华东五厂调研报告

1、华东五厂调研报告2012年12月22日至30日筹建处锅炉、汽机专业与西安交通大学一行6人对华东地区金陵、谏壁、泰州、外三及北仑等已投运百万电厂进行了调研。一、各厂运行指标金陵谏壁泰州外三北仑供电煤耗（g/kwh）282277289276280厂用电率(%)343.64.23.43.0背压(KPa)4.0/7.04.0/7.04.0/7.03.5/7.03.0/7.0二、金陵电厂1、华能金陵电厂3号机组是国内首台数字化百万千瓦超超临界燃煤机组。2、采用双管自立式钢结构烟囱。该烟囱由华东电力设计院设计，上海电力建筑工程公司组织施工，为国内首座240m双筒自立式钢结构烟囱。该烟囱由筒体、环梁和支撑三

2、大部分组成，是华能金陵电厂的标志性建筑。钢筒直径7.3m，高度240m，从上到下共设置10层环梁和8层支撑。所有节点全部采用焊接连接，总体钢结构总重量约3650t。该烟囱于2008年4月8号正式开工， 5月12号基础混凝土浇筑，7月24号主体结构开始安装，仅用了8个月时间就完成上部结构的安装工作。双管自立式钢结构烟囱底部的宽度较有钢筋混凝土外筒时要减小，可满足主厂房长度缩短后的烟道布置；同时，烟囱的基础将会有明显减小，可避免与电除尘器基础的影响。对炉后上煤方案，输煤栈桥可在烟囱的两个钢排烟筒之间通过。双管自立式钢结构烟囱由于钢排烟筒外露，钢排烟筒外侧防腐运行条件要较有钢筋混凝土外筒时差，维护工

3、作量会有所增加。, R. & D4 e3 R自立式钢结构烟囱方案，钢排烟筒已不能用目前广泛采用的液压提升、气顶等逆作法施工，而可采用在钢排烟筒外设扶壁吊分段吊装的方法。由于取消了钢筋混凝土外筒，此外，基础和桩基的工作量有明显降低，虽然钢排烟筒的施工难度有所增加，但烟囱总的施工周期将会较钢筋混凝土外筒双管钢内筒烟囱要短。三、外三主要设备及设计情况1 、三大主机1.1锅炉锅炉为上海锅炉厂有限责任公司生产的超超临界参数变压运行螺旋管圈水冷壁直流炉，单炉膛、一次中间再热、采用四角切圆燃烧方式、平衡通风、固态排渣、全钢悬吊结构塔式、露天布置燃煤锅炉。锅炉的系统、性能设计由上海锅炉厂有限公司与技术

4、支持方Alstom Power Boiler GmbH公司（以下称ALSTOMEVT公司）联合进行，性能保证由技术支持方ALSTOMEVT公司负责。采用带循环泵的启动系统，一路疏水至再循环泵，另一路接至大气扩容器中。48只直流式燃烧器分12层布置于炉膛下部四角（每两个煤粉喷嘴为一层），在炉膛中呈四角切圆方式燃烧。锅炉点火采用高能电弧点火装置，二级点火系统，由高能电火花点燃轻柴油，然后点燃煤粉。过热器汽温通过煤水比调节和两级喷水来控制。再热器汽温采用燃烧器摆动调节，一级再热器进口连接管道上设置事故喷水，一级再热器出口连接管道设置有微量喷水。尾部烟道下方设置两台转子直径16400mm三分仓受热面旋

5、转容克式空气预热器。炉底排渣系统采用机械出渣方式。锅炉主要技术数据表（BMCR工况）编号项 目 单 位 设计煤种 校核煤种 1过热蒸汽流量 t/h295529552过热蒸汽压力 MPa(g)27.927.93过热蒸汽温度 6056054再热蒸汽流量 t/h244324435再热器进口压力 MPa(g)6.26.26再热器出口压力 MPa(g)6.036.037再热器进口温度 3673678再热器出口温度 6036039省煤器入口温度 29729710预热器进口一次风温度 232311预热器进口二次风温度 272712预热器出口一次风温度 35735813预热器出口二次风温度 33834014锅

6、炉排烟温度（未修正） 12713215锅炉排烟温度（修正后） 12312616锅炉保证效率（LHV）BRL工况 %93.6 17锅炉不投油最低稳定负荷 %BMCR252518空气预热器漏风率（一年内） %6619空气预热器漏风率（一年后） %8820NOx排放量 mg/Nm32502501.2汽轮机汽轮机采用上海汽轮机厂有限公司生产的超超临界、一次中间再热、凝汽式、单轴、四缸四排汽汽轮机。汽轮机的设计由上海汽轮机厂有限公司与技术支持方Siemens公司联合进行，性能保证由技术支持方Siemens公司负责。高压缸采用单流圆筒型汽缸积木块（H30），该高压缸为没有水平中分面的圆筒型高压外

