华能玉环电厂设备选型报告-79.doc

华能玉环电厂设备选型报告彭大为 杜光利 虞小兵（华能国际电力股份有限公司 北京市西城区复兴门南大街丙 100031）摘 要：华能玉环电厂41000MW机组是国内第一座超超临界百万千瓦燃煤发电厂，本文详述了玉环电厂主机、辅机设备选型及招评标的原则、并对各主要设备及其公司、技术支持方进行了分析比较。以提供给从事超超临界机组有关人员参考。关键词：超超临界机组、设备、材料、选型1 综 述华能玉环电厂41000MW机组是国内第一座超超临界百万千瓦燃煤发电厂，是国产化超超临界机组的依托项目，得到国家和政府有关部门的高度重视，也得到了国内外主要电力设备制造厂家的广泛关注。华能国际高度重视华能玉环电厂的设备选型工作，专门组团赴日本、德国等国家进行技术考察，多次举办设备技术交流和研讨会议。经过反复酝酿，华能国际在借鉴国际上百万千瓦等级超超临界燃煤机组设备配置成功经验的基础上，本着机组性能达到国际水平、制造技术引进国内厂家、机组造价达到最低水平的宗旨，提出了华能玉环电厂41000MW机组设备招标的基本原则：1. 机组在效率方面达到国际先进水平，在机组主要指标方面到达国际同类的先进水平。2. 通过采取项目合作、联合制造模式，帮助国内机械制造企业引进、消化、吸收国外超超临界机组的设计、制造技术，进而使国内制造企业掌握百万等级超超临界机组的制造技术。3. 通过在华能玉环电厂41000MW机组的技术方案的优化、容量参数的选择、招标方式的确定等进行的多项工作，为国内百万等级超超临界机组的典型设计、技术配置等项工作提供示范，并探索百万等级机组控制设备造价的优化方案。2 玉环电厂主机设备2.1 主机设备招标的主要技术原则玉环电厂主机设备招标面向国内三大动力设备集团：哈尔滨、东方、上海。主要理由是三大动力集团具备600MW超临界设备的制造能力，拥有与欧美、日本等国家技术合作、技术转让的经验。三大动力集团经过技术谈判，提出了针对华能玉环电厂主机设备投标的技术组合，情况如下：哈尔滨动力集团，汽轮机厂/日本三菱、锅炉厂/日本三菱、电机厂/日本日立；东方动力集团，汽轮机厂/日本日立、锅炉厂/日本日立、电机厂/日本日立；上海电气集团，汽轮机厂/德国西门子、锅炉厂/美国ALSTON-CE、电机厂/德国西门子。2.2 可研报告的主要技术方案汽轮发电机组采用单轴四缸四排汽、一次中间再热的型式。鉴于世界几大汽轮机制造商相继开发并实际应用了大于1000mm的末级长叶片，资料表明目前世界上技术成熟的末级叶片可达到1092mm1219mm（4348英寸），发电机组额定容量可以达到900MW1000MW。因此推荐玉环电厂采用900MW作为额定容量为基本方案，汽机TMCR也可按1000MW及以下容量作为报价方案。主汽参数暂按主汽压力2529Mpa、主汽温度580600、再热蒸汽温度600。2.3 技术评估参数2003年2月11日到15日，华能国际组织了国内有关单位专家对玉环电厂主设备招标文件进行了评审。技术分析认为，主汽温度由580提高到600，锅炉、汽轮机高温部件材料品种变化不大，初步评估的结论是机组造价增加1.53左右，汽机热耗可以降低约为0.5%，发电效率由44.38提高到44.63，年节约标煤20000吨。机组经济效果显著。如果主汽压力由25Mpa提高到28Mpa，发电效率由44.63提高到44.99，投资增加35。因此招标文件的主要技术参数确定为：主汽压力为25Mpa,主汽温度600，再热蒸汽温度600。燃烧效率大于93.5；机组热耗小于7420KJ/Kwh；发电机采用900MW，汽机TMCR按1000MW作为补充报价方案。2.4 主机评标2.4.1汽轮机评标玉环电厂汽轮发电机组通过评标工作，确定上海西门子联合体中标。汽轮机的技术评标从2003年8月3日至9月25日在北京进行，投标厂商-技术支持方组合为哈汽-三菱、哈汽-阿尔斯通、东汽-日立、东汽-三菱和上汽-三菱、上汽-西门子共六种，每种包括TRL900MW和TMCR1000MW两个方案，因此评标方案总共达到12个。评标主要集中在以下方面：2.4.1.1汽轮机热力性能投标机组的保证热耗率范围为73387383 kJ/kW.h，不但远远低于石洞口二厂1、2#机的热耗保证值7647.6kJ/kW.h和外高桥的热耗保证值7602 kJ/kW.h,而且低于招标书要求的7420 kJ/kW.h，达到了国际先进水平。阿尔斯通和西门子采用的全周进汽，滑压运行方式，为适合电网中调频，另提供5%节流条件下热力性能。阿尔斯通机组有节流时加权热耗率比无节流时大6 kJ/kW.h，西门子机组大20 kJ/kW.h。2.4.1.2高温材料的选用根据高温部件以及低压转子、末级叶片的材料选用，对各投标机组的评价如下：各技术支持方对与新蒸汽（600）和再热蒸汽（600）直接接触部件选用的材料可用温度都达到600。J-Power专家将三菱和日立高温部件的选材与日立已运行蒸汽温度达到或超过600/600的超超临界机组作了比较，判断三菱和日立的选材都可接受。