西门子HE 型联合循环汽轮机的技术特点
何 劲,董 真,陈 倪
(上海汽轮机有限公司,上海 200240)
摘 要:上海汽轮机有限公司引进西门子与V94.3A 型燃气轮机配套的H E 型联合循环汽轮机的设计与制造技术。该型汽轮机与国内常规汽轮机相比,具有诸多特点。介绍了配套的燃机—联合循环汽轮机整体布置以及H E 型汽轮机的结构布置特点;详细阐述了该型汽轮机的汽缸结构、滑销系统、支承方式、配汽系统、液压盘车装置以及各相关系统的设计特点。对H E 型汽缸和润滑油系统采用模块化设计的优点及本土化生产问题,提出了思考与建议。
关键词:西门子;H E 汽轮机;联合循环中图分类号:T K479 文献标识码:A
上海汽轮机有限公司引进西门子H E (H 指
高压缸,E 指中低压合缸)型联合循环汽轮机设计制造技术,功率为120MW ,配合西门子V94.3A 型燃机,燃料为天然气,以一拖一方式运行,机岛输出的总功率为350MW ,汽轮机参数特点为三压再热。石洞口、中原、郑州、萧山4个工程项目共9台机组,将使用该技术。从总体上看,H E 型联合循环汽轮机与国内常规汽轮机相比,具有五大特点:(1)整套联合循环(一拖一)为单轴布置;(2)由3S 联轴器连接汽轮机和发电机;(3)单层
布置、轴向排汽;(4)高压缸之外缸为圆筒形;(5)各级主汽门和调节门座缸,单侧进汽。
1 联合循环整体布置方式
1.1 采用单轴布置
国内建设的联合循环项目一般采用分轴布置的方式,以保证燃机和汽轮机各自的灵活运行。事实上对于一拖一方式运行的机组来说,汽轮机的运行总是受燃机的运行状况支配的,即在燃机运行的情况下,才能运行汽轮机,所以汽轮机的运行是有条件的。采用单轴布置,完全能够满足运行特点,且结构紧凑,在基础布置上有较大优势,而且可以少投资一台发电机。西门子H E 型汽轮机采用单轴布置方式。1.2 采用同步联轴器
燃机和汽轮机分别置于发电机的两端,燃机端采用传统的联轴器连接,汽轮机端采用具有自
动离合功能的同步联轴器(SSS 联轴器)。燃机和发电机的连接是刚性的,其运转是完全同步的。
汽轮机端的同步联轴器,只有当汽轮机转速超过发电机转速时才逐渐啮合,并逐渐传递负荷。当汽轮机转速低于发电机转速时,同步联轴器脱开。采用同步联轴器,可以实现汽轮机在联合循环时滞后启动、强迫停机、提前停机等功能。
为了达到高速下动态啮合并传递巨大力矩,啮合分两步进行。第一步,当汽轮机转速约达到3000r/min 时,棘爪在离心力的作用下张开,如
果汽轮机的转速略微超过了电机转速,则棘爪啮合。第二步,棘爪啮合后推动螺纹的啮合,靠螺纹传递力矩。同步联轴器的脱离过程则相反,首先螺纹段脱出,如果转速进一步降低,则靠弹簧收回棘爪,汽轮机完全脱离轴系。两步啮合的过程,大大减少了啮合过程中的冲击,并配合精心设计的润滑油和冷却油系统,同步联轴器在汽轮机的使用寿命期内一般不需要修整。另一个功能是吸收从电机端和汽轮机端传递来的转子热膨胀量,约20mm 。整套装置中,燃气轮机侧有一个推力轴
承,为燃机相对死点;汽轮机中轴承座内有一个推力轴承,为汽轮机相对死点,两个相对死点间的热位移均由同步联轴器吸收补偿。1.3 不设机械式危急遮断器
一般情况下,汽轮机投入运行之前发电机已经并网,不存在超速的可能。而汽轮机停机解列时发电机仍处于并网状态,也不存在超速的可能。在燃机紧急停机的情况下,可由DCS 直接发信号关闭主汽门和再热门,并同时打开旁路门。超速跳机不是一个必然功能。汽轮机不可能超速。按西门子的设计,汽轮机的临界转速避开工作转速
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的10%即为合格,和我们传统设计的要求20%存在较大差距,其理由恐怕正在于联合循环单轴系结构汽轮机极不容易出现超速的可能。当然,机组保留了电子式测速装置,主要用于开机过程控制,也可以作为超速跳机保护。
2 汽轮机布置方式
H E型汽轮机采用轴向排汽,以降低排汽压损,提高效率,这给机组整体布置带来了很大好处。为了简化运行,往往不设回热加热器,而轴向排汽的结构设计,使单层布置得以实现。单层布置可以大大简化基础设计,降低厂房布置高度,减少电站项目投资。单轴系的联合循环机组一般采用轴向排汽和单层布置。如果采用传统的向下排汽,则要考虑凝汽器需要巨大的空间,燃机的标高将随整个轴系的标高一起提升,其进气系统及燃料系统的设计、建造将十分困难。分轴系的联合循环机组可以将燃机分置在地表面,汽轮机根据实际需要,可作单层或多层布置。
在轴向排汽的设计中,汽轮机中低压转子末端的轴承必然在排汽缸内部。为了防止润滑油被吸入真空系统,需要设置油封和汽封。为了防止汽封系统中的蒸汽进入润滑油或者润滑油进入汽封系统,需要在油封和汽封之间引入大气。一般向下排汽的汽轮机设计中,汽封和油封之间总是存在着天然大气,而轴向排气的设计中,油封和汽封都在真空密闭系统中,大气需要另外接入。
轴向排汽的凝汽器灌水试验比较困难。西门子以严格的焊缝质量检查来确保凝汽器的严密性。一般不进行灌水试验。
3 汽轮机系统结构设计
3.1 汽缸结构设计
3.1.1 H型缸
H型缸如图1所示。对于功率较大的机组,一般都采用圆筒形高压外缸,无中分面。高压内缸也接近于筒状,有中分面。圆筒形的缸结构均匀,启动过程中受热均匀,热应力小,膨胀均匀,有利于快速启动。这是联合循环调峰汽轮机运行的一个基本要求。
圆筒形无中分面汽缸的装配工艺与传统的具中分面汽缸有很大差别。动静间隙在内缸装配时做好,将内缸和转子固定。外缸竖直,
将转子和内
图1 H型缸
缸吊入外缸,并装好端盖。内缸保持圆筒形可以方便插入外缸内。这种安装方式对于安装空间(包括行车高度)、安装设备和安装技术有较高要求。H型缸一般整体发运,制造厂不提供将内缸吊入外缸的特殊工具(工装)。
其高压内缸进汽口与高压外缸直接相通,即内外缸的夹层蒸汽压力与主调门后的压力相当,由强度很好的外缸来承受压力,内缸基本不受压,中分面螺栓基本不受力,很大程度上延长了大修周期。国内一般机组的大修周期为3～4年,而H E型汽轮机的大修周期可达8年,弥补了其安装不便的缺点。这样设计的另一个好处是,在汽轮机启动过程中,总有足够的蒸汽预热内外缸体,促进了预热过程,缩短了启动时间。
H型缸为切向进汽,流道损失小。所有进汽室包括高压、中压、低压,均采用全周进汽方式,没有调节级,减小了蒸汽对转子叶片的不均匀冲击,有利于缸体均匀受热,并有利于快速启动。高压和中压叶片均为反动式叶片,轴向动静间隙较大,允许动静之间存在较大的差胀,也有利于快速启停。该类型机组没有差胀测量报警跳机,西门子的解释是,经过计算,无论在何种工况下均不会出现轴向碰磨。另外,H型缸蒸汽为逆向单流,用平衡活塞平衡轴系推力。
3.1.2 E型缸
E型缸为合缸形式,如图2所示。中低压缸气流为反流形式,以平衡转子推力。中压缸排汽直接经过中压内缸和外缸的夹层,进入低压缸,没有导汽管,结构相当简洁。低压末2级隔板采用钢板焊接式,其工艺性能很好。低压末级和次末级静叶采用空心叶片的形式,能增强除湿效果,减少水蚀,延长低压动叶的使用寿命。该空心叶片在制造工艺上比较困难,需要激光打孔。
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图2 E型缸
3.2 滑销系统及支承方式
3.2.1 滑销系统