7、缸，加上小直径转子可大幅度降低汽缸的应力，提高了汽缸的承压能力，其设计进汽压力为27MPa，进汽温度为600。高压缸共14级，采用了小直径多级数、全三维变反动度叶片级、全周进汽的滑压运行模式等。高压缸带抽汽口。为了提高额定负荷及部分工况下的经济性，采用了补汽技术，在额定工况整个高压缸已基本处在阀门全开状况。中压缸积木块（M30）也是典型的反动式结构。低压缸采用双流积木块（N30），汽缸为多层结构，由内外缸、持环和静叶组成，以减少缸的温度梯度和热变形。低压轴承、内缸通过轴承座直接支撑在基础上。汽轮机主要技术数据表名称 单位 数据 型式 -超超临界、一次中间再热、凝汽式、单轴、四缸四排汽汽轮机 制

8、造厂商 -上海汽轮机有限公司和 西门子（Siemens）联合设计制造 型号 -N1000-27/600/600（TC4F） TRL工况功率 MW1007.878TRL工况主蒸汽压力 MPa(a)27TRL工况主蒸汽温度 600TRL工况高温再热蒸汽压力 MPa(a)5.556TRL工况高温再热蒸汽温度 600排汽背压 kPa(a)4.19/5.26保证热耗率（THA工况） kJ/kW.h7320转速 r/min3000转向（从汽轮机向发电机看） -顺时针 抽汽级数 级 8汽轮机外形尺寸（长×宽×高） m29×10.5×7.75(汽机中心线以上)1.3发电

9、机发电机为上海汽轮发电机有限公司生产的水氢氢冷却、无刷励磁汽轮发电机。发电机的设计由上海汽轮发电机有限公司与技术支持方Siemens公司联合进行，性能保证由技术支持方Siemens公司负责。发电机主要技术参数表名称 单位 数据 型式 /水氢氢冷却、无刷励磁汽轮发电机 制造厂商 /上海汽轮发电机有限公司和 西门子（Siemens）联合设计制造 型号 /N1000-27/600/600（TC4F） 额定功率 MW1000额定容量 MVA1111额定电压 kV27功率因素  0.9 （滞后） 效率 %98.95励磁方式  无刷励磁 冷却方式  定子线圈水冷、定子铁芯、转

10、子绕组氢冷 2.2、主要工艺系统2.1制粉系统每台锅炉配置6台SM29/18型中速磨煤机，当燃用设计煤种时5台运行、1台备用。SM磨煤机是德国ALSTOM/EVT开发的中速磨煤机，在德国和其它欧洲国家有一定的使用业绩，在我国，上海外高桥二期工程(2×900MW)采用了SM28/18型磨煤机，目前是世界上该系列磨煤机中已投运最大型号的磨煤机。“外三”工程采用的SM29/18比外高桥二期的SM28/18磨煤机的磨盘直径大了100mm，为该系列磨煤机中最大。每台磨煤机出口引出4根煤粉管道（管径为640×10）至炉前和炉后经煤粉分配器分成8根煤粉管道（管径为480×10）

11、，与两层燃烧器（每层四只）连接。为了达到锅炉炉膛NOx排放不高于250mg/N m3的水平，锅炉厂要求提高进入炉膛的煤粉细度，为此，要求煤粉细度为200目筛中通过量不小于85%。2.2烟风系统一次风由2×50%动叶可调轴流式风机提供，经空气预热器预热后进入中速磨煤机。二次风由2×50%动叶可调轴流式送风机提供，经空气预热器预热，经锅炉前、后墙风箱进入炉膛。为了减少NOx的排放，从锅炉的热二次风管道引出风管作为燃尽风，经CCOFA、SOFA燃烧器送入炉膛。烟气由2×50%静叶可调轴流式引风机从炉膛内抽吸，经电除尘器（运行除尘效率99.7）及脱硫系统由240m高钢制双

12、内筒集束烟囱（两炉合用）排入大气。2.3主蒸汽、再热蒸汽及旁路系统主蒸汽及再热蒸汽系统采用单元制。为了协调机炉运行，防止管系超压，改善整机启动条件及机组不同运行工况下带负荷的特性，适应快速升降负荷，增强机组的灵活性，实现FCB功能，每台机组设置一套高压和低压两级串联汽轮机旁路系统。高压旁路容量按100%BMCR设置，低压旁路容量按65（相对主蒸汽流量）设置。高压旁路能取代锅炉安全门的作用。由于高压旁路距离主汽门较远，因此设暖管管道，自靠近汽机接口处的主蒸汽管道接至冷段主管。2.4抽汽系统机组采用八级非调整抽汽（包括高压缸排汽）。除氧器还接有从再热冷段系统经减压后的蒸汽，用作启动加热和低负荷稳压

13、及防止前置泵汽蚀的压力跟踪。为防止除氧器超压，冷段至除氧器的减压阀具有机械强制关闭功能，符合欧洲相关标准中作为负安全阀的要求。2.5给水系统配置1×100%容量汽动泵，泵与主机的负荷相匹配，系统简单、操作和调节比较方便。取消了常规的启动和备用功能的电动给水泵。为了满足锅炉启动时低流量上水和补水，在汽动给水泵出口配置调节旁路，用来在汽动给水泵最低转速时调节给水流量。设置3台单列卧式U形管高压加热器。2.6 主厂房布置主厂房布置采用常规的四列式布置方案，布置顺序依次为汽机房 除氧间 煤仓间 锅炉房，炉后依次布置：送风机及一次风机 电除尘器 引风机 烟囱 脱硫系统吸收区。主厂房布置主要尺寸

