过饱和沸腾过程。常规亚临界机组典型参数16.7MPa/538℃/538℃,发电效率38-39％。常规超临界机组（conventionalsupercritical）主蒸汽压力为24MPa左右，主蒸汽和再热蒸汽温度为540-560℃；超临界机组典型参数24.1MPa/538℃/566℃,发电效率41-42％。效率比亚临界机组高2％。高效超临界（highefficiencysupercritical）或超超临界（ultra-supercritical）机组,主蒸汽压力为25-35MPa左右，主蒸汽和再热蒸汽温度为580℃以上；超超临界机组（玉环）26.25MPa/600℃/600℃,发电效率44.86％。效率比亚临界机组高6％左右。（超超临界是我国的一种划分，也称为优化的或高效的超临界参数，一般认为蒸汽压力大于25MPa，蒸汽温度高于580℃为超超临界状态。世界上尚未有统一的规范。在中国电力行业，蒸汽参数达到27MPa／580℃／600℃以上的高效超临界机组，属于超超临界机组。）2超临界机组特点1）最大优势：能够大幅度提高循环热效率，降低发电煤耗。亚临界机组（16～17Mpa、538/538℃），净效率约为37－38%，煤耗330－350g；超临界机组（24～28Mpa、538/538℃），净效率约为40－41%，煤耗310－320g；超超临界机组（30MPa以上566/566℃），净效率约为44－46%，煤耗280－300g。例如：中国亚临界机组的循环热效率为37％，发电煤耗约为330-340g/(KW·h)，丹麦的一台411MW纯凝汽式机组蒸汽参数为285bar/580℃/580℃/580℃，循环热效率达到47％。发电煤耗约为255g/kw.h。石洞口、绥中、盘山等电厂的10台超临界机组发电煤耗约为320g/kw.h。一台1000MW级的超临界机组，一年就可以节约煤炭约70万t。

2003年度全国超临界机组运行经济指标统计数据电厂名称容量MW供电煤耗g/kWh发电煤耗g/kWh厂用电率%华能南京电厂300324.5309.84.53华能营口电厂320337.2320.74.90华能伊敏电厂500329.53l1.25.55国华盘山电厂500331.O3l1.16.0石洞口电厂600308.2297.13.6绥中电厂800329.23l2.94.932）环保优势中国亚临界机组的循环热效率为37％，与世界目前及未来先进水平的超临界机组发电技术相比，热效率相差10％-18％，多消耗燃料量25％-30％以上。即便采用最新的燃烧技术，污染物的总排放量也相应增加25％-30％以上，同时多消耗水资源6％-10％以上。环保标准排放指标单位标准状态日本超超临界机组中国国家标准GB13271-2001SO2mg/m370900-1200NOXmg/m330400粉尘mg/m352503）其它优势效率高，单机容量大，可靠性好，可调性好（无汽包）环保指标先进，造价低（锅炉高5％，总投资高2-3%,但是供电效率高2%,四年就可抵消）。4）需要提高金属材料的档次和金属部件的焊接工艺水平。超临界锅炉价格比亚临界高5％左右，但是供电效率高，所以在东南部采用超临界比较有利。但是超临界机组高压蒸汽管、联箱、过热器管和水冷壁管都要符合蠕变强度的要求,我国主要依赖进口。日本从超临界到超超临界材料准备上进行了12年，从566到600℃又用了7年的时间，从材料到温度用了将近20年的时间。5）控制系统复杂无汽包、锅炉动态特性受扰动影响比汽包式锅炉大；有时会在亚临界压力范围内运行，由于亚-超临界区工质特性的巨大差异，使超临界机组呈现很强的非线性特性和变参数特性，远比常规的亚临界机组难于控制超临界机组蓄热量和蓄质量相对亚临界小，负荷调节的灵敏性好，可实现快速启停和调节负荷，但是对扰动响应快，反而更容易出现较大的热偏差。6）整个系统设计经验、辅机配件、控制系统、制造、安装到工地焊接都没有经验。一面是高效应、一面是技术漏洞。超超临界技术对于制造厂没有问题，对发电厂来说，如机组启停、运行过程中的监控等都缺乏经验。我国没有核心技术。以哈尔滨锅炉厂为例。其亚临界项目和阿尔斯通合作，超临界项目和英巴合作，超超临界是和三菱合作。没有一个清晰的技术路线。制造厂超临界技术支持方超超临界技术支持方哈尔滨锅炉厂三井巴布科克三菱重工MHI上海锅炉厂ALSTOMALSTOM东方锅炉（集团）股份有限公司巴布科克日立(BHK)BHK北京巴布科克威尔科克斯有限公司B&WB&W武汉锅炉股份有限公司ALSTOM3超临界机组发展现状目前全世界有大约600台超临界机组在运行。主要的工业国家十分注重发展超临界和超超临界机组。前苏联境内超临界机组数量及总容量居世界首位。在美国、德国、日本等国家也具有相当数量的超临界机组。第一阶段（上世纪50-70年代）

以美国为核心，追求高压/双再的超超临界参数。1959年Eddystone电厂1#机组，容量为325MW，蒸汽压力为34.5MPa，蒸汽温度为649/566/566C（二次再热），热耗为8630kJ/kWh，汽轮机制造商美国WH公司，锅炉制造商美国CE公司。其打破了最大出力、最高压力、最高温度和最高效率的4项记录。1968年降参数（32.2MPa/610/560/560C）运行直至今，但至今仍是世界上蒸汽压力和温度较高的机组。早期的超超临界机组，更注重提高初压（30MPa或以上）,迫使采用二次再热。使结构与系统趋于复杂，运行控制难度更难，并忽视了当时技术水平和材料水平，使机组可用率不高。第二阶段（上世纪80年代）

