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东汽高效超超临界660MWr1要点分析.pptx
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文档介绍：1高效超超临界660MW汽轮机普安技术方案介绍东方汽轮机有限公司高效优化缘由1高效超超660MW方案方案技术来源高可靠性设计4高经济性设计结束语目录高效超超临界660MW技术介绍3母型机：高中压合缸、三缸四排汽结构紧凑；但机组受高中压跨距限制，使高中压通流设计级数少，高中压单级焓降大，隔板易变形；过桥汽封漏汽量大；同时高中压内缸体积大，易变形漏汽；中低压分缸压力高，高效中压分配焓降少，低压内缸进汽部分易变形漏汽，综合导致原高中压合缸机组运行经济性、可靠性较差。高效优化机型：高中压分缸、四缸四排汽跨距无限制、单跨跨距小，轴系更稳定；高中压通流设计级数多、更流畅，单级焓降小、隔板不易变形；无过桥汽封漏汽、单个汽缸刚性更好、不存在内缸漏汽；同时中低压分缸压力低，高效中压分配焓降多，低压内缸进汽部分应力低，不变形漏汽，提高机组运行经济性、可靠性。0高效优化缘由高效超超临界660MW技术介绍41高效超超660MW方案型式-高中压分缸、四缸四排汽参数-25/580/580配汽方式-全周+补汽阀末叶长度mm1016通流级数-12/10/2×2×5高效超超临界660MW技术介绍国际对标自主研发经济性优化可靠性提高5☆技术路线：继承优化、自主研发舟山、万州1000MW机型鸳鸯湖1000MW空冷机型焦作660MW机型安源二次再热660MW技术保障稳定的设计队伍先进的数值分析技术完整的试验能力广泛的技术交流与合作高效可靠超超临界机组热力系统优化结构优化通流优化母型机经济性可靠性潜力2方案技术来源高效超超临界660MW技术介绍编号主汽参数MPa/℃/℃结构末叶mm冷却工程项目进度Ⅰ代母型25/600/600合缸四排汽1016湿冷华电芜湖、新昌、射阳港中电芜湖、宁德、井冈山、景德镇、汕尾等均已投运25/600/600合缸四排汽1092湿冷西塞山（680MW）已投运25/566/601000MW超超临界汽轮机蒸汽参数优化
1000MW超超临界汽轮机蒸汽参数优化及讨论
（上海外高桥第三发电有限责任公司， 上海
邮编200137）
【摘要】：外高桥三期2×1000MW超超临界汽轮机为上汽（SIEMENS）机型，采用补汽阀调频及过负荷调节。通过优化，以压力条件作为划分定压和滑压的判据，最高冷却水温条件下功率≤1000MW时不开补汽阀，且其他水温下能在功率&1000MW且P&27MPa的情况下尽可能进行滑压运行，提高了运行的经济性。采用≥3D弯管等，降低造价，降低再热系统压降，提高运行经济性和安全性。通过降低冷却水设计温度，单独设汽动给水泵汽轮机的凝汽器，降低进入主凝汽器的蒸汽流量及热负荷，降低了机组平均背压和端差，提高了机组热经济性。
【关键词】：超超临界；汽轮机；补汽阀； 滑压运行；参数优化
【中图分类号】：
外高桥三期工程，建设两台1000MW国产引进型超超临界汽轮发电机组， 2006年开工，计划2009年全部建成投产。在此之前，国内已有玉环、邹县、泰州开建百万级超超临界机组项目，且采用技术及机型各有不同。在这前三个项目中，玉环的汽轮机采用德国SIEMENS技术，而另两个项目采用的是日本日立及东芝技术。鉴于目前在百万级的单轴汽轮机领域，唯德国SIEMENS有着较多的业绩，且其综合技术优势明显，再加上外高桥二期2×900MW项目的SIEMENS汽轮机优异的性能表现，故三期的汽轮机最终亦选择了上海电站集团引进的该机型。
2、基本参数的选择
