东方1200MW超超临界机组汽轮机设备
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660MW超超临界汽轮机设备及系统介绍
一、基本原理
660MW超超临界汽轮机是一种采用超超临界循环技术的汽轮机,其工作原理主要是利用燃烧产生的高温高压蒸汽驱动汽轮机转动发电机发电。
该汽轮机采用超超临界循环技术,能够在高温高压状态下工作,提高了燃烧效率和发电效率,同时减少了CO2排放。
二、结构特点
1.燃烧系统:采用先进的燃烧技术,能够高效燃烧,减少NOx和SOx 排放。
2.锅炉系统:采用超超临界循环技术,实现高温高压循环,提高了锅炉效率。
3.汽轮机系统:采用先进的涡轮设计和材料,能够实现高效率的能量转换。
4.发电机系统:采用高效率的发电机设计,能够实现高效率的发电。
三、系统组成
1.燃烧系统:包括燃烧室、燃烧器和燃气管道等,用于将燃料燃烧产生高温高压蒸汽。
2.锅炉系统:包括锅炉本体、过热器、再热器和除尘器等,用于将燃烧产生的高温高压蒸汽转化为动能。
3.汽轮机系统:包括高压汽轮机、中压汽轮机和低压汽轮机等,用于将高温高压蒸汽的动能转化为机械能。
4.发电机系统:包括同步发电机、变压器和电气设备等,将汽轮机转动的机械能转化为电能。
660MW超超临界汽轮机(三缸)随着能源需求的不断增长,传统的火力发电已经无法满足能源供应的需求。
超超临界汽轮机作为一种新型的发电设备,具有高效率、低排放的特点,成为发电行业的重要方向之一。
超超临界技术简介超超临界技术是指在常规火力发电设备的基础上,通过提高工作流体的压力和温度,使其达到超过临界点的状态。
这种状态下的工作流体具有更高的热效率和更低的排放。
超超临界汽轮机在提高发电效率的,还能减少二氧化碳等有害气体的排放。
660MW超超临界汽轮机(三缸)的特点660MW超超临界汽轮机是一种三缸式的发电设备,具有以下特点:1. 高效率:通过采用超超临界技术,该汽轮机可以达到更高的热效率,提高发电效率,降低燃料消耗。
2. 低排放:超超临界汽轮机在燃烧过程中排放的二氧化碳等有害气体较少,对环境的影响较小。
3. 稳定性好:该汽轮机采用三缸式结构,可以更好地平衡各个缸的工作状态,提高整机的稳定性和可靠性。
4. 减少水的消耗:超超临界汽轮机采用闭式循环,可以减少对水的消耗,更加环保节能。
5. 多用途:超超临界汽轮机不仅可以用于发电,还可以用于工业生产过程中的动力输出。
应用前景660MW超超临界汽轮机的应用前景广阔。
随着国内外能源需求的持续增长,超超临界汽轮机将成为发电行业的主流技术。
其高效率、低排放的特点符合环境保护的要求,也能够满足能源供应的需求。
小结660MW超超临界汽轮机(三缸)是一种具有高效率、低排放的发电设备。
通过提高工作流体的压力和温度,它能够达到超过临界点的状态,提高发电效率,降低燃料消耗。
超超临界汽轮机在发电行业的应用前景广阔,将成为推动清洁能源发展的重要技术之一。
超超临界百万机组汽轮机超速保护系统优化与改造摘要:上海汽轮机厂超超临界机组转速测量探头安装使用环境、超速保护回路一直存在一些问题和隐患,国内出现了多起由于超速保护系统工作异常导致的机组不安全事件和非停事件的发生。
因此,总结了该类型机组不安全事件和非停事件的原因分析报告,提出了超超临界百万机组汽轮机超速保护系统集成优化与综合改造,确保该类型故障不再发生,提高机组的安全生产运行的可靠性。
优质服务于国家一带一路建设,提升中国企业世界品牌优质、可靠性,为共建人类命运共同体做出应有之贡献。
关键字:百万机组;超速保护系统;优化与改造0 引言目前,国内所采用的1000MW汽轮机组多来自上海汽轮机有限公司、东方汽轮机厂与哈尔滨汽轮机有限公司。
上汽超超临界机组汽轮机超速保护系统取消了传统的机械危急遮断器,由2套电子式的超速保护装置构成,采用德国BRAUN公司的E16型三通道转速监测系统,每套超速保护装置包括3个转速模块和1个测试模块,当其中任何一套装置动作后使汽轮机跳闸,所有高、中压主汽门和调门油动机的跳闸电磁阀将失电,阀门在关闭弹簧的作用下快速关闭,使汽轮机组停机。
