电厂汽轮机原理概述.ppt

电厂汽轮机原理教案,史月hieddie,绪论,电厂流程电站锅炉系统能量转换系统,电厂能量循环热力学基础,卡诺循环朗肯循环,汽轮机的发展方向,（降低生产成本、提高经济性和安全性）增大单机功率提高蒸汽参数采用中间再热采用蒸汽燃气联合循环提高机组的自动化水平提高机组的运行水平,增大单机功率,发展状况电网主力机组一般500MW-600MW机组等级水平。1972年瑞土BBC公司制造的1300MW双轴全速汽轮机(24MPa538538、n3600rmin)在美国投入运行；1976年联邦德国KWU公司制造的单轴半速(n=1500rmin)1300MW饱和蒸汽参数汽轮机投入运行；1982年世界最大1200MW单轴全速汽轮机(24MPa540540)在前苏联投入运行。前苏联正在全力推进2000MW的高参数全速汽轮机的开发工作。,增大单机功率优点,单位功率投资成本低。800MW机组的比500MW机组的低17%，12000MW机组比800MW低15%20%。单机功率越大，机组的热经济性越好。法国的600MW机组热耗率比125MW低276.3KJ/KWh加快电站建设速度，降低电站建设投资和运行费用,提高蒸汽参数,效率与蒸汽初参数的关系,0300350400450500550,t%,35,36,37,38,39,40,3,2,1,4,5,T1,T1,蒸汽初温对循环热效率的影响,s,T,初温t,550,500,400,350,0.48,0.44,0.40,0.36,s,3,2,5,4,1,1,T,T1,T,036912151821,初压p1MPa,蒸汽初压对循环热效率的影响,蒸汽初压对循环热效率的影响,2468101214161820,0.40,0.41,0.42,0.43,0.44,0.45,0.46,0.47,0.48,p2kPa,1,4,5,3,2,s,s1,s3,s3,T0,T1,T,背压对循环热效率的影响,t,蒸汽参数的影响归纳如下:,(1)提高蒸汽初参数p1，t1,可以提高循环热效率（蒸汽温度提高50，循环效率提高2个百分点）现代蒸汽动力循环朝着高参数方向发展。我国目前采用的亚临界机组参数见表11.1。,低参数中参数高参数超高参数亚临界参数,初压/MPa,初温/,发电功率/MW,1.33.59.013.516.5,340435535550,535550,535,1.5362550100125,200200,300,600,亚临界及以下参数的机组(汽轮机进口参数),超临界参数机组(锅炉出口参数),我国超临界机组的参数尚未形成标准系列。,注：临界压力：22.12MPa,临界温度：374.15第一台试验性超临界125MW机组（31MPa,621/566/538）,1957年在美国投运。第二台超临界325MW机组（34.4MPa,649/566/566）,1959年在美国投运。,国外火电机组蒸汽参数的发展,部分超临界机组经济性举例,(2)降低乏气压力可以提高循环热效率(乏气压力每降低2kPa,循环效率提高1个百分点)。但乏气压力受环境温度限制。目前火力发电厂一般在0.004MPa0.006MPa的乏气压力下运行。,1,5,7,H.P,L.P,8,9,3,Boiler,Reheater,Low-Pturbine,High-Pturbine,Pump,Condenser,qin,qout,蒸汽再热循环系统示意图,wturb,out,wpump,in,蒸汽再热循环系统示意图,普遍采用中间再热,1,6,5,4,3,2,2,s,T,蒸汽再热循环的T-s图和h-s图,蒸汽再热循环在T-s图中表示,1,6,4,3,2,s,T,再热压力对循环热效率大小的影响,T1,5,T2,再热压力对循环热效率大小的影响,采用中间再热后可降低低压缸末级排汽湿度，减轻末级叶片水蚀程度，为提高蒸汽初压创造了条件，从而可提高机组内效率、热效率和运行可靠性。有些机组甚至采用了二次再热。