国电宝鸡第二发电厂2×660MW扩建工程（汽轮机设备及系统）
技
术
讲
义
宋明伟
2008年4月
汽轮机设备系统介绍
一、汽轮机部分简介
1、汽轮机型式为超临界、一次中间再热、单轴、三缸四排汽、
海勒式间接空冷凝汽式汽轮机。
2、设备使用条件
·机组布置方式：室内纵向布置，机组右扩建（从汽机房向锅炉房看），机头暂定朝向固定端。
·机组安装检修条件：机组运转层标高 13.7 m。
·旋转方向（从汽机向发电机看）顺时针。
·最大同意系统周波摆动： 48.5～51.5 Hz。
·润滑油管路布置：从汽轮机向发电机看暂定为右侧布置。
·汽轮机配上海电气电站设备有限公司上海发电机厂制造的QFSN660-2型静态励磁水氢氢发电机。
·给水泵配置：给水系统为单元制。一台机组配备2×50%BMCR汽动给水泵,一台30%BMCR启动电动给水泵。汽动给水泵排汽排至主汽轮机喷射式混合凝汽器。
3、冷却方式
对海勒空冷系统：冷却介质为水和空气，冷却设备为喷射式混合凝汽器和间冷塔。开式冷却水采纳循环水，补充水为水库来水，闭式循环冷却水采纳除盐水。闭式循环冷却水系统的最高温度为 40 ℃，开式冷却水温度为 33 ℃。
4、机组的额定设计参数
（1）在汽机主汽阀前额定压力：24.2MPa 额定温度：566℃
（2）中压联合汽门前额定压力：90%汽机高压缸排汽压力
（约4.13 MPa）。额定温度： 566℃
汽轮机不同工况下特性
（3）汽轮机要紧数据汇总表
（6）锅炉的最大连续蒸发量（BMCR）与汽轮机阀门全开（VWO）工况时的流量相匹配；发电机的额定容量与汽轮机铭牌工况时的
出力相匹配。
（7）汽轮机回热系统为7级：3高加+1除氧+3低加。1、2、3级抽汽分不供3台高压加热器。4级抽汽供汽动给水泵、除氧器，5、6、7级抽汽分不供3台低压加热器。正常运行时，高压加热器疏水逐级回流至除氧器。7号低加卧式布置在喷射式凝汽器喉部，部分在凝汽器壳体外，以满足排汽管和疏水管连接的要求。（8）机组总长（包括罩壳）：～28米
（9）高压转子/中压转子/低压转子叶片级数：1+11/8/2×2×7（10）低压缸末级（次末级）叶片长度：665（422.8）mm （11）要紧部件材质：
高/中压内外缸材质：高中压外缸：ZG15Cr2Mo1
高中压内缸：10315AP
低压内外缸材质：低压内缸：20g 低压外缸：Q235
高/中压转子材质：30Cr1Mo1V
低压转子材质：30Cr2Ni4MoV
高/中压叶片材质：2Cr11NiMoVNbVN 2Cr12NiMo1W1
低压叶片材质： 1Cr12Mo 0Cr17Ni4Cu4Nb
高压喷嘴组材质：2Cr12NiMo1W1V
高/中压导汽管材质：P91/P22
高/中压转子脆性转变温度（FATT）：＜121℃
低压转子脆性转变温度（FATT）：＜13℃
5、
二、机组性能特点
1、机组保证使用寿命许多于30年。
机组能以定—滑—定和定压运行方式中的任何一种方式进行启动和运行。以定—滑—定方式运行时，滑压运行的范围暂按40～90%额定负荷。厂家负责滑压起始点的最终优化。
2、机组能在48.5～51.5Hz的频率范围内连续稳定运行，而不受任何损伤。依照电网系统运行要求，当电网频率超出上述频率值时，汽轮机同意的时刻如下：
3
4、在额定功率工况下，机组的净热耗值不高于7968 kJ/kWh（不考虑试验不精确度容差）；
5、在VWO工况下，汽轮机的最大进汽量2066.206t/h（不作性能保证）；
