600MW超臨界機(jī)組總體介紹

600MW超臨界機(jī)組

汽輪機(jī)系統(tǒng)總體介紹

朱江寧

目錄一、汽輪機(jī)和熱力學(xué)相關(guān)知識(shí)簡(jiǎn)介二、超臨界機(jī)組的經(jīng)濟(jì)性三、超臨界機(jī)組和亞臨界機(jī)組的異同四、超臨界機(jī)組的發(fā)展五、超臨界汽輪機(jī)的關(guān)鍵技術(shù)六、東汽600MW超臨界機(jī)組介紹七、我公司600MW機(jī)組相關(guān)介紹八、新建機(jī)組和原#5機(jī)組系統(tǒng)異同。600MW超臨界機(jī)組

汽輪機(jī)系統(tǒng)總體介紹一、汽輪機(jī)和熱力學(xué)相關(guān)知識(shí)簡(jiǎn)介

－汽輪機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)簡(jiǎn)介汽輪機(jī)是利用蒸汽熱能做功的旋轉(zhuǎn)式原動(dòng)機(jī)。它工作時(shí)進(jìn)行兩個(gè)能量轉(zhuǎn)換過程，即先使蒸汽通過噴嘴流速提高，將蒸汽的熱能轉(zhuǎn)變?yōu)檎羝膭?dòng)能；然后再將蒸汽的動(dòng)能在動(dòng)葉柵中轉(zhuǎn)換成轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)的機(jī)械能。葉片按用途可分為動(dòng)葉片（又稱工作葉片，簡(jiǎn)稱葉片）和靜葉片（又稱噴嘴葉片）兩種。動(dòng)葉片安裝在轉(zhuǎn)子葉輪（沖動(dòng)式汽輪機(jī)）或轉(zhuǎn)鼓（反動(dòng)式汽輪機(jī)）上，接受噴嘴葉柵射出的高速汽流，把蒸汽的動(dòng)能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能，使轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)。靜葉片安裝在隔板或汽缸上起噴嘴作用；在速度級(jí)中作導(dǎo)向葉片，使汽流改變方向，引導(dǎo)蒸汽進(jìn)入下一列動(dòng)葉片。級(jí)是汽輪機(jī)中由噴嘴與動(dòng)葉片所構(gòu)成的基本工作單元。一、汽輪機(jī)和熱力學(xué)相關(guān)知識(shí)簡(jiǎn)介

－設(shè)備圖片一、汽輪機(jī)和熱力學(xué)相關(guān)知識(shí)簡(jiǎn)介

－設(shè)備圖片級(jí)的反動(dòng)度：蒸汽在動(dòng)葉片中的理想焓降與整個(gè)級(jí)的滯止理想焓降之比。純沖動(dòng)級(jí)：反動(dòng)度為零的級(jí)稱為純沖動(dòng)級(jí)。它的特點(diǎn)是：蒸汽只在噴嘴葉柵中膨脹，在動(dòng)葉柵中不進(jìn)行膨脹而只改變流動(dòng)方向，即在動(dòng)葉片中焓降為零。反動(dòng)級(jí)：通常把反動(dòng)度為0.5的級(jí)叫做反動(dòng)級(jí)。它的工作特點(diǎn)是蒸汽的膨脹約有一半在噴嘴葉柵中發(fā)生，另一半在動(dòng)葉柵中發(fā)生。帶反動(dòng)度的沖動(dòng)級(jí)：這種級(jí)介于純沖動(dòng)級(jí)和反動(dòng)級(jí)之間，其反動(dòng)度一般為0.05～0.2。也就是說，在這種級(jí)中，蒸汽的膨脹大部發(fā)生在噴嘴葉柵中，只有少部分膨脹在動(dòng)葉柵中發(fā)生，也就是蒸汽在動(dòng)葉中有少量焓降。一、汽輪機(jī)和熱力學(xué)相關(guān)知識(shí)簡(jiǎn)介

－汽輪機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)簡(jiǎn)介一、汽輪機(jī)和熱力學(xué)相關(guān)知識(shí)簡(jiǎn)介

－汽輪機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)簡(jiǎn)介通常汽輪機(jī)一級(jí)中只有一列動(dòng)葉片，蒸汽在這一列動(dòng)葉片做功后尚有很大的動(dòng)能沒有被利用就排出汽輪機(jī)，必然會(huì)造成很大的動(dòng)能損失，即所謂的余速損失。為了使排汽的動(dòng)能再次被利用，從而產(chǎn)生了雙列速度級(jí)。在雙列速度級(jí)中一級(jí)有兩列動(dòng)葉片，在兩列動(dòng)葉片之間裝有導(dǎo)向葉片，導(dǎo)向葉片的裝設(shè)位置與噴嘴位置相對(duì)應(yīng)。一、汽輪機(jī)和熱力學(xué)相關(guān)知識(shí)簡(jiǎn)介

－汽輪機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)簡(jiǎn)介雙列速度級(jí)仍屬于沖動(dòng)級(jí)，蒸汽的膨脹只在噴嘴內(nèi)進(jìn)行，只是與單沖動(dòng)級(jí)不同的是蒸汽從噴嘴中出來經(jīng)過兩列動(dòng)葉片，第一列動(dòng)葉片的排汽動(dòng)能在第二列動(dòng)葉片中被進(jìn)一步利用，減少了余速損失，有較大的熱焓降。因此其功率比單級(jí)大。由于蒸汽在雙列速度級(jí)噴嘴和動(dòng)葉片中流速高，再加之有導(dǎo)向葉片，汽流經(jīng)過多次轉(zhuǎn)折，因而增大了流動(dòng)損失，所以雙列速度級(jí)的效率低于單級(jí)的效率。一、汽輪機(jī)和熱力學(xué)相關(guān)知識(shí)簡(jiǎn)介

－汽輪機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)簡(jiǎn)介由于雙列速度級(jí)做功能力大，熱焓降大，蒸汽經(jīng)過雙列速度級(jí)后汽壓、汽溫下降較多，所以小容量汽輪機(jī)一般都把它作為第一級(jí)也就是調(diào)節(jié)級(jí)，這樣其后的高溫、高壓段縮短，可以減少壓力級(jí)級(jí)數(shù)、簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)、縮小體積。而且在汽缸和轉(zhuǎn)子上都能節(jié)約一定數(shù)量的貴重金屬材料，降低造價(jià)。一、汽輪機(jī)和熱力學(xué)相關(guān)知識(shí)簡(jiǎn)介

－汽輪機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)簡(jiǎn)介汽輪機(jī)最常采用的配汽方式為噴嘴配汽和節(jié)流配汽。節(jié)流配汽：就是汽輪機(jī)的進(jìn)汽量全部經(jīng)過一個(gè)或幾個(gè)同時(shí)開關(guān)的調(diào)節(jié)汽門進(jìn)入所有噴嘴。噴嘴配汽：進(jìn)入汽輪機(jī)的進(jìn)汽量，通過數(shù)只依次啟閉的調(diào)節(jié)汽門，進(jìn)入汽輪機(jī)的第一級(jí)噴嘴調(diào)整汽輪機(jī)的負(fù)荷。每個(gè)調(diào)節(jié)汽門控制一組噴嘴，根據(jù)負(fù)荷的多少確定調(diào)節(jié)汽門的開啟數(shù)目。一、汽輪機(jī)和熱力學(xué)相關(guān)知識(shí)簡(jiǎn)介

