华能沁北600MW机组设备介绍.doc

机组运行规程 主机设备介绍1 主机设备介绍1.1 锅炉设备介绍1.1.1 概述我厂2600MW超临界机组锅炉为东方锅炉厂第一次引进技术制造的国产超临界滑压运行直流锅炉，锅炉型号DG1900/25.4-1型，单炉膛，一次中间再热，尾部双烟道结构。本锅炉固态排渣，全钢构架，全悬吊结构露天布置。采用内置式启动分离系统，通过燃料和给水配比调节锅炉负荷，通过调整燃料和给水比例并配合一、二级减温水调整主蒸汽温度，采用烟气挡板和事故喷水控制再热汽温。锅炉设计燃用晋南、晋东南地区贫煤、烟煤的混合煤种，磨煤机采用北京电力设备总厂的ZGM113N型中速辊式磨煤机，采用东方锅炉厂引进技术生产的旋流喷燃器前、后墙对冲燃烧，燃烧系统设计采用分级燃烧和浓淡燃烧等技术，可有效降低NOX排放量和降低锅炉最低稳燃负荷，设计最低不投油最低稳燃负荷不大于45%B-MCR(855t/h)。烟风系统设计采用两台动叶可调轴流送风机和两台入口导叶可调轴流引风机平衡通风，空气预热器为三分仓容克式，采用径向密封自适应调整降低空气预热器漏风。锅炉全炉墙和烟道采用焊接膜式结构。汽水系统中炉膛下部水冷壁和冷灰斗采用内螺纹管螺旋管圈水冷壁，上部水冷壁和烟道水冷壁采用垂直上升水冷壁。自给水管路出来的水由炉前右侧进入位于尾部竖井后烟道下部的省煤器入口集箱，水流经省煤器受热面吸热后，由省煤器出口集箱右端引出下水连接管进入螺旋水冷壁入口集箱，经螺旋水冷壁管、螺旋水冷壁出口集箱、混合集箱、垂直水冷壁入口集箱、垂直水冷壁管、垂直水冷壁出口集箱后进入水冷壁出口混合集箱汇集后，经引入管引入汽水分离器进行汽水分离，从分离器分离出来的水进入贮水罐排往冷凝器，蒸汽则依次经顶棚管、后竖井/水平烟道包墙、低温过热器、屏式过热器和高温过热器。一级减温水设置在冷段过热器和屏式过热器之间，二级减温水设置在屏式过热器和高温过热器之间。汽机高压缸排汽进入中隔墙前部后竖井前烟道的低温再热器和水平烟道内的高温再热器后，从再热器出口集箱引出至汽机中压缸。再热蒸汽温度的调节通过位于省煤器和低温再热器后方的烟气调节挡板进行控制,在低温再热器出口管道上布置再热器事故喷水减温器作为辅助调节手段。送风机和一次风机将冷空气送往两台空预器，冷风在空预器中与锅炉尾部烟气换热被加热后，热二次风一部分送往喷燃器助燃实现一级燃烧，一部分送往燃尽风喷口保证燃料充分燃尽。热一次风送往磨煤机和冷一次风混合调节实现煤粉的输送、分离和干燥。经过初步破碎的原煤通过输煤皮带送到原煤斗，经过原煤插板后落到称重皮带式给煤机。给煤机根据输入的给煤量指令调节给煤机驱动电机转速来改变进入磨煤机的煤量。原煤进入磨煤机后在磨辊的碾压下破碎，在向磨盘边缘移动的过程中被经过风环导向后高速旋转的一次风携带上升进行重力初步分离和干燥，被初步分离和干燥后的煤粉经过折向挡板进一步惯性分离后，细度合格的煤粉通过四根煤粉管道送往相应的喷燃器，粒度较大的煤粉落入磨盘继续进行破碎。煤中掺杂难以被破碎的铁块、石块等在风环中不能被一次风托起并携带上升，落入一次风进风室中被刮板带至石子煤仓，由人工将石子煤进行清理。燃料在炉膛燃烧产生高温热烟气主要以辐射传热的方式将一部分热量传递给炉膛水冷壁和屏式过热器，然后热烟气通过高温过热器、高温再热器进入后竖井包墙。后竖井包墙内的中隔墙将后竖井分成前、后两个平行烟道，前烟道内布置冷段再热器，后烟道内布置低温过热器和省煤器。在上述受热面中高温烟气主要以对流传热的方式将热量传递给介质，烟气的温度逐渐降低。烟气调节挡板布置在低温过热器和省煤器后，用来改变通过竖井前、后隔墙的烟气量达到调节再热蒸汽温度的目的。