电超速设计为失电调机,超速保护装置的动作信号经过三取二后,通过硬回路直接切断电磁阀控制回路的电源,快速停机,超速保护装置的动作信号还同时送到ETS保护系统的处理器,在软件逻辑里再进行三取二的逻辑处理实现跳机。
汽轮机转速测量系统的实际应用过程中,不可避免会遇到各种问题,因此,为了保证汽轮机转速测量系统各项优点的充分发挥,必须根据发电企业汽轮机发电机组实际情况针对相应问题提出有效性、可行性的改进措施。
由于发电企业汽轮机发电机组条件及现状的差异性,所遇到的汽轮机转速测量系统的应用问题也会有所不同。
因此,本项目主要结合典型实例进行分析,提供可借鉴性的汽轮机转速测量系统应用实践经验。
1 机组设备概况国华印尼爪哇电厂1号机组,其主设备采用上海汽轮机有限公司引进西门子技术生产的超超临界、一次中间再热、单轴、四缸四排汽、双背压、凝汽式汽轮机,该汽轮机采用全周进汽+补气阀调节配汽方式,机组采用9级回热抽汽。
国内外1000MW大型超(超)临界火电机组制造及投运概述内容一.国外1000MW大型超临界火电机组制造或装机情况 (1)二.中国大型超临界火电机组“十五”期间或至2010年发展战略 (2)三.中国1000MW大型超临界火电机组制造或装机情况 (3)四.华电邹县电厂主设备参数 (3)五.华能玉环电厂2#号机考核数据(美国西屋DCS) (5)六.我国首台1000MW汽机主要技术参数 (5)七.2x1000MW机组新建工程主要参考工程量及参考造价指标 (6)问题与反思:我们的技术和国外先进技术的差距体现在哪里?一.国外1000MW大型超临界火电机组制造或装机情况1)美国最大超临界双轴机组的容量为1390MW,最大的超临界单轴机组为893MW. 第一台超(超)临界火电机组单机最大容量为1300MW(双轴, 西屋公司制造,1972年投产). GE公司生产850MW及以上容量火电机组共约10台,全部是超临界机组,最大的超临界双轴机组为1050MW,最大的超临界单轴机组为884MW。
2)前苏联单机容量最大的1200MW(单轴)3000r/min机组是在1980年投入运行的。
3)日本日本主要是引进消化GE和Westhouse的技术。
主要制造商为日立,东芝和三菱。
单机容量1000MW及以上火电机组有46台,全部采用超临界及以上。
日本国内主要1000MW电厂电厂名机组容量MW压力kg/cm2温度℃/℃投运日期转速r/min型号末叶(英寸)袖浦#4 1000 246 538/566 1979.08 3000/1500 CC4F 44 松浦#1 1000 246 538/566 1990.06 3600/1800 CC4F 44 东扇岛#2 1000 246 538/566 1991.03 3000/1500 CC4F 44 松浦#2 1000 246 593/593 1997.07 3600/1800 CC4F 46 三隅#1 1000 250 600/600 1998.06 3600/1800 CC4F 46橘湾#2 1050 255 600/610 2000.12 3600/1800 CC4F 464)德国德国是研究、制造超临界机组最早的国家,西门子公司已有10余台3000r/min(27kV)百万千瓦级发电机投入运行或正在安装,其中由西门子公司制造的上海外高桥900MW超临界单轴机组(共2台, #2发电机定子由上海汽轮发电机有限公司分包)已于2003、及2004年投运5)法国ALSTOM由原ABB、原ALSTOM公司合并而成,已生产投运的1000MW以上容量的超临界机组有11台:1300MW(24.2MPa/538/538℃、3600/3600 r/min)双轴8台1300MW(25.4MPa/538/538℃、3000/1500 r/min)双轴1台930MW(26.0MPa/550/580℃、3000 r/min)单轴2台二.中国大型超临界火电机组“十五”期间或至2010年发展战略1)选择600MW机组为起步容量(机组参数为600MW,压力24.2MPQ、温度538/566℃),当时选取这个起步容量的原因主要是国内已有二台600MW进口机组投入运行,有运行及维护经验可借鉴,可靠性较高。