汽轮机总跨度(前轴承中心至后轴承中心)为10.445m,机组绝对死点位于中轴承座,相对死点位于中轴承座中的推力轴承。凝汽器(与汽缸联接的)排汽接管具有波纹补偿器结构,可以补偿中低压汽缸的轴向膨胀量。前轴承到中轴承间的轴向膨胀量由同步联轴器吸收。
H型外缸的4个猫爪,均为水平中分面支承,分别被支承在前轴承座和中轴承座上,引导汽缸水平膨胀,其中后端猫爪下有一横向键,可引导横向膨胀,为汽缸轴向死点。汽缸两端正下部设有纵向键,引导汽缸垂直向膨胀。
E型外缸前端的两个猫爪,装在中轴承座上,引导汽缸水平膨胀,猫爪下有一横向键可引导横向膨胀,并形成汽缸轴向死点。汽缸前端正下部设有纵向键,引导汽缸垂直向膨胀。汽缸后部下方两侧有2个可滑动安装支承,可引导水平膨胀,滑动支承虽为非水平中分面支承,但因安装后轴承的后轴承座与汽缸为一体,不会对动静部件的对中产生影响。正下方还有一横向键,引导机组轴向膨胀。
3.2.2 支承方式
前、中两个轴承座下都没有台板和垫铁,安装时,先利用轴承座底下的4个角上的螺栓将轴承座调整到位,然后在轴承座底下灌以高强度水泥。两个轴承座都直接在基础上锁定。所有需要受压滑动的地方,如高压缸前猫爪下面和低压外缸支撑处,都采用具有自润滑功能的低摩擦合金,不需要供润滑油。
3.3 配汽系统
配汽阀门由一组高压阀组(含一个高压主汽阀和一个高压调节汽阀)、一组再热阀组(含一个再热主汽阀和一个再热调节汽阀)和一组低压补汽阀组(含一个补汽主汽阀和一个补汽调节汽阀)组成,如图3所示
。
图3 再热主汽阀和调阀结构示意图
西门子将高中低压进汽都设计成单侧布置,且都只有一个接口,风格非常简练。高压主汽阀和调节阀、再热主汽阀和调节阀都做成联合阀门的形式,阀壳做成一体,没有导汽接管,可以大大缩短暖管时间。高压阀门直接焊在外缸上,中低压阀门用法兰与汽缸连接,阀门主要靠汽缸支撑,与基础之间仅有少量的辅助支撑。安装非常方便。高压和再热主汽阀都设有预启阀,以减小阀门开启时的提升力。
阀门中表面有耐磨和有硬度要求的部件,其热处理采用表面喷涂和堆焊硬质合金,不采用渗氮等化学热处理工艺。
低压补汽阀均采用蝶阀形式,作调节阀其调节性能虽稍差,但成本较低,且低压补汽参数较低,流量也较小,在汽轮机带有一定负荷时才投入,故采用蝶阀能够满足汽轮机的运行要求。
3.4 回转系统
回转系统采用性能更可靠、操作更方便的液压盘车装置。装在低压转子末端,主要由液压电动机、飞轮、油管路等组成。液压电动机提供回转动力,并采用顶轴油作为动力。飞轮的作用是单向传递转扭,当转子转速超过盘车转速时,飞轮则将回转设备与转子脱开,使转子的高速旋转不逆向传递至回转设备的电动机。油管路负责向设备提供动力油和润滑油。
3.5 相关系统
3.5.1 热力系统
联合循环中,汽轮机在运行中处于较为被动的地位,为了保证其运行的安全和灵活,对蒸汽循环的系统进行了简化。在H E型汽轮机循环中没有回热系统。除氧器的蒸汽来自余热锅炉。在汽轮机启动时,除氧和汽封用汽,由辅助锅炉提供。
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为了提升循环效率,系统采用中压再热、低压补汽的方式。即高压排汽经过余热锅炉再热后进入中压缸,而低压进汽除了一部分来自中压排汽外,还有一部分补汽来自余热锅炉低压段。汽封系统采用自密封系统,在汽轮机负荷70%以上时,汽封系统不需要辅助供汽。
3.5.2 油系统
燃机和联合循环汽机共用一套润滑油系统。系统配有2台100%容量的电动主油泵(一用一备),向燃机和汽轮机供油。由于燃机、汽机共用一套润滑油系统,且联合循环汽轮机有滞后于燃机启动的特点,所以主油泵不可能采用汽轮机转子驱动的形式,而只能采用电动主油泵。保安油系统,燃机和汽轮机是各自独立的。汽轮机还独立配备顶轴油系统。
3.5.3 高排通风系统
动叶片低负荷鼓风是一个非常重要的安全问题,不仅仅是低压长叶片才可能鼓风,高压叶片也能鼓风。针对高压叶片鼓风,西门子在高压排汽管路上设计了通风阀,必要时直接打开通风阀,将高压缸与凝汽器接通。
3.5.4 喷水减温系统
低压叶片鼓风靠低压缸喷水减温解决。西门子低压缸喷水的功能和国内机组相比做得更细致,其可根据不同的条件采用不同的喷水回路,提供不同的喷水量。
4 模块化设计和本土化生产
H E型汽缸和润滑油系统是典型的模块化设计。模块化设计,使得生产制造相对固定,管理方便。而拥有长期稳定的、技术质量合格的分包商,更使其在项目执行过程中事半功倍。在执行相关国产化项目的过程中,深切感受到缺少本土分包商时的困难和不便。西门子在长期的发展过程中,不断培养和发展分包商的战略值得学习与借鉴。
收稿日期:2005212230作者简介:何劲(19742),男,工程师,从事汽轮机结构设计与开发。
(责任编辑:杜建军)
T echnical features of Siemens HE type combined cycle steam turbine
H E J i n,DO N G Zhen,C H EN N i
(Shanghai Steam Turbine Company Ltd,Shanghai200240,China)
Abstract:Shanghai Steam Turbine Company Ltd(STC)has introduced f rom Siemens the design and manufacture technol2 ogy of the H E type combined cycle steam turbine that will be fitted to the V94.3A type gas turbine.In comparison with the home made conventional steam turbines,such kind of steam turbine is endowed with many special features.The over2 all arrangement of the steam turbine fitted to the gas turbine combined cycle and the structure arrangement features of the H E type steam turbine are recommded.The cylinder structure,sliding key system,support mode,steam piping system, and the hydraulic barring device of such type steam turbine and the design features of its related systems are described in detail.Several considerations and advices concerning the advantages of the adoption of the modular design for the H E type cylinder and the lubricating oil system and the problems that may arise during the process of home made parts production are suggested.