穿过烟气挡板后的烟气进入空预器进行最后冷却，然后进入两台双室四电场电除尘器净化后通过两台引风机排向烟囱进入大气。1.2 汽机设备介绍1.2.1 概述1.2.1.1 我厂2600MW超临界机组作为国产首台超临界机组，汽轮机采用哈尔滨汽轮机厂与三菱公司联合设计、生产的模式。1.2.1.2 本机组为超临界、一次中间再热、单轴、三缸、四排汽凝汽式汽轮机，具有较高的效率和安全可靠性。1.2.1.3 高中压积木块采用三菱公司成熟的设计；低压积木块以哈汽成熟的600MW机组积木块为母型，与三菱公司一起进行改进设计，使之适应三菱公司的1029mm末级叶片。1.2.3 蒸汽流程1.2.3.1 汽轮机通流采用冲动式与反动式联合设计。新蒸汽从下部进入置于该机两侧两个固定支承的高压主汽调节联合阀，由每侧各两个调节阀流出，经过4根高压导汽管进入高压汽轮机，高压进汽管位于上半两根、下半两根。进入高压汽轮机的蒸汽通过一个冲动式调节级和9个反动式高压级后，由外缸下部两侧排出进入再热器。1.2.3.2 再热后的蒸汽从机组两侧的两个再热主汽调节联合阀，由每侧各两个中压调节阀流出，经过四根中压导汽管由中部进入中压汽轮机中压进汽管位于上半两根、下半两根。进入中压汽轮机的蒸汽经过6级反动式中压级后，从中压缸上部排汽口排出，经中低压连通管，分别进入1号、2号低压缸中部。1.2.3.3 两个低压缸均为双分流结构，蒸汽从通流部分的中部流入，经过正反向7级反动级后，流向每端的排汽口，然后蒸汽向下流入安装在每一个低压缸下部的凝汽器。1.2.3.4 汽缸下部留有抽汽口，抽汽用于给水加热，本机设有8段非调整抽汽向由三台高压加热器、除氧器、四台低压加热器组成的回热系统及小汽机、暖风器等供汽。1.2.4 本体结构特点1.2.4.1 高中压缸汽缸的结构形式和支撑方式在设计时给予充分考虑，当受热状况改变时，可以保持汽缸自由且对称的收缩和膨胀，并且把可能发生的变形降到最低限度。由合金钢铸造的高中压外缸通过水平中分面形成了上下两半。内缸同样为合金钢铸件并通过水平中分面形成了上下两半。内缸支撑在外缸水平中分面处，并由上部和下部的定位销导向，使汽缸保持与汽轮机轴线的正确位置，同时使汽缸可根据温度的变化自由收缩和膨胀。高压汽轮机的喷嘴室也由合金钢铸成，并通过水平中分面形成了上下两半。它采用中心线定位，支撑在内缸中分面处。喷嘴室的轴向位置由上下半的凹槽与内缸上下半的凸台配合定位。上下两半内缸上均有滑键，决定喷嘴室的横向位置。这种结构可以保证喷嘴室根据主蒸汽温度变化沿汽轮机轴向正确的位置收缩或膨胀。主蒸汽进汽管与喷嘴室之间通过弹性密封环滑动连接，这样可把温度引起的变形降到最低限度。外缸上半及内缸下半可采用顶起螺钉抬高，直到进汽管与喷嘴室完全脱离，然后按常规方法用吊车吊起。在拆卸外缸上半或内缸下半时，尽量保持进汽密封处蒸汽室的形状，当汽缸放下时与密封环同心。汽轮机高压隔板套和高中压进汽平衡环支撑在内缸的水平中分面上，并由内缸上下半的定位销导向。汽轮机中压1号隔板套中压2号隔板套和低压排汽平衡环支撑在外缸上，支撑方式和内缸的支撑方式一样。1.2.4.2 低压缸本机组具有两个低压缸。低压外缸全部由钢板焊接而成，为了减少温度梯度设计成3层缸。由外缸、1号内缸、2号内缸组成，减少了整个缸的绝对膨胀量。，汽缸上下半各由3部分组成：调端排汽部分、电端排汽部分和中部。各部分之间通过垂直法兰面由螺栓作永久性连接而成为一个整体，可以整体起吊。低压缸调速器端的第1、2级隔板安装在隔板套内。