鉴于在外高桥三期之前的玉环工程，已就1000MW机组的选型及参数选择做了大量工作，且本工程工期较为紧迫，为尽可能减少不必要的投入，在对该机的基本情况作了了解后，决定基本沿用该机的设计参数。该机型及设计参数如下：
型式：单轴，反动式，一次再热，四缸四排汽（备选五缸六排汽），无调节级，单支点轴系，双背压。末级叶片1046mm（备选方案末级叶片977mm）。
额定功率：
主蒸汽流量（额定/最大）
2733T/H /2955T/H
主汽/再热蒸汽压力：
26.25MPa/6.4MPa
主汽/再热蒸汽温度：
600℃/600℃
排汽压力：
4.19kPa/5.26kPa
1000MW超超临界汽轮机蒸汽参数优化
设计热耗：
7312 kJ/kWh
过负荷调节方式：
最大出力：
1060MW（补汽阀全开）
为留有在技术上作进一步优化的余地，招标书规定经技术论证后，最终主蒸汽压力在≤27MPa内，投标方不得加价。
在外高桥三期的主设备招标时，上汽（SIEMENS）的投标基本方案为玉环机型（以下简称,,投标机型"）。在对该机型的性能参数及运行方式作了较深入的研究，并比较外高桥二期900MW机组的设计特点后，我们认为该机型的蒸汽参数及运行方式还可作进一步的优化，以期获得更优的技术经济性能。
3、主汽参数及运行方式的优化
3.1 无调节级设计及滑压运行
理论和实践均已证明，大容量超临界机组，采用无调节级并滑压运行，在全负荷范围内的经济性均优于带调节级的机组，且取消调节级后，可获得一系列的附加技术优势，故SIEMENS的大型超临界汽轮机，均采用了无调节级设计，滑压运行方式。不过，纯滑压运行的机组，虽无节流损失，经济性最优，但调频响应最差。为兼顾一次调频与经济性，根据用户需求的不同，可采用不同的滑压及调频运行方式。 ③
3.2 外高桥900MW机型的调频方式
外高桥二期SIEMENS 900MW超临界汽轮机，采用的是不带补汽阀的所谓改进型滑压运行方式。这种机组在稳态工况时，
主汽调节门保持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。在负荷
升至汽轮机TMCR到VWO工况区域
内时，调门则逐步减少预留节流压降
值直至全部开启，在此过程中，流量
增加，主汽压力不变。见图1。由图可
见，这种调节方式，除了VWO点，在任何稳态负荷，调门均存在着节流损失。而在TMCR后，节流压降逐步减少直至VWO工况时压降为零。机组及系统，包括锅炉的设计压力基准为TMCR—VWO的运行压力。
在调频幅度不大，调门的5%节流预留量能应付的情况下，由于调频所需的加、减负荷的对称性，调门的节流平均值不变。故该机型并不因为参与调频而增加节流损失
外高桥900MW机型的滑压运行图
1000MW超超临界汽轮机蒸汽参数优化
3.3 投标1000MW机型的调频方式
上汽的投标机型与外高桥900MW
机型略有不同，其四缸方案的低压缸
与后者几乎一样，中压缸也基本相同。
区别较大的是高压缸，除多了一个高
加抽汽口外，还增加了一个第五级动
叶后的中间进（补）汽口。在主汽阀
前与该进汽口之间连有一个补汽调节
阀。在设计工况（循环水温20℃）额
定出力（1000MW）及以下的稳定负
荷，该补汽阀处于关闭状态，过了
1000MW设计功率点，补汽阀逐步开启图2
投标机型的滑压运行图
直至最大出力，即相当于VWO工况。在补汽阀开启后直至VWO工况的加负荷，流量增加但主汽压力不变（稳态），反之亦然。与此相对应，稳态工况下，主汽调节阀在最低定压运行点Pmin以上的所有负荷，均处于全开状态。因此，在Pmin以上直至设计额定功率（稳态），机组均为纯滑压运行，而超过设计额定功率后则为定压运行。如图2。
