空冷汽轮机简介

汽轮机直接空冷应用在我国火力发电厂一般采用湿冷系统对机组进行冷却，但随着经济的发展，水资源的紧缺，此种传统的方法受到了限制，近年来随着直接空冷技术的日趋成熟，以及直接空冷技术在大容量机组中运行的实践经验，有着广阔的发展前景，特别对于富煤缺水地区，它的应用更能显示出优越性，它的应用将是未来的发展趋势。

1.空冷技术简介空冷技术是指采用空气来直接或间接地冷却汽轮机排气的一种技术。

当今由于大容量火力发电厂的正常运行需要充足的冷却水源，同时由于湿冷机组耗水量巨大，产生的废热排到江河、湖泊里造成生态平衡的破坏，而在缺水地区兴建大容量火力发电厂，就需要采用新的冷却方式来排除废热。

火力发电厂的排汽冷却技术主要分为两大类：水冷却和空气冷却（简称空冷）。

发电厂采用翅片管式的空冷散热器，直接或者间接用环境空气来冷凝汽轮机的排汽，称为发电厂空冷。

采用空冷技术的冷却系统称为空冷系统。

采用空冷系统的汽轮发电机组称为空冷机组。

采用空冷系统的发电厂称为空冷电厂。

发电厂空冷系统也称为干冷系统。

它相对于常规发电厂湿冷系统而言的。

常规发电厂的湿式冷却塔是把塔内的循环水以“淋雨”方式与空气直接接触进行热交换的。

其整个过程处于“湿”的状态，其冷却系统称为湿冷系统。

空冷发电厂的空冷塔，其循环水与空气是通过散热器间接进行热交换的，整个冷却过程处于“干”的状态，所以空冷塔又称干式冷却塔。

根据汽轮机排汽凝结方式的不同，发电厂的空冷系统可以分为直接空冷系统和间接空冷系统两大类。

2.直接空冷系统设备结构组成直接空冷系统，又称空气冷凝系统，汽轮机的排汽直接用空气来冷凝，冷却空气通常用机械通风或自然通风方式供应。

空冷凝汽器是由两或三排外表面镀锌的椭圆形钢管外套矩形钢翅片，或由单排扁平形钢管，外焊硅铝合金蛇形翅片的若干个管束组成。

这些管束亦称空冷散热器。

直接空冷系统的流程汽轮机排汽通过排汽管道送到室外的空冷凝汽器内，机械通风鼓风式轴流冷却风机使空气横向吹向空冷散热器外表面，将排汽冷凝成水，凝结水再经泵送回汽轮机的回热系统。

