2022年华能营口电厂MW超超临界机组设计方案特点.docx

精品学习资源华能营口电厂 600MW 超超临界机组设计特点发布: 2021-3-28 10:54 | 作者: slrd8888 | 查看: 368 次摘要：华能营口电厂 2X600MW 超超临界机组为国内首台投运的 600MW 等级超超临界机组，本文介绍汽轮机系统及设备在系统拟定、设备选型和主厂房布置等方面的设计特点；关键词：两缸两排汽；超超临界；保证热耗；标准煤耗；主厂房布置1 概述华能营口电厂二期工程安装两台 600MW 超超临界机组，三大主机由哈尔滨三大动力厂引进日本三菱技术设计制造；两台机组分别于 2007 年 8 月 31 日及 10 月 14 日移交生产， 通过投产后运行实践，两台机组各项指标达到设计要求2 主要热经济指标1> 汽轮机在热耗率验收 〔THA> 工况的保证热耗率值： 7428KJ/KW.h< 暂定）2> 锅炉在额定蒸发量时的保证热效率： 93.34 % 〔 设计煤种 >3> 机组肯定效率： 48.465 %4> 发电厂热效率： 44.785%5> 发电标准煤耗率： 274.65g/KW.h3 汽轮机主要设计特点3.1 机组的参数汽轮机采纳哈尔滨汽轮机厂有限责任公司生产的超超临界、一次中间再热、单轴、两缸两排汽、单背压、凝汽式汽轮机；汽轮机具有八级非调整回热抽汽，给水泵汽轮机排汽进入主机凝汽器；汽轮机额定转速为 3000 转/ 分；汽轮机型号： CLN600-25/600/600 型；汽轮机主要参数汇总表：欢迎下载精品学习资源3.2 机组的形式华能营口电厂二期工程的 2X600MW 超超临界机组采纳的是日本三菱公司设计的两缸两排汽机组，与备选方案三缸四排汽机型相比，机组的高中压部分设计相同，均为三菱公司 的设计技术；两缸机组的低压缸为三菱公司设计技术，而三缸机组的低压缸为哈汽的常规超临界设计技术；两缸两排汽机组长 21M ，宽 10.5M ，高 7.5M ，本体总重 770 吨；三缸四排汽机组长 28M ，宽 10.5M ，高 6.2M ，本体总重 1020 吨；两缸机组的形状及重量均远小于三缸机组，制造成本低；从热耗率来看，三缸机组 THA 工况的设计热耗率比两缸机组低 24kJ/kW.h ，全年加权平均热耗率比两缸机组低 6.4kJ/kW.h ，两缸机组的热耗率略高于三缸机组；与两缸机组完全相同的日本广野 5# 机组，到目前运行的各项指标均达到设计值；特别是世界上最长的 48 英寸末级钢制叶片在投运前进行了大量的试验验证，以确保其安全性，并且在广野 5# 机组上安全运行；综合上述因素，由于两缸机组与三缸机组的经济性基本相当，而两缸机组的制造成本及运行保护成本均低于三缸机组，安 全性也得到了相应的验证，因而两缸两排汽机型是比较合理的挑选；3.2 机组参数的确定欢迎下载精品学习资源主蒸汽的温度拟采纳 580 ℃或 600 ℃，汽机厂对采纳两种不同的主蒸汽温度，从热耗率和制造成本方面进行了运算比较，主蒸汽温度采纳 580 ℃，在 THA 工况下，机组的热耗率比主蒸汽温度采纳 600 ℃高 43 kJ/kW.h ，全年的运行成本高 228 万元左右 < 年运行小时7800h ，标准煤价 400 元/ 吨，标准煤发热量 29300 kJ/kg ）；主蒸汽温度从 580 ℃提高到 600 ℃，汽轮机主要部件的材料不变，只是高压进汽部分的壁厚增加 20% 左右，对汽轮机的制造成本的影响仅 20 万元左右；综合上述，主蒸汽温度采纳 600 ℃比主蒸汽温度采纳 580 ℃有较大优势；主蒸汽压力经过优化后，确定锅炉出口为 