外高桥900MW超临界汽轮机介绍.ppt

900MW 超临界汽轮机,汽轮机形式：超临界单轴、单支点轴承、单背压、一次再热、四缸四排汽,900MW 超临界汽轮机,基本参数：额定出力： 900MWTMCR及VWO出力： 936MW/980MW主汽门前额定压力/温度 23.96 MPa/538℃主蒸汽额定流量/最大流量 2537T/h /2788T/h高压缸排汽压力 5.495 MPa再热蒸汽门前额定温度 566℃再热汽流量 2264T/H背压 4.9KPa低压缸末级叶片长度 1146mm(45”)设计热耗 7602 kJ/kWh,900MW 超临界汽轮机的性能特点  1、效率高,两台汽轮机的性能试验均已完成，热耗分别为7531.4 kJ/kWh及7500.8 kJ/kWh，远低于合同保证值，并且机组的系统配置尚为二级高加（给水温度276℃）及单背压之所以能达到这样的高指标，与其采用的一系列特殊的技术措施有关。

效率高原因分析一 取消调节级,超临界机组，在低负荷下，滑压运行方式的经济性优于定压方式因此，变压运行方式已被现代超临界大机组所普遍采用在此前提下，采用调节级已无必要SIEMENS的900MW汽轮机高压缸无调节级，调节门采用节流调节方式（在稳定工况时维持5%门前压力的压降） 就运行效率而言，无调节级的超临界汽轮机，在全负荷变化范围内均优于有调节级汽轮机效率高原因分析一 取消调节级,源于调节级的其他负面影响，如：①由于沿圆周方向不均匀进汽造成的推力瓦不均匀受力，个别瓦温度高；②非全周进汽导致的部分进汽损失和周期性蒸汽激振；③余汽的速度损失大；④级效率相对最低等随着调节级的取消，这些相关问题也迎刃而解而变负荷下高压缸排汽温度的稳定，也相应确保了再热温度的稳定，确保了系统效率效率高原因分析二 优化整机叶型及特殊措施,SIEMENS的大机组，高、中压缸采用了全三维，变反动度，带一定倾斜度的叶片设计，大大降低了叶型损失及二次流损失在低压级，通过数字优化叶形设计，能大幅减少超音速流动在叶片背弧引发的冲击波所造成的损失借助于全数字汽缸的整体优化，能使各级叶片在满足100多个约束条件下达到效率的最大化，据称，其综合内效率可提高2%。

效率高原因分析二 优化整机叶型及特殊措施,高压缸采用单流设计，虽会造成较大的轴向推力，增大了平衡盘直径及漏气损失，但与双流设计相比，叶片高度增加近一倍，级效率显著提高，故综合的缸效率是增加的在结构上，高、中压缸的第一级静叶无叶顶间隙及漏气损失，故该级均采用低反动度（冲动式）设计，大大减少了动叶的压降及叶顶漏气损失，最大限度的提高了级效率，同时也有效的降低了转子第一级的温度效率高原因分析二 优化整机叶型及特殊措施,该级采用的90°转向进汽设计，巧妙地缓解了固体颗粒侵蚀（SPE）问题，避免了因SPE问题而引起的级效率不断下降甚至失效的风险机组的末级为1146mm的长叶片，为解决湿汽冲蚀问题，SIEMENS采用了独特的去湿措施，这是在空心的末级静叶内通以较高温度的蒸汽(三级抽汽)，使其表层水膜被静叶沿流向逐渐加热，吸收汽化潜热而逐步蒸发，使动叶免受水膜脱落产生的大水滴的冲蚀 由于水滴大都会撞向动叶的背侧，这会抵消一部分蒸汽的动能因此，消除水滴冲蚀问题的同时，也相应提高了级效率效率高原因分析三 采用推杆系统,减小动静间隙,900MW汽轮机的低压级的动静间隙很小，只及同级机组的一半，相应提高了级效率。

这主要得益于采用了SIEMENS的独门绝活——推杆系统采用推杆系统,减小动静间隙,效率高原因分析四 高、中压缸整体出厂，确保组装质量,,900MW 超临界汽轮机的性能特点  2、启动速度快,设计与实际启动曲线比较,启动速度快原因分析一 对分桶装结构高压外缸,高压外缸采用独特的轴向对分桶装结构，对分面采用螺栓联接，无水平中分面及法兰内缸形式如水泵的芯包，为圆桶结构并采用轴向对剖垂直中分面及螺栓连接，螺栓孔直接置于缸壁内与水平中分面相比，轴向对分面的受力远小于前者，这就能充分缩小对分法兰面，同时也使高压、高温段汽缸壁的周向均匀性得到最大的改善采用此种结构，使机组在启动过程中，汽缸周向受热均匀，可极大的缩短启动时间,启动速度快原因分析二 窄法兰中压外缸及对称热环境,该机组的中压缸采用水平中分窄法兰外缸因工作压力较低，缸体相对较薄，故同样也有着很好的热均匀性中压缸的排汽从上部中间引出，送至低压缸为防止上、下缸温度的不均匀分布，其排汽亦作为四级抽汽，从下缸中间引出从而为内缸创造了极好的对称热环境这种设计对最大限度的降低汽缸的不对称变形，减少径向间隙，提高内效率和改善启动特性具有显著作用。