西门子投标机组高温材料的选用除高、中压内缸外与已运行日本ISOGO一号机（西门子汽轮机）相同。高、中压内缸材料ISOGO一号机为GX12CrMoWVNbN10-1-1，玉环机组选用材料为GX12CrMoVNbN9-1，西门子称这样选材是经过仔细考虑的，因后者疲劳强度较高，更适合内缸的工作条件。阿尔斯通高温部件的选材基本与西门子持平。各技术支持方高温材料的选用可以满足相应部件的工作条件。2.4.1.3结构特点。四种汽轮机结构特点见下表。序号项目三菱日立阿尔斯通西门子1高压模块双流双流调节级+单流压力级单流单流1.1级数2（1+12）21+820151.2转子整锻无中心孔整锻无中心孔焊接转子整锻无中心孔1.3第一级叶片三联体调节级叶片调节级整体围带+铆接围带成组径流式静叶、全周进汽斜置式静叶、全周进汽1.4其余叶片整体围带，马刀形三维叶片高压1、2压力级铆接围带，其余级整体围带整体围带、三维叶片整体围带、马刀形三维叶片1.5汽缸内、外缸，螺栓连接水平中分面内、外缸，螺栓连接水平中分面两半内缸、紧箍环安装，切向180进汽轴向对分筒形外缸2中压模块双流双流双流双流2.1级数29262172142.2转子整锻无中心孔整锻无中心孔焊接转子整锻无中心孔2.3第一级叶片整体围带马刀形三维叶片铆接围带、高负荷扭曲叶片径流式静叶斜置式静叶2.4其余叶片整体围带，马刀形三维叶片铆接围带叶片整体围带、三维叶片整体围带叶片2.5汽缸内、外缸，螺栓连接水平中分面内、外缸，螺栓连接水平中分面切向180进汽，内、外缸，螺栓连接水平中分面内、外缸，螺栓连接水平中分面3低压模块两缸四排汽两缸四排汽两缸四排汽两缸四排汽3.1级数2252262262263.2转子整锻无中心孔整锻无中心孔焊接转子整锻无中心孔3.3末级叶片见表23.4次末级叶片482mm，整体围带，全三维633.9mm，整体围带，三维设计605mm，整体围带，全三维625.6mm，整体围带，全三维3.5其余叶片整体围带，马刀形三维叶片整体围带、高负荷扭曲叶片整体围带、三维叶片整体围带，马刀形三维叶片4转子支承方式5调节方式喷嘴调节（定-滑-定）喷嘴调节（定-滑-定）滑压调节（定-滑）滑压调节（定-滑）6高温部件的冷却见高温区蒸汽温度及采取的冷却措施对照（见表6）7防固体颗粒侵蚀（SPE）措施高压喷嘴表面硼化物涂层、中压第一级反动级，无防SPE措施高压喷嘴和中压第一级静叶表面渗硼全周进汽，50%反动级高、中压第一级径流静叶加大了静、动间隙，无防SPE措施全周进汽，20%反动级高、中压第一级斜置静叶加大了静、动间隙，无防SPE措施8汽封特点所有动叶顶部加装刷子汽封（镍基合金丝编成）9汽轮机外形尺寸长宽高37.3m10.3m7.1m37.9m9.9m6.8m27.16m13.5m8.5m29m10.4m7.75m10模块交货工厂组装，部件交货高、中压模块计算机模拟组装、部件交货，低压模块工厂组装、部件交货高、中压模块整体交货，低压模块工厂组装，部件交货高中压模块整体发货，低压模块工厂组装，部件交货11大修周期6年6年6年12年2.4.1.4 汽机、发电机招标遗留问题2003年11月15日我公司分别与上海汽轮机有限公司、上海动力设备有限公司签署了华能玉环工程汽轮机及凝汽器的合同技术附件。在同时签署的主机备忘录中尚遗留两大遗留问题，一是关于铭牌工况的确定；二是关于是否采用补汽阀的问题。上海汽轮机有限公司设计研究所在11月27日提出了华能玉环工程技术协议遗留问题的建议，华东电力设计院在11月29日提出了关于玉环汽轮机铭牌工况1000MW的意见。1. 关于铭牌工况根据工程备忘录的要求，上海汽轮机有限公司对玉环电厂1000MW铭牌工况进行了核算，在VWO工况进汽量（2952.5T/H）及进汽参数不变的前提下，通过对两个工况的热平衡计算并并进行了三种不同背压TRL定义下的容量匹配方案，为了使机组的铭牌改成1000MW，可以采用减少VWO与TRL工况之间流量比例（由原5改成3），与采用当地可能达到的夏季运行背压（而不是采用常规的不可能达到的118Kpa）定义铭牌工况双管齐下的方式。华东电力设计院在2003年11月29日的答复意见中，建议玉环工程汽机的铭牌工况可修改定义中的条件为：背压8Kpa，出力1000MW。并提出需要落实的问题：需要发电机制造厂家确认，在发电机冷却水温为玉环实际夏季冷却水温35（玉环实际夏季循环水温30加上5闭式换热器端差）时，发电机也可保证出力1000MW；需要锅炉厂家确认BRL工况（对应汽机TRL工况），锅炉有关参数的变化；需要汽机厂家及凝汽器厂家根据新定义的工况，做出热平衡图及凝汽器特性曲线，设计院根据新的资料进行循环水泵选型，确保新铭牌工况的背压。2. 关于补汽阀方案2003年12月3日就玉环电厂汽轮机方案问题组织了汽轮机专家研讨会，专家意见为：1）补汽调节阀可提高汽轮机性能，且原理、结构方面无重大难点，虽因尚无大容量、高参数机组的使用业绩而有一定风险，但风险不大，可考虑用于玉环机组。 