26.25MPa ，汽轮机入口为 25MPa ；3.3 机组的特点汽轮机为单轴、两缸、两排汽、一次中间再热、凝汽式机组；高中压汽轮机采纳合缸结 构，汽轮机低压缸采纳 48 英寸末级叶片，这种设计降低了汽轮机总长度，紧缩电厂布局；机组采纳超超临界蒸汽参数 <25MPa 、600 ℃／ 600 ℃），因此具有较高的经济性，设计工况下机组热耗率为 7428kj/kwh ，发电煤耗 274.65g/kwh ，供电煤耗294.13g/kwh ，处于同功率等级机组领先位置；两台机组分别于 2007 年 8 月 31 日及10 月 14 日移交生产，通过投产后运行实践，机组各项指标达到设计值；3.4 机组技术经济性比较与超临界机组的经济性比较营口 600MW 超超临界机组与 600MW 超临界机组经济指标比较技术经济指标比较：欢迎下载精品学习资源600MW 超超临界机组比 600MW 超临界机组有较好的经济性，效率提高 1.3% ；为营口电厂降低成本，竞价上网发电打下良好的基础；与 600MW 超临界机组比年节约标准煤 23760 吨/ 年< 按发电设备利用小时 5500 小时运算），估计年降低生产成本 1069.2 万元 < 按标煤 450 元/ 吨）；4 四大管道材料设计特点4.1 主蒸汽和再热热段管道材料超超临界机组设计关键之一是挑选合适的高温管道用钢材，高温管道用钢材一般考虑以下因素：要求具有高的高温热强度、耐高温腐蚀、耐汽侧氧化、有良好的焊接及加工性能，经济上比较合理；依据各国的应用体会，适用于 600 ℃以上的高温管道材料主要有 ASTM A335 P92 、ASTM A335 P122 和 E911 等三种；对于主蒸汽和再热热段蒸汽管道，从高温热强度、焊接方面及抗氧化性等方面的综合比较， A335 P92 做为主蒸汽和再热热段管道的材料比 P122 和 E911 有更大的优势；由于当时 A335 P92 材料没有纳入任何材料标准 < 只列入 ASME Code Case ），通过研讨，其许用应力值是依据 2005 年 ECCC〔 欧洲蠕变学会 > 的评估值而选取的， 610 ℃时的许用应力为 66.6Mpa ；2007 年， P92 材料被纳入欧洲标准： DIN EN 10216-2 ，材料牌号为： X10CrVVMoVNb9-2 ， 610 ℃时的许用应力为 66.6Mpa ；4.2 再热冷段管道材料对于再热冷段蒸汽管道，虽然超超临界主蒸汽压力提高，但受到低压缸排汽湿度的限制，高压缸的排汽压力变化不大，因此，其正常工作最高排汽温度也不会超过 400° C；但营口二期工程的主机有特别要求，其高压缸排放温度可有短暂的 450° C，最高答应使用温度为427 °C 的 A672B70CL32 电熔焊接钢管已不能使用，所以挑选能耐更高温度的A691Cr1-1/4CL22 电熔焊接钢管；4.3 高压给水管道材料对于高压给水管道，由于受到烟气露点的限制，空气预热器出口的排烟温度很难做到低于120 °C，因此尽管超超临界机组的蒸汽参数提高得较多，但给水温度仍保护在 300 °C 左右，而目前建设的超超临界机组给水管道压力只是略高于 600MW 超临界机组，就目前国内外高压给水管道普遍采纳的 EN10216 － 2 标准的 15NiCuMoNb5-6-4 无缝钢管来说， 仍旧适用，不涉及新材料的应用；4.4 四大管道材料及规格四大管道的材料和规格欢迎下载精品学习资源汽轮机旁路系统设计特点由于三菱公司机组的成熟启动方式为汽轮机高压缸启动，机组启动时，锅炉再热器在掌握烟温的前题下可以干烧，所以旁路系统采纳一级旁路系统，由主汽经旁路阀减温减压后进入凝汽器；旁路容量按满意机组启动功能设计，容量为 30%BMCR ，旁路阀采纳电动；减温水来自凝聚水系统；一级大旁路系统降低了电厂设备的初投资，比二级旁路系统削减了占地面积，简化了掌握连锁程序，降低了运行保护费用；1. 