此隔板套支撑在1号内缸上，第3、4、5级隔板安装在1号内缸内，第6、7级隔板安装在2号内缸内，内缸支撑在外缸上，并略低于水平中分面。低压缸发电机端的第1-4级隔板安装在隔板套内，此隔板套支撑在1号内缸上，第5级隔板安装在1号内缸内，第6、7级隔板安装在2号内缸内，内缸支撑在外缸上，并略低于水平中分面。排汽缸内设计有良好的排汽通道，由钢板压制而成。面积足够大的低压排汽口与凝汽器弹性连接。低压缸四周有框架式撑脚，增加低压缸刚性，撑脚座落在基架上承担全部低压缸重量，并使得低压缸的重量均匀地分在基础上。在一号低压缸撑脚四边通过键槽与预埋在基础内的锚固板配合形成膨胀的绝对死点。在蒸汽入口处，1号内缸、2号内缸通过1个环形膨胀节相连接，1号内缸通过1个承接管与连通管连接。内缸通过4个搭子支承在外缸下半中分面上，1号内缸、2号内缸和外缸在汽缸中部下半通过1个直销定位，以保证三层缸同心。为了减少流动损失，在进排汽处均设计有导流环。每个低压缸两端的汽缸盖上装有两个大气阀，其用途是当低压缸的内压超过其最大设计安全压力时，自动进行危急排汽。大气阀的动作压力为0.0340.048Mpa(表压)。低压缸排汽区设有喷水装置，空转或低负荷、排汽缸温度升高时按要求自动投入，降低低压缸温度，保护末级叶片。1.2.4.3 转子高中压转子是无中心孔合金钢整锻转子。带有主油泵叶轮及超速跳闸装置的轴通过法兰螺栓刚性地与高中压转子在调端连接在一起，主油泵叶轮轴上还带有推力盘。低压转子也是无中心孔合金钢整锻转子。高中压转子和1号低压转子之间装有刚性的法兰联轴器。1号低压转子和2号低压转子通过中间轴刚性联接、2号低压转子和发电机转子通过联轴器刚性联接。转子系统由安装在前轴承箱内的推力轴承定位，并有8个支撑轴承支撑。1.2.4.4 静叶片 调节级采用子午面收缩静叶栅，降低静叶栅通道前段的负荷，减少叶栅的二次流损失。高中压静叶片全部为弯曲叶片，每只静叶自带菱型头形内外环，整圈组焊后在中分面处割开，成为上下半结构。 低压第一级为弯曲静叶，第2-4级为扭曲静叶，第5、6、7级为弯曲静叶。低压前5级隔板导叶为自带菱型叶冠焊接结构，末二级隔板为单只静叶焊接在内外环上的焊接结构。1.2.4.5 动叶片调节级动叶片采用电脉冲加工成三只为一组并带有整体围带和三叉叶根的三联叶片。高、中压动叶全部为弯曲自带冠叶片，枞树型叶根，低压1-7级为变截面扭曲动叶片，均为自带围带，枞树型叶根结构。1.2.4.6 滑销系统在汽轮机启动、运行和停机时，为了保证汽轮机各个部件正确地膨胀、收缩和定位，同时保证汽缸和转子正确对中，设计了合理的滑销系统。机组膨胀的绝对死点在1号低压缸的中心，由预埋在基础中的两块横向定位键和两块轴向定位键限制低压缸的中心移动，形成机组绝对死点；高中压缸由四只“猫爪”支托，“猫爪”搭在轴承箱上，“猫爪”与轴承箱之间通过键配合，“猫爪”在键上可以自由滑动；高中压缸与轴承箱之间、低压1号与2号缸之间在水平中分面以下都用定位中心梁连接。汽轮机膨胀时，1号低压缸中心保持不变，它的后部通过定中心粱推动2号低压缸沿机组轴向向发电机端膨胀。1号低压缸的前部通过定位中心梁推着中轴承箱、高中压缸、前轴承箱沿机组轴向向调速器端膨胀。轴承箱受基架上导向键的限制，可沿轴向自由滑动，但不能横向移动。箱侧面的压板限制了轴承箱产生的任何倾斜或抬高的倾向。这种滑销系统经运行证明，膨胀通畅，效果良好。转子之间都是采用法兰式刚性联轴器联接，形成了轴系。轴系轴向位置是靠机组高压转子前端的推力盘来定位的。推力盘包围在推力轴承中，由此构成了机组动静之间的死点。当机组静子部件在膨胀与收缩时，推力轴承所在的前轴承箱也相应地轴向移动，因而推力轴承或者说轴系的定位点也随之移动，因此，称机组动静之间的死点为机组的“相对死点”。