启动速度快原因分析三 高、中压缸内汽温稳定且分布均匀,机组采用滑压运行，但汽温不变高压缸内的温度分布均匀，且因高压缸排汽温度稳定，又相应稳定了再热蒸汽温度，使得中低压缸内的温度场也能得到稳定，极大地改善了汽轮机在启动及变工况下的转子应力状况，使机组能适应快速启动及快速变负荷启动速度快原因分析四 采用汽缸推杆装置,汽缸推杆系统的采用，解决了多缸汽轮机的汽缸和转子的同步膨胀问题使汽轮机无论在启动过程或变负荷工况，均不必再考虑转子和汽缸间的相对膨胀及动静间隙问题900MW 超临界汽轮机的性能特点  3、振动小且分布稳定,在整个冲转过程及运行中，包括在经过临界转速时，各道轴振均小于50μm与以往所有机组不同的是，不管机组的真空及负荷如何变化，各道轴承的轴振分布状况及数值几乎不变，似乎显示器的画面已被 “冻结”不可思议的是，在停机状态，单人单手就可以轻松的对巨大的转子进行手动盘车振动小且分布稳定原因分析一 采用单支点轴系,汽轮机四缸共5个轴承，发电机采用端盖式轴承，加上励磁机后轴承共8道轴承对于单轴特大型机组来说，最大限度的缩短轴系长度极有利于轴系的稳定性。

该汽轮发电机组的总长48.2m，与同级别美、日双支点轴系的机组缩短约10m采用单支点轴系，①消除了双支点轴系相邻轴承间的负荷分配不均问题，使轴承的负荷稳定，不受膨胀变化影响；②能避免油膜振荡；③补偿基础变形能力强，有利于轴系的稳定；④轴承磨擦损失和润滑油量小振动小且分布稳定原因分析二 消除周期性蒸汽激振,取消调节级后，因调节级而造成的周向蒸汽汽流的不均匀分布问题不复存在，故对转子而言的周期性蒸汽激振问题得到了解决，这相当于明显减少了转子振动的激振能量，极有利于降低转子的振动水平振动小且分布稳定原因分析三 低压外缸与基础台板脱离,一般的汽轮机，低压外缸均坐落在混凝土台板上，在运行真空的作用下产生巨大的向下力，导致基础台板微量弯曲变形，这会改变轴承间的负荷分布，并使轴系的振动恶化但SIEMENS的这种汽轮机，由于低压外缸与基础台板无关，故机组的真空变化与振动无关振动小且分布稳定原因分析四 各轴承的荷载分布不随负荷变化,一般的带调节级及双支点的汽轮机，当负荷变化时，各汽缸的负荷分配及各轴承的荷载分布相应改变，毫无疑问，其个轴承处的振动分布必然改变而SIEMENS的这种汽轮机，因无调节级且为单支点轴系，各汽缸的负荷分配及各轴承的荷载分布不随负荷变化而改变，当然，振动情况亦与负荷不相关。

900MW 超临界汽轮机的性能特点  4、负荷调节能力强,为兼顾运行效率和调频响应速度，西门子的900MW汽轮机采用了所谓改进型的滑压运行方式在机组稳态工况下，一对并行工作的调节门保持5%主汽压力的节流压降，当需变动负荷时，先由调门通过改变节流压降进行调节，以满足快速响应的要求然后再由机组的协调控制系统调节锅炉的热负荷及汽压，直至调节门压降恢复正常值负荷调节能力强,遇到快速减负荷的情况，在调门快速关小而出现主汽压力骤然升高时，100%容量的高压旁路系统实行全程跟踪，会立即开启进行溢流泄压带调节级的汽轮机，调节级后的压力和温度随负荷变化，过快的调节速率会影响转子的寿命，因此，其负荷的变化速率要受到限制而无调节级的汽轮机的高压转子的温度分布基本不变，故其减负荷的速率不受限制负荷调节能力强,SIEMENS的900MW汽轮发电机允许快速甩负荷，在遇电网（或出线）故障的情况下，即使机组处于满负荷状态，在大容量旁路的配合下，亦可迅速转入只带厂用电的孤岛运行（FCB）或汽轮机空转方式 在机组的调试阶段，已成功地实现了满负荷工况下的停机不停炉及FCB负荷调节能力强,德国汽轮机的设计必须符合（DVG）有关应付阶跃负荷变化的规定，该规定要求机组在电网需要时应能在30s内释放机组所蓄5%容量的负荷。

SIEMENS汽轮机的设计，这一要求可通过短时阻断凝结水以减少低压加热器抽汽或切除高加的方法予以实现SIEMENS汽轮机各级叶片的强度和通流能力的设计，能满足汽轮机在抽汽全部停止的情况下超出一定容量的过负荷运行这不但增加了机组正常工况下的运行安全性，也为机组灵活多样的调峰方式提供了选择外高桥的两台900MW机组，在调试期间的最大出力分别达到1003MW和1008MW900MW 超临界汽轮机的性能特点  5、超速小，安全性好,两台机组甩负荷试验转子飞升曲线,900MW汽轮机超速量小的原因：,DEH控制系统及主蒸汽，再热蒸汽的调门具有非常快的响应速度和很好的调节性能 汽轮机的有害容积相对较小，该高压缸的一对调门与主汽门的组合阀直接焊接与汽缸的两侧，使得蒸汽参数最高的导汽管的容积量可以忽略不计 与通常冲动式机组采用的叶轮及隔板结构不同，反动式机组的转鼓结构，使得各级间的蒸汽容积量降到了最低，几乎只剩下叶间容积900MW 超临界汽轮机的性能特点  6、自动化程度高,汽轮发电机的启动全过程自动化，包括预热、冲转、并网、加负荷及厂用电切换等，包括各种异常情况及事故处理，均无需人工干预，真正做到了“一键启动”。

机组无手操（遥控）启动方式，只可设置若干人工确认断点（非必需），如冲转启动及并网确认等 SIEMENS的机组，敢于并能够实现不允许人工干预的启动方式，其关键的因素是主机特殊的设计，优异的性能及良好的可控性和状态的可重复性谢谢！,再见！,。