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试论1000MW超超临界汽轮机设计特点及调试技术作者：王中平来源：《科学与财富》2016年第23期摘要：1000MW超超临界汽轮机在电厂的使用中是经常能见到的，汽轮机的向使用可以提高电厂的工作效率，是电厂生产中经常会用到的设备，但是机组的启动调试还存在着问题，本文是通过对上汽1000MW超超临界汽轮机的设计进行研究，对调试中出现问题及时解决，提出具体的解决措施，对汽轮机的设计有着重要的意义。
1000MW超超临界汽轮机在电厂中扮演着重要的角色，如果没有汽轮机，电厂是不能正确运行的，如果电厂不能正确运行。
电力系统就会出现问题，对人们的生产和生活产生着严重的影响，1000MW超超临界汽轮机在使用的过程中经常会出现问题，如果没有及时解决这些问题，就会对电厂的正常生产产生影响，在对汽轮机进行调试的过程中，发现汽轮机在制造、设计和安装上都存在着问题，主要就是经验不足，技术较为落后，本文对这一问题积极性研究，为系列汽轮机的制造提供借鉴作用。
1 汽轮机的总体结构在上汽1000MW超超临界汽轮机的总体结构如下：汽轮机的整个流通部分是由4个气缸组成的，这四个气缸分别是一个高压缸、1个双流中压缸和2个双流低压缸，共设64级，均为反动级。
高压缸部分有14单流压力级，不设调节级。
中压缸部分有2×13个压力级。
2个低压缸压力级总数为2×2×6级。
末级叶片高度为1146mm。
汽轮发电机轴系由汽轮机高压转子、中压转子、2个低压转子、发电机转子及励磁机转子组成，转子之间采用刚性联轴器联接。
除发电机转子外，轴系设计采用独特的单轴承N+1支承模式，与其他两家国产超超临界汽轮机轴系采用双轴承支承相比，汽轮机转子轴系长度仅为29m，同比缩短了8～10米。
整个汽轮发电机组轴系长度为49m，共有7个径向轴承和1个径向推力联合轴承支承。
除高压转子由2个径向轴承支承外，汽轮机其他转子均由单轴承支承。
2 汽轮机的设计特点汽轮机的设计方式也有着严格的要求，在设计上主要是体现了以下特点：2.1 使用的是圆筒型高压外缸圆筒形高压外缸的设计可以减少缸体的重量，这样的设计可以减少制造成本，能够节省资源，对制造企业来说是极有利的，这护送高压缸是由厂家整体发运的，高压缸使用的是双层缸设计，双层缸是由内缸和外缸组成，内缸是由静叶持环组成的，外缸的形状是圆筒形的，这种高压缸在里面是不设置隔板的，如果设置了隔板就会出现反效果，无法发挥高压缸的作用，在缸内还要安装静叶栅，静叶栅是反动式的，这就是内缸的设计理念，外缸使用的设计理念与内缸是完全不同的，外缸采用圆筒的设计形式，分为进气缸和排气缸，汽轮机在运行的时候会出现大量的废气，这些废气会影响着汽轮机的使用，需要有进气缸支撑着汽轮机的正常使用，而排气缸主要是为了将废气都排出去，让汽轮机可以正常的使用，高压外缸在汽轮机的构成中是非常重要的，内缸的方向为垂直纵向分布，这样可以汽轮机可以很好的受热，让材料的受热情况保持一致，如果没有保持一致就会出现高温现象，对汽轮机中的其他部件来说也是一种损害。
1000MW高效超超临界直流锅炉启动系统不装设启动循环泵的技术特点及分析文章首先介绍了超超临界直流锅炉启动系统的分类，然后从工程实例出发，分析了不装设启动循环泵的技术特点及与装设启动循环泵的技术的经济比较，希望为类似工程提供参考借鉴。
标签：直流锅炉；启动循环泵；技术特点；经济性我国经济社会快速发展的同时，对于电力资源的需求不断增加，受限于国家提出的节能减排要求，电厂在生产运行期间，必须创新发电技术，例如超超临界直流锅炉发电技术。
其中，启动系统的安全性和经济性，直接影响到电力生产质量，成为电厂管理工作的关键，以下针对是否装设启动循环泵进行深入探讨。
1 超超临界直流锅炉启动系统的分类1.1 外置式分离器启动系统外置式系统指的是启动分离器在机组启动、停运期间投入运行，在直流负荷运行时则排除在系统之外，主要适用于定压运行的条件。
由于该系统操作复杂，气温难以控制，难以满足快速启动或停止的要求，因此目前基本已经淘汰。
