鲁阳电厂二期讲解.ppt

鲁阳电厂鲁阳电厂1000MW1000MW超超临界机组超超临界机组 汽轮机本体汽轮机本体 及主要辅机概述及主要辅机概述 主讲：胡念苏主讲：胡念苏 超超临界机组——概述 n2006年末以来，我国第一台1000MW超超临界机组投入商业运行 n目前，已有十余台超超临界机组投产 n一大批超超临界机组正在建设和计划建设之中 n发电机组一直沿着不断提高蒸汽参数、增大单机功率、改进材料性 能和制造工艺、提高自动化水平的方向发展 n常规超临界机组具有明确的物理定义，22.12MPa、374.15℃， n超超临界 (USC，也称高效超临界、高参数超临界等) 机组是比常规 超临界（SC）机组参数更高的机组 n日本最早≥24.2MPa，≥593°C；丹麦≥27.5MPa；西门子600 °C 我国“（863计划）”项目≥25MPa，温度≥580 °C n目前国内已经投产和正在建设的1000MW级超超临界机组汽轮机进 口初参数为25～26.25MPa(a)/600℃/600℃ 超超临界机组——概述 电厂容量 （MW) 汽轮机参数 制造厂家 （锅炉/汽机/发电机 ） 投产时间 （通过168h试运行）压力 (MPa ) 温度 (oC) 华能玉环电厂 4×100 0 26.2 5 600/600哈尔滨/上海/上海 2006.11.28， 2006.12.20 2007.11.11， 2007.11.24 上海外高桥电 厂 2×102 5 27600/600上海/上海/上海2008.3.26， 2008.6.7 华电国际邹县 电厂 2×100 0 25600/600东方/东方/东方2006.12.4，2007.7.5 国电泰州电厂 2×100 0 25600/600 哈尔滨/哈尔滨/哈尔 滨 2007.12.，2008.3.31 华电芜 湖电厂2×660东方/东方/－2008.6.24，2008.9.30 华能营口电厂2×66025600/600 哈尔滨/哈尔滨/哈尔 滨 2007.8.31,2008.10.14 超超临界机组——经济性优势 一次 再热 初温/再热蒸汽温度（℃） 580/580580/600600/600 机组效率（%） 44.9445.1145.33 二次 再热 初温/一次再热温度/二次再热温度（ ℃） 580/580/580580/590/600600/600/600 机组效率（%）45.5145.6745.9 序号项 目单 位数 值（亚临 界） 1发电 功率MW1000 2年利用小时数h5000 3年发电 量kW·h5×109 4汽轮发电 机组保证热 耗(THA工况)kJ/kW·h7359（7993） 5锅炉保证效率%93.9（93） 6管道效率%99 7发电 厂热耗率kJ/kW·h7916.（8681） 8发电 厂热效率%45.48（41.47） 9发电标 准煤耗g/kW·h270.1（296.2） 超超临界机组——经济性优势 超超临界机组——其他优势 n技术经济性：主要取决与电站的投资与燃料价格，即取决于材料 与燃料的价格比， n污染控制：以表1-2机组为例，按7500小时计算，该机组比亚临 界发电机组，每年节约国际通用煤（25000kJ/kg）115000吨，每 年可少排放CO2 270000吨。

n运行特性：超超临界机组，在50%～100%额定负荷之间，它的 变负荷率可以达到7%～8%/min；甚至比亚临界机组在同样负荷范 围内的变负荷率5%/min要好 n可靠性：运行技术成熟，可靠性达到或超过亚临界机组 超超临界机组——汽轮机运行工况 n THL（铭牌）工况额定初汽参数，排汽压力为11.8kPa（a）、补水率为3％、 回热系统正常投入、考虑非同轴励磁、润滑及密封油泵等耗功后，能保证在寿命期 内任何时间安全连续地在额定功率因数，额定氢压下输出制造厂所保证的功率 n T-MCR（最大保证）工况THL工况下的进汽量、在额定初参数下，考虑年平均 水温等因素规定的背压、补水率为0、要比THL工况下输出功率要大3％～7％，为 保证功率 n VWO（调节阀全开）工况调节阀全开通过计算最大进汽量并在最大连续功率 （MCR）定义条件下的工况此时发电机端输出的功率称阀门全开功率，其进汽量 应为TRL所发功率进汽量的1.05倍，此工况功率应为能力工况功率 n THA（热耗率验收）工况初蒸汽为额定、考虑年平均水温等因素规定的背压、 补给水率为0、回热系统正常投入、考虑非同轴励磁、润滑及密封油泵等的功耗、 功率因素及氢压均为额定值时，能保证在寿命期内安全连续地运行。