,1,2,A,4,T,s,A,1,5,3,回热循环系统示流程图和T-s图,Boiler,Turbine,Pump,Condenser,OpenFWH,FWH=Feedwaterheater,qin,qout,4,3,6,6,5,Pump,1kg,kg,kg,wturb,out,普遍采用回热循环,采用燃气-蒸汽联合循环，使电厂效率高于50%,燃气轮机联合循环技术,效率高：E级联合循环效率5152F级5557，H级达到60以上污染少：可将NOx排放控制在50mg/Nm3以内启动快、适合调峰：燃机单循环可以在20分钟内带满负荷联合循环可以在60分钟内带满负荷可以实现黑启动、提高电网安全性自动化程度高、人员配置少,当代先进燃气轮机及联合循环性能,提高机组自动化水平,以计算机为主体的全自动化火力发电厂DCS、FSSS、DEH、DAS、SCS、MEH,正在锻造的汽缸,提高机组的运行水平,大机组调峰运行（抽水蓄能、两班制、热备用等）机炉电的协调运行保护、报警和状态监测系统（ETS、TSI）,汽轮机的分类,按工作原理分：冲动式和反动式按工作压力分：按热力特性分：,按工作压力分,低压汽轮机：主蒸汽压力小于1.47Mpa；中压汽轮机：主蒸汽压力为1.96-3.92Mpa；高压汽轮机：主蒸汽压力为5.88-9.8Mpa；超高压汽轮机：主蒸汽压力为11.77-13.93Mpa；亚临界压力汽轮机：主蒸汽压力为15.69-17.65Mpa；超临界压力汽轮机：主蒸汽压力大于22.15Mpa；超超临界压力汽轮机：主蒸汽压力大于32Mpa；,按热力特性分（热电联产）,凝汽式汽轮机背压式汽轮机凝汽背压式汽轮机抽汽凝汽式汽轮机抽汽背压式汽轮机热电分产,凝汽式汽轮机原则性热力系统图,背压式汽轮机原则性热力系统图,抽汽背压式汽轮机原则性热力系统图,抽汽凝汽式汽轮机原则性热力系统图,汽轮机的分类,按轴的数目分：单轴式和双轴式汽轮机,日本相马共同火力发电公司新地发电厂第一号机组1,000MW级双轴汽轮发电机,汽轮机的分类,按流动方向分：轴流式、辅流式和周流式大部分汽轮机是轴流式汽轮机。按用途分：移动式和固定式按缸数分：多缸和单缸汽轮机,汽轮机的型号,CLN600-24.2/566/566,汽轮机的功率,(1)发电机功率：发电机输出端的功率(2)净电功率：发电机功率减去厂用电功率(3)经济功率(ECR)：设计功率(4)保证最大连续功率(T-MCR)：在规定的端部条件（主汽参数、再热蒸汽参数、最终给水温度、真空、转速、抽汽要求等）和运行寿命期内，机组在发电机输出端连续输出的功率。考核工况,汽轮机的功率,(5)调节汽阀全开工况的功率(VWO工况)：在规定的主蒸汽参数下，汽轮机调节阀门全开，机组所能输出的最大功率。(6)最大过负荷能力：在规定的过负荷条件下，如末级加热器停运货提高主蒸汽压力，汽轮机调节阀门全开，机组所能输出的最大功率,主要技术规范,额定功率（在发电机端）：MW660汽轮机型式：超临界、一次中间再热、单轴、三缸四排汽、凝汽式。参数主汽门前额定压力：MPa（a）24.2主汽门前额定温度：566再热主汽阀前额定温度：566回热加热级数：8设计背压：kPa（a）凝汽器，热平衡按双背压4.4/5.4kPa(a)平均背压4.9kPa(a)计算给水温度（TRL工况）：约279.9工作转速r/min3000旋转方向（从汽机向发电机看）顺时针最大允许系统周波摆动Hz48.551.5从汽轮机向发电机看，润滑油管路为左侧布置（暂定）。给水泵为每台机组配置2台50容量的汽动给水泵和一台30%容量的启动及备用电动给水泵。,铭牌工况（TRL）,汽轮发电机组能在下列条件下在保证寿命期内任何时间都能安全连续运行，发电机输出铭牌功率660MW（当采用静态励磁或不与汽机同轴的电动主油泵时，扣除各项所消耗的功率），此工况称为铭牌工况（TRL），此工况下的进汽量称为铭牌进汽量，此工况为出力保证值的验收工况，其条件如下：额定主蒸汽参数、再热蒸汽参数及所规定的汽水品质；汽轮机低压缸排汽平均背压为11.8kPa(a)；补给水量为3；最终给水温度约为279.9；全部回热系统正常运行，但不带厂用辅助蒸汽；汽动给水泵满足额定给水参数；发电机效率98.9，额定功率因数0.90，额定氢压。,TMCR,汽轮机进汽量等于铭牌工况（TRL）进汽量，能在下列条件下安全连续运行，此工况下发电机输出的功率（当采用静态励磁或不与汽机同轴的电动主油泵时，扣除各项所消耗的功率）称为最大连续功率（TMCR），其条件如下：额定主蒸汽再热蒸汽参数及所规定的汽水品质；汽轮机低压缸排汽平均背压为4.9kPa(a)；补给水量为0；规定的最终给水温度为280.2；全部回热系统正常运行，但不带厂用辅助蒸汽；汽动给水泵满足规定给水参数；发电机效率98.9，额定功率因数0.90，额定氢压。,VWO,汽轮发电机组能在调节阀全开工况下安全连续运行，汽轮机的进汽量为2101.775t/h不小于(105的铭牌工况（TRL）