－汽輪機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)簡(jiǎn)介與順序閥噴嘴調(diào)節(jié)（部分進(jìn)汽）相比，單閥節(jié)流調(diào)節(jié)（全周進(jìn)汽）具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造成本低、在負(fù)荷變化時(shí)級(jí)后溫度變化小、對(duì)負(fù)荷變動(dòng)的適應(yīng)性較好、部分負(fù)荷時(shí)調(diào)節(jié)級(jí)負(fù)荷小等優(yōu)點(diǎn)。它的缺點(diǎn)是在部分負(fù)荷時(shí)節(jié)流損失大，經(jīng)濟(jì)性較差。（哈汽、上汽）機(jī)組投產(chǎn)的前半年，應(yīng)單閥運(yùn)行，以增加葉片的機(jī)械可靠性。與節(jié)流調(diào)節(jié)相比，噴嘴調(diào)節(jié)在低負(fù)荷運(yùn)行時(shí)節(jié)流損失小，效率高，運(yùn)行穩(wěn)定。缺點(diǎn)是負(fù)荷變化時(shí)機(jī)組高壓部分蒸汽溫度變化大，容易在調(diào)節(jié)級(jí)處產(chǎn)生較大的熱應(yīng)力，對(duì)負(fù)荷變動(dòng)的適應(yīng)性差，部分負(fù)荷時(shí)調(diào)節(jié)級(jí)負(fù)荷大。

一、汽輪機(jī)和熱力學(xué)相關(guān)知識(shí)簡(jiǎn)介

－汽輪機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)簡(jiǎn)介噴嘴調(diào)節(jié)只有當(dāng)調(diào)節(jié)級(jí)的比焓降很大時(shí)才顯示出它的優(yōu)越性，故擔(dān)負(fù)尖峰負(fù)荷的機(jī)組宜采用具有雙列調(diào)節(jié)級(jí)的噴嘴調(diào)節(jié)，而擔(dān)負(fù)基本負(fù)荷的機(jī)組，由于負(fù)荷比較穩(wěn)定，為了保證其有較高的效率，常采用節(jié)流調(diào)節(jié)或具有單列調(diào)節(jié)級(jí)的噴嘴調(diào)節(jié)。我公司的600MW超臨界機(jī)組，主要承擔(dān)基本負(fù)荷，具備雙抽可調(diào)供熱能力并具有一定的調(diào)峰能力。故調(diào)節(jié)級(jí)采用單列調(diào)節(jié)級(jí)。一、汽輪機(jī)和熱力學(xué)相關(guān)知識(shí)簡(jiǎn)介

－汽輪機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)簡(jiǎn)介東汽（日立）的600MW超臨界機(jī)組DEH對(duì)CV、ICV閥門控制有別于國(guó)內(nèi)DEH通用設(shè)計(jì),未設(shè)計(jì)單閥和順序閥的控制邏輯,而采用的是混合閥控制,即在機(jī)組啟動(dòng)到正常運(yùn)行過程中,所有調(diào)門的閥位指令為總流量指令的函數(shù)。在機(jī)組未投入暖機(jī)功能時(shí),總流量指令=CV流量指令=ICV流量指令,當(dāng)機(jī)組在暖機(jī)控制期間,總流量指令=CV流量指令+ICV流量指令,這樣的閥門特性在實(shí)踐中證明,既減少了閥門的截流損耗又避免了閥門切換帶來的擾動(dòng)。一、汽輪機(jī)和熱力學(xué)相關(guān)知識(shí)簡(jiǎn)介

－設(shè)備圖片一、汽輪機(jī)和熱力學(xué)相關(guān)知識(shí)簡(jiǎn)介

－汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子是汽輪機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)部分的總稱，它擔(dān)負(fù)著把噴嘴葉柵出來的蒸汽的動(dòng)能轉(zhuǎn)變?yōu)檩S旋轉(zhuǎn)的機(jī)械能及功率傳遞的重任，是汽輪機(jī)最重要的部件之一。通常沖動(dòng)式汽輪機(jī)的轉(zhuǎn)子采用轉(zhuǎn)輪式轉(zhuǎn)子；反動(dòng)式汽輪機(jī)的轉(zhuǎn)子為避免軸向推力過大而采用轉(zhuǎn)鼓式轉(zhuǎn)子。轉(zhuǎn)子工作時(shí)，因高速旋轉(zhuǎn)，它除了要轉(zhuǎn)換能量、傳遞扭矩外，還要承受旋轉(zhuǎn)時(shí)質(zhì)量所產(chǎn)生的離心力，因此要用高強(qiáng)度的金屬材料制成。

一、汽輪機(jī)和熱力學(xué)相關(guān)知識(shí)簡(jiǎn)介

－汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子我公司600MW汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子分為高中壓轉(zhuǎn)子、低壓A轉(zhuǎn)子和低壓B轉(zhuǎn)子，通過剛性聯(lián)軸器聯(lián)接。各轉(zhuǎn)子各自支撐在2個(gè)軸承上，整個(gè)軸系通過位于2號(hào)軸承座內(nèi)的推力軸承定位。高中壓轉(zhuǎn)子和低壓轉(zhuǎn)子均為整鍛無中心孔轉(zhuǎn)子，在相同熱應(yīng)力的條件下，增大了轉(zhuǎn)子的循環(huán)壽命，降低了制造成本。一、汽輪機(jī)和熱力學(xué)相關(guān)知識(shí)簡(jiǎn)介

－設(shè)備圖片一、汽輪機(jī)和熱力學(xué)相關(guān)知識(shí)簡(jiǎn)介

－設(shè)備圖片一、汽輪機(jī)和熱力學(xué)相關(guān)知識(shí)簡(jiǎn)介

－汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子可以在不揭缸的情況下，可利用汽缸端部設(shè)置的專用手孔，在高中壓轉(zhuǎn)子排汽口側(cè)的軸凸肩上，裝設(shè)或調(diào)整其重塊的位置或重量。也可以在高中壓轉(zhuǎn)子中壓側(cè)末級(jí)葉輪，高壓側(cè)調(diào)節(jié)級(jí)前轉(zhuǎn)子燕尾槽內(nèi)以及高中壓轉(zhuǎn)子高壓側(cè)排汽口轉(zhuǎn)子燕尾槽內(nèi)加裝平衡塊。一、汽輪機(jī)和熱力學(xué)相關(guān)知識(shí)簡(jiǎn)介

－設(shè)備圖片一、汽輪機(jī)和熱力學(xué)相關(guān)知識(shí)簡(jiǎn)介

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－汽輪機(jī)動(dòng)葉片動(dòng)葉片是汽輪機(jī)中最重要的零件之一，主要表現(xiàn)在：1、它作為蒸汽熱能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能的主要作功部件，其結(jié)構(gòu)型線、工作狀態(tài)將直接對(duì)能量轉(zhuǎn)換效率產(chǎn)生影響；2、數(shù)量最多，加工工作量相當(dāng)大；3、它是汽輪機(jī)中承受應(yīng)力最高的零件，又必須在相當(dāng)惡劣的工作條件下工作，事故率很高。因此，葉片的結(jié)構(gòu)、性能不僅涉及到設(shè)計(jì)制造，而且和汽輪機(jī)的經(jīng)濟(jì)性及運(yùn)轉(zhuǎn)的安全可靠性關(guān)系密切。一、汽輪機(jī)和熱力學(xué)相關(guān)知識(shí)簡(jiǎn)介

－汽輪機(jī)動(dòng)葉片汽輪機(jī)的動(dòng)葉片一般有三部分組成：一是通過橫銷緊固在轉(zhuǎn)子的葉根，二是將蒸汽動(dòng)能轉(zhuǎn)化成機(jī)械能的葉高部分，三是引導(dǎo)蒸汽流動(dòng)、并在葉輪外徑設(shè)置的護(hù)罩，即圍帶部分。一、汽輪機(jī)和熱力學(xué)相關(guān)知識(shí)簡(jiǎn)介

－汽輪機(jī)動(dòng)葉片汽輪機(jī)葉片由于運(yùn)行條件和作用不同，分為不同的類型。葉片按其截面是否沿葉高變化，可將葉片分為等截面葉片、變截面葉片和扭曲葉片。一般情況下，高中壓轉(zhuǎn)子的的葉片采用等截面葉片，而低壓轉(zhuǎn)子后幾級(jí)毫無例外的采用變截面扭曲葉片。

一、汽輪機(jī)和熱力學(xué)相關(guān)知識(shí)簡(jiǎn)介

－汽輪機(jī)動(dòng)葉片圖示圍帶拉筋靜止時(shí)有間隙額定轉(zhuǎn)速時(shí)接觸接觸叉型葉根一、汽輪機(jī)和熱力學(xué)相關(guān)知識(shí)簡(jiǎn)介