K ey w ords:Siemens;H E steam turbine;combined cycle
电力简讯江苏如东燃气电厂项目通过评审
2006年1月24日,由中国国际工程咨询公司组织的国内13名专家,一致通过江苏如东燃气电厂项目可行性研究报告。该工程设在洋口港一期临港工业区,并受到江苏省政府的高度重视。日前,国家发改委已经批准同意该工程开展前期工作。作为江苏“十一五”电力先行、发展清洁能源的重点工程,该工程计划投资90亿元,规划装机容量为8台35万kW燃气—蒸汽联合循环发电机组。该工程的建成投运,将为江苏地方经济及沿海开发,增添巨大的活力。
摘自《华东电力报》2006.02.09—
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热机岗考试题（7月） 一、填空题（共50分，每空 1分） 1、本厂余热锅炉型号为 SCC6—5000f ，单压，自身除氧、卧式，有补燃，自然循环燃机余热锅炉。由 3 台给水泵供水，每台余热锅炉 配备一台定排扩容器。辅助燃烧是放在余热锅炉 II 级过热器的入口上部。该余热锅炉汽水系统由省煤器、蒸发器、汽包和过热器组成。2、扎瓦尔电厂汽轮机型号为 SST6-4000H ，蒸汽从余热锅炉流向背压蒸汽涡轮机做功，乏气送至海水淡化厂或事故冷凝器。蒸汽系统 采用母管制。 3、HPSH表示高压过热器，HPEC表示高压省煤器，CPH表示冷凝预热器 4、正常水位（NWL）应位于汽包 ID 中心线上 150 mm 处。 5、余热锅炉受热面被分为以下部分（按排气流动方向）：高压过热器 2、高压过热器1、高压蒸发器、高压省煤器 6、高压省煤器5、 高压省煤器4、高压省煤器3、高压省煤器2 、高压省煤器1、冷凝预热器2 、冷凝预热器1 6、锅炉补燃系统目的是增加锅炉热量，提高锅炉蒸汽流量和蒸汽温度。 7、高压给水泵转速为 3575rpm,功率 2090 KW,电压 13.8KV 8、发电机与系统并网，发电机的电压，频率，初相位必须与电力系统一致。 9、主变压器，上层油温经常不应超过85℃，最高不得超过95℃，顶层油温最大温升不超过40。线圈温度达到95℃报警，105℃跳闸；油温达到 85℃报警，95℃跳闸。 10、变压器并列运行的条件：接线组别相同；电压比相等；阻抗电压值相等；相序相同。 11、变压器油温对比相同负荷及环境温度下高出 10℃以上或变压器负荷不变油温不断上升，且变压器通风良好，温度计正常，可判断为变压器内部故障，而变压器保护装置因故不起作用，此时应立即将变压器停止运行。 二、简答题（共20分，每题 5分） 1、什么叫汽化？它分为哪两种形式？ 答：物质从液态变成汽态的过程叫汽化。它分为蒸发和沸腾两种形式。 液体表面在任何温度下进行的比较缓慢的汽化现象叫蒸发。 液体表面和内部同时进行的剧烈的汽化现象叫沸腾。 2、凝汽设备的作用是什么？ 答：凝汽设备的作用是： ⑴凝汽器用来冷却汽轮机排汽，使之凝结为水，再由凝结水泵送到除氧器，经给水泵送到锅炉。 ⑵在汽轮机排汽口造成高度真空，使蒸汽中所含的热量尽可能被用来发电，因此，凝汽器工作的好坏，对发电厂经济性影响极大。 ⑶在正常运行中凝汽器有除气作用，能除去凝结水中的含氧，从而提高给水质量防止设备腐蚀。 3、什么是“四勤五稳”。 答：四勤：勤检查勤分析勤联系勤调整 五稳：汽压稳汽温稳水位稳启停操作稳增减负荷稳 4、余热锅炉启动方式和规定有哪些？ 答：锅炉启动分为： A:冷态启动停机时间大于 72 小时 B:温态启动停炉时间大于 10 小时，但小于等于 72 小时 C:热态启动停炉时间小于等于 10 小时 三、问答题（共30分，每题10分） 1、运行中，如何进行汽包水位调整？ 答：(1) 锅炉正常运行时，汽包水位保持在“0”位，正常波动范围±75mm，锅炉水位以就地水位计指示值为准，其它水位计按规定与其校对。 (2) 正常运行时至少有两种以上不同原理的指示准确的水位计供运行人员监视、调节汽包水位。事故情况下，以汽包就地水位计或电子 记录水位计为准，其它水位计只作参考。 (3) 校对水位计时当各水位计偏差大于 30mm 时，应立即汇报，并查明原因予以消除。当不能保证两种类型水位计正常运行时，必须停炉处理。 (4) 给水自动投入或手动调整水位时，应严格注意监视其它表计指示情况。当水位超过±75mm 并继续变化时，应及时改为手动调整，防止因调整不及时，造成锅炉满水、缺水事故。 (5) 经常分析主蒸汽流量、给水流量、给水压力等参数有无异常，如发现异常，应及时查明原因及时处理。 (6) 运行中汽包水位计内的水位，应有轻微的波动。就地水位计显示清晰，如果水位呆滞不动或模糊不清，应立即冲洗水位计。 (7) 汽包就地水位计和各远传水位计，每班检查校对两次，并定期作高、低水位报警试验，保持水位计照明充足，如水位计无照明应及时更换。
October 2006 The Second Annual Conference of The Ultra-Supercritical KS12-1： 超超临界电厂的现代汽轮机技术 Dipl.-Ing. Werner Heine 西门子发电部汽轮机生产线管理部部长,德国 摘要 现代的超超临界级燃煤电厂需要高效的汽轮机，以承受高达300 bars 的蒸汽压力和高达600°C 及以上的蒸汽温度。除了经济原因，还有二氧化碳排放的环境问题，使得不仅需要在大型的1000 MW 电厂上采用最新的超超临界技术，也要在相对较小的机组，如600 MW 机组上使用该技术。除了边界条件外，电网波动的稳定能力也是一个关键要求。在这方面西门子公司非常重视，并通过使用额外的阀门，即补汽调节阀，提高进入高压汽机的最大主蒸汽质量流量。利用该技术，理论上可以将功率提高达20％。十多年来，西门子发电部已经积累了很多良好的运行经验，因此在该领域建立了完善的理论。从经济角度看，通过补汽调节阀来扩展功率的方法，比在标准运行工况下对整个汽机节流，或使用控制级要好。除概括地介绍西门子超超临界汽轮机技术外，还重点介绍了高压汽机的新特点，即所谓的内部旁路冷却。配汽方案及同其他方案，如控制级的比较。最后，介绍了一些改善600MW 机汽机热耗率研究的最终结果。 超超临界蒸汽发电厂用西门子汽轮机技术 图 1: 为超超临界开发的SST 6000的3D 视图
几十年来，西门子公司对于汽轮机的配置，一直倾向于单独的高压和中压模块与灵活的低压模块系统相结合，从而对不同的现场工况都能适应和优化。根据设备最高效率的要求，及随之而来的增高的蒸汽参数，西门子公司不断对模块进行地改良，从而确保西门子 汽轮机设备具有较高的可用率和可靠性。 图 2是超临界电厂用西门子高压汽机的典型设计的横向和纵向断面图。 外缸的蒸汽入口区域为铬含量10%的铸钢，其壁厚明显降低。而外缸的高压排汽部位为铬含量1%的铸钢。两个蒸汽入口通道都与汽机的下半部分相连。进汽室分别位于3点钟和9点钟位置。外缸没有水平中分线，汽机为圆筒形设计。 图 2: 典型的超临界电厂用西门子高压汽机断面图 针对最高蒸汽温度高达600 °C，西门子公司开发了高压汽机的内部冷却系统。如上述介绍，该技术可以提高运行的灵活性和安全性，降低材料使用，并改善汽机内部的温度分布。 高压汽机内部旁路冷却 内部冷却概念的示意图如图 3所示。该冷却方式的基本原理是用来自膨胀管路的温度相对较低的蒸汽替代热的节流蒸汽，以冷却推力平衡活塞的第二部分。 October 2006 The Second Annual Conference of The Ultra-Supercritical