1.2 内置式分离器启动系统内置式系统设在蒸发区段和过热区段之间，启动分离器在机组启动、运行、停运时，均会投入运行。
锅炉正常运行时，启动分离器仅具有连接通道的作用；锅炉在低负荷状态运行时，启动分离器则湿态运行，具有汽水分离的作用。
该系统具有操作简单、避免气温波动的优势，因此应用广泛。
根据系统工作原理的不同，主要分为扩容式、循环泵式、启动疏水热交换器等类型。
2 1000MW高效超超临界直流锅炉启动系统概述以陕西能源赵石畔煤电有限公司为例，#1、#2锅炉采用东方锅炉股份有限公司生产的型号为DG2906.3/29.4/605/623-II3的高效超超临界参数变压直流炉、前后墙对冲燃烧、一次再热、平衡通风、固态排渣、紧身封闭、全钢构架悬吊结构II型锅炉。
公司内的锅炉启动系统，不装设启动循环泵，炉前沿宽度方向布置2个汽水分离器、1个储水箱；每个分离器上方沿切向布置6根进口管、2根出口管；锅炉湿态运行时，水冷壁出口的汽水混合物经分离器分离，蒸汽进入顶棚过热器；分离出的水进入下部储水箱，水质合格排至汽机凝汽器。
1000MW超超临界塔式锅炉与Π型锅炉的技术特点比较分析程江1王洪波2（广东神华国华粤电台山发电，广东台山）摘要：本文对1000MW超超临界塔式锅炉与Π型锅炉的水冷壁、过热器和再热器的主要结构特点进行对比与分析，总结出各自的优缺点。
关键词：超超临界塔式锅炉；超超临界Π锅炉；再热裂纹；节流圈Compare and analysis of technical features of 1000MW Ultra-supercritical tower-type boiler and Π-type boilerChengJiang1Wanghongbo2Guangdong TaiShan Power Plant Co,ltd.,TaiShan,Guangdong 529228Abstract:The paper compares the main structure features of waterwall、superheater and reheater of 1000MW Ultra-supercritical tower-type boiler with Ultra-supercritical Π-type boiler, and summarizes the advantages and defects of Ultra-supercritical tower boiler and Ultra-supercritical Π boiler.Keywords:Ultra-supercritical tower-type boiler Ultra-supercritical Π-type boiler reheat crack Throttling ring1、前言自国内首台1000MW超超临界机组投产运行以来，目前我国已有多台超超临界1000MW 机组投入运行或者再建中。
国内目前投产的超超临界机组选用的是国外三大锅炉厂的技术，日本三菱公司、日本日立公司、ALSTOM技术。
1000MW超超临界机组锅炉启动系统结构与运行特性摘要介绍了国产1000MW超超临界机组锅炉启动系统结构及运行特性，阐述了启动系统的结构，启动系统的流程以及运行特性，分析了各种启动系统之间的不同（包括安全性，经济性等）以及不同设备运行对于启动系统运行的影响等。
关键词：超超临界启动系统结构特性运行特性AbstractIntroduced domestic 1000MW Supercritical Boiler Start System structure and operating characteristics, described the structure of the boot system, boot the system processes, and operational characteristics of the different promoters, the difference between the systems (including security, economy, etc.) andstart the system running for different devices running on and so on.Keywords：USC；Start System ；operational characteristics；operating characteristics目录第一章前言 (3)第二章 1000MW超超临界锅炉主要系统 (5)第三章超超临界锅炉启动系统 (9)第一节超超临界锅炉启动系统的结构 (9)第二节超超临界锅炉启动系统的分类 (12)第三节锅炉启动系统的比较 (15)第四章超超临界锅炉启动系统运行特性分析 (17)第五章典型超超临界锅炉启动系统 (20)第六章结束语 (28)参考文献 (29)附录 (30)第一章前言一、超超临界机组发展背景火电机组的发展已历经百年，发达国家超临界机组运用已有40多年的历史，1949年苏联建造了第一台超超临界试验机组才使该项技术应用有所突破，由于能源紧缺的局面日益凸显，为提高发电效率和降低煤耗必须不断提高蒸汽初参数。
超超临界1000MW技术介绍（汽轮）技术介绍IP TurbineHP Turbine汽轮机有东方超超临界1000MW汽轮机技术介绍汽轮机技术介绍东方超超临界1000MW目录1东方对日立超超临界汽轮机技术全面引进概貌机组概貌2东方超超临界1000MW机组东方超超临界1000MW机组主要技术特点1000MW机组主要技术特点东方超超临界1000MW33 东方超超临界可靠性高3.1 可3.13.2经济性好3.2 经3.2调峰性能好3.33.3 调先进可靠的辅助系统4 先进可靠的辅助系统44汽轮机运行情况1000MW汽轮机运行情况55 邹县邹县1000MW东汽超临界、超超临界技术引进历程1997年开始超临界技术谈判1999年完成超临界600MW技术引进协议谈判2001年完成对600MW技术引进协议的修改（包括亚临界、超临界）年依托邹县项目完成超超临界技术全面引进2004年依托邹县1000MW项目,完成1000MW超超临界技术全面引进2005年依托芜湖660MW项目,完成660MW超超临界技术全面引进依托芜湖660MW项目完成660MW超超临界技术全面引进东汽从日立全面技术引进1）包括设计图纸、工艺方案及材料、检验和采购规范全面人员培训；2）日立保证机组设计的先进性和准确性，并对设计性能负责；3）东汽在日立的许可证下严格按照日立要求进行生产和制造，变更和材料代用等均需日立认可；4）日立将为项目的工程配合、生产制造及售后服务、用户培训提供技术支持。
——全面技术引进，便于电厂备件采购及获得运行维护技术支持日立1000MW机组业绩东方600MW以上系列机型湿冷机组邹县机型河曲机型滇东机型印度机型托电机型大坝机型空冷机组D600A 1016末叶D600B1016末叶D600F909末叶D600K856末叶D600D661末叶D600J863两排亚临界超临界常熟机型D600C1016末叶兰溪机型1016末叶沾化机型D660A1016末叶上安机型D600H661末叶鸿山供热D600N909末叶蔚县采暖D660C661末叶鸳鸯湖机型D600L863两排南热双抽D600P909末叶邹县机型D1000A1092末叶超超临界芜湖机型D660B1016末叶乌沙山机型D1000B1092末叶灵武机型762末叶曹妃甸机型D1000D1092末叶技术引进消化吸收合作设计研发创新1 1 全面引进日立超超临界汽轮机技术全面引进日立超超临界汽轮机技术制造厂编号电厂机组出力MW 参数MPa/℃/℃机型末叶D1000A 1～2t 东汽超超临界1000MW系列机组D1000A-1～2t 山东邹县7～8#100025/600/600四缸四排汽43〃D1000A-3～4t 广东海门1～2#103625/600/600四缸四排汽43〃D1000A-5～6t 辽宁绥中3～4#100025/600/600四缸四排汽43〃A 广东惠来//D1000A-7～8t 广东惠来3～4#100025/600/600四缸四排汽43〃D1000A-9～10t 