以材料技术发展为中心，超超临界机组处于调整期。锅炉和汽轮机材料性能大幅度提高，电厂水化学方面的认识更趋深入，美国对已投运的超临界机组进行大规模的优化和改造，形成了新的结构和新的设计方法，使可靠性和可用率指标达到甚至超过了相应的亚临界机组。其后，美国将超临界技术转让给日本，GE公司转让给东芝和日立公司，西屋公司转让给三菱公司。第三阶段（上世纪90年代开始）迎来了超超临界机组新一轮的发展阶段。主要原因是国际上环保要求日趋严格，新材料的开发成功，常规超临界技术的成熟。大规模发展超超临界机组的国家以日本、欧洲（德国、丹麦）为主要代表。日本以川越电厂31MPa/654℃/566℃/566℃超超临界为代表，开拓了一条从引进到自主开发，有步骤有计划的发展之路，成为当今超超临界技术领先国家。其值得我们认真学习。前苏联

全世界近50％的超临界机组在苏联，232台，提供约40％的电力。机组容量300，500，800，1200MW。1963年投运第一台300MW超临界机组，现300MW以上机组全部采用超临界参数。特有技术包括超临界热电联产、燃用劣质高灰份煤技术。汽轮机末级叶片设计、直接接触式给水加热器、给水加氧处理等。但是效率低，控制系统比较落后，水处理技术不行。

常规超临界参数压力为24.1MPa,温度为545/545℃基本形成四个容量等级，300MW（首台投运时间1963年），500MW（首台投运时间1968年），800MW（首台投运时间1968年），1200MW（首台投运时间1981年）。已有近200台（1200MW仅一台）超临界机组运行，占全国35%电力。美国是世界上发展超临界技术最早的国家之一。单机双轴最大容量为1300MW（9台），其中单机容量大于500MW的占70%上，其中800MW以上的机组107台，总量为170多台超临界机组。50年代开发第一代燃煤超临界机组，60年代第二代，70年代到高峰，80年代开始大幅度减少。起步早、发展快、装机容量大。但是早期发展出现大幅度变化。

美国早期只生产了三台超超临界机组之后便停止生产。到80年代，又退回到超临界参数，大力发展常规超临界机组。目前，美国超临界机组在数量上居世界第二位，并拥有9台世界上最大的超临界机组，单机容量为1300MW.日本是世界上超临界机组技术最先进的国家，技术先进的主要体现是发电煤耗最低，可实现变压运行。日本目前正在研究发展超超临界机组技术的高强度耐热金属材料，井实现了采用垂直管屏内螺纹管水冷壁变压运行的新技术。日本1967年从美国引进第一台超临界600MW机组。将450MW以上机组全部采用超临界参数，占总装机容量的61％。其它国家韩国采用标准化设计，90年代安装16台“标准的”500MW机组。欧洲大约有60台超临界机组运行，德国丹麦和英国。德国1956年29.3MPa/600℃117MW超临界机组投产，其参数已经是超超临界。80年代有16台。其的特点是超超临界机组的压力在（25—28）MPa范围，温度有上升为580℃/600℃及600℃/600℃的趋势，但总的来说温度水平低于日本。丹麦“多燃料概念”包括煤、天然气和生物质。蒸汽燃气联合循环系统。丹麦的超超临界机组追求技术上可能达到的最高效率而不太考虑成本。压力接近30MPa，温度为580℃/600℃或580℃/580℃/580℃，倾向于采用二次再热。机组多数为400MW供热机组，由于采用低温海水冷却循环（背压26kPa)等，其循环效率可达47%。开发了530MW,30.5MPa/582/600℃一次再热机组循环效率可达49%，成为迄今为止世界上热效率最高的火电机组。在400MW～1000MW的容量范围内均有成功业绩。已投运的大容量（>700MW）机组的进汽压力均不大于27.5MPa，已应用的超超临界温度的先进水平是580℃～610℃范围内，国外在这一温度下的材料技术已经基本成熟。采用二次再热的超超临界机组，除了早期美国的三台机组外，只有日本川越两台（1989年）和丹麦的机组。采用两次再热可使机组的热效率提高1％～2%，但也造成了调温方式、受热面布置等的复杂性，成本明显提高。因此近五年来新投运机组基本上没有采用二次再热。目前世界上先进的超超临界机组效率已达到47%～49%，背压的降低对机组效率的影响是不可忽视的，配置脱硫、脱硝的超临界燃煤机组是国际上目前应用最广泛的高效、减排CO2和低污染的发电技术。中国从20世纪80年代开始引进美国和俄罗斯的超临界机组，第一座超临界机组电厂是上海石洞口第二电厂引进的600MW超临界机组，1992年建成，南京热电厂、天津盘山电厂、内蒙古伊敏电厂、辽宁绥中电厂引进的300、500、800MW超临界机组已经投入运行。2004年第一个国产超临界河南沁北电厂2×600MW，上海外高桥电厂2×900MW、福建后石电厂2×600MW、江苏常熟电厂2×600MW、、河南三门峡电厂2×600MW等超临界机组相继建成并投入运行。浙江玉环电厂1000MW。电厂规划为4台，一期两台，2004年开工，2007和2008年投产。为国内效率最高、单机容量最大、最洁净的火电厂。蒸汽压力26.25MPa，蒸汽温度600℃，发电效率44.86％。汽轮机引进德国西门子技术，超超临界、一次再热、变压、八级回热抽汽、单缸四排汽（1146mm末级叶片）、双背压、凝汽式；锅炉为日本三菱技术：超超临界、一次再热、变压、平衡通风、露天布置、固态排渣、全钢结构、全悬吊结构、垂直管圈∏型直流锅炉。已投运和订货的机组统计600MW超临界机组600MW等级超超临界1000MW等级超超临界已投运6037已订货2004060参数单位600MW超临界机组1000MW超超临界机组机组功率MW600600600100010001000蒸汽流量MCRt/h190019001944.7295329533033过热蒸汽压力MPa25.425.424.827.5627.6526.25过热蒸汽温度℃543571571605605605再热蒸汽流量t/h1640.31607.61588.5245724462469.7再热蒸汽进口压力MPa4.614.714.856.04.924.99再热蒸汽出口压力MPa4.424.524.675.84.774.79再热蒸汽进口温度℃297322327359375356.3再热蒸汽出口温度℃569569569603603/613603给水温度℃283284289296297302.4锅炉燃烧方式对冲燃烧对冲燃烧对冲燃烧双切圆燃烧双切圆燃烧对冲燃烧电厂兰溪沁北王曲玉环邹县中国新一代超临界机组技术的主要特征蒸汽压力为25-28MPa，蒸汽温度为540-604℃，机组发电功率为600MW、900MW、1000MW级，机组热效率为40％-44％，发电煤耗为300-275g／(kW．h)，单位时间的水资源节约6％-10％，污染物的排放量大幅度降低。2005年完成国家“十五”863计划“超超临界燃煤发电技术”该863课题主要成果有超超临界技术选型从技术可行性，设计制造模式，与国外合作，经济性分析提出选型结论。烟气净化选型建议高温部件冷加工工艺等。4超临界机组发展前景日本：不取太高的压力，而取相对较高的蒸汽温度。铁素体钢达到593℃，应用9-12Cr发展31.4MPa/593℃/593℃/593℃，发电效率达44.2%；欧洲：取较高的蒸汽压力和蒸汽温度，获得更高效率。其它：更大容量等级的超超临界机组开发，减少汽缸数，注重大型低压缸的开发，使用末级钛合金长叶片。