660MW超临界空冷汽轮机介绍哈尔滨汽轮机厂有限责任公司汇报内容1.哈汽公司600MW等级空冷机组发展历程2.总体设计3.高中压缸设计4.低压缸设计5.轴系设计6.投运机组运行情况7.小结汇报内容1.哈汽公司600MW等级空冷机组发展历程2.总体设计3.高中压缸设计4.低压缸设计5.轴系设计6.投运机组运行情况7.小结600MWK01#600MW 大同电厂660MW 超临界CHK01A #660MW 轩岗电厂600MWK01B #600MW 武乡电厂2008 轩岗电厂940mm 末叶低压缸超临界高中压合缸660MW 超临界两缸CHK01A 2007 通辽电厂2×680mm 末叶低压缸亚临界高中压合缸600MW 亚临界三缸K01B-22006 武乡电厂2×620mm 末叶低压缸亚临界高中压合缸600MW 亚临界三缸K01B 设计2×940mm 末叶低压缸超超临界中压缸超超临界高压缸1000MW 超超临界四缸CCHK02设计940mm 末叶低压缸超超临界高中压合缸660MW超超临界两缸CCHK012007 大同电厂2×620mm 末叶低压缸超临界高中压合缸600MW 超临界三缸CHK012004 漳泽电厂620mm 末叶低压缸亚临界高中压合缸300MW 亚临界两缸K022005大同电厂2×620mm 末叶低压缸亚临界中压缸亚临界高压缸600MW 亚临界四缸K01运行电厂低压缸中压缸高压缸功率名称机组型号汇报内容1.哈汽公司600MW等级空冷机组发展历程2.总体设计3.高中压缸设计4.低压缸设计5.轴系设计6.投运机组运行情况7.小结积木块设计940mm末叶低压缸模块600MW超高、中压缸模块外形布置滑销系统热平衡图主要技术参数7 (3+1+3)给水回热级数（高加＋除氧＋低加）113000r/min 额定转速10喷嘴调节配汽方式90.013MPa额定排汽压力81872t/h 主蒸汽额定进汽量7566℃额定再热蒸汽进口温度6566℃额定主蒸汽温度524.2MPa 额定主蒸汽压力4660MW THA工况3CLNZK660-24.2/566/566汽轮机型号2超临界、一次中间再热、两缸、两排汽、单轴、直接空冷机组型式1数据单位项目编号750t 汽轮机本体重量177702.8kJ/kW.h THA工况热耗1830～90％变压运行负荷范围16高中压联合启动启动方式1521×10.5×7.5m机组外型尺寸（长、宽、高）148.32m 2低压缸末级叶片环形面积940mm 低压缸末级叶片长度低压缸末级叶片数据132×6级低压缸6级中压缸I+9级高压缸28通流级数12数据单位项目编号主要技术参数7795.27803.77798.260007300总计/加权热耗8223.98184.98153.01125225050%额定出力7850.37843.57828.752570075%额定出力7677.77700.37702.843504350100%额定出力kJ/kW.h kJ/kW.h kJ/kW.h h h680mm 620mm 940mm 3缸2缸年利用小时年运行小时数负荷两缸机组经济性汇报内容1.哈汽公司600MW等级空冷机组发展历程2.总体设计3.高中压缸设计4.低压缸设计5.轴系设计6.投运机组运行情况7.小结相似性比较高压缸设计参数418.6417.8高压缸焓降kJ/kg四瓦可倾瓦四瓦可倾瓦2#轴承形式405×285405×2852#轴承尺寸D ×L mm ×mm 四瓦可倾瓦四瓦可倾瓦1#轴承形式405×205405×2051#轴承尺寸D ×L mm ×mm 943.6943.6高压缸平均根径mm I+9I+9高压缸通流级数60006000轴承跨距mm 566566主蒸汽温度℃24.224.2主蒸汽压力MPa 30003000转速rpm 600660功率MW 沁北轩岗相似性比较中压缸设计参数397.4396.7中压缸焓降kJ/kg四瓦可倾瓦四瓦可倾瓦2#轴承形式405×285405×2852#轴承尺寸D ×L mm ×mm 四瓦可倾瓦四瓦可倾瓦1#轴承形式405×205405×2051#轴承尺寸D ×L mm ×mm 11651165中压缸平均根径mm I+9I+9中压缸通流级数60006000轴承跨距mm 566566再热蒸汽温度℃ 3.813.81再热蒸汽压力MPa 30003000转速rpm600660功率MW 沁北轩岗相似性比较12122.421.7900Ⅰ高压缸9.548.940.720.635.005.0368.95 8.94 0.78 0.71 4.69 4.73 58.94 8.94 0.79 0.72 4.69 4.72 49.97 9.95 0.80 0.73 5.56 5.60 39.96 9.97 0.81 0.75 5.57 5.61 29.96 9.97 0.83 0.77 5.46 5.50 1中压缸8.82 8.84 1.27 1.18 1.04 1.05 98.82 8.84 1.28 1.16 0.97 0.98 813.17 13.16 1.82 1.69 1.81 1.82 713.15 13.16 1.81 1.65 2.02 2.03 