山东莱州103925/600/600四缸四排汽43〃D1000A-11～12t 安徽芜湖3～4#100025/600/600四缸四排汽43〃缸D1000A-13～14t 广东海门3～4#103625/600/600四缸四排汽43〃D1000A-15～16t 华润苍南1～2#100025/600/600四缸四排汽43〃D1000A-17～18t 华润古城1～2#100025/600/600四缸四排汽43〃D1000B-1～2t 大唐乌沙山3～4#100025/566/600四缸四排汽43〃D1000B-3～4t 大唐抚州1～2#100025/566/600四缸四排汽43〃D1000C-1～2t 华电灵武3～4#1000（空冷）25/600/600四缸四排汽30〃D1000D-1～2t 华润曹妃甸1～2#1000（供热）25/600/600四缸四排汽43〃全面引进日立超超临界汽轮机技术1 全面引进日立超超临界汽轮机技术1东汽引进型超超临界1000MW机组立体示意图型式超超临界次中间再热单轴四缸四排汽?机组主要技术规范–式：超超临界、一次中间再热、单轴、四缸四排汽–型号：TC4F-43率1000MW –额定功率：1000 MW–额定蒸汽参数：25 MPa / 600 ℃/ 600 ℃3000r/min –额定转速：3000 r/min–转向：逆时针（从机头朝发电机方向看）–定压运行或“定一滑一定”复合滑压运行方式运行方式：定压运行或定滑定复合滑压运行方式。
目前主要国内制造厂1000MW超超临界锅炉设备及特点超超临界机组技术资料汇编锅炉专业第五章目前主要国内制造厂1000MW超超临界锅炉设备及特点概述我国电力工业以煤为主要燃料，以煤为主的发电格局在今后相当长的时期内不会改变。
超临界机组在国际上已经是商业化成熟的发电技术，对于超临界机组，一般可以分为两个层次，一个是常规超临界机组（Conventional Supercritical）,其中主汽压力一般为240bar左右，主汽和再热蒸汽温度为540－560℃，另一个是高效超临界机组（High Efficiency Supercritical Cycle）,通常也称为超超临界机组（Ultra Supercritical）或者高参数超临界机组（Advanced Supercritical）,其中主汽压力为280～300bar，主汽和再热蒸汽温度为580～600℃。
目前我国超超临界锅炉的主要设计生产厂家241超超临界机组技术资料汇编锅炉专业主要有：哈尔滨锅炉厂（简称HBC），其技术支持方为日本三菱重工业株式会社（MHI）；东方锅炉厂（简称DBC），其技术支持方为日本巴布科克-日立公司（BHK）；上海锅炉厂（简称SBWL）的技术支持方为美国阿尔斯通公司（API）。
哈尔滨锅炉厂选定三菱重工株式会社（MHI）作为技术支持方。
MHI是全球著名的发电设备和重型机械制造公司之一，在开发超临界和超超临界技术方面走在世界的前列，到目前为止已投运的容量大于500MW的超临界和超超临界锅炉已达60台，其中采用螺旋管圈水冷壁的变压运行超临界锅炉为21台，采用新型的垂直管圈水冷壁的变压超临界锅炉和超超临界锅炉已投运12台。
采用内螺纹管垂直管圈、变压运行的超超临界锅炉在技术上代表了当前高效超临界锅炉的最新水平。
到2003年，MHI已生产了68台超临界锅炉和超242超超临界机组技术资料汇编锅炉专业超临界锅炉，其中500MW以上的锅炉为59台，而1000MW的超临界和超超临界锅炉共有7台；如以运行方式分类，则32台为定压运行，36台为变压运行；如从蒸汽参数上看，超超临界锅炉共有9台，其中2台为31MPa，566/566/566℃二次再热，其余均为一次再热，蒸汽压力为24.1～24.5MPa，蒸汽温度为566/593，593/593直至600/600℃。
MHI是目前世界上生产超临界和超超临界锅炉最多和最大的火力发电设备制造商。
哈锅是国家大型电站锅炉的科研与开发基地，高度重视新产品的开发工作，哈锅与国内高等院校及研究所合作完成了多项超临界锅炉关键技术的开发研究，并完成了黑龙江省双鸭山垂直管圈变压运行超临界锅炉方案，为完成好玉环项目打下了坚实的基础。