－中壓葉片圖片一、汽輪機(jī)和熱力學(xué)相關(guān)知識(shí)簡(jiǎn)介

－低壓葉片圖片一、汽輪機(jī)和熱力學(xué)相關(guān)知識(shí)簡(jiǎn)介

－汽輪機(jī)動(dòng)葉片圖片一、汽輪機(jī)和熱力學(xué)相關(guān)知識(shí)簡(jiǎn)介

－超臨界的含義超臨界機(jī)組有著明確的物理意義。從工程熱力學(xué)中水蒸氣性質(zhì)圖表中知道，水蒸汽臨界點(diǎn)參數(shù)：臨界壓力＝22.129MPa，臨界溫度＝374.15℃，臨界焓＝2095.2kJ/kg，臨界熵＝4.4237kJ/kg.K，臨界比容＝0.003147M3/kg。水在低于臨界壓力的壓力下定壓加熱變?yōu)檎羝钠A段，呈現(xiàn)濕飽和蒸汽狀態(tài)，整個(gè)汽化過程處于水與蒸汽兩相共存的狀態(tài)。水在等于臨界壓力的壓力下定壓加熱變?yōu)檎羝?，汽化階段縮為一點(diǎn)（臨界點(diǎn)），即水加熱到臨界溫度時(shí)就立即全部汽化，汽化是在一瞬間完成的，無水與蒸汽兩相共存的狀態(tài)，但有相變點(diǎn)。水在高于臨界壓力的壓力下定壓加熱逐漸變?yōu)檫^熱蒸汽，無汽化過程，無相變點(diǎn)。工程上把主蒸汽壓力超過22.129MPa的機(jī)組稱為超臨界機(jī)組。二、超臨界機(jī)組的經(jīng)濟(jì)性從工程熱力學(xué)中關(guān)于火力發(fā)電廠理論基本循環(huán)－郎肯循環(huán)分析可知，在冷端工況不變條件下，提高新蒸汽參數(shù)是提高汽輪發(fā)電機(jī)組效率的重要發(fā)展方向。當(dāng)新蒸汽參數(shù)壓力在16.6MPa～31.0MPa，溫度為535℃～

600℃范圍內(nèi)，壓力每提高1MPa，機(jī)組熱耗下降0.18%～

0.29%；溫度每提高10℃，機(jī)組熱耗下降0.24%～

0.36%。在蒸汽壓力和溫度較高時(shí)，通過提高壓力而獲得的收益小一些。一般在蒸汽溫度為538℃時(shí)，蒸汽壓力由16.6MPa提高到24.0MPa，機(jī)組熱耗下降2.0%左右。在蒸汽壓力較高時(shí)，通過提高溫度而獲得的收益大一些。當(dāng)蒸汽壓力保持不變，蒸汽溫度由538℃提高到566℃時(shí)，機(jī)組熱耗一般下降0.8%～

1.2%左右。目前我國(guó)亞臨界600MW機(jī)組采用的進(jìn)汽參數(shù)為l6．7MPa／538℃／538℃．而超臨界600MW機(jī)組的進(jìn)汽參數(shù)為24．2MPa／566℃／566℃，后者效率約提高2．5％～3％，煤耗約降低8g／(kW·h)～10g／(kW·h)，其經(jīng)濟(jì)價(jià)值十分巨大。三、超臨界機(jī)組和亞臨界機(jī)組的異同超臨界機(jī)組的蒸汽參數(shù)大于臨界壓力，蒸汽和水的密度基本相同，首先受影響的是鍋爐的水冷壁。鍋爐水冷壁不能采用自然循環(huán)方式，必須采用強(qiáng)制流動(dòng)方式。即以直流鍋爐為主，也可采用復(fù)合循環(huán)方式，水冷壁的工作特性也不同于亞臨界機(jī)組鍋爐。亞臨界機(jī)組鍋爐即可采用自然循環(huán)方式，也可采用直流鍋爐形式。超臨界機(jī)組的汽輪機(jī)隨蒸汽溫度和壓力的提高，熱應(yīng)力和脹差將增大，需要采用新金屬材料或新技術(shù)。但汽輪機(jī)的工作特性與亞臨界機(jī)組汽輪機(jī)基本相同。三、超臨界機(jī)組和亞臨界機(jī)組的異同

亞臨界轉(zhuǎn)變?yōu)槌R界時(shí)受影響的部件：鍋爐水冷壁、過熱器等壓力部件；汽輪機(jī)高壓缸：汽缸、轉(zhuǎn)子、主汽閥等；機(jī)爐間的聯(lián)結(jié)管道：主蒸汽管、高壓旁路；給水管道--高壓加熱器；給水泵及其驅(qū)動(dòng)機(jī)；凝結(jié)水精處理裝置--化學(xué)水處理。亞臨界轉(zhuǎn)變?yōu)槌R界時(shí)不受影響的部件：發(fā)電機(jī)與輔機(jī)及輸配電系統(tǒng)與亞臨界機(jī)組相同；汽輪機(jī)低中壓缸模塊、凝汽器、低壓加熱器所用鋼材與亞臨界機(jī)組相同；輸煤、制粉系統(tǒng)、除塵設(shè)備與亞臨界機(jī)組相同。四、超臨界機(jī)組的發(fā)展發(fā)展超臨界機(jī)組是火力發(fā)電領(lǐng)域中提高發(fā)電效率、節(jié)約能源、改善環(huán)境影響、降低發(fā)電成本的必然趨勢(shì)，各國(guó)在火力發(fā)電領(lǐng)域中都積極采用超臨界參數(shù)的大容量機(jī)組。世界上早期研制的超臨界機(jī)組曾遇到所選用蒸汽參數(shù)過高的誤區(qū)，超越了當(dāng)時(shí)的技術(shù)發(fā)展水平，運(yùn)行中出現(xiàn)很多問題，如，鍋爐過熱器受熱面高溫腐蝕；汽輪機(jī)高壓缸的蠕變變形；運(yùn)行靈活性差，不能帶周期性負(fù)荷運(yùn)行等。以后世界上發(fā)展的超臨界機(jī)組采用的蒸汽參數(shù)多采用壓力為24MPa等級(jí)，主/再熱蒸汽溫度538℃～566℃。從二十世紀(jì)九十年代起，隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和材料技術(shù)的發(fā)展，超臨界機(jī)組的蒸汽參數(shù)又有提高的趨勢(shì)。目前，我國(guó)已可以生產(chǎn)蒸汽壓力為25Mpa～26.5Mpa，溫度為600℃～610℃,容量為1000MW等級(jí)的超臨界參數(shù)汽輪發(fā)電機(jī)組。四、超臨界機(jī)組的發(fā)展隨著超臨界機(jī)組的蒸汽參數(shù)進(jìn)一步提高，為了便于區(qū)別，在國(guó)際上又提出了超超臨界汽輪機(jī)組的概念（UltraSupercriticalSteamTurbine）。目前，超臨界汽輪機(jī)和超超臨界汽輪機(jī)的蒸汽參數(shù)劃分尚未有統(tǒng)一看法，有的認(rèn)為蒸汽參數(shù)為超臨界壓力，溫度等于或大于593℃的為超超臨界汽輪機(jī)組；有的認(rèn)為主蒸汽壓力超過27.5MPa，且溫度大于580℃為超超臨界汽輪機(jī)組；我國(guó)近期建設(shè)的一批電力工程項(xiàng)目，把采用壓力等于或大于25Mpa,溫度為600℃蒸汽參數(shù)的汽輪機(jī)組稱為超超臨界汽輪機(jī)組。但從水的物理特性上講只有亞臨界和超臨界之分。如徐州闞山發(fā)電廠#1機(jī)型號(hào)為

N600-25/600/600，就是我國(guó)第一臺(tái)投入運(yùn)行的超超臨界汽輪機(jī)組。五、超臨界汽輪機(jī)的關(guān)鍵技術(shù)

