上汽-西门子型百万千瓦超超临界汽轮机

1、第35卷 第1期热力透平V o l . 35N o . 1年月T H E R M A LT U R B I N E上汽-西门子型百万千瓦超超临界汽轮机何阿平, 彭泽瑛(上海汽轮机有限公司, 上海200240摘 要: 介绍了上海汽轮机有限公司1000MW 超超临界汽轮机的技术特点。通过采用高温材料、大容量单轴汽轮机模块以及一系列独特结构和先进技术,使机组的经济性和安全可靠性达到世界先进水平。该机组还能满足今后更高参数、更低背压、空冷、热电联供等不同超超临界电厂的要求, 在我国高效洁净燃煤发电领域具有广阔的发展前景。关键词: 蒸汽轮机;电厂; 超超临界参数; 热耗; 可靠性中图分类号:T K 26

2、1 文献标识码:A 文章编号:1672-5549(2006 01-0001-07U l t r aS u p e r c r i t i c a l 1000MWS t e a mT u r b i n ew i t h t h e “HMN ”M o d u l e sD e s i gn e d b y ST Ca n dS i e m e n s H E A -p i n g , P E N GZ e -y i n g(S h a n g h a i T u r b i n eC o m p a n y L t d . , S h a n gh a i 200240, C h i n a

3、 A b s t r a c t : T h e p a p e r i n v o l v e st h et e c h n i c a l f e a t u r e so ft h e1000MW u l t r as u p e r c r i t i c a ls t e a mt u r b i n e m a d eb y S h a n g h a i T u r b i n eC o m p a n y L t d . (S T C . B y a d o p t i n g t h e n e wh i g h -t e m p e r a t u r em a t e

4、r i a l s a n d t h e l a r g e c a p a c i t y t u r -b i n em o d e l s o f t a n d e mc o m p o u n d a n d a s e r i e s o f t h e p a r t i c u l a r a n d a d v a n c e d t e c h n o l o g i e s , t h e u n i t s c o s t -e f f e c t i v e n e s s a n d r e l i a b i l i t y h a v e r e a c h

5、e d t h e a d v a n c e d t e c h n o l o g y i n t h ew o r l d . T h e u n i t a l s o c a nm e e t f u r t h e r f u t u r e r e q u i r e m e n t s w i t hm o r e h i g h s t e a m p a r a m e t e r s , l o w e r b a c k p r e s s u r e , a i r c o o l i n g c o n d e n s i n g , c o g e n e r a

6、 t i o n , a n d h a s r e v e a l e d b r i g h t p r o s p e c t s i n t h e d e v e l o p m e n t o f t h e h i g h e f f i c i e n c y a n d c l e a n f o s s i l -f i r e d p o w e r p l a n t i nC h i n a . K e y wo r d s : s t e a mt u r b i n e (p o w e r p l a n t (u l t r a s u p e r c r i

7、 t i c a l p a r a m e t e r (h e a t r a t e (r e l i a b i l i t y 0 前言大容量、高参数是提高火电机组经济性最为有效的措施。同时基于世界一次能源资源状况中煤的储量远远超过石油和天然气; 环境保护对减少排放污染的要求; 京都议定书为控制地球温室效应所确定的减少C O 2排放目标等原因, 高效洁净燃煤发电技术将成为今后世界电力工业的主要发展方向之一。随着1993年应用“600”铁素体高温材料的首台(再热 温度593的700MW 机组在日本碧南电厂投运,标志着世界汽轮机技术的发展进入了一个新的“超超临界参数”发展阶段。相对热力学

8、的超临界概念, 超超临界参数是一种商业性称谓, 以表示汽轮发电机组具有更高的压力和温度,有的公司也将超超临界机组称为高效超临界机组。由于“高效超临界”并没有突出更高参数的含义, 为此我国“十五”重点科技攻关计划项目“超超临界燃煤发电技术”课题2003年8月提交的“我国发展超超临界发电机组的技术选型研究”报告中统一采用了“超超临界”的提法。目前世界各公司对超超临界参数没有统一的定义, 课题组从产品发展的“起步”和“稳妥”角度, 推荐我国今后超超临界汽轮机的“下限“和“起步”参数为压力25M P a , 温度580, 容量大于600MW 。作为863攻关项目依托工程的我国第一个超超临界电厂-华能玉