1.2.4.7 盘车装置盘车装置由壳体、蜗轮蜗杆、链条、链轮、减速齿轮、电动机、润滑油管路、护罩、气动啮合装置等组成的低速盘车装置，安装在发电机与低压缸2之间，盘车转速为3.35r/min。既可远方操作，也可就地手动盘车。在汽轮机升速超过盘车转速并具有足以使盘车设备脱开的转速时，啮合小齿轮将自动脱开。此时零转速指示器的压力开关将关闭，并提供气动啮合缸活塞下的压缩空气，把操纵杆推向完全脱离啮合的位置。此时，弹簧座上的限位开关被拨到切断盘车电动机电源的位置。在汽轮机停机时, 将控制开关转到盘车装置的自动位置, 当转子转速降到600r/min时，自动程序电路将起作用，从而对盘车设备提供充足的润滑油.，并使顶轴装置投入运行。当转子停转时，“零转速指示器”中压力开关将闭合,接通供气阀电源并向气动啮合缸提供压缩空气。拨动弹簧座上的限位开关,使得盘车电动机启动.1.2.4.8 轴承高中压缸和低压缸共六个支持轴承是由四个键支撑的具有自位功能的可倾瓦轴承，该轴承由孔径镗到一定公差的四块浇有轴承合金钢制瓦组成，具有径向调整和润滑功能。推力轴承安装在前轴承箱内。发电机两个轴承采用端盖式轴承，即端盖上设有轴承座，由端盖支撑轴承载荷。轴承采用下半两块可倾式轴瓦。能自调心，稳定性强，抗油膜扰动能力强。为防止轴电流造成危害，在进油管与外部管道之间加设了绝缘。1.2.4.9 汽封 高中低压汽封为迷宫式汽封，高压缸的各汽封约在10负荷时变成自密封，中压缸的各汽封约在25负荷时变成自密封，此时，蒸汽排到汽封系统的联箱，再从联箱流向低压汽封。大约在75%负荷下系统达到自密封。如有任何多余的蒸汽，会通过溢流阀流往凝汽器。1.2.4.10 DEH系统哈汽负责设计和提供一套完整的数字电液控制系统，它包括DEH系统设计所需的所有仪表、设备，并对其安装做好监督。DEH包括以下功能：DEH具有“自动”（ATC）、“操作员自动”、“手动”三种运行方式；汽机的自动升速、同步和带负荷；负荷控制,显示、报警和打印；阀门试验及阀门管理；热应力计算和控制功能；当CCS投入时，DEH系统满足锅炉跟踪、汽机跟踪、机炉协调、定压变压运行、快速减负荷（RUNBACK）、手动等运行方式的要求；DEH具有OPC超速保护功能，并可通过DEH操作员站完成汽机超速试验；该系统具有检查输入信号的功能，一旦出现故障时，给出报警，但仍能维持机组安全。该装置具有内部自诊断和偏差检测装置，当该系统发生故障时，能切换到手动控制，并发出报警；DEH有冗余设置和容错功能，手动、自动切换功能，功率反馈回路和转速反馈回路的投入与切除功能；DEH具有最大、最小和负荷变化率限值的功能；DEH与CCS系统有完善、可靠的接口；DEH所有输出模拟量信号均为420mA。并负责提供两线制变送器电源；DEH留有与分散控制系统DCS（CCS、SCS、FSSS、DAS）、旁路控制（BPC）、汽轮机监测保护（TSI）、汽机事故跳闸（ETS）、电网ADS 及其它设备的接口。1.2.4.11 润滑油系统汽机润滑油系统由主油泵、交流润滑油泵、直流事故油泵、氢密封油泵、顶轴盘车装置、冷油器、排烟系统、主油箱、射油器、油净化装置等组成，润滑油系统供回油管采用套装管路。汽机主轴驱动的主油泵是蜗壳式离心泵，正常运行时，主油泵出口油管向#1、#2射油器、机械超速脱扣和手动脱扣总管、高压密封备用油管供油。#1射油器出口向主油泵入口及低压密封备用油管供油。#2射油器出口向润滑油系统供油。在机组启、停时由交流润滑油泵经冷油器向润滑油系统供油。