欧洲的“THERMIE”(兆)计划

“ADVANCED（“700℃”）PCPOWERPLANT”主要二个目标：①使燃烧粉煤（PF）电厂的净效率由47%提高到55%（对于低的海水冷却水温度）或52%左右（对于内陆地区和冷却塔）；降低燃煤电站的造价。该项目从1998年开始，分为八个阶段，预期在2014年完成目标，届时示范电站建成运行，前后共计将历时17年的时间。重点内容：Ni基合金材料的研究，700℃时蠕变强度大于100MPa;700-750℃的条件下进行新材料试验，包括强度、蠕变特性、脆性、抗氧化性能等；锅炉和汽轮机的设计，循环优化；经济分析和评价方面，进行400MW和1000MW两种机型的设计，参数为700/720/720℃；时间预期为2014年完成。美国的“760℃”计划美国能源部目前也正在组织和支持一项发展高参数超超临界机组的“760℃”计划。主要目标：在目前现有材料的基础上，通过不太多的技术改进工作，将超超临界机组的主蒸汽温度提高到760℃的水平，使电厂的效率达到52-55%。重点内容：确定哪些材料影响了燃煤机组的运行温度和效率；定义并实现能使锅炉运行于760℃的合金材料的生产、加工和镀层工艺；参与ASME的认证过程并积累数据为成为ASME规程批准的合金材料做好基础工作；确定影响运行温度为871℃的超超临界机组设计和运行的因素；与合金材料生产商、设备制造商和电力公司一起确定成本目标并提高合金材料和生产工艺的商业化程度。时间为2008年完成。日本三菱公司和瑞士苏尔寿、美国燃烧工程公司正在合作研究垂直管屏水冷壁的变压运行技术。材料发展和水化学机理认识深入使人们可在24MPa/611℃蒸汽条件下运行，新开发高蠕变强度含铬9-12％的马氏体钢，如P91，P92和P122，使超临界机组蒸汽温度在611℃运行。近期有望在28MPa/638℃蒸汽条件下运行。远期目标日本是667℃，10年后722℃，美国778℃。ABB公司、东芝公司等正在研制超超临界汽轮机。我国超临界机组发展前景目标：提高能效，减少污染物排放技术：超临界机组加烟气污染控制常压循环流化床燃烧增压循环流化床燃烧联合循环及整体煤气化联合循环MagneticResonanceImaging磁共振成像发生事件作者或公司磁共振发展史1946发现磁共振现象BlochPurcell1971发现肿瘤的T1、T2时间长Damadian1973做出两个充水试管MR图像Lauterbur1974活鼠的MR图像Lauterbur等1976人体胸部的MR图像Damadian1977初期的全身MR图像