东汽600MW超临界汽轮机介绍第一节东汽600MW超临界汽轮机技术特点及性能规范东方汽轮机厂(以下简称东汽)与日立公司具有相同的设计技术体系,即采用美国GE 公司的冲动式技术。
东汽N600—24.2/566/566型超临界汽轮机采用日立公司所具有的当代国际上最先进的通流优化技术及汽缸优化技术,使机组经济性、可靠性得到进一步提高。
一、东汽N600—24.2/566/566型汽轮机的设计思想东汽的600MW汽轮机有亚临界参数和超临界参数两种,与亚临界600MW机组相比,由于高压及中压部分进汽压力、温度的升高,在材料、结构及冷却上均采取了相应措施,如高温动叶材料采用了CrMoVNb;高压部分汽缸采用CrMoV钢,该材料具有优良的高温性能。
结构上,该汽轮机保证内缸的最大工作压力为喷嘴后的压力与高排压差,外缸最大工作压力为高排压力与大气压之差,可有效的降低汽缸的工作压力,同时进汽口及遮热环的布置保证汽缸有一个合理的温度梯度,以控制它的温度应力,保证寿命损耗在要求的范围内。
中压部分除中间汽封漏汽冷却高中压转子中间汽封段以外,还从高压第3级后引汽冷却中压第1级叶轮轮面及轮缘,大大提高了中压第1级的可靠性;阀门采用经过实验研究及实际验证的高效低损、低噪声高稳定性的阀座和阀碟型线及合理的卸载防漏结构。
该汽轮机广泛采用当代通流设计领域中最先进的全三元可控涡设计技术,高中压静叶型线采用高效的后加载层流叶型(SCH),动叶采用型损、攻角损失更小的高负荷叶型(HV),低压静叶采用高负荷静叶型线(CUC),低压动叶采用成熟的40"低压积木块。
在采用以上通流核心技术的同时,对焓降、动静叶匹配进行优化,在高压缸部分级采用分流叶栅,叶顶采用多齿汽封,对连通管以及高中低排汽涡壳根据实验以及流体计算结果进行优化设计。
该机组为冲动式汽轮机,冲动式机组的转子由于采用轮盘式结构,启动过程中转子的热应力相对较小,同时高中压合缸使得汽缸及转子温度基本上同步升高,保证了机组的顺利膨胀,为启动的灵活性奠定了基础。
600MW超临界汽轮机介绍超临界汽轮机(Ultra-supercritical Steam Turbine),简称USC汽轮机,是一种具有超临界参数的蒸汽动力装置。
它是目前世界上最先进的高效能蒸汽动力设备之一,具有高温、高压、高效等特点。
本文将详细介绍600MW超临界汽轮机。
超临界汽轮机属于燃煤电站的主要核心装备,是实现大规模电力生产的关键设备之一、它采用超临界蒸汽参数(温度>540℃、压力>25MPa)工作,能够提高电站的热效率,减少燃煤排放,降低能源消耗。
600MW超临界汽轮机由锅炉、汽轮机和发电机等组成。
首先,锅炉接收燃料(如煤炭或天然气),经过燃烧产生的热能使水蒸气产生,并达到超临界状态。
然后,高温、高压的超临界蒸汽驱动汽轮机运转。
汽轮机内部由一系列叶轮机组组成,当蒸汽经过叶轮机组时,通过蒸汽的压力驱动叶轮高速转动。
最后,旋转的轴将运动能转化为电能,由发电机产生电力输出。
首先,高温、高压工作状态使得蒸汽具有更高的能量密度,能够更充分地释放热能,从而提高了发电效率。
相对于低参数汽轮机,600MW超临界汽轮机的热效率提高了5-7个百分点,能源利用率大大提高。
其次,超临界汽轮机具有更好的负荷调节性能。
由于采用了大容量的蒸汽容器和高效的阀门控制系统,使得汽轮机能够更快速地响应负荷变化,具有更好的负荷调节性能。
再次,超临界汽轮机采用了先进的材料和控制系统,使得其可靠性和安全性得到了大大的提高。
相对于低参数汽轮机,600MW超临界汽轮机的煤耗减少了约10%,因此降低了二氧化碳等温室气体的排放量。
最后,超临界汽轮机还具有较小的设备尺寸和占地面积。
相对于低参数汽轮机,600MW超临界汽轮机的装机容量相同的情况下,锅炉体积和重量减少了约30%,占地面积减少了约25%。