9、环厂4×1000MW 项目于2003年11月正式启动,标志着我国电力工业进入了一个以环保、高效为中心的发展新阶段。至收稿日期:2005-09-28作者简介:何阿平(1960- , 男, 1982年毕业于上海机械学院涡轮机专业,教授级高级工程师, 上海汽轮机有限公司总工程师。本文为2005年中国动力工程学会透平专委会论文研讨会宣读论文,获优秀论文奖。2005年12月为止,上海汽轮机有限公司已承接了玉环、外高桥I I I 期、宁海共8台1000MW 超超临界汽轮机的合同,采用了从德国西门子公司引进的单轴、“HMN ”积木块系列的四缸四排汽超超临界机型。该机型集中了当今所有可应用的先进技术

10、。机组的参数、容量及技术性能均达到世界先进水平。本文将对“HMN ”型超超临界汽轮机的先进技术特点以及该机型在各种高效洁净火电厂的应用前景和技术优势作简要的介绍。1 “HMN ”机型的三大技术进步近10年世界新一轮“600”超超临界燃煤发电在汽轮机领域最为关键的三大技术是:铁素体高温材料下的600参数、单轴百万千瓦容量、重新采取更高的超临界压力。世界超超临界业绩统计表明, 西门子和日本三菱、东芝机组的温度应用水平相同, 都达到600/610; 而在单轴、百万千瓦容量及采取更高超临界压力方面, “HMN ”机型具有独特的技术优势。1. 1 600铁素体材料目前有三种不同温度档次的高温铁素体材料,

11、见下图 1。图1 超超临界汽轮机的高温材料已有标准采购规范的600(625 材料的高温性能数据见下图2。 图3 “HMN ”四缸四排汽机型(2无主蒸汽管道紧凑的阀门连接结构机组只有两个主调门及两个再热主调门(图4 , 并直接和汽缸相连, 结构非常紧凑、流动损失小、附加推力小、起吊高度低。阀门与汽缸整体安装; 主调门与高压缸采用焊接或大型罩螺母方式连接。阀门采取小网格(1. 6m m 、大面积的不锈钢永久性滤网:直径小, 刚性好, 不易损坏 。图4 高压缸与主调门 单排汽口、单连通管中压缸(3中压缸单排汽口, 单个中低压连通管“M 30”双流中压缸结构的独特之一在于:仅有两个进汽口和一个排汽口,

12、 再热蒸汽由侧面二个进汽口进入汽轮机。而一个与中低压连通管相接的排汽口则布置在汽缸中间顶部, 不仅使汽缸的轴向尺寸紧凑, 而且使整个中压外缸只承受中压排汽的温度和压力。为满足回热抽汽需要, 包括中压排汽在内,可有三个或四个抽汽口。(4 独特的支撑和膨胀系统设计高、中压缸和低压内缸通过猫爪支撑在轴承座上, 猫爪与轴承座之间的滑动面有耐磨的低摩擦合金。轴承座支撑在基础上, 不随机组膨胀。 推拉装置以及在轴承座上的支撑使低压内缸可沿图5 低压缸轴向滑动(见图5 ; 低压外缸与凝汽器刚性连接支撑, 与机组的膨胀无关, 凝汽器真空变化不会对汽轮机的动静径向间隙产生任何影响, 有利于轴系保持稳定的运行特性

13、。机组的绝对死点及相对死点均在高中压之间的推力轴承处。中压外缸与低压内缸以及低压内缸之间有推拉装置, 使动静叶片的相对间隙变化最小, 整个机组有非常良好的膨胀特性, 见下图6。图6 膨胀系统2. 2 提高经济性的先进技术(1 对超超临界、百万千瓦容量机组采用单流+全周进汽,既提高了效率又解决了强度及附加汽隙激振的问题, 与双流+喷嘴调节方式相比, 不仅在可靠性, 而且经济性也显示出较大的技术优势。为进一步用足压力, 对大余量配置的机组, 采用了配置第三个小流量补汽阀的技术, 形成全周进汽定-滑-定运行模式, 使额定工况滑压的进汽压力提高到额定压力, 进一步提高效率。补汽阀的结构和控制与2个主调