1.汽轮机调节器 汽轮机调节器是DEH的核心部分.它通过控制一个或多个高、中压调门的开度来调整进入汽轮机的蒸汽量,达到调节汽轮机转速、负荷或主汽门前压力的目的.除此以外,SIEMENS DEH调节器还具有限制高压叶片压力、高排温度等保护汽轮机的调节功能,并在电网频率出现偏离时能及时增、减机组出力来调整电网频率；机组出现负荷大扰动甚至发生甩负荷后仍能带厂用电或维持汽轮机定速运行. SIEMENS DEH调节系统采用积木块设计,包括以下几个部分： ?速度/负荷控制 ?主蒸汽压力控制 ?高压缸排汽温度控制 ?高压缸叶片前基本压力的极限压力控制 ?设定值的形成 ?阀位控制 转速/负荷调节器、压力调节器和启动装置限制器TAB的三路输出信号通过中央小选模块,形成有效的允许设定值去作用高、中压调门.为了汽轮机的安全和控制品质的优化,高、中压调门允许进汽设定值还要进行三次不同的处理和修正,才形成最终的调门开度指令： 1）高压叶片压力限制调节器和高排温度限制调节器根据功能的不同,分别通过“小选”和“减法”对高、中压调门的允许进汽设定值进行处理； 2）允许进汽设定值进行调门特性曲线的线性化修正处理； 3）由阀位限制设定值进行限制. 为了实现上述调节功能,汽轮机调节器DTC与汽轮机开环系统的汽轮机自启动程控SGC ST、汽轮机保护系统ETS、机组协调控制BLE、热应力评估TSE、阀门自动试验ATT以及液压控制回路EHA等系统或模块存在信息和信号的交互与传输. 1.1 转速控制 汽轮机转速调节系统主要包括实际转速测量和处理功能页NT、转速设定值功能页NS以及转速/负荷调节功能页NPR三大部分,其作用是根据汽轮机自启动程控SGC ST设定的目标转速,完成汽轮机从启动到低速暖机、升至额定转速暖机到同期并网的转速控制.在这过程中,为了限制汽轮机的热应力,机组转速的升降速率取决于热应力评估TSE模块,运行人员无法手动干预.另外,根据工频一致原理,机组并网期间也可通过转速控制达到负荷控制的目的. 1.1.1 转速的测量和处理NT 汽轮机的大轴上有一个齿轮盘,齿轮盘的凹槽是一个固定数,60齿.齿轮盘随汽轮机高速旋转,每个凹槽转过传感器时都会使传感器的感应电压发生变化,传感器输出信号的频率也因此与汽机转速成线性关系.通过这个频率和齿轮数就可以方便的计算出汽轮机转速. 汽轮机共有六个转速传感器,每三个一组,分成两组.第一组的转速测量值通过布置在核心柜左侧BRAUN超速保护装置的3个转速卡在内部做超速保护判断,同时经转速卡转换后每个信号均并接输出至前两块ADDFEM卡件相应PI通道,
联合循环汽轮机的热力设计探讨 发表时间：2018-01-28T21:43:09.497Z 来源：《基层建设》2017年第32期作者：徐承浩1 鉴小宝2 [导读] 摘要：本文对综合气化联合循环（IGCC）系统优化研究的集体设计进行了研究：归纳IGCC系统的主要热特性、两级、组合周期和IGCC系统，提出了大型交叉迭代设计优化的新思路；采用模块化建模方法建立系统设计优化模型。 1.青岛特温暖多能生态科技有限公司山东 266000; 2.山东金诺建设项目管理有限公司山东 266000 摘要：本文对综合气化联合循环（IGCC）系统优化研究的集体设计进行了研究：归纳IGCC系统的主要热特性、两级、组合周期和IGCC系统，提出了大型交叉迭代设计优化的新思路；采用模块化建模方法建立系统设计优化模型。介绍了联合循环汽轮机的热设计和设计特点。 关键词：联合循环；汽轮机；热力设计 1前言 燃料和燃气联合循环电厂，在80年代后期发展迅速，因为它可以快速启动，越来越多的熊峰剃须，因此，在联合循环中为汽轮机提出了许多新的要求，主要体现在以下几个方面：（1）由于燃气轮机的启动速度非常快，相应的涡轮可快速启动； （2）为了提高整个循环的效率，需要汽轮机运行； （3）根据燃气轮机、废热锅炉和蒸汽轮机启动时间的不同步，可以配备旁路系统； （4）燃气轮机进口单位或国外技术生产，数字电液控制系统的控制系统，为了使整个电厂控制水平一致，要求涡轮也可以采用数字电液控制系统。 综合煤气化联合循环（IGCC）是一种先进的动力系统，结合高效的联合循环和清洁煤技术，提供了最有前景的洁净煤发电技术。IGCC是一种集热发电、煤化工、环境技术、多学科、多设备组合为一体的复杂能源动力系统，与许多高新技术相结合。很长一段时间，IGCC系统的优化设计研究是围绕提高热性能为主要目标，以提高整体性能的IGCC系统，一方面，继续完善关键设备技术，寻求新的突破，另一方面，每个设备全面优化匹配的规则的深入研究，找到一个系统作为一个整体解决方案。 2热力设计 2.1热力设计主要过程见图1 图1热力设计主要过程 2.2热力设计原则 与传统的汽轮机相比，组合式循环汽轮机有很大的不同。主要特点：（1）无调节水平，节流调整的蒸汽分配方式； （2）汽轮机排汽流量比常规蒸汽流量高出30%。 （3）最后阶段的特殊设计需要特别考虑热应力对结构设计的影响。 （4）采用东旗厂的成熟模式和最先进的现代设计技术，确保运行的可靠性和最先进的经济； （5）结构和辅助系统的设计是为了满足两班换班和快速起动的需要。 2.3热力设计特点 （1）没有热量返回系统。为了尽可能多地使用燃气轮机的废气，增加汽轮机的输出功率，蒸汽轮机在联合循环中一般不购买给水加热器，热水和由废热锅炉承担的氧气，有时是由冷凝器氧。 （2）优化蒸汽参数。在热锅炉的合理传热区域内选择最优的蒸汽循环系统和蒸汽初始参数，使联合循环机组达到最佳的供电效率。 （3）优化流程设计。常规汽轮机流动优化技术可用于联合循环汽轮机。 （4）汽轮机由滑动压操作，调整阶段不再设置，汽轮机的所有级别都使用汽轮机。在这种情况下，滑动压力达到50%的负载情况：一方面，锅炉在可变工况下产生相对较多的蒸汽。另一方面，在变工况下，温度变化引起的热应力减小。 （5）由于无抽汽热水平，对于双压力、三中压汽轮机和注气量，因此，常规热电式汽轮机总发电容量的组合式循环汽轮机排汽量比为30%左右。因此，与常规机组相比，低压水位的流动区域应该增加30%左右。 （6）除了排汽，冷凝器也有各种形式，如轴向蒸汽排气和侧向排气。其中，轴向流阻力小；该单元的对称性很好，所以该单元不能设置两层操作平台，这样可以降低工厂成本。但单缸轴向排气的体积流量是有限的，只能在较小的动力涡轮中使用。 3汽轮机的通流及本体部分设计
1000MW机组闭环控制简介 汤益琛 一、机组协调控制 协调控制的目的可以简单描述为：在维持机、炉能量平衡的前提下快速响应系统负荷需求。我厂1000MW机组的协调控制方式是以锅炉跟随为基础的机炉协调控制方式，即我们常说的锅炉控压力，汽机控负荷，特点是负荷响应快，主汽压力欠稳。 变负荷时的响 应优化 图1 协调控制示意图 1、负荷控制回路 通过查看DCS和DEH控制画面中可以发现，机组负荷指令N与汽轮发电机组最终响应的负荷指令是有区别的，因为协调控制是一种智能控制，是会根据自身特点和能力来灵活响应系统负荷需求的。 锅炉具有大惯性、大迟延的调节特性，压力拉回回路是当锅炉对主汽压力调节不足时，让响应速度快的汽轮机参与稳定主汽压力。即当主汽压力偏差较大时，汽机加负荷，开调门，抑制汽压上涨；反之，则减负荷、关调门。五号机的压力拉回回路的压力偏差动作值范围为0.35～0.8 MPa，六号机为0.15～0.8 MPa。该回路示意图如图2：