东方锅炉和巴布科克-日立共同合作，全面进243超超临界机组技术资料汇编锅炉专业行产品的技术设计、制造技术等方面的工作，各项工作都在有序的进行之中。
BHK公司在超临界本生直流锅炉方面具有世界一流的技术和良好的业绩。
BHK自60年代起就在研究超临界直流炉的技术，对于发展大容量高参数锅炉，BHK在十分重视煤粉燃烧技术、烟气脱硫、脱硝技术开发的同时，还十分重视耐热新钢种的研制与使用。
到现在已销售约13台500MW及以下的亚临界压力本生炉和21台600MW及以上容量的超临界压力本生型直流锅炉，自90年代以来600MW及以上容量的13台超临界压力锅炉全部都是按变压运行带中间负荷调峰、低污染排放设计的本生直流炉，其中燃煤炉12台。
BHK的超临界本生直流炉上以下特点：a 高的可靠性、制造精良、利用率高b 性能优异244超超临界机组技术资料汇编锅炉专业①参数高，效率高②环保措施好c 降低成本，大模块化组合率东锅拥有雄厚的技术实力和完善的质保体系，取得了美国ASME授权证书和S、U、U2三枚钢印，国家核安全局颁发的民用核承压设备制造许可证，A级锅炉生产许可证和三类容器设计制造许可证，并通过了GB/T19001-ISO9001质量体系认证。
东方锅炉具有现代化的生产装备，现已配置、引进了生产超临界本生型直流锅炉的专用设备，并具备开发、设计、研制、生产单机容量为600MW锅炉的能力。
上海锅炉厂引进ALSTOM Power Inc.,USA的超临界技术。
ALSTOM公司是世界著名的发电设备供货商之一。
在全球已安装的发电设备中，采用ALSTOM锅炉技术的市场份额高达40%以上。
245超超临界机组技术资料汇编锅炉专业ALSTOM直接提供的设备几乎占20%，总装机容量为650,000MWe，其中锅炉设备超过400,000MWe，煤粉锅炉超过270,000MWe。
ALSTOM Power., Inc.在超临界技术领域始终处于领先地位，全球范围内提供的超临界锅炉超过60,000MW，其技术受让方（包括日本三菱）运用ALSTOM的技术提供的超临界锅炉超过40,000MW。
ALSTOM的超临界技术先进、可靠，使电厂的运行效率更高，运行成本更低，同时也更能满足环保要求锅也曾做过多种技术引进方案，但从技术的连续性和技术的先进性两方面考虑，最终还是决定引进ALSTOM Power Inc.,USA的超临界技术。
1 上海锅炉厂（SBWL）1000MW超超临界锅炉主要特点1.1 锅炉的主要特点1.1.1 锅炉结构特点246247超超临界机组技术资料汇编锅炉专业248超超临界机组技术资料汇编锅炉专业1.1.3 锅炉设计参数249超超临界机组技术资料汇编锅炉专业1.2 内螺纹管垂直水冷壁特点采用改进型的内螺纹垂直水冷壁。
炉膛内螺纹管垂直水冷壁由冷灰斗上1m处开始至炉顶棚，中间无混合集箱（压降低），水冷壁的节流孔圈装在水冷壁进口球型容器中，负责将总流量按不同墙的热负荷分布，进行分配；装在进口集箱中的节流圈负责对每面墙中的每组管子按炉膛横向热250超超临界机组技术资料汇编锅炉专业负荷分布曲线进行流量分配。
垂直水冷壁和内螺纹管251超超临界机组技术资料汇编锅炉专业上锅－阿尔斯通1000MW双火球切圆燃烧垂直水冷壁初步方案1.3 过热器与再热器系统过热器由顶棚、包墙、分隔屏、屏式过热器和末级过热器组成，无低温过热器。
再热器分为低温再热器和高温再热器两级。
在低温再热器入口设有事故喷水减温器，再热汽温主要用摆动式燃烧器调节。
252超超临界机组技术资料汇编 锅炉专业2531.4 燃烧系统1.4.1 燃烧器设计特点煤粉燃烧器为切向燃烧，主风箱设有6层强化着火煤粉喷嘴，在其四周布置有燃料风（周界风），每相邻两层煤粉喷嘴之间布置1层辅助风喷嘴，其中包括上下两只偏置的CFS （Concentric Firing System ）同心切圆喷嘴。
在主风箱上部设有两层CCOFA （Closed-Coupled OFA ）紧凑燃尽风喷嘴，在主风箱下部设有一层UFA （Underfire Air ）火下风喷嘴。