Mallard1980磁共振装置商品化1989

0.15T永磁商用磁共振设备中国安科

2003诺贝尔奖金LauterburMansfierd时间MR成像基本原理实现人体磁共振成像的条件:人体内氢原子核是人体内最多的物质。最易受外加磁场的影响而发生磁共振现象(没有核辐射)有一个稳定的静磁场（磁体）梯度场和射频场：前者用于空间编码和选层，后者施加特定频率的射频脉冲，使之形成磁共振现象信号接收装置：各种线圈计算机系统：完成信号采集、传输、图像重建、后处理等

人体内的H核子可看作是自旋状态下的小星球。自然状态下，H核进动杂乱无章，磁性相互抵消zMyx进入静磁场后，H核磁矩发生规律性排列（正负方向），正负方向的磁矢量相互抵消后，少数正向排列（低能态）的H核合成总磁化矢量M，即为MR信号基础ZZYYXB0XMZMXYA:施加90度RF脉冲前的磁化矢量MzB:施加90度RF脉冲后的磁化矢量Mxy.并以Larmor频率横向施进C:90度脉冲对磁化矢量的作用。即M以螺旋运动的形式倾倒到横向平面ABC在这一过程中，产生能量

三、弛豫（Relaxation）回复“自由”的过程

1.

纵向弛豫（T1弛豫）：

M0（MZ）的恢复，“量变”高能态1H→低能态1H自旋—晶格弛豫、热弛豫

吸收RF光子能量（共振）低能态1H高能态1H

放出能量（光子，MRS）T1弛豫时间：

MZ恢复到M0的2/3所需的时间

T1愈小、M0恢复愈快T2弛豫时间：MXY丧失2/3所需的时间；T2愈大、同相位时间长MXY持续时间愈长MXY与ST1加权成像、T2加权成像

所谓的加权就是“突出”的意思

T1加权成像（T1WI）----突出组织T1弛豫（纵向弛豫）差别

T2加权成像（T2WI）----突出组织T2弛豫（横向弛豫）差别。

磁共振诊断基于此两种标准图像磁共振常规h检查必扫这两种标准图像.T1的长度在数百至数千毫秒（ms）范围T2值的长度在数十至数千毫秒（ms）范围

在同一个驰豫过程中,T2比T1短得多

如何观看MR图像：首先我们要分清图像上的各种标示。分清扫描序列、扫描部位、扫描层面。正常或异常的所在部位---即在同一层面观察、分析T1、T2加权像上信号改变。绝大部分病变T1WI是低信号、T2WI是高信号改变。只要熟悉扫描部位正常组织结构的信号表现，通常病变与正常组织不会混淆。一般的规律是T1WI看解剖,T2WI看病变。磁共振成像技术－－图像空间分辨力，对比分辨力一、如何确定MRI的来源（一）层面的选择1.MXY产生（1H共振）条件

RF=ω=γB02.梯度磁场Z（GZ）

GZ→B0→ω

不同频率的RF

特定层面1H激励、共振

3.层厚的影响因素

RF的带宽↓

GZ的强度↑层厚↓〈二〉体素信号的确定1、频率编码2、相位编码

M0↑--GZ、RF→相应层面MXY----------GY→沿Y方向1H有不同ω

各1H同相位MXY旋进速度不同同频率一定时间后→→GX→沿X方向1H有不同ω沿Y方向不同1H的MXYMXY旋进频率不同位置不同（相位不同）〈三〉空间定位及傅立叶转换

GZ----某一层面产生MXYGX----MXY旋进频率不同

GY----MXY旋进相位不同（不影响MXY大小）

↓某一层面不同的体素，有不同频率、相位

MRS（FID）第三节、磁共振检查技术检查技术产生图像的序列名产生图像的脉冲序列技术名TRA、COR、SAGT1WT2WSETR、TE…….梯度回波FFE快速自旋回波FSE压脂压水MRA短TR短TE－－T1W长TR长TE－－T2W增强MR最常用的技术是：多层、多回波的SE（spinecho，自旋回波）技术磁共振扫描时间参数：TR、TE磁共振扫描还有许多其他参数：层厚、层距、层数、矩阵等序列常规序列自旋回波（SE）,快速自旋回波（FSE）梯度回波（FE）反转恢复（IR），脂肪抑制（STIR）、水抑制（FLAIR）高级序列水成像（MRCP,MRU,MRM）血管造影（MRA,TOF2D/3D）三维成像（SPGR）弥散成像（DWI）关节运动分析是一种成像技术而非扫描序列自旋回波（SE）必扫序列图像清晰显示解剖结构目前只用于T1加权像快速自旋回波（FSE）必扫序列成像速度快多用于T2加权像梯度回波（GE）成像速度快对出血敏感T2加权像水抑制反转恢复（IR）水抑制（FLAIR）抑制自由水梗塞灶显示清晰判断病灶成份脂肪抑制反转恢复（IR）脂肪抑制（STIR）抑制脂肪信号判断病灶成分其它组织显示更清晰血管造影（MRA）无需造影剂TOF法PC法MIP投影动静脉分开显示水成像（MRCP，MRU，MRM）含水管道系统成像胆道MRCP泌尿路MRU椎管MRM主要用于诊断梗阻扩张超高空间分辨率扫描任意方位重建窄间距重建技术大大提高对小器官、小病灶的诊断能力三维梯度回波（SPGR） 早期诊断脑梗塞