－金屬材料

為了追求更高的機(jī)組效率，一般的做法是在材料性能許可的的前提下，盡可能提高汽輪機(jī)的進(jìn)汽參數(shù)，特別是提高蒸汽溫度。但是，隨著蒸汽溫度的提高，所用材料的力學(xué)性能和許用應(yīng)力下降，汽輪機(jī)的承壓部件和轉(zhuǎn)動(dòng)部件的強(qiáng)度降低。同時(shí)，超臨界汽輪機(jī)與高溫有關(guān)的嚴(yán)重問題是工作應(yīng)力下產(chǎn)生蠕變變形、啟停與負(fù)荷快速變化過程中過大的熱應(yīng)力所產(chǎn)生的低周疲勞等。五、超臨界汽輪機(jī)的關(guān)鍵技術(shù)

－金屬材料超臨界汽輪機(jī)的厚截面部件，如：汽缸、轉(zhuǎn)子、噴嘴室、閥殼等，在啟停過程、參與電網(wǎng)調(diào)峰運(yùn)行、或者負(fù)荷快速變化過程中都承受很大的溫度梯度，由此產(chǎn)生的熱應(yīng)力接近或超過材料的屈服極限，嚴(yán)重影響這些部件的使用壽命，特別是轉(zhuǎn)動(dòng)部件還需承受離心應(yīng)力，要求材料在高溫下具有很高的抗蠕變斷裂強(qiáng)度。五、超臨界汽輪機(jī)的關(guān)鍵技術(shù)

－金屬材料汽輪機(jī)的不同部件所需用材料的性能要求是不同的，選擇材料主要依據(jù)結(jié)構(gòu)、溫度、壓力、轉(zhuǎn)速等方面的因素，除強(qiáng)度是必需要求外，還需考慮材料的抗氧化性、應(yīng)力腐蝕敏感性、膨脹系數(shù)、導(dǎo)熱率、疲勞性能、時(shí)效穩(wěn)定性、焊接性、脆性破壞強(qiáng)度等。五、超臨界汽輪機(jī)的關(guān)鍵技術(shù)

－蒸汽激振隨著超臨界參數(shù)的應(yīng)用，汽輪機(jī)進(jìn)汽參數(shù)越來越高，蒸汽的密度也隨著提高，在高壓轉(zhuǎn)子處易產(chǎn)生由蒸汽引起的低頻振動(dòng)，亦稱蒸汽激振。蒸汽激振力主要來自三個(gè)方面：一是動(dòng)葉片葉頂間隙激振；另一種是來自高壓轉(zhuǎn)子軸封、高壓隔板及動(dòng)葉片葉頂部汽封中；第三種是作用在轉(zhuǎn)子上的靜態(tài)蒸汽力。這三類蒸汽激振力是目前國(guó)內(nèi)外公認(rèn)的超臨界機(jī)組軸系動(dòng)力學(xué)研究中的重點(diǎn)問題。蒸汽激振常出現(xiàn)在機(jī)組并網(wǎng)后，負(fù)荷逐漸增加的過程中，其主要特征是振動(dòng)敏感于機(jī)組負(fù)荷，一般發(fā)生在機(jī)組帶較高負(fù)荷時(shí)。突發(fā)性振動(dòng)通常有一個(gè)門檻負(fù)荷值，超過此門檻值，立即激發(fā)蒸汽激振，而當(dāng)負(fù)荷降低到某一數(shù)值后，激振可消失，有較好的重復(fù)性。與軸承油膜渦動(dòng)不同，蒸汽激振產(chǎn)生的低頻振動(dòng)的頻率與轉(zhuǎn)子的工作轉(zhuǎn)速無關(guān)，常與轉(zhuǎn)子的一階臨界轉(zhuǎn)速相吻合。消除和減少超臨界參數(shù)汽輪機(jī)蒸汽激振故障原則上應(yīng)從增加轉(zhuǎn)子剛度、增大系統(tǒng)阻尼和減小蒸汽激振力三個(gè)方面著手。良好的超臨界參數(shù)汽輪機(jī)機(jī)組的軸系是避免發(fā)生蒸汽激振的根本保證。在進(jìn)行超臨界參數(shù)汽輪機(jī)軸系穩(wěn)定性計(jì)算時(shí)，除了常規(guī)設(shè)計(jì)及轉(zhuǎn)子、軸承、支撐、基礎(chǔ)等因素外，還必須考慮葉頂間隙激振和汽封蒸汽力的影響。采用先進(jìn)的葉頂汽封結(jié)構(gòu)或汽封布置，適當(dāng)增大葉頂汽封徑向間隙和減小軸向間隙，來消除或減少蒸汽激振力的作用。機(jī)組安裝時(shí)應(yīng)嚴(yán)格控制軸系揚(yáng)度、軸瓦緊力和各軸承的載荷分配；仔細(xì)調(diào)整高壓轉(zhuǎn)子圍帶汽封、隔板汽封、軸端汽封處的動(dòng)靜間隙，防止間隙偏差過大，以消除負(fù)荷工況下蒸汽激振力，避免蒸汽激振的發(fā)生。五、超臨界汽輪機(jī)的關(guān)鍵技術(shù)

－蒸汽激振五、超臨界汽輪機(jī)的關(guān)鍵技術(shù)

－蒸汽激振我國(guó)已投運(yùn)的超臨界機(jī)組中，華能南京電廠的300MW機(jī)組就產(chǎn)生過激振問題，2臺(tái)機(jī)組在調(diào)試中均存在蒸汽激振問題，采取了調(diào)整高壓調(diào)節(jié)閥門開啟順序及開度的方法，使大負(fù)荷工況下高壓轉(zhuǎn)子低頻振動(dòng)得到較好的抑制。綏中發(fā)電有限公司＃1機(jī)組（800MW）也發(fā)生過蒸汽激振問題。＃1機(jī)組在調(diào)試期間，當(dāng)負(fù)荷在700MW左右時(shí)，＃1軸承多次發(fā)生振動(dòng)突增現(xiàn)象，振動(dòng)主要是25HZ的分量，并因振動(dòng)大引起跳機(jī)。負(fù)荷降低后，機(jī)組振動(dòng)才恢復(fù)正常。后在運(yùn)行中采用改變高壓調(diào)節(jié)閥門開啟順序及開度的方法，才基本避免突發(fā)性振動(dòng)的發(fā)生，機(jī)組順利帶滿負(fù)荷運(yùn)行。五、超臨界汽輪機(jī)的關(guān)鍵技術(shù)

－固體顆粒物沖蝕（SPE）SPE：英文全稱SolidPelletErosion通流部件，主要是調(diào)節(jié)級(jí)和中壓缸第一級(jí)的固體顆粒侵蝕是亞臨界和超臨界機(jī)組普遍存在的問題。固體顆粒主要是由于鍋爐、主蒸汽管道和再熱蒸汽管道中內(nèi)表面的氧化鐵剝離層，剝離層脫落形成的固粒主要對(duì)調(diào)節(jié)級(jí)、再熱第一級(jí)靜動(dòng)葉產(chǎn)生嚴(yán)重沖蝕。機(jī)組蒸汽初參數(shù)越高，其攜帶固體顆粒的能力越大，對(duì)汽輪機(jī)的通流部分的損傷越大。通流部分的固體顆粒侵蝕不僅使機(jī)組的經(jīng)濟(jì)性惡化，同時(shí)，由于調(diào)節(jié)級(jí)承擔(dān)的焓降較大并工作在高溫高壓的蒸汽區(qū)，因而造成調(diào)節(jié)級(jí)的強(qiáng)度大大降低，危及機(jī)組的安全運(yùn)行。

五、超臨界汽輪機(jī)的關(guān)鍵技術(shù)

－固體顆粒物沖蝕（SPE）調(diào)節(jié)級(jí)的SPE主要產(chǎn)生在噴嘴出汽邊內(nèi)弧上，這主要是來自進(jìn)汽管的粒子被汽流加速后以小角度沖擊在壓力面出汽邊上，加上噴咀的轉(zhuǎn)折角較大，出汽邊內(nèi)弧正好處于沖擊射線上，因而在該部位容易產(chǎn)生嚴(yán)重沖蝕。中壓缸第一級(jí)固粒沖蝕主要表現(xiàn)在導(dǎo)葉出口背弧上，其SPE機(jī)理是靜動(dòng)葉片間粒子復(fù)雜的多重反射沖擊，來自靜葉出口的粒子首先打在動(dòng)葉進(jìn)汽邊背弧上，粒子在動(dòng)葉上獲得巨大切向速度，并以小角度沖擊導(dǎo)葉出口背弧表面，對(duì)靜葉形成嚴(yán)重的沖擊腐蝕。