2）华能玉环电厂厂址循环水（海水）夏季短时最高温度为32，背压可低于TRL工况的11.8kPa，有条件在夏季发出1000MW功率，因此汽轮机铭牌功率可定为1000MW。工程管理部于2004年1月9日再次与上海轮机有限公司讨论并修改了2003年11月签署的合同技术附件，主要修改内容为： 汽轮机采用补汽调节阀,补汽调节阀的技术描述为：“补汽调节阀采用高强度耐热钢材（GX12CrMoWVNbN10-1-1）制成，具有显示阀门位置的装置（远传）。补汽调节阀能在汽机运行中遥控试验，还具备检修后单独开闭试验的性能。在汽轮机处于零功率和TMCR功率之间时，补汽调节阀通常处于关闭状态，但随时可根据电网频率变化起到调频作用。在不补汽状态下机组可连续、稳定地实现TMCR工况。当功率从TMCR工况（并有一定功率裕度）增大时，补汽调节阀才开启，将蒸汽从主汽门后调节汽阀前引出补入高压缸通流部分第五级（暂定）之后，以满足流量增加的要求。在夏季工况和VWO工况时补汽阀处于开启状态。”（摘自合同技术附件130a页）。 将TMCR工况定为汽轮机铭牌工况，此时功率为1000MW（铭牌功率），背压为额定背压4.40/5.39kPa，补汽调节阀关闭，热耗率低（7316kJ/kWh），是电厂的最佳运行工况。 按照玉环实际冷却水条件确定华能玉环电厂汽轮机夏季工况，根据西门子提交的夏季工况最终热平衡图，其时补给水率2，背压7.61/9.61kPa，补汽调节阀部分开启，主蒸汽流量有3裕量，汽轮机出力达到1000MW。 性能保证值规定如下：“为考核卖方提出的保证，对该机组须进行夏季工况下功率、最大连续工况下功率及热耗率等项目的验收试验，卖方作如下保证（参见汽机技术协议）：“3.1.1 按照2.1.1条款要求，机组能连续发出1000MW（夏季工况）。”“3.1.2 按照2.1.2条款要求，机组能连续发出1000MW，汽轮机的热耗率保证值7316kJ/kWh（TMCR工况）。”“3.1.4 当高压加热器全部切除时，机组能连续安全带1000MW出力运行而不过负荷”（摘自合同技术附件147页）。” 根据最终热平衡图（夏季工况），上海动力设备有限公司再次作了凝汽器设计计算，提出要实现夏季背压7.61/9.61kPa的要求，46,000 m2面积不够，要增加到49,000 m2。对此技术方案专家组意见如下：“要提高夏季出力（由950增为1000MW）必须降低夏季背压由.kPa减为8.61kPa，即使采取凝汽机设计中合理选取参数的措施，凝汽器堵管率由5%减为3%，机组夏季补水率由3%减为2%，仍不能满足夏季背压要求。为了保证华能玉环工程机组有把握的在全年任何时候发出1000MW功率，专家组认为将凝汽器换热面积增加到49000 m2是必要的。”（摘自“华能玉环工程凝汽器换热面积情况汇报）。2.4.2发电机评标2.4.2.1概况各制造厂与技术支持方对发电机和励磁系统的组合供货情况对应如下：东方电机厂技术支持方分别为日立、三菱和阿尔斯通，励磁均为静态励磁系统。励磁厂商：日立为ABB、GE；三菱为ABB、GE和三菱；阿尔斯通为ABB、GE和阿尔斯通。哈尔滨电机厂技术支持方分别为三菱和阿尔斯通，均为静态励磁。三菱和阿尔斯通的发电机分别对应配三菱和阿尔斯通的励磁。上海电机厂技术支持方分别为三菱和西门子。励磁系统：三菱机均为静态励磁，励磁厂商包括：三菱、ABB和GE；西门子发电机的励磁系统有两种：静态励磁和无刷励磁。静态励磁厂商包括：ABB、三菱、GE和西门子；无刷励磁厂商包括：ABB和三菱。2.4.2.2各制造厂的发电机及其配套系统的主要结构特点2.4.2.2.1发电机轴承支撑情况与轴瓦的结构形式阿尔斯通使用座式轴承，圆柱瓦结构，三支点支撑转子；日立使用端盖轴承，椭圆瓦结构，两支点支撑转子；西门子使用端盖轴承，椭圆瓦结构，三支点支撑转子；三菱使用端盖轴承，可倾瓦结构，两支点支撑转子。2.4.2.2.2定子铁芯和转子通风结构阿尔斯通定子铁芯1/2轴向通风，转子为1/2轴向、径向通风。转子绕组为双孔空心铜线，通风均匀；日立定子铁芯径向通风，转子气隙取气、斜流通风。转子绕组为单孔空心铜线；西门子定子铁芯为1/2轴向通风，转子为轴向、径向通风。转子绕组为双孔空心铜线，通风较均匀；三菱定子铁芯1/2轴向通风，转子1/2轴向、径向通风。转子绕组为单孔空心铜线。2.4.2.2.3定子线棒的通水管材质阿尔斯通和西门子的上、下线棒均采用不锈钢通水管和实心无氧铜线（日立和三菱为无氧铜空心通水管和实心无氧铜线）。用不锈钢通水管具有机械强度高，冷却效果好，对水质要求不太高和不需水反冲洗的好处。2.4.2.2.4定子铁芯端部屏蔽结构日立的定子铁芯端部设计为既有磁屏蔽又有铜屏蔽，铜屏蔽是为了减少压圈而使用。其他三家仅有磁屏蔽。但阿尔斯通端部使用叠片式压板作为磁分流和压圈的结构，这样其结构最简单，端部发热情况较好。