弥散成像MRI的设备一、信号的产生、探测接受1.磁体（Magnet）:静磁场B0（Tesla,T）→组织净磁矩M0

永磁型（permanentmagnet）常导型（resistivemagnet）超导型（superconductingmagnet）磁体屏蔽（magnetshielding）2.梯度线圈（gradientcoil）:

形成X、Y、Z轴的磁场梯度功率、切换率3.射频系统（radio-frequencesystem，RF）

MR信号接收二、信号的处理和图象显示数模转换、计算机，等等；MRI技术的优势1、软组织分辨力强（判断组织特性）2、多方位成像3、流空效应（显示血管）4、无骨骼伪影5、无电离辐射，无碘过敏6、不断有新的成像技术MRI技术的禁忌证和限度1.禁忌证

体内弹片、金属异物各种金属置入：固定假牙、起搏器、血管夹、人造关节、支架等危重病人的生命监护系统、维持系统不能合作病人，早期妊娠，高热及散热障碍2.其他钙化显示相对较差空间分辨较差（体部，较同等CT）费用昂贵多数MR机检查时间较长1.病人必须去除一切金属物品，最好更衣，以免金属物被吸入磁体而影响磁场均匀度，甚或伤及病人。2.扫描过程中病人身体（皮肤）不要直接触碰磁体内壁及各种导线，防止病人灼伤。3.纹身（纹眉）、化妆品、染发等应事先去掉，因其可能会引起灼伤。4.病人应带耳塞，以防听力损伤。扫描注意事项颅脑MRI适应症颅内良恶性占位病变脑血管性疾病梗死、出血、动脉瘤、动静脉畸形（AVM）等颅脑外伤性疾病脑挫裂伤、外伤性颅内血肿等感染性疾病脑脓肿、化脓性脑膜炎、病毒性脑炎、结核等脱髓鞘性或变性类疾病多发性硬化（MS）等先天性畸形胼胝体发育不良、小脑扁桃体下疝畸形等脊柱和脊髓MRI适应证1.肿瘤性病变椎管类肿瘤（髓内、髓外硬膜内、硬膜外），椎骨肿瘤（转移性、原发性）2.炎症性疾病脊椎结核、骨髓炎、椎间盘感染、硬膜外脓肿、蛛网膜炎、脊髓炎等3.外伤骨折、脱位、椎间盘突出、椎管内血肿、脊髓损伤等4.脊柱退行性变和椎管狭窄症椎间盘变性、膨隆、突出、游离，各种原因椎管狭窄，术后改变，5.脊髓血管畸形和血管瘤6.脊髓脱髓鞘疾病（如MS），脊髓萎缩7.先天性畸形胸部MRI适应证呼吸系统对纵隔及肺门区病变显示良好，对肺部结构显示不如CT。胸廓入口病变及其上下比邻关系纵隔肿瘤和囊肿及其与大血管的关系其他较CT无明显优越性心脏及大血管大血管病变各类动脉瘤、腔静脉血栓等心脏及心包肿瘤，心包其他病变其他（如先心、各种心肌病等）较超声心动图无优势，应用不广腹部MRI适应证主要用于部分实质性器官的肿瘤性病变肝肿瘤性病变，提供鉴别信息胰腺肿瘤，有利小胰癌、胰岛细胞癌显示宫颈、宫体良恶性肿瘤及分期等，先天畸形肿瘤的定位（脏器上下缘附近）、分期胆道、尿路梗阻和肿瘤，MRCP，MRU直肠肿瘤骨与关节MRI适应证X线及CT的后续检查手段－－钙质显示差和空间分辨力部分情况可作首选：1.累及骨髓改变的骨病（早期骨缺血性坏死，早期骨髓炎、骨髓肿瘤或侵犯骨髓的肿瘤）2.结构复杂关节的损伤（膝、髋关节）3.形状复杂部位的检查（脊柱、骨盆等）软件登录界面软件扫描界面图像浏览界面胶片打印界面报告界面报告界面2合理应用抗菌药物预防手术部位感染概述外科手术部位感染的2/3发生在切口医疗费用的增加病人满意度下降导致感染、止血和疼痛一直是外科的三大挑战，止血和疼痛目前已较好解决感染仍是外科医生面临的重大问题，处理不当，将产生严重后果外科手术部位感染占院内感染的14%～16%，仅次于呼吸道感染和泌尿道感染，居院内感染第3位严重手术部位的感染——病人的灾难，医生的梦魇

预防手术部位感染（surgicalsiteinfection,SSI)

手术部位感染的40%–60%可以预防围手术期使用抗菌药物的目的外科医生的困惑★围手术期应用抗生素是预防什么感染？★哪些情况需要抗生素预防？★怎样选择抗生素？★什么时候开始用药？★抗生素要用多长时间？定义：指发生在切口或手术深部器官或腔隙的感染分类：切口浅部感染切口深部感染器官／腔隙感染一、SSI定义和分类二、SSI诊断标准——切口浅部感染