14、表名 称 单 位 数 据 主 厂 房 柱距 m10m×20档+11m+1.4m长度 m212.4运转层标高 m17中间层标高 m8.6A排柱至烟囱中心总长 m241.285汽 机 房 跨度( A B ) m34汽轮发电机中心线距A 列距离 m15屋架下弦标高 m34.5行车轨顶标高 m30.7除 氧 间 跨度( B C)m10中间层标高 m8.6加热器层标高 m8.6/17.0/25.0除氧层标高 m40.5煤 仓 间 煤仓间跨距（C-D） m13.5煤仓间柱距 m10/11给煤机层标高 m17.0皮带层标高 m46.5炉前距离（DE） m7.875锅 炉 锅炉深度 m53.06锅炉

15、宽度（两钢架中心距） m51.0启动分离器标高 m118.2炉顶标高 m131.3大板梁顶标高 m126.3两台锅炉中心距 m112.4炉 后 锅炉最后一排钢柱至电除尘器第一排钢柱距离 m37.5电除尘器最后一排钢柱至烟囱中心距离 m58.75电除尘器总长（进、出口距离） m26.6烟囱出口直径 m7.2烟囱高度 m2402.7厂区总平面布置厂区采用传统的三列式布置方式。主厂房位于二期厂区东侧，A排与二期主厂房A排对齐，考虑到施工对二期循环水管的影响，经与施工单位协调，确定主厂房固定端距二期主厂房105.6m，二者之间有二期循环水管沟、本工程循环水管沟和虹吸井、二期厂区道路通过。电厂新建3.5

16、万吨级（兼顾5万吨级）煤码头一座，布置在原规划位置。“外三”工程同步实施烟气脱硫，脱硫岛布置在烟囱后，第二台锅炉同时建设脱硝设施，制氨设施布置在二期厂区与三期煤场之间“外三”工程充分利用老厂已有设施，500kVGIS配电装置在二期的屋内配电装置上扩建，石灰石制粉、石膏脱水设施集中布置在老厂灰库区，雨水泵房、废水设施、供氢站和点火油库等，不再新建。厂区总平面布置指标表序号 项目 单位 数据 1厂区围墙内用地面积（含二、三期即2×900MW+2×1000MW） hm276.32单位容量用地面积（含二、三期） m2/kw0.203本期厂区用地面积（2×1000MW） h

17、m236.24单位容量用地面积 m2/kw0.185厂区内建构筑物用地面积 m21705006建筑系数 %477厂区内场地利用面积 m22610008利用系数 %729厂区道路及广场地坪面积 m24700010道路广场系数 %1311厂区围墙长度 m188012厂区围栅长度 m92713厂区内供水管长度（二根合计） m173014厂区内排水沟长度（二根合计） m170015绿化用地面积 m27240016绿化用地系数 %2017厂区挖方量 m32818厂区填方量 m339.8四、塔式炉和100%旁路系统外三和谏壁电厂均采用塔式炉，100%高压旁路+65%低压旁路。1、塔式炉优点如下：1.1、采

18、用单炉膛单切圆的燃烧方式，在所有工况下，水冷壁出口温度分布均匀。 1.2、上部炉膛水冷壁的布置比较简单，没有折焰角等复杂的形状，因此水冷壁出口介质温度非常均匀，有利于超临界锅炉设计。1.3、在对流受热面中，烟气流向没有90°急转弯，烟气流场均匀，局部磨损大大降低。同时烟气阻力较低。1.4、均匀的烟气流场分布形成了均匀的过热器、再热器烟气温度分布，使得过热器、再热器蒸汽出口温度分布均匀。1.5、作横卧布置的各级受热面都能疏水，有利于停炉保养和起动时蒸汽通畅流动，具备优异的备用和快速启动特点，因此有利于延长对流受热面的使用寿命。配合较大旁路系统，启动阶段产生的氧化皮可被蒸汽冲走，并被旁路

19、系统直接送入凝汽器。避免汽轮机产生SPE问题。1.6、没有尾部后烟井，也就没有复杂的包覆过热器系统，整个汽水系统比较简单。汽水侧阻力低，约3 MPa。2、采用100%高压旁路+65%低压旁路优点如下：2.1、可以实现机组快速切负荷（FCB）;2.2、加快机组启动速度；2.3、替代锅炉安全阀，消除噪音；2.4、可实现锅炉大流量冲管，可以更好地冲走氧化皮产生的固体颗粒（SPE），减小对汽轮机的危害；2.5、回收高品质介质。3、FCB功能的实现据介绍塔式炉+100%旁路系统是实现FCB功能的标配，若没有FCB功能，不菲的投入就显得没有丝毫必要。可实现FCB 功能下列条件也是必备的：3.1、汽源快速切换的汽动给水泵组汽动给水泵的汽源正常时来自汽机抽