给水系统设计特点2.欢迎下载精品学习资源6.1 给水系统给水系统采纳单元制，每台机组配置二台 50%B-MCR 容量的汽动给水泵，一台电动定速给水泵作为启动及紧急停机 < 主机凝汽器破坏真空）锅炉补水用泵；锅炉最小直流负荷为25%BMCR ，为满意锅炉启动要求，电动定速给水泵的容量为 25%BMCR ；每台汽动给水泵有一台定速电动机拖动的前置泵；汽动给水泵与前置泵不考虑交叉运行；电动给水泵前置泵与主泵用同一电机拖动；给水系统中三台高压加热器采纳大旁路系统，旁路管道由 3 号高加入口前三通阀接出，在1 号高加出口电动闸阀后接入，具有系统简洁，阀门少，投资节约，运行保护便利等优点；给水泵汽轮机为单缸、单轴、纯凝汽汽轮机；正常工作汽源来自主汽轮机四级抽汽，备用汽源来自主汽轮机高压缸排汽；小汽机排汽进入主凝汽器；6.2 给水系统主要设备技术规范<1 ） 给水泵汽轮机 型号 NK63/71型式：单缸、单轴、纯凝汽；台数： 2 台< 每台机组）运行方式：变参数、变功率、变转速安装方式： 独立底盘工作汽源 : 四段抽汽 〔 在主机 THA 工况时， >压力 : 1.0 MPa温度 : 380 ℃流量 : 82.395t/h备用汽源：冷再热蒸汽；<2 ） 汽动给水泵汽动给水泵： 型号 CHDT6/5 ； 台数： 每台机 2 台；入口流量： 944t/h ； 扬程： 3294mH2O ；<3 ）汽动给水泵前置泵：型号 SQ300-670 ； 台数： 每台机 2 台；流量： 944t/h ； 扬程： 149mH2O ；电动机： 520kW ， 6000V ；欢迎下载精品学习资源<4 ）电动给水泵及其前置泵：电动给水泵前置泵： 型号 HPK Y200-315 ； 台数： 每台机 1 台；流量： 531t/h ；扬程： 120m H2O ；<5 ）电动给水泵： 型号 HGC5/8 ； 台数： 每台机 1 台；流量： 531t/h ；扬程： 1123mH2O；电动机： 1800kW， 6000V ；<6 ） 高压加热器1 号高压加热器：型号 JG-1970-1卧式，换热面积1970m2；2 号高压加热器：型号 JG-2000-2卧式，换热面积2000m2；3 号高压加热器：型号 JG-1500-1卧式，换热面积1500m2；1.凝聚水系统设计特点7.1 凝聚水系统凝汽器为单壳体、单背压、单流程，冷却面积为 25000 m2 ；凝聚水系统设两台 100% 容量立式定速凝聚水泵，四台低压加热器，一台轴封冷却器，一台内置式除氧器，一台 300m3 凝聚水贮水箱和一台凝聚水输送水泵，凝聚水精处理采纳中压系统；除氧水箱有效容积为 235m3 ，相当于约 7~8 分钟的锅炉最大给水量；每台机组设有一台 300m3 的凝聚水贮水箱和一台凝聚水输送泵，为凝聚水系统供应补水和启动注水，并作为凝汽器热井水位掌握的贮水和补水容器，同时也用于锅炉启动上水等；相邻两台凝聚水贮水箱和凝聚水输送泵出口之间设置一根联络管，并设有隔离门，正常运行时相互隔断；欢迎下载精品学习资源本系统仍向减温器供应减温水；凝汽器为单流程单背压表面式、单壳体、横向布置，其喉部内设置有 7 号、 8 号两个低加和旁路的二级减温减压器；7.2 凝聚水系统主要设备技术规范<1 ） 除氧器 型号 SSD-1900/235 。