1.3 电气系统介绍1.3.1发电机及励磁系统1.3.1.1发电机1.3.1.1.1我厂一期工程为两台600MW发电机组，发电机为哈尔滨电机厂有限责任公司制造的QFSN-600-2YHG型三相交流隐极式同步汽轮发电机，发电机出口电压为20KV，发电机冷却方式为水氢氢，即定子绕组水内冷、转子绕组氢内冷、定子铁芯氢冷。1.3.1.2励磁系统1.3.1.2.1我厂采用ABB公司UNITROL 5000型励磁系统，型号为Q5S-0/U251-S6000型号1.3.1.2.3我厂励磁系统为机端供电的励磁系统，正常运行期间，励磁系统由发电机机端电压经过励磁变供电。起励装置由220V直流系统供电，当残压不足以建立发电机电压时，经过一定时间的迟延，起励装置就会投入，起励开关自动闭合，定子电压建立，当电压达到10%时，起励开关自动断开，可控硅桥正常工作。1.3.1.2.4励磁调节器为双自动通道（自动/手动）加独立的备用控制器(EGC)，每个通道均能提供励磁电压调节（AVR自动方式）和励磁电流调节（FCR手动方式）。备用控制器（EGC）是紧急的备用控制器，仅提供励磁电流调节（手动方式），向EGC的切换是由设备内部各种保护和监控功能自动控制的，不受人为控制。1.3.1.2.5励磁调节器包含的功能有：给定值调整有功补偿无功补偿U/Hz限制器软启励自动跟踪过励限制欠励限制电力系统稳定器PSS1.3.1.2.6整流桥采用标准型，即具有5个并联的整流桥，其中有一个冗余的（n-1）配置，当一个整流桥故障时，系统仍能满足最大励磁功率。冷却方式采用带双冗余风机的强迫冷却。1.3.1.2.7励磁系统的灭磁功能由灭磁开关、跨接器（CROWBAR）和灭磁电阻实现，当灭磁开关断开时，通过触发跨接器的可控硅将励磁电流瞬时倒入灭磁回路，灭磁过程开始，灭磁开关触头可以无负荷断开。1.3.2发电机出线1.3.2.1发电机组采用发电机变压器组单元接线形式，发电机出口与主变间装设断路器，主变低压侧引接分裂式有载调压高压厂用变压器、双绕组高压公用变压器、励磁变，均采用封闭母线连接。1.3.2.2发电机出口电压由主变升压后经沁获、沁获两回500KV线路在新乡获嘉变并入华中电网500KV系统，500KV系统采用两个完整串的3/2交叉接线，两台发电机及出线交叉接入500KV、母线 。1.3.3启动/备用电源1.3.3.1电厂高压启动/备用电源来自220KV苗店变电所，由苗店变经220KV苗沁线引入我厂220KV配电装置，配电装置采用单电源进线经电力电缆接至#1高压备用变压器，经#1高压备用变压器降压到6KV后作为6KV母线的备用电源。#1高压备用变压器具有载调压功能，可就地及远方手动操作，高备变容量为高厂变容量的60%，在事故情况下，可以备用自投一半机组负荷（不包括电泵）。正常方式可以带一半机组负荷加一台电泵运行，保证机组事故状态下安全停机。1.3.4厂用电源1.3.4.1厂用6KV系统1.3.3.1.1厂用电系统采用6KV和0.4KV两个电压等级，6KV系统按负荷性质分为厂用段和公用段，每台机设A、B两段厂用段,均为单母线接线，正常情况下由本机组高压厂用变供电，事故情况下由#1高备变为其中一段母线供电，A段母线装有备用电源自动投入装置，对于其他段只可以通过手动进行工备电源切换。高压厂用变压器具有载调压功能，可就地及远方手动操作。1.3.4.2厂用0.4KV系统1.3.4.2.1每台机设锅炉、汽机、电除三组PC(动力配电中心)，电源由厂用6KV母线经低厂变降压后提供，每组PC设A、B两段，均为单母线接线，锅炉、汽机PC的两段母线通过母联互为备用，工备电源切换时需手动切换，切换时必须检查为同一系统，否则需停电切换；电除PC的备用电源由公用6KV母线经低压备用电除变降压后提供。