指术后30天内发生、仅累及皮肤及皮下组织的感染，并至少具备下述情况之一者：

1．切口浅层有脓性分泌物

2．切口浅层分泌物培养出细菌

3．具有下列症状体征之一：红热，肿胀，疼痛或压痛，因而医师将切口开放者（如培养阴性则不算感染）

4．由外科医师诊断为切口浅部SSI

注意：缝线脓点及戳孔周围感染不列为手术部位感染二、SSI诊断标准——切口深部感染

指术后30天内（如有人工植入物则为术后1年内）发生、累及切口深部筋膜及肌层的感染，并至少具备下述情况之一者：

1.切口深部流出脓液

2.切口深部自行裂开或由医师主动打开，且具备下列症状体征之一：①体温＞38℃；②局部疼痛或压痛

3.临床或经手术或病理组织学或影像学诊断，发现切口深部有脓肿

4.外科医师诊断为切口深部感染

注意：感染同时累及切口浅部及深部者，应列为深部感染

二、SSI诊断标准—器官／腔隙感染

指术后30天内（如有人工植入物★则术后1年内）、发生在手术曾涉及部位的器官或腔隙的感染，通过手术打开或其他手术处理，并至少具备以下情况之一者：

1.放置于器官/腔隙的引流管有脓性引流物

2.器官/腔隙的液体或组织培养有致病菌

3.经手术或病理组织学或影像学诊断器官/腔隙有脓肿

4.外科医师诊断为器官/腔隙感染

★人工植入物：指人工心脏瓣膜、人工血管、人工关节等二、SSI诊断标准—器官／腔隙感染

不同种类手术部位的器官/腔隙感染有：

腹部：腹腔内感染（腹膜炎，腹腔脓肿）生殖道：子宫内膜炎、盆腔炎、盆腔脓肿血管：静脉或动脉感染三、SSI的发生率美国1986年～1996年593344例手术中，发生SSI15523次，占2.62%英国1997年～2001年152所医院报告在74734例手术中，发生SSI3151例，占4.22%中国？SSI占院内感染的14～16%，仅次于呼吸道感染和泌尿道感染三、SSI的发生率SSI与部位：非腹部手术为2%～5%腹部手术可高达20%SSI与病人：入住ICU的机会增加60%再次入院的机会是未感染者的5倍SSI与切口类型：清洁伤口 1%～2%清洁有植入物 ＜5%可染伤口＜10%手术类别手术数SSI数感染率(%)小肠手术6466610.2大肠手术7116919.7子宫切除术71271722.4肝、胆管、胰手术1201512.5胆囊切除术8222.4不同种类手术的SSI发生率：三、SSI的发生率手术类别SSI数SSI类别（%）切口浅部切口深部器官/腔隙小肠手术6652.335.412.3大肠手术69158.426.315.3子宫切除术17278.813.57.6骨折开放复位12379.712.28.1不同种类手术的SSI类别：三、SSI的发生率延迟愈合疝内脏膨出脓肿，瘘形成。需要进一步处理这里感染将导致:延迟愈合疝内脏膨出脓肿、瘘形成需进一步处理四、SSI的后果四、SSI的后果在一些重大手术，器官/腔隙感染可占到1/3。SSI病人死亡的77%与感染有关，其中90%是器官/腔隙严重感染

——InfectControlandHospEpidemiol,1999,20(40:247-280SSI的死亡率是未感染者的2倍五、导致SSI的危险因素（1）病人因素：高龄、营养不良、糖尿病、肥胖、吸烟、其他部位有感染灶、已有细菌定植、免疫低下、低氧血症五、导致SSI的危险因素（2）术前因素：术前住院时间过长用剃刀剃毛、剃毛过早手术野卫生状况差（术前未很好沐浴）对有指征者未用抗生素预防五、导致SSI的危险因素（3）手术因素：手术时间长、术中发生明显污染置入人工材料、组织创伤大止血不彻底、局部积血积液存在死腔和/或失活组织留置引流术中低血压、大量输血刷手不彻底、消毒液使用不当器械敷料灭菌不彻底等手术特定时间是指在大量同种手术中处于第75百分位的手术持续时间其因手术种类不同而存在差异超过T越多，SSI机会越大五、导致SSI的危险因素（4）SSI危险指数（美国国家医院感染监测系统制定）：病人术前已有≥3种危险因素污染或污秽的手术切口手术持续时间超过该类手术的特定时间（T）

（或一般手术＞2h)六、预防SSI干预方法根据指南使用预防性抗菌药物正确脱毛方法缩短术前住院时间维持手术患者的正常体温血糖控制氧疗抗菌素的预防/治疗预防

在污染细菌接触宿主手术部位前给药治疗

在污染细菌接触宿主手术部位后给药

防患于未然六、预防SSI干预方法

——抗菌药物的应用115预防和治疗性抗菌素使用目的：清洁手术：防止可能的外源污染可染手术：减少粘膜定植细菌的数量污染手术：清除已经污染宿主的细菌六、预防SSI干预方法

——抗菌药物的应用116需植入假体，心脏手术、神外手术、血管外科手术等六、预防SSI干预方法

——抗菌药物的应用预防性抗菌素使用指征：可染伤口(Clean-contaminatedwound)污染伤口（Contaminatedwound）清洁伤口（Cleanwound）但存在感染风险六、预防SSI干预方法

——抗菌药物的应用外科预防性抗生素的应用：预防性抗生素对哪些病人有用?什么时候开始用药?抗生素种类选择?使用单次还是多次?采用怎样的给药途径？六、预防SSI干预方法

——抗菌药物的应用预防性抗菌素显示有效的手术有：妇产科手术胃肠道手术(包括阑尾炎)口咽部手术腹部和肢体血管手术心脏手术骨科假体植入术开颅手术某些“清洁”手术六、预防SSI干预方法

——抗菌药物的应用外科预防性抗生素的应用：预防性抗生素对哪些病人有用?什么时候开始用药?抗生素种类选择?使用单次还是多次?采用怎样的给药途径？六、预防SSI干预方法