五、超臨界汽輪機(jī)的關(guān)鍵技術(shù)

－固體顆粒物沖蝕（SPE）固體顆粒的侵蝕導(dǎo)致汽輪機(jī)通流效率降低，功率下降，檢修周期縮短，維修費(fèi)用上升。解決SPE的方法大致有優(yōu)化通流部分的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，機(jī)組配置合理的旁路、在容易發(fā)生SPE的部位涂層等。

美國(guó)火電機(jī)組設(shè)計(jì)一般不配置高低壓旁路系統(tǒng)，故早期的超臨界機(jī)組遇到的SPE問題較多而且嚴(yán)重。為解決這一問題，汽輪機(jī)制造廠走的是改變噴嘴和葉片的型線，控制進(jìn)汽角度，減少固體顆粒物對(duì)噴嘴和葉片的沖蝕的技術(shù)路線。同時(shí)對(duì)噴嘴和葉片使用的材料進(jìn)行研究，提高其抗固體顆粒物沖蝕的能力。還在噴涂技術(shù)方面，采用擴(kuò)散合金鐵鉻硼涂層、等離子噴涂鉻碳化物等技術(shù)提高葉片表面的耐磨性，有效地防止固體顆粒物沖蝕。五、超臨界汽輪機(jī)的關(guān)鍵技術(shù)

－固體顆粒物沖蝕（SPE）歐洲火電機(jī)組設(shè)計(jì)時(shí)一般配有高低壓旁路系統(tǒng)，可以減少啟動(dòng)過程中過熱器/再熱器的溫度變化，從而減少蒸汽管道內(nèi)壁氧化物的剝離形成的固體顆粒物；同時(shí)，由于啟動(dòng)過程中使用旁路系統(tǒng)，在汽輪機(jī)沖轉(zhuǎn)前，鍋爐中已產(chǎn)生一定的蒸汽流量，可以將所產(chǎn)生的固體顆粒物全部排入凝汽器。因此，歐洲超臨界參數(shù)機(jī)組發(fā)生固體顆粒物沖蝕的情況不像美國(guó)、日本那樣嚴(yán)重。如上海石洞口電廠的兩臺(tái)ABB公司制造的600MW超臨界機(jī)組，由于配有100％容量的旁路系統(tǒng)，自投產(chǎn)以來未見發(fā)生SPE現(xiàn)象的報(bào)道。五、超臨界汽輪機(jī)的關(guān)鍵技術(shù)

－汽輪機(jī)高溫部件冷卻技術(shù)隨著超臨界汽輪機(jī)的進(jìn)汽溫度的提高，所用材料的力學(xué)性能有所下降，為保證超臨界汽輪機(jī)的高溫部件有足夠的強(qiáng)度和使用壽命，除采用高溫性能好的鋼材外，還可以采用蒸汽冷卻技術(shù)和冷卻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。蒸汽冷卻是采用溫度比較低的蒸汽（如高壓缸排汽、高壓抽汽、或動(dòng)葉后蒸汽等）來冷卻超臨界汽輪機(jī)的高溫部件，降低這些高溫部件的工作溫度。五、超臨界汽輪機(jī)的關(guān)鍵技術(shù)

－汽輪機(jī)高溫部件冷卻技術(shù)超臨界汽輪機(jī)的噴嘴室、轉(zhuǎn)子、汽缸等高溫部件采用蒸汽冷卻技術(shù)，既可以提高現(xiàn)有材料的使用等級(jí)，充分利用材料的機(jī)械性能，降低啟停過程中瞬態(tài)熱應(yīng)力，又可以延長(zhǎng)這些部件的設(shè)計(jì)壽命。目前，蒸汽冷卻技術(shù)是超臨界汽輪機(jī)研制和生產(chǎn)中的關(guān)鍵技術(shù)，也是保證超臨界汽輪機(jī)安全運(yùn)行的重要技術(shù)手段。國(guó)內(nèi)三大主機(jī)制造廠通過和世界知名動(dòng)力設(shè)備生產(chǎn)廠商合作，都可以自主生產(chǎn)600MW以上大容量超臨界機(jī)組，并且形成各自的特點(diǎn)。上汽廠在西門子的支持下沿用西屋的技術(shù)，哈汽廠是在原亞臨界基礎(chǔ)上采用三菱的技術(shù)；東汽廠則全面引進(jìn)了日立公司600MW汽輪機(jī)設(shè)計(jì)制造技術(shù)。東汽首臺(tái)超臨界600MW機(jī)組于2005年1月在江蘇常熟（華潤(rùn)）電廠投入試運(yùn)行，2005年2月底正式投入商業(yè)運(yùn)行。投運(yùn)以來，機(jī)組運(yùn)行正常，各項(xiàng)技術(shù)均達(dá)到設(shè)計(jì)要求。

六、東汽600MW超臨界機(jī)組介紹六、東汽600MW超臨界機(jī)組介紹東汽廠600MW超臨界汽輪機(jī)為沖動(dòng)式汽輪機(jī)，也就是帶有一定反動(dòng)度的沖動(dòng)式汽輪機(jī)。上汽和哈汽廠都是反動(dòng)式汽輪機(jī)，而上汽和哈汽的高壓調(diào)節(jié)級(jí)（第一級(jí)）是復(fù)速級(jí)即雙列速度級(jí)屬于沖動(dòng)級(jí)，其后的壓力級(jí)都是反動(dòng)級(jí)，所以嚴(yán)格講是沖動(dòng)反動(dòng)聯(lián)合式汽輪機(jī)。由于反動(dòng)級(jí)靜葉及動(dòng)葉前后都有壓力差，所以內(nèi)部漏汽損失較大，因此每一級(jí)的熱焓降不宜過大。因此，同樣功率及蒸汽參數(shù)的多級(jí)汽輪機(jī)，反動(dòng)式汽輪機(jī)的級(jí)數(shù)多于沖動(dòng)式汽輪機(jī)。以下是三大廠型號(hào)都為N600-24.2/566/566的汽輪機(jī)的級(jí)數(shù)統(tǒng)計(jì)。東汽廠與其他兩大廠另外一點(diǎn)重要不同就是啟動(dòng)方式不一樣，上汽和哈汽機(jī)組可采用高壓缸啟動(dòng)，也可采用高、中壓缸同時(shí)控制啟動(dòng)的方式。而東汽廠主要采用中壓缸啟動(dòng)，這種方式機(jī)組啟動(dòng)沖轉(zhuǎn)時(shí)高壓缸不進(jìn)汽，處于暖缸狀態(tài)，而主蒸汽經(jīng)過高壓旁路管道進(jìn)入再熱器，當(dāng)再熱蒸汽參數(shù)達(dá)到機(jī)組沖轉(zhuǎn)要求的數(shù)值后，打開中壓主汽門和調(diào)節(jié)閥進(jìn)汽沖轉(zhuǎn)，當(dāng)轉(zhuǎn)速升至2300～2500r/min或機(jī)組并網(wǎng)帶一定負(fù)荷后，再切換為高、中壓缸同時(shí)進(jìn)汽，使高壓缸也進(jìn)汽作功。東汽機(jī)組也允許在旁路系統(tǒng)故障和一些特殊情況時(shí)采用高中壓聯(lián)合啟動(dòng)。六、東汽600MW超臨界機(jī)組介紹六、東汽600MW超臨界機(jī)組介紹

－金屬材料介于目前我國(guó)國(guó)情和技術(shù)條件，超臨界機(jī)組的選材基本原則可以分兩擋參數(shù)考慮：在24.2MPa/538℃/566℃參數(shù)下，高壓缸部分的材料可選用與亞臨界參數(shù)機(jī)組相同的材料。在24.2MPa/566℃/566℃參數(shù)下，高壓缸部分的材料可選用高一擋的材料，而中、低壓缸部分與亞臨界參數(shù)機(jī)組相同。下表是東汽超臨界與亞臨界所用材料對(duì)比。六、東汽600MW超臨界機(jī)組介紹

