华能玉环电厂1000mw

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1、华能玉环电厂1000MW汽轮机设备及系统,内蒙古工业大学 2008.12,第一讲 华能玉环电厂1000MW汽轮机 整体设计特点与本体布置,汽轮机概述 1000MW汽轮机整体设计特点 1000MW汽轮机本体结构与布置,第一节 汽轮机概述,汽轮机是以水蒸汽为工质的旋转式热能动力机械，它接受锅炉送来的蒸汽，将蒸汽的热能转换为机械能，驱动发电机发电。它具有单机功率大、效率高、运行平稳、单位功率制造成本低和使用寿命长等优点。 汽轮机设备是火力发电厂的三大主要设备之一，汽轮机设备及系统包括汽轮机本体、调节保安及供油系统、辅助设备及热力系统等。 汽轮机本体是由汽轮机的转动部分（转子）和固定部分（静子）组成；

2、调节保安及供油系统主要包括调速汽阀、调速器、调速传动机构、主油泵、油箱、安全保护装置等；辅助设备主要包括凝汽器、抽气器（或水环真空泵）、高低压加热器、除氧器、给水泵、凝结水泵、凝升泵、循环水泵等；热力系统主要指主蒸汽系统、再热蒸汽系统、凝汽系统、给水加热系统、给水除氧系统等。,汽轮机的分类,按工作原理分类 （1）冲动式汽轮机：主要由冲动级组成，在级中蒸汽基本上在喷嘴栅（或静叶栅）中膨胀，在动叶栅中只有少量膨胀。 （2）反动式汽轮机：主要是由反动级组成，蒸汽在汽轮机的静叶栅和动叶栅中都有相当程度的膨胀。 按热力特征分类 凝汽式汽轮机 、背压式汽轮机 、抽汽背压式汽轮机 、中间再热式汽轮机 按主蒸

3、汽参数分类 （1）低压汽轮机：主蒸汽压力小于1.5MPa。 （2）中压汽轮机：主蒸汽压力为24MPa。 (3) 高压汽轮机：主蒸汽压力为610MPa。 （4）超高压汽轮机：主蒸汽压力为1214MPa。 （5）亚临界压力汽轮机：主蒸汽压力为1618MPa。 （6）超临界压力汽轮机：主蒸汽压力为22.15MPa。 （7）超超临界压力汽轮机：主蒸汽压力大于32MPa。,超超超临界汽轮机,超临界汽轮机(supercritical steam turbine)有明确的物理意义。由水蒸汽性质图表知道，水的临界点参数为临界压力pc=22.129MPa，临界温度tc=374.15oC，临界焓hc=2095.2

4、kJ/kg，临界熵sc=4.4237kJ/(kgK)，临界比容vc=0.003147m3/ kg。当水的压力ppc，水在定压下加热逐渐变为过热蒸汽，无汽化过程，无相变点。工程上，把主蒸汽压力p0pc的汽轮机称为超临界汽轮机。,900MW机组T-S图,超超临界定义：,日本的定义为压力大于24.2MPa,或温度达到593； 丹麦定义为压力大于27.5MPa； 西门子公司的观点是应从材料的等级来区分超临界和超超临界机组等等。我国电力百科全书则将超超临界定义为：蒸汽参数高于27MPa。 综合以上观点，一般将超超临界机组设定在蒸汽压力大于25MPa，蒸汽温度高于580的范围。,目前超超临界汽轮机容量和参

5、数情况,进汽温度 日本：主汽均达到600，再热最高610 西门子：ISOGO 600 / 610 不论功率大小，所有机组均采用580-600 进汽压力 日本：除89年东芝2X700MW外（31MPa），其余90年以来均25MPa； 欧洲：1997/1998丹麦两台29MPa，两次再热415MW机组，西门子也有较高业绩 但目前大功率机组的进汽压力均不超过26.5MPa; 机组容量 双轴三菱 1050MW 2001年投运 单轴东芝 （60Hz）1000MW 2002年投运 西门子 1025MW最大，多台900MW 98年后,国际上对大容量汽轮发电机组功率等术语的一般定义,额定功率（铭牌功率，铭牌出