1.3.4.3厂用保安电源系统1.3.4.3.1每台机设A、B两段0.4KV交流事故保安PC，均为单母线接线，正常时由0.4KV锅炉PC供电，事故时由柴油发电机供电。当机组的厂用电源消失时，柴油发电机自启动，在10秒内建立电压和频率，满足带负荷要求，自动接入保安PC。1.3.4.4厂用直流系统1.3.4.4.1机组设110V和220V两个电压等级的直流系统，其中110V直流系统，每台机设A、B两段通过联络开关互为备用的110V直流母线，供控制、保护、测量、及其他控制负荷。采用辐射网络供电方式，在6KV工作段、6KV公用段、汽机PC、锅炉PC、保安PC配电室每台机各设一块直流分屏，输煤6KV配电室和主厂房公用PC配电室两台机组各设一块直流屏。1.3.4.4.2 110V直流系统每段分别装设一组1500AH的阀控免维护铅酸蓄电池组及相应的高频电源装置。蓄电池正常以浮充方式运行。1.3.3.4.3 220V直流系统每台机设置一段220V直流母线，两台机组220V直流母线通过联络开关互为备用，供事故照明、动力负荷、交流不停电电源（UPS）。1.3.4.4.4 220V直流系统每段分别装设一组1800AH的阀控免维护铅酸蓄电池组及相应的高频电源装置，蓄电池组有107个蓄电池。蓄电池正常以浮充方式运行。1.3.4.4.5 500KV继电器室设A、B两段通过联络开关互为备用的110V直流母线，供220KV、500KV系统保护、测量、控制用。每段分别装设一组500AH的阀控免维护铅酸蓄电池组及相应的高频电源装置。每组蓄电池组有52个蓄电池。蓄电池正常以浮充方式运行。1.3.4.5厂用UPS(不停电电源)系统1.3.4.5.1每台机设一套UPS（交流不停电电源）电源，为机组的DCS系统及重要机组保护、测量仪表、电磁阀等提供电源。UPS的电源来自保安电源A、B两段和220V直流电源。1.3.5公用电源1.3.5.1公用6KV系统1.3.5.1.1两台机共设1C、2C两段公用段，由两台机的高压公用变提供工作电源，由#1高备变提供备用电源，倒备用电源时需手动切换。1.3.5.2公用0.4KV系统1.3.5.2.1公用0.4KV系统的电源来自6KV公用段，两台机设一组公用PC；全厂根据辅助车间负荷分布情况还设有其它PC,即除灰PC、灰库PC、化学补给水PC、污水处理站PC、输煤PC、翻车机PC、综合泵房PC、启动炉PC、生活PC、修配PC、电厂站PC、沁河北站电厂站PC等15组公用动力中心。其中启动炉PC、生活区PC、电厂站PC、沁河北站电厂站PC为单母线接线，无备用电源；修配PC备用电源取自启动炉PC；其他八组PC均为A、B两段互为备用的单母线接线。1.3.5.2.2 PC下设MCC(电动机控制中心)，MCC根据负荷分散成对设置。容量为75KW以下的电动机及200KW以下的静止负荷由MCC供电，75KW及以上的电动机及200KW以上的静止负荷由PC供电。1.3.5.2.3 水源地电源电压等级为0.4KV，由6KV公用段经升压隔离变升至10KV，经双回路架空线路，送至各个井群，经井群内设的降压干式变降至0.4KV向深水泵房负荷供电。1.3.5.2.4 厂外灰场电源电压等级为0.4KV,由6KV公用段经升压隔离变升至10KV，经一回架空线路送至灰场，经灰场降压干式变降至0.4KV向灰场负荷供电。1.3.6照明及检修电源系统1.3.6.1主厂房采用照明与动力分开供电的方式，每台机设