2.4.2.2.5定子电流密度定子电流密度阿尔斯通为最小，仅5.38A/mm2。2.4.2.2.6氢气密封系统阿尔斯通为三流环密封油系统；日立为单流环；西门子为单流环；三菱为双流环。2.4.2.3各家励磁系统主要特点及存在问题2.4.2.3.1 ABB：与东方日立、东方三菱、东方ALSTOM、上海西门子（静态和无刷）、上海三菱发电机组配套提供励磁系统；励磁变压器采用三个单相、环氧浇注、干式进口产品；共设6个可控硅整流桥，能满足1个桥退出时强励工况的要求，2个桥退出时满足额定负荷连续运行；采用的可控硅元件通态平均电流及正反向重复峰值电压较优；均流方式采用DSP智能均流技术，均流系数最高；AVR采用2个自/手动通道并具有独立的手动通道（仅此一家有此功能）；与相应机组配套的业绩在投标厂家中最多；但该励磁系统占地较大。2.4.2.3.2 GE：与东方日立、东方三菱、东方ALSTOM、上海西门子（静态）、上海三菱发电机组配套提供励磁系统；励磁变压器采用三个单相、环氧浇注、干式进口产品；共设4个可控硅整流桥，可控硅的交直流侧设有五极刀闸，意在在线更换整流元件；整流柜仅设一台风机无备用，但可在线更换；电压响应时间最短为0.025秒；励磁系统盘柜紧凑；与相应机组配套的业绩在投标厂家中较多。但只能满足1个桥退出时强励工况的要求；采用的可控硅元件正反向重复峰值电压较低。2.4.2.3.3三菱：与东方三菱、上海西门子（静态和无刷）、上海三菱、哈尔滨三菱发电机组配套提供励磁系统；励磁变压器采用三个单相、环氧浇注、干式进口产品，选用的励磁变压器阻抗标么值偏大，对励磁系统运行不利；共设8个可控硅整流桥，能满足1个桥退出时强励工况的要求，3个桥退出时满足额定负荷连续运行的要求；可控硅整流元件可在线更换；采用的可控硅元件正反向重复峰值电压较低；同等类型机组配套的业绩仅为2台。2.4.2.3.4 ALSTOM：与东方ALSTOM、哈尔滨ALSTOM发电机组配套提供励磁系统；励磁变压器采用三相、环氧浇注、干式进口产品；共设4个可控硅整流桥，但只能满足1个桥退出时强励工况的要求；采用的可控硅元件正反向重复峰值电压较低；同等类型机组配套的业绩仅为2台。发电机机端电压100%时才能满足2倍额定励磁电压的强励要求。2.4.2.3.5西门子：与上海西门子发电机组配套提供励磁系统；励磁变压器采用三相、环氧浇注、干式进口产品；共设6个可控硅整流桥，但仅能满足1个桥退出时额定运行的要求；采用的可控硅元件正反向重复峰值电压较低；无同等类型机组配套的业绩。2.4.3锅炉评标玉环电厂锅炉设备经过招评标工作，选定哈尔滨日本三菱联合体中标，日本三菱公司负责设计并提供关键设备。2.4.3.1投标方案概况哈尔滨锅炉厂（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）。2.4.3.2锅炉的主要结构特点2.4.3.2.1哈锅与其技术支持方投标锅炉结构特点锅炉采用“”型布置、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、反向双切圆燃烧方式，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。锅炉采用平衡通风、露天布置、固态排渣、全钢构架、全悬吊结构。2.4.3.2.1.1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。在上下炉膛之间加装水冷壁中间混合集箱。将在水冷壁下集箱内设小直径节流孔圈的设计，改为在小直径的下联箱外面较粗的水冷壁入口管段上，装焊直径较大节流孔圈的设计。采用控制各回路的工质流量的方法控制各回路管子的吸热和温度偏差。2.4.3.2.1.2 过热器与再热器系统过热器系统采用四级布置，以降低每级过热器焓增，沿蒸汽流程依次为水平与立式低温过热器、分隔屏过热器、屏式过热器和末级过热器。过热器系统共有三级喷水减温，每级左右两点喷水量为过热蒸汽流量的7。再热器分为低温再热器和高温再热器，两级再热器之间设计有事故用紧急喷水减温器。主要用烟气挡板调节再热汽温。2.4.3.2.1.3燃烧器设计特点燃烧器采用无分隔墙的8角双火球切圆燃烧方式，全摆动式燃烧器。共设6层一次风口，三层油风室，一层燃尽风室，十层辅助风室和四层附加风室AA(Additional Air) 在喷嘴上7.2m处。整个燃烧器与水冷壁固定连接，并随水冷壁一起向下膨胀，燃烧器共48支，布置于前后墙，形成二个反向切圆，每层煤粉喷嘴分成上下淡浓两相喷口，在主燃烧器的上方为OFA喷嘴。AA燃尽风与OFA风一起构成MHI的MACT低NOx燃烧系统。2.4.3.2.1.4 制粉系统900MW、1000MW均配置六台中速磨直吹式制粉系统。每台磨带一层燃烧器，每根一次风管道装有一分为二的煤粉分配器，供至两只燃烧器。