——抗菌药物的应用

理想的给药时间？目前还没有明确的证据表明最佳的给药时机研究显示：切皮前45～75min给药，SSI发生率最低，且不建议在切皮前30min内给药影响给药时间的因素:所选药物的代谢动力学特性手术中污染发生的可能时间病人的循环动力学状态止血带的使用剖宫产细菌在手术伤口接种后的生长动力学

手术过程

012345671hr2hrs6hrs1day3-5days细菌数logCFU/ml六、预防SSI干预方法

——抗菌药物的应用122术后给药，细菌在手术伤口接种的生长动力学无改变

手术过程抗生素血肿血浆六、预防SSI干预方法

——抗菌药物的应用Antibioticsinclot

手术过程

血浆中抗生素予以抗生素血块中抗生素血浆术前给药，可以有效抑制细菌在手术伤口的生长六、预防SSI干预方法

——抗菌药物的应用124ClassenDC,etal..NEnglJMed1992;326:281切开前时间切开后时间予以抗生素切开六、预防SSI干预方法

——抗菌药物的应用不同给药时间，手术伤口的感染率不同NEJM1992;326:281-6投药时间感染数（%）相对危险度(95%CI)早期（切皮前2-24h）36914(3.8%)6.7(2.9-14.7)4.3手术前（切皮前45-75min)170810(0.9%)1.0围手术期（切皮后3h内）2824(1.4%)2.4(0.9-7.9) 2.1手术后（切皮3h以上）48816(3.3%)5.8(2.6-12.3)

5.8全部284744(1.5%)似然比病人数六、预防SSI干预方法

——抗菌药物的应用结论：抗生素在切皮前45-75min或麻醉诱导开始时给药，预防SSI效果好126六、预防SSI干预方法

——抗菌药物的应用切口切开后，局部抗生素分布将受阻必须在切口切开前给药！！！抗菌素应在切皮前45～75min给药六、预防SSI干预方法

——抗菌药物的应用外科预防性抗生素的应用：预防性抗生素对哪些病人有用?什么时候开始用药?抗生素种类选择?使用单次还是多次?采用怎样的给药途径？有效安全杀菌剂半衰期长相对窄谱廉价六、预防SSI干预方法

——抗菌药物的应用抗生素的选择原则：各类手术最易引起SSI的病原菌及预防用药选择六、预防SSI干预方法

——抗菌药物的应用

手术最可能的病原菌预防用药选择胆道手术革兰阴性杆菌，厌氧菌头孢呋辛或头孢哌酮或

(如脆弱类杆菌）头孢曲松阑尾手术革兰阴性杆菌，厌氧菌头孢呋辛或头孢噻肟；

(如脆弱类杆菌）＋甲硝唑结、直肠手术革兰阴性杆菌，厌氧菌头孢呋辛或头孢曲松或

(如脆弱类杆菌）头孢噻肟；＋甲硝唑泌尿外科手术革兰阴性杆菌头孢呋辛；环丙沙星妇产科手术革兰阴性杆菌，肠球菌头孢呋辛或头孢曲松或

B族链球菌，厌氧菌头孢噻肟；+甲硝唑莫西沙星（可单药应用）注:各种手术切口感染都可能由葡萄球菌引起六、预防SSI干预方法

——抗菌药物的应用外科预防性抗生素的应用：预防性抗生素对哪些病人有用?什么时候开始用药?抗生素种类选择?使用单次还是多次?采用怎样的给药途径？六、预防SSI干预方法

——抗菌药物的应用单次给药还是多次给药？没有证据显示多次给药比单次给药好伤口关闭后给药没有益处多数指南建议24小时内停药没有必要维持抗菌素治疗直到撤除尿管和引流管手术时间延长或术中出血量较大时可重复给药细菌污染定植感染一次性用药用药24h用药4872h数小时从十数小时到数十小时六、预防SSI干预方法

——抗菌药物的应用用药时机不同，用药期限也应不同短时间预防性应用抗生素的优点：六、预防SSI干预方法

——抗菌药物的应用减少毒副作用不易产生耐药菌株不易引起微生态紊乱减轻病人负担可以选用单价较高但效果较好的抗生素减少护理工作量药品消耗增加抗菌素相关并发症增加耐药抗菌素种类增加易引起脆弱芽孢杆菌肠炎MRSA（耐甲氧西林金黄色葡萄球菌）定植六、预防SSI干预方法

——抗菌药物的应用延长抗菌素使用的缺点：六、预防SSI干预方法

——抗菌药物的应用外科预防性抗生素的应用：预防性抗生素对哪些病人有用?什么时候开始用药?抗生素种类选择?使用单次还是多次?采用怎样的给药途径？正确的给药方法：六、预防SSI干预方法

——抗菌药物的应用应静脉给药，2030min滴完肌注、口服存在吸收上的个体差异，不能保证血液和组织的药物浓度，不宜采用常用的-内酰胺类抗生素半衰期为12h，若手术超过３４h，应给第２个剂量，必要时还可用第３次可能有损伤肠管的手术，术前用抗菌药物准备肠道局部抗生素冲洗创腔或伤口无确切预防效果，不予提倡不应将日常全身性应用的抗生素应用于伤口局部（诱发高耐药）必要时可用新霉素、杆菌肽等抗生素缓释系统（PMMA—青大霉素骨水泥或胶原海绵)局部应用可能有一定益处六、预防SSI干预方法