6、力TRL）：指汽轮机在额定主蒸汽和再热蒸汽参数工况下，排汽压力为11.8kPa(a)、补水率为3%，能在发电机接线端输出供方所保证的功率。汽轮机的进汽量属供方的保证值，它与所保证的额定工况相对应。 机组的保证最大连续工况（T-MCR):指汽轮机在通过铭牌功率所保证的进汽量、额定主蒸汽和再热蒸汽参数工况下，排汽压力为4.9kPa(a)、补水率为0%，机组能保证达到的功率。 汽轮机的设计流量（计算最大进汽量）:在所保证的进汽量基础上增加一定的裕量,即(1.03-1.05)x保证进汽量,且调节阀全开。 调节汽阀全开（VWO）时计算功率：机组在调节汽阀全开时，通过计算最大进汽量和额定的主蒸汽、再热蒸汽

7、参数工况下，并在额定排汽压力为4.9kPa(a)、补水率为0%条件下计算所能达到的功率。,机、炉、电容量匹配,发电机容量：一般发电机的功率应与VWO工况的功率相匹配，即等于VWO工况功率功率因数(MVA) 锅炉最大连续蒸发量(B-MCR)：应与汽轮机的设计流量（即计算最大进汽量）相匹配，不必再加裕量。若汽轮机按VWO工况计算最大功率， B-MCR蒸发量等于汽轮机VWO工况的最大进汽量；若采用美国设计的机组，则B-MCR蒸发量可等于汽轮机VWO工况OP工况的最大进汽量。,SEC与SIEMENS的 技术优势,（2）德国能源及环保政策的促进 关闭核电、停办效率小于35%的电厂 发展高效清洁燃褐煤发电

8、技术,（3）采取一切可能的先进技术提高经济性-比1976年600MW提高7.7% 超超临界参数(热效率提高1.3%) 提高汽轮机内效率全部采用3D马刀型叶片级(热效率提高1.7%) 大幅降低背压促进特大长叶片发展(热效率提高1.4%),其他国际知名公司机型业绩 SIEMENS在近十年50HZ、单轴、900MW功率机型业绩世界领先（8台中的6台）,（4）进行欧盟超超临界参数37.5MPa/700C/720 C /720 C计划,热效率再提高7%.,SIEMENS单轴、50HZ、900MW等级的业绩优势,台数最多(世界8台中的6台） 全为50HZ 全为单轴,最大1025MW 压力高于25MPa,S

9、IEMENS的 技术优势- 成熟的单轴、HMN组合机型,H- 高压单流缸 M- 中压双流缸 N- 低压双流缸,功率范围：300MW至1100MW 压力 30MPa，温度 600C/620 C,SIEMENS “HMN”组合机型业绩之一,1997年投运，单轴、四缸四排汽、 25.3/544/560 背压 5kPa hp(实测）=91.99% ip (实测） =93.73%,SIEMENS ”HMN”组合机型业绩之二,1999年投运，单轴、五缸六排汽、 25.8/541/580 背压 2.91/3.68 kPa hp=94.2% ip =96.1%,SIEMENS “HMN”组合机型业绩之三,20

10、02年投运，单轴、五缸六排汽、 26.5/576/600 背压 2.91/3.68 kPa,SIEMENS “HMN”组合机型业绩之四,2002年投运，单轴、三缸两排汽、 25.1/600/610 背压5.07 kPa,SIEMENS的“HMN”组合机型业绩之五,第二节 华能玉环1000MW超超临界汽轮机本体性能,华能玉环电厂是国内第一座超超临界百万千瓦燃煤发电厂，该项目是为配合国家“863计划”，作为引进超超临界机组技术、逐步实现国产化的依托工程。规划容量为4台1000MW超超临界汽轮发电机组，一期工程安装2台1000MW超超临界汽轮发电机组，并留用再扩建余地。目前工程尚处在建设阶段，计划于

11、2007年投产发电。主要设备采取项目合作、联合制造模式。汽轮机引进德国西门子技术，由上海电气(集团)总公司下属上海汽轮机有限公司成套供货。,铭牌工况（TRL） ：汽轮发电机组能在下列条件下在保证寿命期内任何时间都能安全连续运行，发电机输出铭牌功率950MW（当采用静态励磁、电动主油泵时，扣除各项所消耗的功率），此工况下的进汽量称为铭牌进汽量。 (1) 额定主蒸汽参数、再热蒸汽参数及所规定的汽水品质； (2) 汽轮机低压缸排汽平均背压为11.8kPa(a)； (3) 补给水量为3； (4) 最终给水温度为294.9； (5) 全部回热系统正常运行，但不带厂用辅助蒸汽； (6) 汽动给水泵满足额定