2.4.3.2.2东锅与其技术支持方投标锅炉结构特点锅炉采用单炉膛“”型布置、平衡通风、前后墙对冲燃烧方式，低Nox旋流式HT-NR3煤粉燃烧器，尾部为双烟道，再热汽温采用烟气挡板调节，露天布置，固态排渣，全钢构架，全悬吊结构。2.4.3.2.2.1带内螺纹管的螺旋管圈水冷壁炉膛水冷壁分为上、下两部分，下部水冷壁采用全焊接的螺旋上升膜式管屏，螺旋管圈水平倾角为25.7，螺旋水冷壁为内螺纹管，上部水冷壁采用全焊接的垂直上升膜式管屏。螺旋管圈与上部垂直水冷壁的过渡方式，采用中间混合集箱。2.4.3.2.2.2 过热器由四级组成，顶棚及包墙管、水平对流低温过热器、屏式过热器、末级过热器，无分隔屏过热器。过热汽温调节采用两级喷水减温，减温水量为8-BMCR。再热器由位于尾部烟道的水平对流低温再热器及末级过热器后的高温再热器组成，再热器温通过尾部双烟道平行烟气挡板调节，并在两级再热器之间设有事故喷水减温器。2.4.3.2.2.3 燃烧器设计特点燃烧器采用前、后墙对冲分级燃烧技术。在炉膛前、后墙各分三层布置低Nox旋流式HT-NR3煤粉燃烧器，每层布置8支燃烧器，共设有48只。在最上层燃烧器的上部布置一层燃尽风喷口（AAP），每层10只。油枪布置48只点火油枪，24支启动油枪，用于启动和低负荷稳燃。油枪总输入热量相当于30-BMCR锅炉负荷。2.4.3.2.2.4 制粉系统900MW和1000MW均配置六台中速磨直吹式制粉系统。每台磨带一层燃烧器。2.4.3.2.3上锅与其技术支持方投标锅炉结构特点锅炉采用“”型布置、单炉膛、API低NOx 切圆燃烧技术（LNTF），双火球切圆燃烧方式，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，还采用燃烧器摆动及喷水方式。无烟气分配挡板调温。锅炉采用平衡通风、露天布置、固态排渣、全钢构架、全悬吊结构。2.4.3.2.3.1 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负荷分布曲线进行流量分配。2.4.3.2.3.2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。2.4.3.2.3.3 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NOX排放量。2.4.3.2.3.4制粉系统900MW、1000MW均为中速磨直吹式制粉系统，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。2.4.3.3其它有关问题2.4.3.3.1关于参数匹配因汽机厂家及参数未定，暂考虑主要参数的变化范围：主蒸汽流量：27352830t/h；给水温度：2955；高压缸排汽压力：从5.1MPa到6.4MPa；再热蒸汽流量：22602370t/h。各厂家承诺锅炉的最大连续蒸发量（BMCR）与汽轮机的VWO工况相匹配，锅炉的主蒸汽和再热蒸汽的压力、温度、流量等与汽轮机的参数相匹配。2.4.3.3.2增压补充方案评标过程中汽机组要求采用增压的定-滑方式，对VWO工况的汽机进口压力26.25MPa(a)，要求锅炉的主蒸汽出口压力达到27.56MPa(a)，即锅炉设计压力提高5%。锅炉受热面设计需调整，三家锅炉厂补充方案主要变化在受热面管、联箱及管路等的承压能力增加，上锅还增加了末级过热器及低温再热器受热面（1000MW增压方案）；汽水系统的计算压降由于壁厚的增加而增加，但哈锅压降的保证值保持不变，东锅及上锅的保证值稍有增加。在机炉匹配过程中，三家锅炉厂已承诺不以任何理由降低在协议中的各项技术指标和性能保证值。同样，锅炉的最大连续蒸发量（BMCR）与汽轮机的VWO工况相匹配。补充方案锅炉主蒸汽流量及再热蒸汽的压力、温度、流量等与汽轮机的参数相匹配。3 主要进口辅机3.1 评标情况3.1.1汽动给水泵、电动给水泵汽动给水泵按照250锅炉容量配置，电动给水泵按照125锅炉容量配置。国内厂家没有同类给水泵制造业绩和性能试验能力，采用进口形式招标。参加给水泵组设备投标的厂家包括株式会社荏原制作所、德国KSB公司、英国苏尔寿公司、美国Flowserve公司共四家。经过评标，日本荏原公司中标。给水泵前置泵汽蚀余量及电动机功率问题：3.1.1.1给水泵前置泵汽蚀余量的问题玉环电厂初步设计的主厂房布置，基本上是参照了上海外高桥电厂二期900MW机组（由西门子设计并供货）的布置，其除氧器布置于34.5m，汽动和电动给水泵组（包括主泵和前置泵）布置于17m运转层。根据玉环电厂的四家给水泵投标商的投标数据，按国内有关规程和规定配置系统后，经计算发现其有效的汽蚀余量都不能满足要求。发现该问题后，评标小组进行了认真充分的讨论，并与投标厂商反复磋商，对提高除氧器高度、降低前置泵高度，减小前置泵入口滤网阻力这三个方案进行了论证。在四家给水泵投标商的最新方案中，他们都可选用较大通流能力的滤网，使得滤网的阻力大大地下降，经计算给水泵前置泵的有效汽蚀余量能满足要求。