与外高桥900MW机型的调频方式不同，该机主调门及补汽阀均参与调频。任何时候在加负荷时，先开补汽阀作为快速响应，尔后再由机组的协调控制系统增加锅炉热负荷直至补汽阀全关。在减负荷时，先关小主调门，尔后锅炉降低热负荷直至主调门全开。不管是开启补汽阀或关小主调门均会增加节流损失，这就意味着该机型在参与一次调频及快速二次调频时将增加节流损失，即相当于用效率换调频。
3.4 两种机型的调频特点对比
由对比表可以看出，总体而言，投标机型调频方式的合理性应优于外高桥900MW机型。这是因为通常情况下，机组的运行范围应在40~100%额定负荷之间。对于外高桥900MW机型，始终存在着5%的节流损失。而投标机型，在稳态工况下则无调门节流损失。加上参与调频的附加节流，其损失也应明显小于前者，且电网的周波越稳，该项损失就越小。虽然在过负荷区间，外高桥900MW机型的节流损失逐步减少，投标机型则反之，但该区域的运行概率远低于40~100%额定负荷。不过，从SIEMENS给出的热平衡计算图可以看出，当补汽阀开启后，汽轮机的效率会明显下降。
从上述分析中可以看出，上汽的投标机型亦可随时转成外高桥900MW机型的预节流调频方式运行。这只要关闭补汽阀，主调门改为5%主汽压力节流就可。只是这会降低正常运 3
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烟气分配调温挡板是电站锅炉蒸汽温度调节的主要方法之一，特别适宜燃用贫煤和无烟煤的锅炉及超临界锅炉。随着锅炉机组容量及参数的提高，125MW及其以上容量的发电机组均采用了再热蒸汽方式，不但要求锅炉应具有良好的汽温调节特性，还要求具有较高的热效率和适应调峰的能力。如何选择适宜的汽温调节方法使再热蒸汽和过热蒸汽温度在一定的负荷变化范围内都达到所要求的设计值，是锅炉设计工作者主要课题之一。
本文根据烟气分配挡板调温锅炉的特点，推导出烟气分配挡板调温锅炉的特性计算公式和判断烟气分配挡板调温锅炉设计品质优劣的准则，并通过计算机程序计算结果进行验证。通过这些特性计算公式，对相类似的机组锅炉的热力和烟气阻力特性进行了大量的计算、比较和分析，并提出了设计烟气分配挡板锅炉时为了达到良好的热力和烟气阻力特性所注意的问题，分析其在烟气量变化时对再热蒸汽温度和过热蒸汽温度的影响，为新设计的烟气分配挡板调温锅炉受热面的布置提供设计依据和理论指导，对进一步提高锅炉的设计水平有重大意义。
汽温调节的热力特性还必须与烟气阻力特性相配合才能够实现和达到预期的效果，根据烟气横向冲刷光管的阻力计算公式，推出单烟道烟气动力特性阻力计算公式和双烟道烟气动力特性阻力计算公式，根据双烟道阻力相等原则，推出单烟道流量、烟气分配比和速度计算公式，并根据国内在某锅炉空气动力特性试验的基础上绘制的特性曲线对相类似的机组锅炉的烟气阻力特性进行计算，确定烟气分配挡板的截面，从而完成锅炉在烟气分配特性的实现。
汽包水位是锅炉运行的重要参数,它直接影响锅炉运行的安全性和经济性.本文针对国电发[2001791号]"关于印发《国家电力公司电站锅炉汽包水位测量系统配置、安装和使用若干规定》"出台后火电厂锅炉汽包水位测量存在的问题:改造集中针对差压式汽包水位计,就地水位计和电接点水位计基本上维持原状,各类型汽包水位测量装置在运行中的偏差不但没有减小,而且有不同程度的增加,在负荷变化大的工况下尤为突出;汽包两侧都不同程度地存在着水位测量偏差的问题.通过对各种测量方式的特性研究,提出了差压式水位计较为精确的工程测量计算方法和配置就地连通管水位计、电接点水位计使用多刻度标尺的创新性优化建议.在解决测量问题的基础上,本文介绍了应用PLC实现差压式水位测量的计算和水位保护的一整套方案,该方案在湖南金竹山电厂应用取得了良好的效果.
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