——抗菌药物的应用不提倡局部预防应用抗生素：时机不当时间太长选药不当，缺乏针对性六、预防SSI干预方法

——抗菌药物的应用预防用药易犯的错误：在开刀前45-75min之内投药按最新临床指南选药术后24小时内停药择期手术后一般无须继续使用抗生素大量对比研究证明，手术后继续用药数次或数天并不能降低手术后感染率若病人有明显感染高危因素或使用人工植入物，可再用1次或数次小结预防SSI干预方法

——正确的脱毛方法用脱毛剂、术前即刻备皮可有效减少SSI的发生手术部位脱毛方法与切口感染率的关系：备皮方法 剃毛备皮 5.6%

脱毛0.6%备皮时间 术前24小时前 ＞20%

术前24小时内 7.1%

术前即刻 3.1%方法/时间 术前即刻剪毛 1.8%

前1晚剪/剃毛 4.0%THANKYOUMagneticResonanceImagingPART01磁共振成像发生事件作者或公司磁共振发展史1946发现磁共振现象BlochPurcell1971发现肿瘤的T1、T2时间长Damadian1973做出两个充水试管MR图像Lauterbur1974活鼠的MR图像Lauterbur等1976人体胸部的MR图像Damadian1977初期的全身MR图像

Mallard1980磁共振装置商品化1989

0.15T永磁商用磁共振设备中国安科

2003诺贝尔奖金LauterburMansfierd时间PART02MR成像基本原理实现人体磁共振成像的条件:人体内氢原子核是人体内最多的物质。最易受外加磁场的影响而发生磁共振现象(没有核辐射)有一个稳定的静磁场（磁体）梯度场和射频场：前者用于空间编码和选层，后者施加特定频率的射频脉冲，使之形成磁共振现象信号接收装置：各种线圈计算机系统：完成信号采集、传输、图像重建、后处理等

人体内的H核子可看作是自旋状态下的小星球。自然状态下，H核进动杂乱无章，磁性相互抵消zMyx进入静磁场后，H核磁矩发生规律性排列（正负方向），正负方向的磁矢量相互抵消后，少数正向排列（低能态）的H核合成总磁化矢量M，即为MR信号基础ZZYYXB0XMZMXYA:施加90度RF脉冲前的磁化矢量MzB:施加90度RF脉冲后的磁化矢量Mxy.并以Larmor频率横向施进C:90度脉冲对磁化矢量的作用。即M以螺旋运动的形式倾倒到横向平面ABC在这一过程中，产生能量

三、弛豫（Relaxation）回复“自由”的过程

1.

纵向弛豫（T1弛豫）：

M0（MZ）的恢复，“量变”高能态1H→低能态1H自旋—晶格弛豫、热弛豫

吸收RF光子能量（共振）低能态1H高能态1H

放出能量（光子，MRS）T1弛豫时间：

MZ恢复到M0的2/3所需的时间

T1愈小、M0恢复愈快T2弛豫时间：MXY丧失2/3所需的时间；T2愈大、同相位时间长MXY持续时间愈长MXY与ST1加权成像、T2加权成像

所谓的加权就是“突出”的意思

T1加权成像（T1WI）----突出组织T1弛豫（纵向弛豫）差别

T2加权成像（T2WI）----突出组织T2弛豫（横向弛豫）差别。

磁共振诊断基于此两种标准图像磁共振常规h检查必扫这两种标准图像.T1的长度在数百至数千毫秒（ms）范围T2值的长度在数十至数千毫秒（ms）范围

在同一个驰豫过程中,T2比T1短得多

如何观看MR图像：首先我们要分清图像上的各种标示。分清扫描序列、扫描部位、扫描层面。正常或异常的所在部位---即在同一层面观察、分析T1、T2加权像上信号改变。绝大部分病变T1WI是低信号、T2WI是高信号改变。只要熟悉扫描部位正常组织结构的信号表现，通常病变与正常组织不会混淆。一般的规律是T1WI看解剖,T2WI看病变。磁共振成像技术－－图像空间分辨力，对比分辨力一、如何确定MRI的来源（一）层面的选择1.MXY产生（1H共振）条件

RF=ω=γB02.梯度磁场Z（GZ）

GZ→B0→ω

不同频率的RF

特定层面1H激励、共振

3.层厚的影响因素

RF的带宽↓

GZ的强度↑层厚↓〈二〉体素信号的确定1、频率编码2、相位编码

M0↑--GZ、RF→相应层面MXY----------GY→沿Y方向1H有不同ω

各1H同相位MXY旋进速度不同同频率一定时间后→→GX→沿X方向1H有不同ω沿Y方向不同1H的MXYMXY旋进频率不同位置不同（相位不同）〈三〉空间定位及傅立叶转换

GZ----某一层面产生MXYGX----MXY旋进频率不同

GY----MXY旋进相位不同（不影响MXY大小）

↓某一层面不同的体素，有不同频率、相位

MRS（FID）第三节、磁共振检查技术检查技术产生图像的序列名产生图像的脉冲序列技术名TRA、COR、SAGT1WT2WSETR、TE…….梯度回波FFE快速自旋回波FSE压脂压水MRA短TR短TE－－T1W长TR长TE－－T2W增强MR最常用的技术是：多层、多回波的SE（spinecho