图2 压力拉回回路 一次调频优化主要是针对投AGC时，AGC指令与一次调频方向不一致，引起调频效果差而设计。简单说，就是当一次调频响应幅值>0.1MW时，暂停AGC指令响应，并增加1.5MW的一次调频效果。 信号补偿是因为DEH的负荷指令是通过硬接线从DCS模拟量输出的，存在信号衰减。为了还原失真的信号，此处将DEH收到的信号通过跨服务器AP间通讯传回DCS，进行差额补偿。 2、锅炉主控指令 主要由以下几部分组成： （1）、基本指令：单元负荷指令和频率校正叠加作为B-MASTER的基本指令，是机组稳定运行时的锅炉负荷，即汽机发多少，锅炉就烧多少。 （2）变负荷/压力速率：锅炉惯性、迟延大，加负荷若只靠基本指令作用，则变负荷、压力速度过慢，所以为了达到要求的变负荷/压力速率要求，必需增加额外的锅炉负荷。这与汽车提速的道理类似，起步时加大油门实现快速提速，等接近目标速度时逐渐减小油门，减小加速度。负荷和压力设定值产生的动态补偿就是为了实现这一过程，等到稳态时其输出为0. （3）锅炉蓄热补偿：锅炉压力的改变会引起锅炉蓄热的变化，变负荷（包括一次调频）初期都是通过增、耗锅炉蓄热来实现快速响应的。负荷变化幅度越大，压力变化越大，需补偿的锅炉蓄热就越大；一次调频幅度越大，需补偿的蓄热也就越大。六号机一次调频对锅炉蓄热的补偿是通过修正压力偏差实现的，五号机该回路未启用。锅炉蓄热补偿的数值和作用时间都很短，运行人员基本感觉不到它的作用。 （4）压力调节：以上几部分指令实现了稳态或暂态过程中机、炉能量的基本平衡，实现粗调。压力调节则实现了机、炉能量平衡的精细调节，维持了主汽压力的稳定。简单说就是主汽压力低了就加点锅炉出力，反之就减点。
汽轮机技术及产品介绍 1.设置于最后一级高加后，利用回热抽汽的过热度来提升最终给水温度，提升经济性的装置是（）。（6.0分） A.除氧器 B.低压加热器 C.省煤器 D.外置式蒸冷器 2.火力发电厂汽轮机的主要任务是：（6.0分） A.将热能转化为电能 B.将热能转化为机械能 C.将电能转化为机械能 D.将机械能转化为电能 3.汽轮机的热力循环过程称之为（）（6.0分） A.卡诺循环 B.朗肯循环 C.布雷登循环 D.联合循环
4.汽轮机的级是由（）组成的。（6.0分） A.隔板+喷嘴 B.汽缸+转子 C.喷嘴+动叶 D.主轴+叶轮 5.主蒸汽参数为1 6.7MPa.a的汽轮机为（）（6.0分） A.高压汽轮机 B.超高压汽轮机 C.亚临界汽轮机 D.超临界汽轮机 1.热电联产汽轮机，调整抽汽可调整抽汽时，采用的手段包括（）（8.0分）） A.直接打孔抽汽 B.回热抽汽 C.旋转隔板 D.座缸阀 E.联通管抽汽
2.下列属于汽轮机和电厂性能指标的是（）（8.0分）） A.汽轮机热耗 B.汽轮机内效率 C.汽轮机热效率 D.供电煤耗 E.发电煤耗 3.下列属于火力电站的设备的是（）（8.0分）） A.锅炉 B.汽轮机 C.发电机 D.核岛 E.凝汽器 4.汽轮机热力循环系统中，系统上的管道损失主要包括（）（8.0分）） A.主汽水管道损失 B.再热压损 C.回热抽汽管道压损 D.汽轮机进汽压损
E.排汽损失 5.下述汽轮机属于按热力特性分类的是（）（8.0分）） A.凝汽式汽轮机 B.抽汽式汽轮机 C.空冷汽轮机 D.多压式汽轮机 E.电站汽轮机 1.火电厂中汽轮机的热力循环过程叫朗肯循环。（6.0分） 2.反动级中，蒸汽在动叶中不仅受到冲动力的作用，仅受到反动力的作用。（6.0分） 3.双轴汽轮机就是两台汽轮机，两台机组间没有任何关系。（6.0分） 4.反动度为0.5的级称为反动级。（6.0分）
国外燃气-蒸汽联合循环汽轮机 郑云之 (上海汽轮机有限公司,上海200240) 摘 要: 结合介绍国外燃气-蒸汽联合循环汽轮机的实绩和发展,综合联合循环汽轮机在蒸汽参数、总体布置、快速启动和两班制运行、结构设计等方面的特点以及典型的应用实例,对联合循环汽轮机的总体及其特色有较全面的分析。 关键词: 燃气-蒸汽联合循环汽轮机; 蒸汽参数; 总体布置; 快速启动; 两班制运行; 结构设计特点; 应用实例 中图分类号: T K26 文献标识码:A Steam Turbines for Gas-Steam Combined-Cycle Power Plant Abroad ZH EN G Yun-z hi (Shanghai Turbine Co.Ltd.,Shanghai200240) Abstract: T his paper makes al-l around analysi s for the features of combine-cycle steam turbine by introduc-ing the ex periences and development of g as-steam turbine combined cycle,integrating the characteristics and typically applied actual ex amples of its steam condition,general layout,fast start-up,daily start and stop and structure design etc. Key words: steam turbine of g as-steam combine cycle; steam condition; general layout; fast startup; daily start and stop; structure design featur es; applied actual examples 1 发展业绩实例 燃气轮机及燃气 蒸汽联合循环的发展十分迅速,仅以Siemens KWU1999年的统计为例,KWU公司的实绩如下: 投入运行的燃气轮机:287台 运行小时总数:850万小时 启动总次数:24万次 至1999年的燃气轮机总数: 360台 (包括订单)4300万千瓦 其中:燃气 蒸汽联合循环机组: >192套、3932万千瓦 联合循环3932万千瓦中燃机和汽机均由KWU制造:2804万千瓦 燃机由KWU制造、汽机由别的厂家生产:1128万千瓦 联合循环3932万千瓦中: 收稿日期:2000-07-18 作者简介:郑云之(1937-),男,上海汽轮机有限公司副总工程师,教授级高级工程师,中国动力工程学会透平专委会委员兼秘书长,先后发表论文40余篇。