此工况下所输 出功率的热耗率作为汽轮机验收的保证值 n 除了上述表中所列的工况外，热平衡计算还包括高压加热器切除、低压加热器切 除、不同用量厂用汽以及滑压和定压下不同百分比的VWO等工况其详细数据可 参见汽轮机制造厂的资料 超超临界机组热力特性——热平衡表 工 况 项 目 TRLT-MCRVWOTHA70%THA50%THA40%THA 功率MW1000.01044.11083.51000.0700.0500.0400.0 热耗率kJ/kW.h7,6797,3557,3617,3547,4887,7147,894 主蒸汽压力MPa(a)25.025.025.025.019.113.611.1 再热蒸汽压力MPa(a)4.454.474.684.252.952.111.71 主蒸汽温度℃600.0600.0600.0600.0600.0600.0600.0 高压缸排汽温度℃349.8350.6356.2344.8346.9353.1355.2 再热蒸汽温度℃600.0600.0600.0600.0600.0600.0600.0 主蒸汽流量kg/h2,888,5332,888,5333,032,9602,733,4341,833,6361,289,8421,040,793 再热蒸汽流量kg/h2,347,0732,361,4902,469,6732,245,5261,554,5571,115,357908,309 高压缸排汽压力 MPa(a) 4.944.975.204.733.272.351.90 中压缸排汽压力 MPa(a) 1.141.171.221.110.7830.5670.466 低压缸排汽压力 kPa(a) 11.3/12.34.5/5.74.5/5.74.5/5.74.5/5.74.5/5.74.5/5.7 低压缸排汽流量kg/h1,612,6021,620,0621,683,0741,550,7561,125,894837,588704,830 补给 水率%3.00.00.00.00.00.00.0 高加出口给水温度℃298.5298.8302.4294.8269.4248.8236.8 发电 机氢压 MPa(a)0.620.620.620.620.620.620.62 汽轮机本体——概述 汽轮机本体——概述 n哈汽（东芝97原町机组为母型）CCLN1000-25.0/600/600 n单轴、四缸四排汽、凝汽式、冲动型机组 n压力级采用全三维设计 n高压缸为单流式、双层缸结构，1个分流式调节级和9个压力级 n中压缸为分流式、双层缸结构，2×7个压力级 n2个分流式低压缸，每个流向包括2×6个压力级 n4个主汽阀+4个调节阀，由4根导汽管进入汽轮机高压缸的上、下 半。

进入高压缸的蒸汽通过分流式调节级后流向调端 汽轮机本体——高压缸 汽轮机本体——中压缸 汽轮机本体——低压缸 汽轮机本体——滑销系统 高压缸、中压缸膨胀 低压缸膨胀A 低压缸B膨胀 膨胀死点 膨胀死点 膨胀死点 转子膨胀死点 低压缸A低压缸B中压缸高压缸 推力轴承 转子膨胀 n所有转子均为无中心孔整锻转子，各转子之间采用刚性联轴器 n转子采用独立的双轴承支撑 n高中低压转子跨距分别为5810mm，5750mm，7500mm n转子叶轮处开有平衡孔，以减小转子的轴向推力 n行超声探伤等各种试验，动平衡试验，高速动平衡 n高压转子冷却 n中压进汽部分设计了合理的冷却结构对转子高温区域进行冷却第 一级隔板采用的特殊的结构形式，使中压进汽与中压转子隔开抽取 适量高压调节级后经节流的蒸汽与第一段抽汽混合后，引入中压第一 级隔板与叶轮组成的封闭空间内对转子表面进行冷却 汽轮机本体——转子 汽轮机本体——转子冷却 n高参数和直流锅炉，管道内壁锈蚀剥离物进入蒸汽中形成固体颗粒 ，使高中压阀门，高压调节级，中压第一级腐蚀比亚临界机组严重 n通常定期清洗锅炉管道 n在粒子进入管道之前用滤网 n改进叶型 n表面强化技术：表面等离子喷涂工艺和扩散渗层工艺 n机组系统设计和运行工况：采用大容量旁路系统 汽轮机本体——固粒腐蚀（SPE）的防护 单体式除氧器——概述 n单体式除氧器（也称无头、内置式、一体化除氧器） n一种目前世界上先进的除氧设备，已被广泛应用 n在我国300MW～1000MW机组上也有不少成功的应用。