613.18 13.16 1.82 1.68 1.90 1.90 513.16 13.15 1.82 1.70 1.77 1.77 413.15 13.16 1.82 1.72 1.59 1.60 313.14 13.17 1.82 1.76 1.57 1.58 213.16 13.15 1.82 1.75 1.81 1.82 1动叶％静叶％动叶°静叶°动叶％静叶％面积增加角度增加叶高增加级号缸号面积调整结构设计特点夹层冷却系统 结构设计特点降低内外缸温差降低内外缸压差应力场、温度场有限元分析 结构设计特点中压转子冷却系统 结构设计特点中压转子冷却系统 结构设计特点高中压转子寿命 结构设计特点高压喷嘴防止固粒腐蚀设计 结构设计特点高中压通流设计特点高中压通流设计特点高中压通流设计特点12Cr2Mo112Cr2Mo1中压导汽管11ZG15Cr2Mo1ZG15Cr2Mo1再热主汽调节联合阀体1012Cr2Mo11Cr9Mo1VNbN 主汽导汽管9ZG15Cr2Mo1ZG1Cr10MoWVNbN 主汽调节联合阀体8ZG15Cr2Mo1ZG1Cr10MoVNbN 高压内缸71Cr12Mo 1Cr9Mo1VNbN高中压1-3、中压1-3级隔板61Cr12Mo 1Cr9Mo1VNbN 喷嘴510705BU 10705BU 高压2、3级动叶片410705BU 10705MBU 高压I 、1、中压3级动叶片310705BU MTB10AA 中压1-2级动叶片230Cr1Mo1V 30Cr1Mo1V 高中压转子1亚临界材料超临界材料名称序号高温材料选择高温材料选择ZG1Cr10MoWVNbN1Cr12Mo叶片强度汇总隔板强度8756调节级298294289266223183148152121许用应力MPa126116143163158149146146112最大计算应力MPa 第9级第8级第7级第6级第5级第4级第3级第2级第1级高压隔板强度汇总28723617716612488许用应力MPa2141851641647149最大计算应力MPa 第6级第5级第4级第3级第2级第1级中压隔板强度汇总3.高中压缸设计叶片强度汇总动叶强度高压动叶强度汇总425297222228213177许用应力MPa268258220208183163总应力MPa 第6级第5级第4级第3级第2级第1级单位中压动叶强度汇总439310429225191248190146157151许用应力MPa144 128 121 127 139 127 117 106 105 72 总应力MPa 第9级第8级第7级第6级第5级第4级第3级第2级第1级调节级汇报内容1.哈汽公司600MW等级空冷机组发展历程2.总体设计3.高中压缸设计4.低压缸设计5.轴系设计6.投运机组运行情况7.小结低压缸设计特点汽缸与转子系统同心转子支撑转子支撑新设计原设计落地轴承、内缸低压缸设计特点落地轴承、内缸 低压缸设计特点落地轴承低压缸设计特点低压缸设计特点落地轴承、内缸落地内缸空冷末级叶片系列自带围带拱形围带围带凸台套筒凸台松拉筋凸台松拉筋松拉筋拉筋连接形式叶片实体2/442/42222排汽口数目圆弧四齿型斜三齿型圆弧三齿型五叉型四叉型四叉型五叉型叶根形式13～1511151315159.18设计背压KPa 直接空冷间接空冷直接空冷间接空冷冷却方式660/1000600/660300/600200135-150100-150200功率等级MW 940680620600520450710末级动叶高度mm940mm空冷末级叶片性能验证试验气动设计和结构设计2007200620052004940mm 叶片开发历程12%Cr材料阻尼凸台/套筒+自带围带整圈连接连接形式圆弧枞树形叶根形式70叶片支数8.32m 2环形面积1880mm 根径940mm叶高940mm 叶片设计参数940mm空冷末级叶片基本设计参数940mm空冷末级叶片设计进度安排48英寸末级叶片阻尼围带装配状态运行状态蒸汽方向旋转方向凸台/套筒旋转方向阻尼围带高抗振衰减性凸台套筒高抗振衰减性12Cr不锈钢高强度薄叶片高效率减少离心力圆弧枞树型叶根降低叶片重量降低离心力940mm空冷末级叶片结构特点940mm空冷末级叶片强度计算结果940mm空冷末级叶片强度计算结果940mm空冷末级叶片强度计算结果940mm空冷末级叶片强度计算结果三维等马赫数线末三级子午面流线轴向和切向复合倾斜末级静叶940mm空冷末级叶片气动计算结果顶部截面的气动损失叶片出口马赫数能量损失系数a) 顶部截面b) 中部截面等马赫数线c) 根部截面940mm空冷末级叶片试验装置5孔探针模型汽轮机系统模型汽轮机试验汽轮机径向探针末三级模型转子应力、频率测量装置进汽汽流角β2相对叶高h/HL-0动叶片进汽汽流角L-0动叶片出口总压分布相对叶高h/HL-0出口轴向速度比模型汽轮机试验结果：L-0效率L-0相推效率试验结果与计算结果吻合末级叶片在设计工况和部分负荷工况下都有很高的效率940mm空冷末级叶片气动试验结果940mm空冷末级叶片强度、振动试验结果940mm空冷末级叶片强度、振动试验结果940mm空冷末级叶片强度、振动试验结果。