能保证给水泵组的安全运行。在目前阶段，这是对工程造价和进度影响最小的方案。3.1.1.2电动给水泵电动机容量招标书中原规定电动机的容量应为最大工况下给水泵组要求的功率的1.15倍。但由于6000V厂用电无法满足其启动要求，经专家组及华东电力设计院的有关技术人员的讨论研究，并参照了JB/T8059-96、美国API 标准，并同外商进行充分协商，决定将上述1.15倍改为1.1倍，这样四家投标商最新的电动机功率及启动电流均在6000V厂用电系统的允许值以内。3.1.2小汽机汽动给水泵驱动小汽轮机，额定功率19000KW，转速范围30006000转/分。国内没有制造业绩，需要依靠技术支持方进行生产，但除杭汽外，其它厂家处于汽轮机制造高峰时期，因此采用进口设备。参加投标的厂家有日本三菱重工株式会社、德国西门子公司两家。经过评标，日本三菱公司中标。3.1.3凝结水泵华能玉环电厂4X1000MW超超临界燃煤机组凝结水泵，有2X100%容量和3X50容量两种方案。参加凝泵投标的厂家包括日本荏原制作所、德国KSB公司、英国Sulzer公司及美国Flowserve公司四家。3.1.3.1各厂商轴端密封都可采用机械式或填料密封，对两种密封方式都报价；KSB、Sulzer和Flowserve的泵自带推力轴承，荏原的推力轴承安排在电机。3.1.3.2荏原100容量凝泵转速为980rpm，其余各泵转速均约为1480rpm。经过专家评标，华能玉环电厂4X1000MW超超临界燃煤机组凝结水泵最终选择3X50容量方案，英国Sulzer公司中标。3.1.4循环水泵3.1.4.1华能玉环电厂循环水泵按250%容量配置，国内厂家没有同容量和海水防腐蚀生产业绩，采用进口产品。招标书主要技术要求为：1）、 分别报动叶可调和固定叶两种方案；2）、 可抽芯转子；3）、 优先考虑陶瓷轴承。投标厂商为日本荏原、德国KSB和美国ITT三家。3.1.4.2技术特点ITT只生产固定叶循泵，荏原和KSB都生产可调和固定叶两种类型的循泵。荏原动叶可调为液压机构，而KSB为机械机构。KSB推荐使用陶瓷轴承，对此有较多的研究和应用，近二十年来生产的循泵基本使用陶瓷轴承。荏原可供陶瓷轴承，也有一定经验，但同时又提出“象玉环循泵这样大直径且在海水连续运行的陶瓷轴承业绩还不够充分”，推荐使用橡胶轴承。ITT产品中使用的主要是Thordon SXL轴承（一种赛龙轴承）。3.1.4.3关于动叶可调和固定叶如采用单元制，则使用动叶可调较有利，因为调整动叶角度可改变泵的流量和扬程，适应外部条件（负荷、季节和潮位）的变化，达到节能效果。荏原和KSB循泵的动叶可调结构基本上是可靠的，并已有较多运行业绩，可以采用。扩大单位制、固定叶不失为一个较好方案，可实施两泵一机（夏季）、一泵一机（冬季）和三泵两机（春秋季）的多种运行方式，可实现两机间循泵的交叉运行，是国内600MW机组主要的循泵运行方案。如采用该方案建议联络管上的大口径蝶阀采用优质进口设备。在动叶可调和固定叶两种循泵开出价格标之后，对以上两种方案作出较为准确的经济比较后再定取舍。3.1.4.4 关于陶瓷轴承在缺少淡水的玉环电厂采用陶瓷轴承对节水是有利的。但如前所述，各投标厂商在轴承型式的选取上有不同的观点，经验和惯例，应得到尊重。即应采用中标厂商推荐的有较多经验和良好业绩的该厂主流轴承型式，这对今后设备的长期可靠运行是有利的。3.1.5送风机、引风机和一次风机送风机、一次风机各按250容量配置，采用动叶可调轴流风机，国内厂家没有同类产品制造业绩。采用国内招标，由技术支持方负责设计并提供性能保证，关键部件进口。上海鼓风机厂中标，德国TLT公司作为技术支持方。引风机按照2100%容量配置，静叶可调轴流风机。国内厂家没有同类生产业绩，采用国内招标，由技术支持方负责设计并提供性能担保，关键部件进口。成都电力修造厂中标。 3.1.6磨煤机每台炉要求每炉配6台磨煤机，5台运行1台备用，煤粉细度按200目筛通过量为75%，均匀性系数1.1，1小时单台炉耗煤量为349T/H（BMCR工况）。国内主要厂家BMCR1000MW5+1磨煤机（每台磨出力70-80T/H ）方案均无业绩。采用国内招标，由技术支持方负责设计并提供性能保证，关键部件进口。华能玉环电厂41000MW机组磨煤机招标会于2004年3月 21日至4月 3 日在北京召开。参加投标的单位有：上海重型机械厂以HP型中速磨煤机，北京发电设备总厂以ZGM型中速磨煤机，长春发电设备总厂以MPS型中速磨煤机参加投标。除北京发电设备总厂外，上海重型机械厂以ALSTOM公司、长春发电设备总厂以Babcok-itach公司作为性能和质量担保人。3.1.6.1主要技术特点上海重型机械厂北京电力设备总厂长春发电设备总厂采用原美国CE公司（现ALST0M公司）进口技术的HP磨煤机，弹簧加载方式，磨辊表面采用硬质合金堆焊，分离器采用动态型加文丘里式煤粉分配器。ALSTOM公司为本项目提供选型、安装，调试、性能担保支持。