在主风箱上部布置有5层（SOFA 分离燃尽风）喷嘴，以降低NO X 排放量。
1.4.2 采用CFS 同心切圆燃烧喷嘴有的特点a 在各种负荷工况下热分布均匀b 炉膛烟温低c 燃烧完全d 炉膛出口温度可控e 生成NOx 最少超超临界机组技术资料汇编锅炉专业CFS 同心切圆喷嘴1.4.3 采用SOFA燃尽风喷嘴的特点a 可调的偏转角度b 可调的节距SOFA分离燃尽凤喷嘴254超超临界机组技术资料汇编锅炉专业1.4.4 上锅－阿尔斯通公司设计的1000MW切圆燃烧锅炉的优点a 炉膛热负荷及吸热均匀 - 不会产生极端峰值烟温b 采用摆动燃烧器调节再热蒸汽温度c 可用偏转风燃烧系统防止水冷壁结焦，改善清洁度增加炉膛下部吸热－降低结焦风险d 反切燃烬风和分离燃烬风降低炉膛热负荷峰值和烟温峰值-降低结焦风险e 反切燃烬风和分离燃烬风降低旋流强度，增加燃料喷射强度，减少水冷壁附近的煤/灰粒子－降低烟温偏差和结焦风险f 分离燃烬风喷射角度可调–降低烟温偏差和未燃烬碳损失g 反切燃烬风和分离燃烬风控制NOx<350mg/Nm31.5 制粉系统900MW、1000MW均为中速磨直吹式制粉系统，255超超临界机组技术资料汇编锅炉专业每台磨带一层燃烧器。
900MW配置6台中速磨，1000MW配置7台中速磨。
2 哈尔滨锅炉厂（HBC）1000MW超超临界锅炉主要特点2.1 锅炉的主要特点2.1.1 锅炉结构特点哈锅1000MW超超临界锅炉采用“Л”型布置、MHI反向双切圆燃烧方式（单炉膛双火球），PM （Pollution Minimum）主燃烧器和MACT （Mitsubishi Advanced Combustion Technology）型低NOx分级送风燃烧系统，它具有炉内烟气温度场和热负荷分配较为均匀、单只燃烧器热功率较小的优点，避免了≥1000MW大型燃煤锅炉采用单切圆燃烧时炉膛尺寸上的限制。
双切圆燃烧炉膛相当于二个尺寸较小的单切园炉膛的组合，对保证直流燃烧器的火焰穿透能力和改进燃烧组织均是有利的。
炉膛采用内螺纹管垂直上升膜式水冷壁、循环泵启动系统、一次中间再热、调温方式除煤/水比外，还采用烟气调节挡板、燃烧器摆动、喷水等方式。
锅炉采用平衡通256超超临界机组技术资料汇编 锅炉专业257风、露天布置、固态排渣、全钢构架、全悬吊结构。
哈锅锅炉总体简图2.1.2 设计煤种 项 目单 位设 计 煤校 核 煤 产地 － 神华 兖州 同忻挥发份 VM % 26.50 27.33 元素碳 C Y% 61.7 57.92 56.32 氢H Y%3.67 3.68 3.68超超临界机组技术资料汇编锅炉专业258超超临界机组技术资料汇编锅炉专业2.1.3 锅炉设计参数锅炉设计参数如下：蒸汽流量主蒸汽流量：2980 t／h (BMCR)2887 t／h (BRL)再热汽流量：2424 t／h (BMCR)2339 t／h( BRL)蒸汽压力过热器出口：26.15 MPa.g (BMCR)再热器入口：5.11 MPa.g (BMCR)再热器出口：4.85 MPa.g (BMCR)蒸汽温度过热器出口：605 ℃ (BMCR)再热器入口：353 ℃ (BMCR)再热器出口：603 ℃ (BMCR)给水温度： 302 ℃ (BMCR)锅炉热力参数如下：炉膛容积热负荷 83.0 MW／m3259超超临界机组技术资料汇编锅炉专业炉膛截面热负荷 4.60 kW／m2炉膛出口烟温 980 ℃屏底烟温 1290 ℃锅炉保证效率 93.66 ％ (BRL)锅炉几何参数如下：炉膛宽×深32.084×15.67 m2锅炉高度(从水冷壁下集箱到顶棚管)66.4 m后竖井深度12.177 m总深度(从前水冷壁到后包墙) 33.937 m水冷壁下集箱标高 6.3m最外排柱中心线间纵向跨距70.9 m最外排柱中心线间横向跨距69.0 m260超超临界机组技术资料汇编锅炉专业上层燃烧器中心线到屏底高度22.364 m下层燃烧器中心线到冷灰斗拐点高度6.950 m2.2 内螺纹管垂直水冷壁特点炉膛内螺纹管布置于冷灰斗以上垂直管段至折焰角端。