600MW级超临界直接空冷凝汽式汽轮机概述1.1概述二期工程2×600MW级超临界直接空冷凝汽式汽轮发电机组，汽轮机设备为东方汽轮机有限公司生产超临界空冷汽轮机，型号为：TC4F-26(24.2MPa/566℃/566℃)，型式：超临界、一次中间再热、三缸四排汽、单轴、直接空冷凝汽式汽轮机；该机组额定出力637MW；最大连续出力为662MW，汽轮机采用复合变压运行方式；具有七级非调整回热抽汽。

给水系统采用2×50%汽动给水泵，不设备用泵，由于主汽轮机采用直接空冷汽轮机，其背压变化幅度较大，给水泵驱动汽轮机排汽不宜排入主汽轮机的空冷器中，每台给水泵汽轮机各自配置一台水冷凝汽器，给水泵驱动汽轮机排汽凝结水直接排入主汽轮机的排汽装置中，给水泵汽轮机本体疏水排入给水泵汽轮机凝汽系统中。

由于二期汽轮机乏汽采用空冷冷却系统，节省了一期湿冷系统的风吹、蒸发、排污等水量损失，年平均节约水量约1904m3/h。

其用水量比一期湿冷系统节水70％。

投资上与混凝式间接空冷系统相比，可降低工程投资35.7％；与表凝式间接空冷系统相比，可降低工程投资40.2％。

王曲电厂超临界机组与我厂一期亚临界机组相比汽轮机组热耗将低约4.5%。

超临界机组是指锅炉的新蒸汽的压力大于临界压力（22.115MPa）小于25MPa的锅炉和汽轮机发电机组。

在超临界和超超临界状态，水由液态直接成为汽态（由湿蒸汽直接成为过热蒸汽或饱和蒸汽），热效率高。

因此，超临界，超超临界发电机组已经成为国外，尤其是发达国家主力机组。

由于机组效率提高，污染物的排放也相应减少，经济效益十分明显。

超临界机组是火电机组大家族中的“节能减排新星”。

超临界机组和亚临界机组特点比较它具有如下特点：(1) 热效率高、热耗低。

可节约燃料，降低能源消耗和大气污染物的排放量。

(2) 超临界压力时水和蒸汽比容相同，状态相似，单相的流动特性稳定，没有汽水分层和在中间集箱处分配不均的困难，并不需要象亚临界压力锅炉那样用复杂的分配系统来保证良好的汽水混合，回路比较简单。

600MW等级超临界和超超临界空冷汽轮机简介及选型浅析摘要：简要介绍了三大主机厂600MW等级超临界和超超临界空冷汽轮机的设计特点和性能参数，对空冷汽轮机选型进行了初步论证并提出了建议。

关键词：600MW；超临界；超超临界；空冷汽轮机随着国家“十五”重大技术装备研制计划“600MW超临界火电机组成套设备研制”项目的成功实施，带动了我国超临界燃煤火电机组的快速发展，目前国产600MW级超临界燃煤火电机组已经成为我国在建火电工程的主力机型。

这对于优化我国电网中火电机组的装机结构、提高我国火电机组技术发展的整体水平和节能降耗及减排工作等方面都起到了积极的推动作用。

其中超临界和超超临界空冷汽轮机由于具有非常显著的节水效果，在我国北方缺水地区也已有了快速的发展。

下面对三大主机厂600MW等级超临界和超超临界空冷汽轮机的设计特点和性能参数进行简要介绍，对空冷汽轮机选型进行初步论证并提出建议。

1哈尔滨汽轮机厂有限责任公司哈尔滨汽轮机厂有限责任公司（以下简称哈汽）通过引进并吸收日本三菱技术，现已具有独立开发600MW等级超临界和超超临界空冷机组的能力。

哈汽600MW等级超临界和超超临界空冷汽轮机组采用模块化的设计方法，主要有两种机型：两缸两排汽机型和三缸四排汽机型。

超临界和超超临界参数汽轮机的关键部分在高中压部分，空冷汽轮机的关键部分在低压部分，600MW等级超临界和超超临界空冷汽轮机分别采用600MW等级超临界和超超临界湿冷汽轮机的高中压模块及600MW等级亚临界空冷汽轮机的低压模块，无论是两缸两排汽机型，还是三缸四排汽机型，均采用具有成熟运行业绩的模块，从而保证超临界和超超临界空冷汽轮机组的安全可靠。

哈汽600MW等级超临界和超超临界空冷汽轮机组主要有两种机型：两缸两排汽机型和三缸四排汽机型。

两缸两排汽机型为高中压合缸，一个低压缸、两个排汽口，低压缸末级叶片长度为940mm，高中压缸采用双层缸，支持轴承采用可倾瓦式，低压缸采用落地轴承、内缸，汽轮机总长约19m（汽轮机长度指汽轮机一号轴承中心线至发电机前轴承中心线的距离，下同）。