弹簧、煤粉分离器、减速箱、润滑油站、磨辊轴承和油封采用进口。采用早期从德巴公司引进的MPS磨煤机。液压变加载，旋转风环，磨辊材料采用高Cr钢，分离器采用动静态型加文丘里式煤粉分配器。该厂与德巴公司的业务往来已终止。减速箱、润滑油站、磨辊轴承、液压装置采用进口。煤粉分离器自行设计。采用德巴公司的最新技术的MPS-HP -磨煤机，采用带有反冲击力和可以抬起磨辊的新型液压变加载系统，磨辊加载力比原MPS磨煤机的加载力提高一倍，磨煤机出力提高50，可以选用小二挡的MPS磨煤机。分离器采用动静式分离型和可以调节的新型煤纷分配器，煤粉分配偏差可缩小至38。本项工程德巴日立公司作为技术支撑为项目的选型、主要部件制造、监造、安装、调试、性能保证提供支持。煤粉分离器、减速箱、润滑油站、磨辊辊套、磨辊轴承和密封件、磨盘瓦、液压装置采用进口。3.1.6.2结论北京电力设备总厂从磨煤机出力计算、设备的设计、制造、运行业绩都比较可靠。但是会遇到基础布置困难，宜采用弹性基础。长春发电设备总厂磨煤机技术先进，可减轻和避免MPS磨煤机运行的振动问题，对基础要求低。最后上海重型机器厂中标， ALSTOM-CE公司作为技术支持方。3.1.7 DCS玉环电厂DCS是关键设备，在招标方案方面进行了慎重研究，确定以下几点意见：充分发挥国外有业绩的DCS厂家在百万等级机组上的设计、制造优势；同时吸收主设备厂家和DCS国内厂家在机组控制策略方面的经验；国外厂家负责系统概念设计、软件验收和硬件制造；充分发挥国内DCS厂家的工程和商务工作能力，发挥国内公司软件编制的智慧。选择国内有600MW超临界业绩的电力研究单位负责编制软件。通过这种方式，一方面降低工程造价，另一方面培养国内百万等级机组软件编制队伍；参与投标的厂商有：北京日立控制系统有限公司、北京ABB贝利控制公司、上海西屋控制系统有限公司、南京西门子电站自动化有限公司。3.1.7.1 DCS系统软硬件配置与性能I/O与机柜在多通道共用A/D、D/A方面，西屋、日立都是独立转换器，ABB为部分独立转换器；而西门子为多路共用。在数字量通道分散度方面，西屋 、ABB较好，日立与西门子都采用多通道的模件，分散度和检修维护灵活性稍差。在通道隔离方面，ABB、西门子的性能稍差。模拟量/开关量最高扫描速度和处理速度方面，日立较好。模拟量转换精度方面西屋较好。I/O模块自诊断能力方面西门子较好。在SOE分辨率、I/O备用点数、模件与插槽裕量、I/O模块在线插拔能力、智能处理等方面4家投标商都能满足要求。控制器西屋、ABB、日立的控制器均采用了高性能的CPU芯片，而西门子控制器采用80186芯片。在控制器与通讯总线的连接方式上，西屋、ABB、日立均为双冗余，而西门子为单冗余连接。开闭环最小执行时间方面西屋较好。在线修改组态能力、带电插拔等4家投标商都满足要求。计算机在计算机配置方面，西屋采用了SUN工作站，档次较高，ABB采用了PC工作站的服务器，日立和西门子采用了普通Pentium 4工作站。在操作系统和软件配置方面，西屋采用SUN的Unix系统，西门子采用SCO Unix，系统稳定性、安全性较好。在操作员站调用逻辑图及动态监视、操作员站负荷、大屏幕配置、打印机等方面4家投标商都满足要求。通讯系统在通讯系统的配置以及网络性能方面，4家投标商都满足要求。日立采用无源光纤无网络服务器结构、其抗干扰能力和可靠性方面略有优势。日立、西屋采用单层网。西门子、ABB均为双层网。 与SIS接口方案各厂家均按要求为该项目提供了设备，方案基本相同。与其他系统的连接 各厂商均提供各种形式的与其他系统的通讯接口，能够适应多种通讯协议，并承诺接口数量按实际设计需求提供。电源系统、公用系统的配置与网络结构、远程IO等方面，各厂商均满足要求。故障安全型控制系统配置情况各厂家均未满足安全型控制系统的配置要求，日立采用三冗余通用型控制系统，要优于其它厂家。西门子同意报故障安全型控制系统配置作为备选方案。各厂商提供的DCS系统均为成熟产品。OVATION是西屋在1998年推出的系统，经更新后已有较多的业绩。日立的HIACS-5000M 于2000年推出，已在外高桥900MW机组上应用。ABB的SYMPHONY系统98年推出，2004年升级为Industrial IT SYMPHONY系统（系统整体结构没有大的变化）。西门子T-XP系统在97年推出，系统整体结构和硬件没有变化。3.1.7.2 工程设计评价1）系统分散性、可靠性和安全性控制器的分散度、冗余设计和功能分配，四家投标商均能满足要求，其中ABB数量最多。工程师站在线监视、在线组态、在线调试性能；操作员站多重化的配置方面，四家投标商均能满足要求，其中西屋、日立较好。2）机组保护与程控日立公司在锅炉保护设计中采用三重冗余设计（包括控制器、IO通道），可靠性较高；西门子、西屋、ABB采用双重冗余设计。4家均列出了实现APS电厂的实例，并提供了相关方案和说明。