n国内引进日本东芝公司技术和荷兰荷兰STORK（施托克）的技术 制造 东芝技术：采用小流量的喷嘴，每个喷嘴的流量为100t/h左右，600MW机组 需要16个喷嘴，1000MW机组需要22个喷嘴喷嘴加除氧盘的二次除氧型式 STORK技术：采用大流量喷嘴，每个喷嘴的流量可达1200t/h左右，600MW 机组仅需要2个喷嘴，安装维护均比较方便，但如果一个发生故障，除氧器即无法 运行，必须停机检修 喷嘴加沸腾鼓泡的二次除氧型式 单体式除氧器——传统除氧器的问题 n常规除氧器的除氧过程是在一个高大的除氧头内进行的 n除氧头内装有淋盘或各种形状的填料 n给水通过喷嘴喷出，在通过淋盘或填料的过程中，增加了接触面和 流动行程，与由下往上流动的蒸汽混合换热达到除去不凝结气体的目 的 n缺点是在负荷变化时，除氧效果往往达不到要求，除氧效果受到限 制 n必须有一个高大的除氧头装在水箱上面，体积庞大，需要很高的建 筑空间，建筑投资和金属耗量均很大 n压力容器的应力集中 单体式除氧器——基本原理 n初步除氧阶段：主凝结水是通过特殊自调式喷水装置——雾化器， 把水雾化成细小水滴水滴的粒度及喷射的角度不因除氧器的出力大 小而改变。

细小水滴以高速通过除氧器的蒸汽空间，撞击到挡水板上 坠落到水空间除氧器内汽空间总是被饱和蒸汽占据因此，气体的 分压力很小在小水滴穿过饱和蒸汽的同时，在水滴的表面产生了冷 凝，因此，水滴被加热由于细小的水滴接触表面与水体积之比相当 大，所以水与蒸汽能得到较充分混合和换热，部份不凝结气体被逸出 这种加热过程进行得非常迅速 n深度除氧阶段：水在蒸汽空间停留时间很短，不可能较彻底地除去 水中的不凝结气体因此，在贮水空间中进一步除氧就是用蒸汽喷射 设备往贮水空间充入蒸汽，搅动水箱内的水，使其达到饱和鼓泡状态 ，从而把残存在水中的气体驱赶出去这样，除氧器出口给水含氧量 将达到设计要求，此过程称深度除氧 单体式除氧器——主要部件 单体式除氧器——技术关键 n雾化器（大流量喷嘴）的结构和工艺（专利）根据水的容积不 断调整雾化效果当流量不同时，喷嘴后微粒的尺寸维持不变,这 些微粒以高速通过喷嘴射向蒸汽空间，然后碰撞在蒸汽空间的壁 面,导致微粒被粉碎成更小的微粒保证在10%负荷时就能有相当 好的雾化效果，而且伴随流量变化而变化 n确定蒸汽在母管和分配管中的流速 n合理设计分配管的尺寸，保证蒸汽在每个支管分配均匀，不应产 生偏流。

n应选择合适的母管 n确定分配管以及各支管内截面积的比例 n确定支管下部开孔的数量及孔径尺寸确保蒸汽喷入水空间的量 及速度，以使除氧器运行时管群不产生振动 单体式除氧器——优点 n负荷适应性好10～110 %时,均能保持高效除氧 n可靠性高由于无数众多的小流量喷嘴和繁复的淋水盘箱，结构简 化，加热蒸汽经数支喷管从水下进入，整体工作温度均匀,金属寿命提 高. n除氧能力可以达到6000t。