6、在高加全切工况下，机组能连续发出额定出力660MW；
7、在任何一台低加切除工况下，机组能发出额定出力660MW；
8、在带厂用辅助蒸汽工况下，四段抽汽量为55t/h供厂用辅助蒸汽，五段抽汽量为50t/h供厂用辅助蒸汽，机组能发出额定出力660MW；
9、汽轮发电机组在所有稳定运行工况下（转速为额定值）运行时，在任何轴承座上测得的垂直、横向和轴向双振幅绝对振动值不大于0.025mm，在任何轴颈上测得的垂直、横向双振幅相对振
动值不大于0.076mm。各轴颈双振幅相对振动值不大于0.15mm。超速试验时，对汽轮机任何部件不造成损伤，轴系在各轴颈处的振动值也不超过报警值。轴振动爱护动作值0.254mm。
10、汽轮机转子及联轴器能承受由发电机短路和母线短路时或电力系统中其他特定扰动造成的运行工况产生的扭矩。
11、当自动主汽门突然脱扣关闭，发电机仍与电网并列时，发电机处于电动机运行状态，发电机作为电动机运行时汽轮机的同意运行时刻，厂家提供机组甩去外部负荷时在额定转速下空转（即不带厂用电）持续运行的时刻：15分钟。
12、汽轮机并网前应能在额定转速下空转运行，其同意持续运行的时刻，至少应能满足汽轮机启动后进行发电机试验的需要。13、汽轮机能在低压缸排汽温度不高于80 ℃下长期运行。
高压缸排汽温度：正常运行最高380℃，报警420 ℃，停机427℃；
低压缸排汽温度：正常运行最高80℃，报警 80℃，停机121℃。
14、当汽轮机负荷从100%甩至零时，汽轮发电机组转速不超过危险保安器的转速，能自动降至同步转速，维持转速稳定。15、汽轮机排汽压力升高到最高同意背压值 48 kPa时同意机组持续运行，铭牌进汽量下相应的负荷值为612872kW，VWO进汽量下相应的负荷值为639837 kW。跳闸背压为65kPa。
16、汽轮机采纳不带旁路的高压缸启动、带旁路的高中压缸联合启动方式。本机组不采纳中压缸启动方式。
17、同意汽轮机的主蒸汽及再热蒸汽参数在以下变化范围内连续
表中：(1) P o、P r分不为主蒸汽和再热蒸汽额定压力；
(2) t为主蒸汽或再热蒸汽额定温度。
18、汽轮发电机组的轴系各阶临界转速与工作转速避开±15％的区间。轴系临界转速值的分布保证能有安全的暖机转速和进行超速试验转速。汽轮机轴系的各阶临界转速如下表：
频率，在工频和二倍频±10％范围内无扭振固有频率。
19、汽轮机满足自启停及调频调峰的要求。
20、所有调节阀、执行机构、阀门电动装置等选用智能型一体化，
重要部分采纳进口产品，保证其可靠性。调节阀同意4～20mADC 操纵指令并具有4～20mADC的位置反馈，并不需要用户提供24VDC或其它专门电源。电动门开/关方向限位开关和力矩开关具有两对独立的两常开两常闭接点；其接点容量为220VAC，3A、220VDC，1A或110VDC，1A。
21、
三、机组的功率定义
1、夏季工况
夏季工况为机组出力保证值验收工况，此工况的进汽量称为汽轮机铭牌进汽量。
1) 额定主蒸汽参数及再热蒸汽参数，所规定的汽水品质；
2) 背压： 27kPa
3) 补给水率为3%；
4）额定给水温度；
5) 全部回热系统正常运行，但不带厂用辅助蒸汽；
6) 两台汽动给水泵运行；
7) 发电机效率98.97%、额定功率因数、额定氢压。
2、额定功率
额定功率或铭牌功率为机组出力保证值、热耗率验收工况，此工况的进汽量称为汽轮机铭牌进汽量。
1) 额定主蒸汽参数及再热蒸汽参数，所规定的汽水品质；