660MW超临界空冷汽轮机及运行随着社会对能源需求的日益增长，汽轮机作为重要的能源转换设备，其效率和可靠性对于满足人们的能源需求至关重要。

本文将重点介绍660MW超临界空冷汽轮机及其运行。

一、超临界空冷汽轮机简介超临界空冷汽轮机是一种高效、清洁的能源转换设备，它采用了超临界蒸汽技术，可以在高温高压下提高蒸汽的效率，从而实现能源的高效利用。

这种汽轮机主要应用于大型火力发电厂、石油化工等领域，为工业生产和人们的生活提供稳定的电力供应。

二、660MW超临界空冷汽轮机结构及特点1、结构：660MW超临界空冷汽轮机主要由进汽系统、主轴、叶片、发电机、控制系统等组成。

其中，进汽系统负责将锅炉产生的蒸汽引入汽轮机，主轴是支撑整个机组的核心部件，叶片则用于将蒸汽的动能转化为机械能，发电机将机械能转化为电能，控制系统则对整个机组进行监控和调节。

2、特点：660MW超临界空冷汽轮机具有效率高、容量大、可靠性强的特点。

其采用超临界蒸汽技术，可以在高温高压下运行，提高蒸汽的效率。

该汽轮机还采用了先进的密封技术和控制系统，保证了设备的可靠性和稳定性。

三、660MW超临界空冷汽轮机的运行1、启动：在启动660MW超临界空冷汽轮机之前，需要进行全面的检查和准备工作，包括确认设备状态良好、控制系统正常等。

启动后，汽轮机需要经过暖机、加速等阶段，直至达到额定转速。

2、运行：在正常运行过程中，660MW超临界空冷汽轮机需要保持稳定的转速和负荷，以实现高效的能源转换。

同时，需要对设备进行定期检查和维护，确保设备的正常运行。

3、停机：在停机时，需要进行逐步减速、停机等操作，同时进行设备的检查和维护。

还需要对设备进行定期的保养和维护，以延长设备的使用寿命。

四、结论660MW超临界空冷汽轮机作为一种高效、清洁的能源转换设备，对于满足人们的能源需求至关重要。

在实际运行中，需要采取科学合理的措施进行设备的监控和维护，以确保设备的稳定性和可靠性。

660MW超临界空冷汽轮机及运行660MW超临界空冷汽轮机及运行概述结构660MW超临界空冷汽轮机由压气机、燃烧室、高压涡轮机、中压涡轮机、低压涡轮机和空冷设备等组成。

压气机负责将空气压缩，通过燃烧室与燃料混合燃烧产生高温高压燃气。

高压涡轮机、中压涡轮机和低压涡轮机将燃气的能量转化为转动机械能，最终带动发电机发电。

空冷设备用于将汽轮机排出的废热通过空气冷却，提高装置的热效率。

超临界空冷技术可以有效降低冷却塔和水泵等设备的使用数量，减少水资源的消耗。

原理超临界空冷汽轮机采用超临界循环技术，利用高温高压的态势增加了汽轮机的发电效率。

超临界循环是一种介于常规汽轮机循环与超临界循环之间的状态，具有较高的过热温度和较高的过热压力。

超临界循环的特点是在液相区域具有较高的比熵，使得过热器的温差减小，进而降低了对锅炉管材的性能要求。

由于工质在液相时有较高的比熵，故压缩度小，外排温度升高，进而降低了冷却水的使用量。

空冷技术则通过利用环境空气对汽轮机的散热进行冷却，减少了对水资源的依赖。

相比传统的湿冷循环，空冷技术具有热效率高、环境保护性好的优势。

运行情况660MW超临界空冷汽轮机的运行情况非常良好。

其高效率和环保性使得其在电力行业得到了广泛的应用。

超临界空冷汽轮机的高效率使得发电成本得到了降低，进一步促进了可持续发展。

空冷技术的应用也减少了对水资源的压力，提升了能源的可持续利用性。

除此之外，超临界空冷汽轮机还具有运行稳定、可靠性好等特点。

其高负荷运行和快速启停的能力满足了电力行业对供电的需求。

，660MW超临界空冷汽轮机以其高效率、环保性以及运行稳定性，将成为电力行业的重要发展方向。