总之,600MW超临界汽轮机作为一种高效能蒸汽动力装置,具有高温、高压、高效和环保等诸多优点。
它在现代电力工业中发挥着重要作用,为提高电力生产效率,降低燃煤排放,减少能源消耗做出了重要贡献。
求实.创新.人和.图强
1超超临界1200MW等级汽轮机技术开发原则2 超超临界1200MW等级汽轮机技术继承发展3 先进的1200MW机组技术方案4关键技术特性5
结论
目录
3
结构成熟--尽可能采用有运行业绩的1000MW结构,实施技术的继承发展,确保东汽首台1200MW等级机组具有良好的可靠性。
技术性能先进--关键技术突破。
使机组的经济性、可靠性,可控性等各项指标代表国际、国内先进水平。
发挥技术优势–在多台湿冷1000MW机组成功投入商业运行的设计、运行实践经验,和独立成功研制开发1100MW空冷机组的实践基础,长叶片的开发能力。
按规范的设计开发流程,精细设计开发当代先进的1200MW等级湿冷汽轮机,保证公司的持续发展能力。
1东汽超超临界1200MW等级汽轮机的技术开发原则
型
号:
TC4F-43
额定功率:1000 MW
额定参数:25 MPa / 600 ℃/ 600 ℃结构:高中压分缸、四缸四排汽运行方式:“定一滑一定”或定压回热级数:8级(3高加+1除氧+4低加)启动方式:高压缸启动或中压缸启动通流级数:II+ 8;2x6 ;2x2x6末级叶片:1092mm 汽封系统:自密封系统
外形尺寸:37.9×9.9 ×6.8 m
滑油系统:轴驱动的主油泵 油涡轮
超超临界1000MW湿冷汽轮机D1000A(邹县)
•全新引进日立技术
2东汽超超临界1200MW等级汽轮机的技术继承发展
超超临界1200MW湿冷汽轮机D1200A
•消化吸收再创新技术
型
号:TC4F-48
额定功率:1200 MW
额定参数:28 MPa / 600 ℃/ 620 ℃结
构:高中压分缸、四缸四排汽运行方式:滑压
回热级数:8级(3高加+1除氧+4低加)启动方式:高压缸启动或中压缸启动通流级数:10(无调节级);2x7 ;2x2x5末级叶片:1200mm 汽封系统:自密封系统
外形尺寸:37.9×9.9 ×6.8 m
滑油系统:轴驱动的主油泵 油涡轮
3 超超临界1200MW等级湿冷汽轮机技术方案
——汽轮机总体结构及布置大结构继承,成熟可靠
▲1个高压缸(逆流)+1个双流程中压缸+ 两个双流低压缸
▲高压阀布置在机头侧,中压阀布置在中压缸中部两侧,采用浮动支承;运行平台整洁美观。
优化设计点
1200MW
汽轮机工况特性分析及优化
优化目标:●确定机组长期运行经济点;●TMCR-夏季能力特性;
●老化补偿-超压5%以内;
1
高压模块通流方案设计特点
▲采用最新的通流设计规范设计通流
级,通流叶片级的速比与反动度最佳匹配设计;
▲采用在日立原始叶型基础上开发的
静、动叶型线,型线损失低;
▲10个热力通流级,根径1060mm 。
▲所有级次叶根采用枞树型叶根,自
带围带预扭成圈设计;
11
1.1 高压通流设计
高压缸通流图
1.2 高压内外缸设计
高压模块的静子结构,如高压外缸、高压内缸等与超超临界D1000A机组基本相同,不同之处是:由于配汽方式采用节流配汽,高压部分将调节级改为压力级,因此高压通流里面就取消了喷嘴室和喷嘴组。
高压内外缸结构作相应的更改。
12
2 中压模块
2.1 中压通流设计
▲采用最新的通流设计规范设计
通流级,通流叶片级的速比与反动
度优化匹配设计;
▲采用在日立原始叶型基础上开发
的静、动叶型线,型线损失低;
▲2×7个通流级。
根径1450mm;
▲中压所有级次采用枞树型叶
根,自带围带预扭成圈设计。
13
3.1 低压通流设计
16
3 低压模块通流方案设计特点
▲低压缸设计为5级,根径1905mm ,前4级
根部速比在0.5以上;
▲低压缸采用1200mm 低压模块,前几级静、
动叶片采用48英寸低压缸对应级次为母型优化设计;
▲低压缸前三级采用菌型叶根,自带围带
预扭成圈设计;
▲低压缸次末级采用枞树型叶根,围带成
圈叶片设计;
▲低压缸末级采用枞树型叶根,围带、拉