第２６卷第４期 ２０１２年７ 月ＰＯＷＥＲ ＥＱＵＩＰＭＥＮＴ Ｖｏｌ．２６，Ｎｏ．４ Ｊｕｌｙ．２０１２ 收稿日期：２０１２－０４－２３ 作者简介：刘向民（１９７７－），男，工程师，主要从事汽轮机及其热力系统性能试验研究。 Ｅ－ｍａｉｌ：ｌｉｕｘｉａｎｇｍｉｎ＠ｓｐｅｒｉ．ｃｏｍ．ｃｎ 联合循环汽轮机热力性能试验方法的研究 刘向民 （上海发电设备成套设计研究院，上海２００２４０） 摘 要：介绍了燃气轮机改联合循环发电的汽轮机热力性能试验，给出了试验方案、计算方法、修正方法和试验不确定度计算方法，分析了试验结果，提出了优化试验方案的建议。通过试验得出：热耗率总不确定度为±０．４２０，发电机功率总不确定度为±０．３５５％，表明了该试验方案能够保证试验结果的准确、有效。 关键词：联合循环；汽轮机；热力性能；试验方法；改造 中图分类号：ＴＫ２６７ 文献标识码：Ａ 文章编号：１６７１－０８６Ｘ（２０１２）０４－０２２６－０４ Ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｆ Ｓｔｅａｍ Ｔｕｒｂｉｎｅ Ｔｈｅｒｍａｌ Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ Ｔｅｓｔ Ｍｅｔｈｏｄ ｏｆＧａｓ Ｔｕｒｂｉｎｅ Ｕｎｉｔ Ｅｘｐａｎｄｅｄ ｔｏ Ｃｏｍｂｉｎｅｄ Ｃｙｃｌｅ ＬＩＵ Ｘｉａｎｇ－ｍｉｎ （Ｓｈａｎｇｈａｉ Ｐｏｗｅｒ Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ｓｈａｎｇｈａｉ ２００２４０，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｓｔｅａｍ ｔｕｒｂｉｎｅ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｔｅｓｔ ｏｆ ａ ｇａｓ ｔｕｒｂｉｎｅ ｕｎｉｔ ｅｘｐａｎｄｅｄ ｔｏ ｃｏｍｂｉｎｅｄ ｃｙｃｌｅ ｉｓ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ．Ｔｅｓｔ ｐｒｏｇｒａｍ，ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ ｍｅｔｈｏｄ，ｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎ ｍｅｔｈｏｄ ａｎｄ ｔｅｓｔ ｕｎｃｅｒｔａｉｎｔｙ ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ ｍｅｔｈｏｄ ａｒｅ ｇｉｖｅｎ．Ｔｈｅ ｔｅｓｔ ｉｓ ａｎａｌｙｚｅｄ ａｎｄ ｒｅｃｏｍｍｅｎｄａｔｉｏｎ ｆｏｒ ｏｐｔｉｍｉｚｉｎｇ ｔｈｅ ｐｌａｎ ｉｓ ｐｒｅｓｅｎｔｅｄ．Ｉｔ ｉｓ ｏｂｔａｉｎｅｄ ｔｈｏｕｇｈ ｔｈｅ ｔｅｓｔ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｔｏｔａｌ ｕｎｃｅｒｔａｉｎｔｙ ｏｆ ｈｅａｔ ｒａｔｅ ｉｓ±０．４２０ ａｎｄ ｔｈｅ ｔｏｔａｌ ｕｎｃｅｒｔａｉｎｔｙ ｏｆ ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ ｏｕｔｐｕｔ ｉｓ±０．３５５％．Ｉｔ ｉｓ ｓｈｏｗｅｄ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｔｅｓｔ ｐｒｏｇｒａｍ ｃａｎ ｅｎｓｕｒｅ ａｃｃｕｒａｔｅ ａｎｄ ｖａｌｉｄ ｒｅｓｕｌｔｓ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｃｏｍｂｉｎｅｄ ｃｙｃｌｅ；ｓｔｅａｍ ｔｕｒｂｉｎｅ；ｔｈｅｒｍａｌ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ；ｔｅｓｔ ｍｅｔｈｏｄ；ｒｅｔｒｏｆｉｔ 一座以天然气为燃料的燃气轮机电厂装有４台９Ｅ级燃气轮机发电机组，在运行一段时间后，需要改造成联合循环，利用燃气轮机排出的余热发电，以进一步提高发电厂的热经济性，为此进行了扩建工程，安装了４台余热锅炉和２台汽轮机。该扩建工程项目规定了必须对汽轮机的热力性能保证值进行考核。对联合循环中汽轮机的热力性能试验，国内至今尚无专门标准可循，因此在实际工作中以ＧＢ／Ｔ ８１１７．１《大型凝汽式汽轮机高准确度试验》［１］作为参考，综合考虑了试验的准确度、实施难易度和试验成本等因素，研究制定了试验方案。 １ 试验方案 该汽轮机为单压、无再热、直接冷凝式的引进汽轮机，其额定主蒸汽压力为４．２０２ＭＰａ，主蒸汽温度为５０３℃。额定工况下汽轮机热力性能保证值：热耗１１ １０２ｋＪ／（ｋＷ·ｈ），发电机输 出功率１０７ ２９１ｋＷ。额定工况热平衡图见图１ 。 图１ 额定工况的汽轮机热平衡图
常规汽轮机电站的联合循环系统更新改造 技术 0引言 到目前为止，我国老火电厂改造有三种方法：蒸汽轮机全三维设计改造、原有锅炉替换为循环流化床锅炉、蒸汽轮机发电机组改为热电并供电厂。但是，这些方法并不能同时满足大幅度降低能耗和解决燃煤的环境问题。为达到同时满足这两个条件，必须在以上设备改造基础上，对原有蒸汽轮机发电厂进行联合循环系统更新改造。 联合循环系统更新改造技术从热力学角度而言，是将具有高温加热优势的燃气轮机(Brayto n循环)动力装置和较低排汽温度的汽轮机(Rankine循环)动力装置有机结合起来，取长补短，按能的品位高低进行梯级利用。达到扩容降耗的目的。因此，不仅可以大幅度提高发电效率，而且可以同时解决环境污染问题。 采用联合循环系统更新改造传统燃煤火电站在国外近几十年来得到很大发展，并积累了成熟经验。其改造方案主要有以下四种：给水加热型(FWH-Repowering ),排气助燃型(FF -Repowerin g),余热锅炉型(H RSG-Repowe ring) 和平行混合型(PP-Repow ering)。特别是80年代后，美国、曰本、荷兰、德国、意大利等国发展势头更是方兴未艾，
尤其是HRS G-Repoweri ng应用得最多，主要进行改造的机组等级为100丽、200M W、300MW。但是，我国国情与国外不同：国外火电机组用天然气和液体燃料的电站比较多，天然气和燃油供应比较充足，而我国天然气和燃油比较缺乏，煤炭比较丰富；国外的燃煤机组有脱硫脱硝装置，而我国的中小型燃煤机组没有脱硫脱硝设备；国外发达国家财力雄厚，可投入大量资金进行余热锅炉型的更新改造， 而我国是发展中国家，资金缺乏。 因此，对我国现有火电站进行升级改造时，结合我国实际情况，尽可能降低改造费用。如原本应淘汰的5万千瓦汽轮机组采用给水加热型联合循环更新改造技术后，使全厂发电效率可从%提高到%，达到3 0万千瓦大机组的水平［1-2］。 根据中国具体情况，本文主要讨论给水加热型和排气助燃型两种联合循环，并从热力学角度对它们进行热力特性分析与比较。改造后联合循环系统总输出功率以蒸汽轮机为主，锅炉燃料仍然是煤，而新增加的燃气轮机则燃用油或者天然气，即以煤炭为主的双燃料动力系统。同时这种双燃料动力系统也适合我国环境污染严重的西部地区（双燃料基地的能源结构）。 1改造常规电站联合循环系统 给水加热型联合循环系统给水加热型联合循环系统是 用燃气轮机的排气加热锅炉给水，以减少汽轮机用于给水