3）机组性能计算及先进控制软件4家均提供了性能计算软件的简要说明，提供了实现性能计算软件 的电厂实例。西屋提供了模糊算法等四种先进控制算法块说明，这些算法已嵌入控制器的算法块库中；日立提出了平行前馈、动态加速的协调控制策略，LUENBERGER观测器；ABB提出自由压力协调控制方案；西门子提出了机组新协调控制系统。4) 在数据库标签容量、画面组态容量、报警功能设计和管理、DCS屏蔽接地方面，4家均满足要求。经过评标，DCS由西屋中国公司中标，中标价格5200万元，比概算低50左右。软件编制由西安热工院中标。3.1.8海水淡化评标华能玉环电厂装机容量为41000MW，水源全部取自海水，包括循环冷却水、工业水、锅炉补给水等，无其他备用水源。玉环电厂海水淡化工艺将采用全膜法，即完整的超滤预处理 、海水淡化一级反渗透 、二级反渗透 三大系统组成。其系统设计超滤出力3440立方米/小时，一级反渗透出力1440立方米/小时，其中980m3/h为全厂工业用水，直接进入工业水池；另一部分透过水460m3/h再经第二级淡水反渗透膜堆进一步脱盐，进入产品水水箱，水量为390m3/h至后续工艺化学除盐后给锅炉补充水。由于反渗透技术及反渗透膜均已经过多年的研发实施，技术已成熟可靠，但国内如此大型的海水淡化工程,设计经验和运行经验还不是十分成熟，而且超滤作为反渗透的前期预处理在国际上也是近三年左右的事，超滤膜在使用寿命、抗水质恶化冲击能力、以及操作运行的成熟性、经济性等方面国际上也尚缺经验和数据的积累，玉环电厂海水淡化项目实施的关键是超滤膜的选择。超滤膜元件型式和材质的选择成为此次海水淡化评标的技术焦点。参与投标的公司、技术支持方及超滤膜供应商见表：工程公司技术支持方膜供应商及产地材质元件型式操作方式CNC加拿大ZENON公司ZENON，加拿大PVDF中空纤维，帘式膜组件真空浸没式中电联英国KALSEP海德能，美国PES中空纤维，壳式组件内压凯迪奥地利BWT/AQUA INGE，德国PES7芯一体纤维，壳式组件内压凯能新加坡凯能HYFLUX，新加坡PES双皮层中空纤维，壳式组件外压西斗门法国威利亚海德能，美国PES中空纤维，壳式组件内压半岛法国威利亚NORIT，荷兰PES+PVP中空纤维，壳式组件内压超滤膜材质分析：招标中涉及的超滤膜均属于中空纤维膜，主要膜材料有聚醚砜（PES）和聚偏氟乙烯（PVDF）两种。聚醚砜（PES）又称聚芳醚砜，是一种高温工程热塑树脂，以其为主料制成的膜强度高、有很好的耐热性能和耐氧化性能，对酸、碱及大多数有机溶剂都有很好的稳定性。NORIT的膜材料为PES+PVP（聚乙烯吡咯烷酮），与其它公司所选的PES膜材料大体是一样的。因为制膜中都要不同程度地加入PVP，它是一种制孔剂，还可增强膜的亲水性。聚偏氟乙烯（PVDF），也是一种优良的工程塑料树脂材料，其抗拉、压强度都较高（高于聚四氟乙烯），尤其突出的是它的伸长率达到300400%，再加上其脆化温度低于-62，所以具有优良的柔韧性和耐折性。PVDF树脂本身是疏水性材料，制作超滤膜时要添加亲水改性剂、成孔剂等。PVDF膜的另一突出优点是化学稳定性、耐热性和抗污染性都很好。玉环电厂附近的海域海水水质悬浮物含量高，海水浊度变化很大，可以在一个小时之内由几十变化到上千（NTU），为应对海水发生变化时对超滤膜造成冲击可能危及系统的安全，采用的超滤膜要对悬浮物、浊度、胶体、微生物、藻类等适应范围非常广泛，并且有多年类似的直接处理浊度高，来水水质不稳定水源的大型超滤成功业绩，在充分借鉴国内外海水淡化水处理技术应用经验的条件下，充分比较五种超滤膜的理化性能，特别是考虑赤潮紧急情况时加拿大泽能（ZENON）公司生产的外压浸入式超滤作为反渗透海水淡化系统的预处理，其运行的灵活性和安全性更胜一酬，它在极端水质下，可以通过曝气擦洗以避免膜的藻类缠绕。但是超滤作为反渗透唯一的前期预处理，这在国内尚无先例，国际上也极少采用这种工艺，特别是电厂对机组连续安全运行的苛刻要求，需要慎重对待该工程的后期详细设计、施工、调试及运行。ZeeWeed1000膜的使用寿命、 持续抗水质恶化冲击能力要予以极度的关注。3.4.1.9脱硫设备玉环电厂41000MW机组脱硫采用石灰石石膏湿法，对于脱硫设计煤种（含硫率0.9），每台锅炉最大连续蒸发量2953t/h蒸汽、烟气量为301.60万Nm3/h（湿态、标准状况）、SO2浓度1948mg/Nm3、烟气入口温度 121 。参加投标的脱硫公司及其技术支持方见下表脱硫公司重庆远达北京博奇武汉凯迪上海石川岛山东三融浙大网新清华同方技术支持方奥地利AEE日本川崎美国巴威日本石川岛德国鲁奇.比绍夫瑞士阿尔斯通奥地利AEE本次玉环脱硫评标关注的技术焦点在于：1、各脱硫公司技术支持方百万机组3000000Nm3/h烟气量进行单塔处理，如何均布吸收塔内烟气流场、优化气液传质及烟气洗涤；如何确保脱硫率以及FGD变煤种运行的适应能力；2、不设GGH，烟道防腐材质的选择及防腐措施；3