2) 背压： 11kPa；
3) 补给水率为0%；
4) 最终给水温度；
5) 全部回热系统正常运行，但不带厂用辅助蒸汽；
6) 两台汽动给水泵运行；
7) 发电机效率98.97%、额定功率因数、额定氢压。
3、调节阀门全开功率（VWO）
汽轮发电机组在调节阀全开，其它条件同第一条时，汽轮机的进汽量为105%铭牌出力工况进汽量，此工况称为阀门全开
（VWO）工况。
4、堵塞背压功率
汽轮机进汽量等于铭牌功率的进汽量，在下列条件下，当外界气温下降，引起机组背压下降到某一个数值时，再降低背压也不能增加机组出力时的工况，称为铭牌进汽量下的堵塞背压工况，汽轮机的背压称作铭牌进汽量下的堵塞背压。
1) 额定主蒸汽参数及再热蒸汽参数，所规定的汽水品质；
2) 补给水率为0%；
3) 最终给水温度；
4) 全部回热系统正常运行，但不带厂用辅助蒸汽；
5) 两台汽动给水泵运行；
6) 发电机效率98.97%、额定功率因数、额定氢压。
四、汽轮机本体结构设计
（一）、一般要求
1、汽轮机的滑销系统应保证长期运行灵活，如滑销系统采纳润
滑剂则应能在运行中注入，提供的文件图纸应包括润滑点的分布、润滑剂的名称和添加周期。
2、机组的设计充分考虑到可能意外发生的超速、进冷汽、冷水、着火和突然振动。
3、在高背压、低负荷工况时，低压缸具有一套有效的自动喷水系统投入运行。
4、本机组采纳40%BMCR容量（暂定）的高、低压两级串联汽轮机旁路，同时厂家亦可依照机组启动方式和机组DEH操纵水平提出旁路容量的推举意见。旁路的容量应满足机组安全启动、停运和负荷快速升降及机组在任何工况下启动（冷态、温态、热态、极热态启动）时保证主汽温度和汽轮机金属温度相匹配的要求。厂家应做好设计配合工作。
5、除回热抽汽外，机组应能供给厂用蒸汽量: 冷段抽汽量 60（暂定） t/h，四级抽汽量 55（暂定）t/h，五级抽汽量80（暂定）t/h，此工况下汽轮机也应能带额定负荷。
6、汽轮机径、轴向汽封，端部汽封和隔板汽封的结构，在检修时应能恢复其动静部分间隙。
（二）、转子和叶片
1、汽轮机转子采纳整缎转子，整缎转子应无中心孔。转子脆性转变温度（FATT）高压为121℃，低压为13℃。（该数值需通过厂内试验保证）
2、低压末级及次末级叶片具有必要的抗应力腐蚀及抗水蚀措施，汽轮机设有足够的除湿用的疏水口。厂家提供末几级叶片抗水蚀措施的讲明。
防止侵蚀的对策来自二个方面：预防、减少颗粒的形成和减缓冲蚀的进程。要紧有以下几点：
(1). 锅炉过热器的管材应尽量采纳有更好抗剥层性能的细晶粒度的材料，减少Fe3O4氧化皮的剥落。
(2). 在调峰及二班制运行时，尽量减少锅炉冷热剧烈变化的停机次数。
(3). 减少锅炉管壁的积垢沉积物( 铜、硅、及铁化合物)的
剥落造成对叶片的冲蚀。采取比亚临界更为严格的给水水质操纵标准和有效措施：
* 对铜、氧离子、含氧量、钠及氯离子、PH值的操纵应更为严格
* 设置更为完善的补给水处理系统，100%凝水的精处理系统和专门的处理措施，减少腐蚀及腐蚀物对给水的污染，幸免有机物在高温下分解对除盐装置树脂的阻碍。
* 整个汽水系统必须为无铜系统，消除铜沉积物的危害。应设有充氮爱护和活性炭处理，化学清洗设备定期清除水汽系统聚拢的沉积物，幸免在停运时的腐蚀。
* 严格防止凝汽器泄露：如采纳抗腐蚀性能好的纯钛管或复合钛管，在采纳胀接后再焊接密封的工艺等技术措施。
3、汽轮机各转子在出厂前进行高速动平衡试验，在厂内进行超速试验。