－金屬材料六、東汽600MW超臨界機(jī)組介紹

－金屬材料六、東汽600MW超臨界機(jī)組介紹

－低壓末級(jí)長(zhǎng)葉片在多級(jí)汽輪機(jī)中，由于蒸汽在各級(jí)中壓力不斷降低，蒸汽比容不斷加大，蒸汽的流通面積必須不斷加大，所以隨著蒸汽的不斷膨脹，各級(jí)噴嘴和動(dòng)葉片的高度、寬度都不斷加大。隨著超臨界機(jī)組單機(jī)容量的增大，必須增加汽輪機(jī)低壓缸的排汽能力，也就研發(fā)了更長(zhǎng)的末級(jí)長(zhǎng)葉片。采用更長(zhǎng)的末級(jí)葉片可以增大末級(jí)排汽面積，在相同的排汽容積流量的情況下，減少低壓缸和排汽口的數(shù)量，大幅度地減少汽輪機(jī)軸系的長(zhǎng)度和支撐軸承的數(shù)量，相應(yīng)降低了機(jī)組的造價(jià)。增加末級(jí)葉片的長(zhǎng)度可以減少末級(jí)排汽損失。例如：3000轉(zhuǎn)/分鐘的汽輪機(jī)，采用1066.8毫米（42英寸）末級(jí)葉片，與采用851毫米（33.5英寸）末級(jí)葉片相比，汽輪機(jī)效率相差1.3%～2.0%。

下表是國(guó)內(nèi)三大汽輪機(jī)制造廠600MW超臨界機(jī)組末級(jí)葉片的數(shù)據(jù)。六、東汽600MW超臨界機(jī)組介紹

－低壓末級(jí)長(zhǎng)葉片東汽的1016毫米的末級(jí)葉片，具有以下特點(diǎn)：末級(jí)長(zhǎng)葉片采用叉形葉根，其特點(diǎn)是具有相當(dāng)高的強(qiáng)度以抵抗葉片的離心力和蒸汽沖擊的彎應(yīng)力，由于末級(jí)葉片項(xiàng)速度很高，又工作在濕蒸汽區(qū)，葉片進(jìn)汽側(cè)上部鑲焊司鈦立合金片以防水擊。采用超音速區(qū)域內(nèi)能發(fā)揮良好性能的高效率葉型，提高葉片效率。對(duì)低真空領(lǐng)域內(nèi)運(yùn)行的隨機(jī)振動(dòng)和顫振有足夠的強(qiáng)度。對(duì)47Hz的低周波運(yùn)行具有足夠的強(qiáng)度。六、東汽600MW超臨界機(jī)組介紹

－防止蒸汽激振力的部分措施東汽全部葉片采用自帶冠結(jié)構(gòu)，在一定轉(zhuǎn)速下開始接觸，在額定轉(zhuǎn)速時(shí)連接件接觸面產(chǎn)生一定的最佳正應(yīng)力，在此正應(yīng)力作用下，阻尼件將大大地消耗葉片振動(dòng)能量，衰減振動(dòng)，降低葉片的動(dòng)應(yīng)力。采用圓柱彈簧支撐的橢圓汽封，這種汽封：天地間隙稍大、左右間隙較小，兼顧機(jī)組的經(jīng)濟(jì)性和運(yùn)行安全可靠性。汽封圈采用圓柱彈簧支撐，具有較好的退讓性能。隨著超臨界機(jī)組容量的增加，汽輪機(jī)的汽缸數(shù)增加，單跨轉(zhuǎn)子的直徑、長(zhǎng)度和重量也相應(yīng)增加，使機(jī)組軸系的總長(zhǎng)度增加，對(duì)軸系運(yùn)行穩(wěn)定性的要求也日益提高。東汽600MW超臨界汽輪發(fā)電機(jī)組軸系由汽輪機(jī)高-中壓轉(zhuǎn)子、低壓轉(zhuǎn)子A、低壓轉(zhuǎn)子B和發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子組成；汽輪機(jī)高-中壓轉(zhuǎn)子、兩根低壓轉(zhuǎn)子全部采用整鍛轉(zhuǎn)子；各轉(zhuǎn)子之間采用剛性聯(lián)軸器聯(lián)接；每根轉(zhuǎn)子各有兩個(gè)支持軸承，如圖所示。六、東汽600MW超臨界機(jī)組介紹

－提高軸系穩(wěn)定性所采取的措施在東汽超臨界600MW汽輪機(jī)中，支撐高-中壓轉(zhuǎn)子的軸承采用了可傾瓦軸承型式。可傾瓦軸承具有很強(qiáng)的抗失穩(wěn)能力，能消除導(dǎo)致軸頸渦動(dòng)的力源，可防止“蒸汽振蕩”及“油膜振蕩”的發(fā)生，它還具有功耗小，推遲潤(rùn)滑油從層流向紊流轉(zhuǎn)化的特點(diǎn)。支撐兩根低壓轉(zhuǎn)子的軸承均采用單側(cè)進(jìn)油、上瓦開槽橢圓軸承型式。此型式軸承在較重載荷時(shí)，具有較強(qiáng)的抗失穩(wěn)能力及相對(duì)較厚的油膜厚度，使在紊流工況下的軸承具有相對(duì)較低的烏金溫度和潤(rùn)滑油溫升。本機(jī)組軸承型式的匹配方式是保證機(jī)組軸系穩(wěn)定的最佳匹配方式。為現(xiàn)代大型汽輪發(fā)電機(jī)組所普遍采用。六、東汽600MW超臨界機(jī)組介紹

－提高軸系穩(wěn)定性所采取的措施六、東汽600MW超臨界機(jī)組介紹

－提高軸系穩(wěn)定性所采取的措施東汽在提高軸系穩(wěn)定性方面還采取了以下措施：采用超純凈轉(zhuǎn)子（低壓）鍛件,無中心孔轉(zhuǎn)子聯(lián)軸器帶止口，對(duì)中準(zhǔn)確、聯(lián)接牢靠主油泵剛性聯(lián)接高速動(dòng)平衡和超速試驗(yàn)

針對(duì)侵蝕機(jī)理，東汽采取以下有效防止固體微粒侵蝕技術(shù)措施：●調(diào)節(jié)級(jí)噴嘴采用新的斜面噴嘴型線（SPE葉型）技術(shù)●優(yōu)化再熱第1級(jí)動(dòng)、靜葉軸向間隙，使動(dòng)葉反射的SPE不能打在靜葉背弧上，切斷SPE多重反射的途徑●調(diào)節(jié)級(jí)噴嘴和再熱第1級(jí)動(dòng)靜葉采用耐沖蝕性能良好的含鈮鋼●高壓噴嘴室、調(diào)節(jié)級(jí)噴嘴、再熱第1級(jí)噴嘴進(jìn)行Cr-C噴涂處理●閥門安裝濾網(wǎng)，防止大顆粒固粒進(jìn)入通流部分六、東汽600MW超臨界機(jī)組介紹

－防固體顆粒物沖蝕（SPE）措施六、東汽600MW超臨界機(jī)組介紹

－高溫部件冷卻技術(shù)東汽在超臨界600MW機(jī)組中壓第一級(jí)葉輪處設(shè)置了冷卻裝置，其目的在于為了提高中壓轉(zhuǎn)子熱疲勞強(qiáng)度，減輕中壓第一級(jí)葉輪的熱應(yīng)力，冷卻蒸汽通過正第一級(jí)輪緣處的導(dǎo)流孔，起到冷卻中壓轉(zhuǎn)子高溫段輪轂及輪面的目的，并大大降低第一級(jí)葉片槽底熱應(yīng)力。冷卻蒸汽是從高壓第四級(jí)后引出，通過節(jié)流，再引入到中壓第一級(jí)葉輪處，對(duì)中壓第一級(jí)葉輪進(jìn)行冷卻。東汽超臨界600MW機(jī)組采用高中壓缸進(jìn)汽口冷卻技術(shù)。高、中壓進(jìn)汽部分采用插入式進(jìn)汽管，使主汽、再熱蒸汽不接觸外缸缸體，直接進(jìn)入內(nèi)缸進(jìn)汽室；同時(shí)引入冷卻蒸汽，對(duì)外缸內(nèi)壁進(jìn)汽部分進(jìn)行隔離冷卻，使外缸只承受較低壓力和較低溫度，高溫區(qū)僅局限于內(nèi)缸的進(jìn)汽部分。六、東汽超臨界600MW機(jī)組介紹