第11卷第5期中国水运V ol.11 N o.5 2011年5月Chi na W at er Trans port M ay 2011 收稿日期：作者简介：唐美琼（）女，武汉都市环保工程技术股份有限公司工程师。 浅谈燃气-蒸汽联合循环中双压汽轮机系统 唐美琼 （武汉都市环保工程技术股份有限公司，湖北武汉430071） 摘 要：文中对燃气-蒸汽联合循环发电工程中双压汽轮机系统的配置和特点进行了分析和总结，对汽轮机系统热力 参数的选择进行了探讨，为公司以后燃气-蒸汽联合循环汽轮机系统的设计提供了一定的借鉴作用。关键词：燃气-蒸汽联合循环；汽轮机系统中图分类号：TP39文献标识码：A 文章编号：1006-7973（2011）05-0109-03一、概述 由于联合循环电站具有热效率高、机动性好且能满足日益严格的环保要求等优点，近年来我国对联合循环电站的需求迅速增加。除了提高燃气轮机性能之外，合理利用低品质的燃气轮机排气余热，产生蒸汽用于发电,是提高联合循环电站效率的关键。即余热锅炉和蒸汽轮机组成的热力系统的优 化设计,对联合循环的性能有很大的影响。因此，分析和探讨 燃气-蒸汽联合循环中汽轮机的系统配置和特点、合理的选择热力参数,显得尤为重要。 联合循环中蒸汽循环的系统配置自有独特之处，本文以我公司独立设计并成功并网发电的涟钢燃气-蒸汽联合循环发电工程为基础，分析了该项目中汽轮机系统配置与常规电厂中汽轮机系统配置的区别，研究了汽轮机系统的特点，探讨了热力参数的基本选择原则。 分析结果可作为联合循环系统总体优化设计的参考。二、联合循环中汽轮机系统配置 涟钢燃气-蒸汽联合循环发电工程的燃机是三菱公司的M251S 型燃机，出力为28.5MW ；汽轮机为南京汽轮机厂生产的双压凝汽式汽轮机，出力为22MW ；余热锅炉为德尔塔公司生产的双压锅炉。早在电厂初步方案选择阶段，我公司与德尔塔就电厂整个系统选择进行了大量的计算比较，供用户选择确定。最终，涟钢工程选用了双压锅炉配双压汽机。 1．机炉选型 联合循环系统配置的余热锅炉同常规锅炉不同，实际上,该锅炉仅有常规锅炉中的换热部分，是一个特殊的换热器,没有燃烧系统和送风系统。为了增加其换热效率，现在大多采用多级换热也就是多压锅炉，尽量降低余热锅炉的排烟温度，但同时也要考虑由此引起的投资及维护费用的增加。 本项目在初步设计阶段对炉双压/机单压，炉双压/机双压，炉三压/机双压三种组合进行计算比较，炉双压/机双压方案比炉双压、机单压方案出力增加5%左右，而炉三压/机双压方案又比炉双压/机双压方案出力增加2%左右，但炉三压方案要同时考虑酸露点及水露点对锅炉的腐蚀影响。综合考虑了以上因素，涟钢电厂选用了炉双压、机双压方案。这样既体现了出力的优势,又可使投资和维修费用相对增加不多。 2．汽轮机系统配置 为了适应快速启停的要求，联合循环汽轮机辅助系统有其自身特点。 （1）旁路系统 联合循环机组为单元制运行，在快速启动或紧急停机情况下，旁路系统应能将余热锅炉产生的全部蒸汽经减温减压 后送入汽轮机到凝汽器。本机组选用容量100%的旁路系统。 主蒸汽旁路和补汽旁路分别配备有一个减温减压阀（先减压后减温），减温水来自凝结水泵出口管道，减温减压阀出口蒸汽多为汽水混合物，压力约在0.4MPa 左右，凝汽器上设置了二级减温减压器,可将汽水混合物进一步减温减压后后送入凝汽器。 （2）凝汽器 由于余热锅炉承担了常规电厂汽轮机系统中给水加热与除氧的任务，汽轮机不再需要设置抽汽级去加热给水。在常规电厂中加热给水的抽汽量一般占主蒸汽流量的10%~30％，即排入凝汽器的蒸汽只有主蒸汽流量的70％~90%左右。而在双压联合循环中，汽轮机非但不抽汽，还在低压缸内补入约占主蒸汽量15％的低压蒸汽。由于补汽的参数较低，体积较大，因此要求联合循环中的汽轮机的低压缸比常规电厂的汽轮机低压缸通流能力增大，联合循环的凝汽器比常规电厂凝汽器换热面积增大。 （3）轴封系统 轴封系统为适应快速启停的需要，汽封压力调节阀和汽封蒸汽减温调节阀的灵活可靠性就特别重要。汽封压力调节阀是控制汽封蒸汽压力保持适度的重要阀门，由高压供汽调节阀和溢流阀组成，由控制系统集中控制。汽封蒸汽在进入汽封之前,需用调节阀降低汽封供汽的温度,这是靠控制凝结水的喷入量实现温度控制的，以防止汽封壳体可能的变形和损坏汽轮机转子。为了简化系统结构，增加系统可靠性和灵活性，可采用压力和温度都能控制的特殊专用阀门。 （4）油系统 油系统主要包括润滑油系统和顶轴油系统及控制油系统,各系统自成体系。值得一提的是,此机组润滑油系统中的油箱采用组合油箱，电动辅助油泵、交流润滑油泵、直流润滑油泵、排油烟系统接口、液位指示器等都装在油箱顶部，注油 2011-02-24 1979-
第38卷 第3期 2009年9月 热力透平THERMAL TURBINE Vol.38No.3S ept.2009 HE 型联合循环汽轮机结构特点分析 陈 倪,董 真,沈 坚 (上海电气电站设备有限公司上海汽轮机厂,上海200240) 摘 要:通过对引进西门子HE 型联合循环汽轮机的总体布置和结构特点的描述,分析了该汽轮机的独特性和先进性所在,为今后同类型汽轮机的自主设计起到引导和借鉴作用。关键词:H E 汽轮机;联合循环;结构特点;先进性 中图分类号:T K 263 文献标识码:A 文章编号:1672-5549(2009)03-0153-03 Structure Characteristics of HE Combined Cycle Steam Turbines CH E N N i,DON G Zhen,SH EN J ian (Shanghai Electric Power Generati on Equipm ent Co.,Ltd.Shanghai Turbine Plant,Shanghai 200240,China) Abstract: T his paper pr esents the particular cha racteristics of Siemens H E combined cycle steam tur bines, and analyzes its uniqueness and adv antag e,w hich can g ive a r efer ence to t he design of similar steam tur bines.Key words: H E steam turbine;combined cycle;structure characterist ic;advantage 收稿日期:2008-05-16 作者简介:陈倪(1965-),1985年毕业于上海机械学院动力系,现任上汽轮机厂设计研究所设计二室主任,多年来一直从事汽轮机结构 设计开发。 0 前言 上海电气在我国第二捆燃机项目中向西门子引进了配F 级燃机的H E 型联合循环汽轮机的技术,并陆续生产了9台,已在4个电厂全部投入运行。该汽轮机在结构合理性、运行灵活性、高效节能方面都是非常出色的,在同类型机组中居世界先进水平。其结构设计从总体到局部都经过了缜密的构思,先进、独特而又合理,这些先进的设计方法可供借鉴以提高自身设计水平。本文从总体布置和结构特点这两大方面对该型号汽轮机最主要的特点进行描述和分析。 1 总体布置 1.1 单层同轴布置 该型号汽轮机为双缸、三压再热型。与西门子其它同类产品一样,该汽轮机采用了模块化的设计,即采用了H 和E 两个模块(亦称H 缸和E 缸)。除了这两个模块之外,该机组还配置了一个 自同步离合器。使得整套联合循环机组自前到后 由燃气轮机、发电机、自同步离合器、汽轮机H 缸、汽轮机E 缸几大部分构成同轴布置,如图1所示。这也正是西门子H E 型联合循环机组总体布置的一大特点。 图1 燃气轮机、发电机、汽轮机布置示意图 由于汽轮机部分为双缸结构,汽轮机转子由高压和中低压2根转子组成,两者之间刚性连接,采用三支点支承方式。考虑了自同步离合器的支承后,汽轮机部分共有4个轴承,分别装在落地式的前轴承座、中轴承座和座缸式的后轴承座内。其中,中轴承为袋式轴承,集径向轴承和推力轴承为一体,为机组相对死点;汽轮机的绝对死点也设在中轴承座处。
Z711.08/01_ LCZ60-5.7/1.57/0.58型 60MW联合循环汽轮机 调节系统说明书 南京汽轮电机(集团)有限责任公司
南京汽轮电机(集团)有限责任公司代号Z711.08/01 代替 共 17 页 第 1 页 LCZ60-5.7/1.57/0.58型60MW联合循环汽轮机调节系统说明 书 编 制 校 对 审 核 会 签 标准审查 审 定 批 准 标记 数量 页次 文件代号 简要说明 签名 磁盘（代号） 底图号 旧底图号 归档