筋成圈叶片设计。
3.6 阀门设计
●由于采用节流配汽,高压主汽阀和调节阀都由原来1000MW机组的四个改为2个。
●阀门的布置方式与超超临界百万机组相同,高压主汽阀和调节阀焊接在一起,悬吊在机头前的运行层下。
●中压阀的布置方式也与超超临界百万机组相同,布置在中压缸的两侧。
19
28MPa/600 ℃高压主汽调节阀的mises应力
——阀门强度分析
满足设计规范
3.6 阀门设计
3.7 机组的死点和滑销系统
●静子设三个绝对死点:中低压间轴承箱下及低压缸的中心线附近。
●滑动面采用GE、西屋、三菱、俄罗斯等公司成熟设计
●推力轴承安装2#轴承后,1、2#轴承箱采用滑动设计,自润滑滑块摩擦系数低、终身免维护。
——抵消动静部分胀差,高、中、低压间动静的胀差小。
3.9辅机方案设计
对于1200MW机组的辅机设备方面,跟常规1000MW 机组相差不大,只是尺寸、容量方面有些区别,不会有
根本性的变化。
而对于系统而言,由于机组任然采用四缸四排汽,更常规1000MW湿冷机组一样,所以,对辅机系统而言跟1000MW机组也是一样,唯一变化的就是由于机组的初参数提高,对管道、阀门要采用耐高温的材料来满足机组
安全运行的需要。
机组的自密封系统任然采用四阀系
统,油系统采用主油泵——油涡轮系统供油,疏水系统
的控制也采用1000MW湿冷机组的成熟控制模式。
22
3.9.4 自密封系统
3.9.5低压缸减温喷水系统•组成—喷水调节阀、喷水嘴、
测温元件等
•按温度高低控制自动喷水调节
阀开度,控制喷水量、减少对末
叶冲击
•调节阀采用进口件、安全可靠
“汽相流场与传热数值模拟程序
排管计算的速度矢量图采用BD排管技术,总体换热效率高,比HEI第9版高约6%
节流配汽
采用节流调节,取消调节级,高压缸效率可提高
1200mm
末级叶片
48英寸叶片
43英寸叶片
4 1200MW 汽轮机关键技术特性
●东方1200mm湿冷末级叶片设计特点
动试验结论:
★试验获得的频率特性与有限元分析
(FEM)结果吻合,证明数值分析结果可
靠。
★在许用工作转速范围内,避开了叶片
的“三重点”。
1200mm叶片的频率特性是
合格的。
●动试验证明本叶片已成功开发,经过
专家评审,可投入工程应用。
1 2 0 0 m m 叶片验收结论
应对压力提高—调整壁厚实现高压主汽阀、高压调节阀、高压内缸、高压进汽管、高压导汽管、设计。
应对温度提高—采用CB2材料实现高、中压阀、中压进汽管。
—采用冷却技术。
—12Cr铸钢和P92材料均可用
于1200MW机组。
•初参数提高影响的主要部套设计对策
4 1200MW 汽轮机关键技术特性
☆1200MW 汽轮机经济性分析
高压2-6级段3D 分析结果:
☆理想通流级效率高达95.59%,说明通流级匹配合理。
☆整高压缸通流优化设计可提高级效率约4.8%(相对原1000MW 机),达到
91%以上。
4 1200MW 汽轮机关键技术特性
☆1200MW 汽轮机经济性分析整缸低压通流级段3D 优化结果:
☆低压缸等熵效率为93.8%,轮周效率为89.8%。
4 1200MW
汽轮机关键技术特性
攻角优化三维成形优化
静动叶型优化汽轮机关键通流设计特性
5 结论
●东汽在成熟可靠、性能先进的超临界1000MW机组的研制技术和大量运行实践经验基础上,采用当代先进可靠的分析技术和试验技术,严格按照规范的研制流程和开发质量控制计划,完成的新超超临界1200MW汽轮机具有当代先进性。
●新超超临界1200MW机组的大结构技术成熟可靠,采用了先进成熟的通流设计技术,完成了通流能力放大设计和汽轮机结构模块化设计,机组技术继承性好。
●对参数提升所涉及的部套设计技术和材料应用技术都有切实可行的解决方案。
完成了如1200mm长叶片、高温部件冷却等关键技术的开发应用。
1200MW机组的整机效率较原1000MW机组提高1%以上。
●新超超临界1200MW
所以东方有能力开发新型超超临界1000~1200MW机组。
按这种技术路线使机组研发的风险降到最低。