－高溫部件冷卻技術(shù)七、我公司600MW機(jī)組相關(guān)介紹我公司600MW超臨界供熱機(jī)組三大主機(jī)廠分別是哈爾濱鍋爐、東方汽輪機(jī)和東方發(fā)電機(jī)，即哈－東－東的組合方式，這也是華潤(rùn)系統(tǒng)電廠通用組合方式。華潤(rùn)采用這種組合方式是在對(duì)華能沁北電廠600MW機(jī)組（東－哈－哈）和華潤(rùn)常熟600MW機(jī)組（哈－東－東）投產(chǎn)和運(yùn)行過程中產(chǎn)生的問題進(jìn)行跟蹤考察的基礎(chǔ)上，從設(shè)備造價(jià)、技術(shù)含量、運(yùn)行業(yè)績(jī)等幾個(gè)方面對(duì)三大動(dòng)力廠進(jìn)行全面分析比較后得出的結(jié)果。

600MW超臨界機(jī)組的主/再熱蒸汽參數(shù)一般為：24.2/538/566和24.2/566/566。我公司機(jī)組采用的主/再熱蒸汽參數(shù)是24.2/538/566，這也是在綜合考慮了設(shè)備生產(chǎn)成本、材料制造工藝、已投運(yùn)機(jī)組運(yùn)行情況、機(jī)組投產(chǎn)后帶負(fù)荷情況幾個(gè)方面因素后做出的決定。七、我公司600MW機(jī)組相關(guān)介紹火電機(jī)組用鋼主要有兩大類：奧氏體鋼和馬氏體鋼。奧氏體鋼比馬氏體鋼具有高的熱強(qiáng)性，但膨脹系數(shù)大，導(dǎo)熱性能差，抗應(yīng)力腐蝕能力低，工藝性差，熱疲勞和低周疲勞（特別是厚壁件）也不及馬氏體鋼，且成本高得多。馬氏體鋼材允許極限蒸汽溫度，在亞臨界壓力時(shí)為560—570℃，在超臨界壓力下為540℃。當(dāng)超過此極限溫度時(shí)，便必須采用奧氏體鋼。將蒸汽參數(shù)定為24.2Mpa，538℃,既可以提高電廠熱效率，降低煤耗，節(jié)約能源，又可避免大量使用價(jià)昂的奧氐體不銹鋼，防止建設(shè)投資的偏高。七、我公司600MW機(jī)組相關(guān)介紹在高溫環(huán)境運(yùn)行下的鋼材，隨著時(shí)間的延長(zhǎng)，鋼的強(qiáng)度、硬度降低，蠕變極限和持久強(qiáng)度也顯著降低，使蠕變速度加快，縮短使用壽命。在使用同樣材質(zhì)的情況下，主汽溫度采用538℃的轉(zhuǎn)子使用壽命要比566℃的轉(zhuǎn)子使用壽命要長(zhǎng)。從已投運(yùn)的上述兩種參數(shù)超臨界機(jī)組大修時(shí)揭缸情況來看，主蒸汽溫度為566℃機(jī)組的高壓級(jí)前級(jí)葉片上有明顯的固體顆粒物沖蝕（SPE）現(xiàn)象，這是轉(zhuǎn)子受高溫氧化腐蝕和高溫介質(zhì)侵蝕共同作用下的結(jié)果。而主蒸汽溫度為538℃機(jī)組的高壓葉片上卻沒有此類現(xiàn)象。七、我公司600MW機(jī)組相關(guān)介紹我公司600MW超臨界機(jī)組汽輪機(jī)型號(hào)為CC600/573.8-24.2/538/566

，汽輪機(jī)型式：超臨界、一次中間再熱、兩級(jí)抽汽供熱（可調(diào)式）、三缸四排汽、單軸、雙背壓、凝汽式。汽輪機(jī)本體總圖如下圖所示?？傮w方案：－－采用成熟超超臨界660MW機(jī)組為母型機(jī)（1016低壓模塊）；－－維持母型機(jī)通流不變（高壓8級(jí)、中壓6級(jí)、低壓2×2×7級(jí)）；－－抽汽設(shè)置在中壓排汽口，采用供熱蝶閥調(diào)整，實(shí)現(xiàn)0.8～1.3MPa可調(diào)整抽汽。七、我公司600MW機(jī)組相關(guān)介紹加強(qiáng)中排葉片加裝供熱蝶閥增大抽汽口七、我公司600MW機(jī)組相關(guān)介紹七、我公司600MW機(jī)組相關(guān)介紹

－工況介紹600MW通常是指汽輪發(fā)電機(jī)組的銘牌功率，即機(jī)組在TRL工況下發(fā)電機(jī)端輸出的電功率，也就是通常所說的額定功率。TRL全稱是TurbineRatingLoad指的汽輪機(jī)的額定工況，也稱為銘牌工況，又稱為夏季工況。

此工況為出力保證值的驗(yàn)收工況。1）額定主蒸汽參數(shù)、再熱蒸汽參數(shù)及所規(guī)定的汽水品質(zhì)；2）汽輪機(jī)低壓缸排汽平均背壓為11.8kPa(a)；3）補(bǔ)給水量為3％；4）所規(guī)定的最終給水溫度287.1℃；5）全部回?zé)嵯到y(tǒng)正常運(yùn)行，但不帶廠用輔助蒸汽；6）汽動(dòng)給水泵滿足額定給水參數(shù)；7）發(fā)電機(jī)效率98.9％，額定功率因數(shù)0.90，額定氫壓。8）供熱抽汽量為零。七、我公司600MW機(jī)組相關(guān)介紹

－工況介紹但在實(shí)際運(yùn)行中，在夏季額定進(jìn)汽參數(shù)工況下，機(jī)組發(fā)出的功率都明顯高于銘牌功率，因?yàn)橥ㄟ^在役機(jī)組的運(yùn)行情況來看，在夏季汽輪機(jī)低壓缸排汽平均背壓（其具體數(shù)值要取決于機(jī)組冷卻方式和夏季循環(huán)水溫的情況）一般都遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于TRL工況中的11.8Kpa，進(jìn)汽參數(shù)又都一樣，故機(jī)組所發(fā)實(shí)際功率高于額定功率。從東方600MW機(jī)組的運(yùn)行情況來看，在夏季額定參數(shù)工況下，該類型機(jī)組所發(fā)實(shí)際功率可以達(dá)到650MW，有較高的富裕度。T－MCR工況：英文全稱是turbinemaximumcontinuedrating，汽輪機(jī)最大連續(xù)功率工況。汽輪機(jī)進(jìn)汽量等于銘牌工況（TRL）進(jìn)汽量，除低壓缸排汽平均背壓為4.9kPa(a)外，其他條件與（TRL）銘牌工況相同的條件下安全連續(xù)運(yùn)行，此工況下發(fā)電機(jī)輸出的功率（當(dāng)采用靜態(tài)勵(lì)磁、非同軸電動(dòng)主油泵時(shí)，應(yīng)扣除各項(xiàng)所消耗的功率）稱為最大連續(xù)功率（T—MCR）。汽輪發(fā)電機(jī)組應(yīng)能在高壓加熱器全部停運(yùn)時(shí)，除進(jìn)汽量及部分回?zé)嵯到y(tǒng)不能正常運(yùn)行外，其它條件同TMCR工況時(shí)應(yīng)保證機(jī)組能輸出銘牌功率。機(jī)組在任何一臺(tái)或一組低壓加熱器停用，其它條件同TMCR工況時(shí)，能輸出銘牌功率。