目 次 1 引言 (3) 2 调节保安系统的主要技术规范 (3) 3 供油系统 (4) 3 保安系统 (10) 4 保安系统的调整与试验 (12)
1 引言 本说明书为LCZ60-5.7/1.57/0.58 60MW汽轮机调节保安系统的安装，调试以及日后的使用维护和检修提供必要的依据。本说明书分别列出了调节(控制)、保安、供油及热工系统的主要技术规范，并对其工作原理，功能，调整与试验，系统各部套的主要安装数据等进行介绍；并简单介绍了汽轮机热工控制系统。在使用说明书时，还需要随时参考本机组的其他有关文件和图纸，特别是与调节系统有关的系统总图及相关部套图纸。 2 调节保安系统的主要技术规范 序号 项 目 单位 技术规范 备注 1 汽轮机额定转速 r/min 3000 2 汽轮机额定抽汽压力 MPa(a) 1.57 3 油泵进口油压 MPa 0.08-0.15 4 主油泵出口油压 MPa ～1.96 5 转速不等率 % 3～6 6 危急遮断器动作转速 r/min 3270～3330 7 危急遮断器复位转速 r/min 3055±15 8 喷油试验时危急遮断器动作转速 r/min 2920±30 9 电超速保护值(停机) r/min 3330 10 转子轴向位移报警值(正推定位) mm +0.8或-1.2 负为反向 11 转子轴向位移保护值 mm +1.2或-1.6 停机值 12 胀差报警值 mm +3或-2 13 胀差停机值 mm +4或-3 14 轴承座振动报警值 Mm 0.05 15 轴承座振动保护值 Mm 0.08 16 轴振动报警值 Mm 0.127 17 轴振动保护值 Mm 0.254 18 润滑油压降低报警值(交流润滑油泵)MPa 0.069 19 润滑油压降低报警值(直流润滑油泵)MPa 0.058 20 润滑油压降低保护值(停机) MPa 0.0396
探究联合循环电厂汽轮机供热运行的若干问题 发表时间：2020-01-15T10:20:03.667Z 来源：《电力设备》2019年第19期作者：谢荣对 [导读] 摘要：在社会经济迅速发展的时代背景下，用电量需求逐渐增加。当前各个电厂发电规模有限，无法满足供电需求。联合循环汽轮机作为重要发电装置，对发电建设影响较大。 （身份证号码：452402************） 摘要：在社会经济迅速发展的时代背景下，用电量需求逐渐增加。当前各个电厂发电规模有限，无法满足供电需求。联合循环汽轮机作为重要发电装置，对发电建设影响较大。为了改善联合循环汽轮机供热控制方案，文章对供热运行情况展开分析，总结一些问题，并拟定解决方案，旨在为汽轮机供热控制改进研究提供参考。 关键词：汽轮机；供热运行；联合循环 前言 为了满足供电需求，扩大电厂规模，增加发电设备等方式成为了增加发电量的主要途径。这种解决方案虽然可以提高发电量，满足用电需求，但是未能提高资源利用率[1]。联合循环电厂建设理念的提出，打破了扩大规模增加发电量模式，利用汽轮机排出的“废气”进行二次开发。本文将对此供热运行问题展开研究。 1 汽轮机供热运行中的问题 联合循环发电模式与普通发电模式不同，借助余热锅炉，向其中添加热水，生成高压蒸汽，使得汽轮机得以推动，维持正常作业状态，以此提高资源利用率。由于该项技术还未成熟，在供热运行过程中存在一些问题[2]。为了深入理解联合循环供热模式，本文对汽轮机供热运行现场发生的问题进行总结分析，为改进策略研究奠定基础。 1.1 汽轮机组振动问题 汽轮机处于排汽状态时，环境温度偏高，导致机组内部压力迅速增加，排气装置膨胀较为严重。与此同时，各个转轴之间的气压值也很高。在高压作用下，装置结构变形，产生机组振动问题。另外，汽轮机作业过程中产生热量较多，一些机械零件受此影响温度升高，致使气缸后座升高，此时排气温度逐渐升高，引发机组振动[3]。如果在启动汽轮机组时，预热时间过短，加大了汽轮机组疲劳，同样会引发汽轮机组振动问题。 1.2 给水泵汽化问题 依据联合循环汽轮机工作原理，机组给水除氧操作是一个独立模块。当水蒸汽渗入装置时，装置内部水量过多，水温度变动幅度较大[4]。此情况容易引发水位、气压变化，引发给水泵汽化问题，对汽轮机供热造成影响。因汽轮机内部结构问题，测得装置内部水量较多，超过正常水量范围，对装置气压造成影响，改变了汽轮机其他参数数值，导致整个机组发生异常。 1.3 高压加热器注水问题 当前的联合循环汽轮机缺少注水操控阀门，因而操控技术不支持注水管道控制。汽轮机启动后，内部高压热水器不能够控制注水量及速度，导致加热器正常运行受到影响，不利于汽轮机正常运行。在实际运行过程中，缺少注水管道控制技术，采用人工控制方法进行操控，存在较大误差，开启注水阀门后，对于注水速度及水量难以控制，因而影响到了加热器运行。 1.4 机组稳定性问题 汽轮机组运行过程中，因转速偏低，容易引发油膜共振问题，对机组的稳定运行造成影响。另外，机组各个轴承之间形成较大蒸汽差值时，加大了机组内部压力。随着转轴负荷值的增加，间隙振荡频率越高，且蒸汽量有所增加，对机组各个零件寿命造成影响。 1.5 机组腐蚀问题 联合循环汽轮机工作原理主要依靠水蒸气提高压力，产生能量，难免受到水蒸气影响。在实际运行过程中，油中混有水，导致部分油流失，对机组造成腐蚀。另外，设备长期暴露在外，容易受到空气中的水蒸气侵蚀，因而引发腐蚀问题。 1.6 机组操控技术问题 由于联合循环汽轮机研发及投入使用时间较短，能够掌握机组操控技术的人员数量较少，很多操控岗位为实习生和培训生，在机组导师的带领下，完成机组操控任务。由于这些工作人员技能偏低，难免出现错误操作情况，遇到突发事件无法及时处理。据了解，大部分机组异常问题是因机组操控不当而引发，急需加强人员机组操控能力。 2 汽轮机供热运行改进建议 2.1 汽轮机组振动改进 考虑到机组后座升高的原因是温度过高，长期使用出现后座松动问题。针对此问题，升高机械零件环境温度，缩小温度差值，从而避免后座松动。对于排汽致使环境温度过高问题，可以在日常工作中，实时查看此环境温度，发现温度达到限定值，采取降温处理，从而避免排气装置膨胀，降低机组振动发生可能性。另外，在操控过程中，延长预热时间，使得机组从疲劳状态恢复到正常状态后，开启作业模式，以此避免机组振动。 2.2 给水泵汽化改进 针对给水泵汽化问题，通过调节压力值，改善除氧装置性能。在实际运行过程中，如果装置水位过低，立即采取补水处理，从而避免水位大幅度变化。而气压值的调节，利用阀门操控，通过设置阀门开关度，实现压力大小调节，经测量判断当前压力值是否满足汽轮机运行需求，如果不满足，则根据计算差值再次调节阀门，以此达到改进给水泵汽化的目的。 2.3 高压加热器注水改进 在当前注水操控结构基础上，增加操控阀门数量，在每一个注水管道上安装一个操控阀门，通过控制阀门开关度，实现注水量、注水速度的有效控制，维持高压注水器正常运行。在实际应用中，根据注水情况，随时调节阀门开关度，从而准确控制注水量及速度。为了避免注水过多，通过计算阀门关闭速度与注水量之间的数值大小，确定两者之间的函数关系，依据此关系，控制阀门关闭时间和速度，从而保证在当前阀门关闭后，注水量未超过最高限制，起到良好控制作用。 2.4 机组稳定性改进 对于油膜共振问题，通过调节汽轮机组转速，提高转动速度，使其能够满足机组稳定运行需求。在实际操控中，需要逐渐增加转速，