12、给水参数； (7) 在额定电压、额定频率、额定功率因数0.9(滞后)、额定氢压、发电机冷却器冷却水温为38时，发电机效率为99.0%。,最大连续输出功率(TMCR) ：汽轮机进汽量等于铭牌工况（TRL）进汽量，在下列条件下安全连续运行，此工况下发电机输出的功率（当采用静态励磁、电动主油泵时，扣除各项所消耗的功率），此功率为1016.023MW。 (1) 额定主蒸汽再热蒸汽参数及所规定的汽水品质； (2) 汽轮机低压缸排汽平均背压为4.9kPa(a)； (3) 补给水量为0； (4) 所规定的给水温度； (5) 全部回热系统正常运行，但不带厂用辅助蒸汽； (6) 汽动给水泵满足规定给水参数； (

13、7) 在额定电压、额定频率、额定功率因数0.9(滞后)、额定氢压、发电机冷却器冷却水温为25时，发电机效率为99.06%。,调节门全开（VWO）工况 ：汽轮发电机组能在调节阀全开，其它条件同TMCR时，汽轮机的进汽量不小于105的铭牌工况（TRL）进汽量 。 机组的热耗率验收（THA）工况：当机组功率（当采用静态励磁、电动主油泵时，扣除各项所消耗的功率）为额定功率时，除进汽量以外其它条件同TMCR时。,机、炉、电容量的匹配,汽轮机与发电机容量匹配 同一汽轮机，容量规范不同，机组的铭牌不同 IECTMCR工况定义为汽轮机铭牌 1016MW 国内300MW招标规范能力工况定义为汽轮机铭牌 950M

14、W 汽轮机与锅炉容量匹配 按照常规原则，VWO工况流量等于TMCR流量的1.05倍 根据目前我国电厂的运行规范，一般电厂不会在超发功率下运行，如采用IEC规范，电厂可得到5%以上的容量得益，而设备成本基本不变。,机 组 优 化 工 作,汽机优化方案,铭牌工况、夏季工况和补汽技术,铭牌工况 规定TMCR工况作为热耗率保证工况，不再需要THA工况作为机组热耗率验收工况。在TMCR工况下，热耗值低（7316kJ/kWh），是机组运行的最佳工况 夏季工况 按照玉环实际条件规定（背压8.61kPa、 补给水率2、凝汽器换热面积46000 m2增加到49000 m2 ），不同于TRL工况。由于夏季工况出力

15、也能达到1000MW，机组全年任何时候都可达到出力1000MW,补汽技术 在汽轮机处于零功率和TMCR功率之间时，补汽调节阀通常处于关闭状态，在不补汽状态下机组可连续、稳定地实现TMCR工况。当功率从TMCR工况增大时，补汽调节阀才开启，将蒸汽从主汽门后调节汽阀前引出补入高压缸通流部分第五级之后，以满足流量增加的要求，在夏季工况和VWO工况时补汽阀处于开启状态,主调节阀在额定流量下设计成全开，提高额定负荷以下所有工况的效率 补汽温度低于主蒸汽30度，对汽缸起到冷却作用，有利于提高高温部件的可靠性 补汽阀具有提高变负荷速率的功能，有利于提高电网的稳定性,采用SIEMENS成熟的单轴、HMN组合机

16、型,H- 高压单流缸 K-高中压合缸 M- 中压双流缸 E- 中低压合缸 N- 低压双流缸,本机型为：1H+1M+2N，出力1000MW 工作压力： 2530MPa，工作温度 ：600C,压力等级： 2530MPa，温度 ：600C/620 C,华能玉环1000MW超超临界汽轮机,该汽轮机的整个流通部分由四个汽缸组成，即一个高压缸、一个双流中压缸和两个双流低压缸。对应四个汽缸的转子由五个径向轴承支承，并通过刚性联轴器将四个转子连为一体，汽轮机低压转子B通过刚性联轴器与发电机转子相连 。 该汽轮机采用节流调节，高压缸进口设有两个高压主汽门和两个高压调节门，高压缸排汽经过再热器再热后，通过中压缸进口的两个中压主汽门和两个中压调门进入中压缸，中压缸排汽通过连通管进入两个低压缸继续作功后分别排入两个凝汽器。,华能玉环4X1000MW 超超临界汽轮机主要技术规范,型式 N1000-26.25/600/600（T