七、我公司600MW機(jī)組相關(guān)介紹

－工況介紹七、我公司600MW機(jī)組相關(guān)介紹

－工況介紹VWO工況：英文全稱是valvewideopened，汽輪機(jī)進(jìn)汽調(diào)閥全開工況。汽輪發(fā)電機(jī)組在調(diào)節(jié)閥全開，其它條件同T－MCR工況時(shí)，汽輪機(jī)的進(jìn)汽量不小于105％的銘牌工況（TRL）時(shí)的進(jìn)汽量，此工況稱為閥門全開（VWO）工況，（汽輪機(jī)應(yīng)具備1980t/h的進(jìn)汽能力）。具體數(shù)值為662271MW。THA工況：英文全稱是turbineheatacceptance，機(jī)組的熱耗率驗(yàn)收工況。當(dāng)機(jī)組功率（當(dāng)采用靜態(tài)勵(lì)磁、非同軸電動(dòng)主油泵時(shí)，此功率已扣除各項(xiàng)所消耗的功率）為600MW時(shí)，除進(jìn)汽量以外其它條件同T－MCR一樣的工況。稱此工況為熱耗率保證值的驗(yàn)收工況。七、我公司600MW機(jī)組相關(guān)介紹

－工況介紹額定工業(yè)抽汽工況：此工況條件下汽輪發(fā)電機(jī)組應(yīng)在保證壽命期內(nèi)能安全連續(xù)運(yùn)行，汽輪機(jī)低壓缸蒸汽通流量滿足低壓缸冷卻要求。此工況為考核汽輪機(jī)額定抽汽能力的工況。1)主蒸汽、再熱蒸汽參數(shù)為額定值；蒸汽品質(zhì)滿足規(guī)定的要求；汽輪機(jī)進(jìn)汽量為TRL工況下的進(jìn)汽量；2)低壓缸排汽壓力4.9KPa.a3）額定抽汽壓力中壓：4.2MPa.a；低壓：1.0MPa.a4）額定抽汽量中壓：100t/h；低壓：100t/h5)補(bǔ)給水率0（供熱量除外）6)冷凝器冷卻水溫21℃7)全部回?zé)嵯到y(tǒng)正常運(yùn)行，但不帶廠用輔助蒸汽；8)配用汽動(dòng)給水泵，汽動(dòng)給水泵滿足額定給水參數(shù)；9）發(fā)電機(jī)效率98.9%，額定功率因數(shù)，額定氫壓。最大工業(yè)抽汽工況：除抽汽量為中壓：150t/h；低壓：150t/h以外，其他條件同額定工業(yè)抽汽工況一樣，此工況為考核汽輪機(jī)最大工業(yè)抽汽能力的工況。七、我公司600MW機(jī)組相關(guān)介紹

－經(jīng)濟(jì)指標(biāo)機(jī)組主要熱經(jīng)濟(jì)指標(biāo)：汽輪機(jī)THA工況的保證熱耗率：7605kJ/kW.h機(jī)組額定供熱工況熱耗率：7269kJ/kW.h機(jī)組最大供熱工況熱耗率：7139kJ/kW.h鍋爐在額定蒸發(fā)量時(shí)的熱效率：93.65%（設(shè)計(jì)煤種）管道效率：98.5%（估計(jì)值）熱電比：56.2%發(fā)電廠熱效率：44.26%（純凝）57.47%（額定供熱）發(fā)電標(biāo)準(zhǔn)煤耗率：277.5g/kW.h（純凝）260.5g/kW.h（額定供熱）年供熱量（按年利用小時(shí)數(shù)5500小時(shí)計(jì)）：2×568.4×104GJ八、在建#1機(jī)組和原#5機(jī)組系統(tǒng)異同

－相似之處除了汽輪機(jī)熱力系統(tǒng)的共性之外，我公司在建的#1機(jī)組（即超臨界600MW機(jī)組）和原#5機(jī)組在系統(tǒng)上還有很多相似之處：兩臺(tái)機(jī)組都是供熱機(jī)組，只是兩臺(tái)機(jī)組供熱抽汽抽出的部位不同而已。兩臺(tái)機(jī)組低加系統(tǒng)都采用了低加疏水泵系統(tǒng)，將有一定溫度的疏水打到凝水系統(tǒng)以提高機(jī)組經(jīng)濟(jì)性。兩臺(tái)機(jī)組都配有帶電加熱裝置的快速冷卻系統(tǒng)，以便在汽輪機(jī)停機(jī)后，向汽輪機(jī)內(nèi)部通以適量的較低溫度的冷卻介質(zhì)，進(jìn)行強(qiáng)迫對(duì)流換熱，加快汽缸和轉(zhuǎn)子溫降速度的過程。八、在建#1機(jī)組和原#5機(jī)組系統(tǒng)異同

－#5機(jī)原則性熱力系統(tǒng)八、在建#1機(jī)組和原#5機(jī)組系統(tǒng)異同

－#1機(jī)原則性熱力系統(tǒng)八、在建#1機(jī)組和原#5機(jī)組系統(tǒng)異同

－相似之處兩臺(tái)機(jī)組的密封油系統(tǒng)也有一定的相似性，密封油系統(tǒng)都是單流環(huán)形式，軸承潤(rùn)滑油補(bǔ)油到真空油箱之中，潤(rùn)滑油中含有的空氣和水分在真空油箱中被分離出來，通過真空泵和真空管路被排至廠房外，配兩臺(tái)密封油泵（一用一備），空、氫側(cè)密封油回油分別回到各自的回油箱。都有油氫差壓調(diào)整閥，用于調(diào)整密封瓦進(jìn)油壓力，使該壓力自動(dòng)跟蹤器發(fā)電機(jī)內(nèi)氣體壓力且使油－氫壓差穩(wěn)定在所需的范圍之內(nèi)。八、在建#1機(jī)組和原#5機(jī)組的異同

－#5機(jī)密封油系統(tǒng)八、在建#1機(jī)組和原#5機(jī)組的異同

－#1機(jī)密封油系統(tǒng)八、在建#1機(jī)組和原#5機(jī)組的異同

－相異之處我公司在建的#1機(jī)組和原#5機(jī)組系統(tǒng)上的不同之處：1、開式水系統(tǒng)：#1機(jī)有開式冷卻水系統(tǒng)，它是采用從凝汽器循環(huán)水供水管路引接的水質(zhì)較差、流量較大的循環(huán)水（江水）作為工質(zhì)，適用于用水量較大、循環(huán)冷卻水的水質(zhì)可以滿足要求的設(shè)備，主要向撈渣機(jī)、閉冷水熱交換器、主機(jī)潤(rùn)滑油冷卻器以及機(jī)械真空泵冷卻器等設(shè)備提供冷卻水，冷卻各設(shè)備后排至循環(huán)水回水管。一臺(tái)機(jī)組設(shè)1臺(tái)100%容量的開式循環(huán)冷卻水泵。八、在建#1機(jī)組和原#5機(jī)組的異同

－相異之處開式水系統(tǒng)實(shí)際上是循環(huán)水系統(tǒng)的一部分，同#5機(jī)原循環(huán)水系統(tǒng)相比，只是多了一臺(tái)開式水泵（還有電動(dòng)濾水器等相應(yīng)附屬設(shè)備），冷卻水用戶除了凝汽器、主機(jī)潤(rùn)滑油冷油器還有閉冷水交換器、機(jī)械真空泵等設(shè)備。如在冬季等天氣較冷的季節(jié)，不用啟動(dòng)開式泵，循環(huán)水通過開式水旁路管道即可滿足冷卻需要。除系統(tǒng)略大以外，此時(shí)同#5機(jī)原循環(huán)水系統(tǒng)基本無大差別。八、在建#1機(jī)組和原#5機(jī)組的異同

－開式冷卻水系統(tǒng)開式冷卻水系統(tǒng)流程簡(jiǎn)圖

八、在建#1機(jī)組和原#5機(jī)組的異同

－相異之處2、閉式冷卻