14、门完全相同。补汽阀技术的具体得益大小取决于机组容量配置的余量, 以玉环而例, 阀门全开流量是额定工况的108%,即补汽阀流量为8%时, 可使额定工况(包括所有小于额定负荷的工况 的热耗下降23k J /图7 阀门配置k W ·h 左右。如阀门全开流量是额定工况的112%, 采用补汽阀的热耗得益将超过35k J /k W ·h 左右。对承担一次调频运行的机组, 补汽阀替代调门节流还可降低热耗约12k J /k W ·h。(2 回热系统的最佳配置:疏水泵+疏水加热器为简化#6、#7、#8低加疏冷段设计及解决逐级疏水运行的问题, 充分提高经济性, 在第六级加热器配置了一

15、个功率为200k W 的疏水泵, 在汽封加热器前配置一个疏水加热器以利用最后两个"第1期 热力透平低加的疏水热量。疏水泵的耗功影响热耗约1k J /k W ·h 。由于该疏水系统没附加阀门,完全依靠重力,因此运行可靠, 维护费用极低。(3高、中压第一级斜置静叶在高中压缸两个径向进汽通道向轴向叶片级折转过程中配置了一种独特的斜置静叶(见图8, 该静叶同时起到导流作用, 且无径向漏汽, 结构合理紧凑, 损失小。第一级为低反动度叶栅, 一方面不像冲动式调节级会在动叶片进口形成小进汽角的高速气流, 避免硬质颗粒冲蚀; 另一方面又可有较大的焓降, 降低转子的工作温度。图8 600(6

16、25 材料的高温性能数(4单流程的高压缸本机型的“H ”型高压缸模块(见图9 , 全周进汽不存在第一级叶片的强度限制, 因而即使 相图9 “H 30”单流高压缸对1000MW 功率等级, 仍然可采取单流程。不仅结构紧凑, 而且因叶片通流面积及高度比双流大一倍,可大幅度降低端部损失, 明显提高效率。例如, 计算表明:1000MW 超超临界双流高压缸的叶片面积(高度 与亚临界300MW 相当, 与单流程、小直径高压缸相比, 相同气动技术条件下的效率要相差4. 4%左右。(5一系列独特的反动级叶片设计技术从叶片级的损失对比分析可以明显地看出, 除叶片及平衡活塞的漏汽损失外, 反动式因小折转角可减少二

17、次流损失、大的叶片面积减少高压端叶片的端损、动叶片大进汽角下的冲角损失小等特点使叶片级的效率高于冲动式。此外“HMN ”模块通流部分反动式叶片级中还采取了一系列先进的气动及结构技术以进一步提高效率:例如小直径、多级数, 发挥反动式叶片级轮周效率高的优势, 同时有利于减少漏汽损失; 所有动叶均采用没有轴向漏汽、周向装配的“T “叶根; 转子及静子采用多道汽封减少漏汽损失; 新一代型损小、有宽广冲角适应范围的型线; 所有动静叶片均采用全三维-弯扭的叶片成型技术, 以减少二次流损失, 效率可提高2%; 按整个通流部分最佳气流特性决定各级反动度的变反动度设计原则, 使整个叶片级的总效率达到最佳(见下图

18、10 。图10 变反动度设计提高整个通流部分效率在本公司的设计开发平台有一个高度自动化的计算机设计C A E /C A D 系统和叶片数控加工C AM 系统。该系统能自动完成通流部分叶片的优化设计:决定叶型、高度、围带及叶根尺寸; 完成气动及热力计算; 强度计算; 叶片的弯扭三维“3D ”成型; 形成叶片及转子、汽缸相关的数控数据。整个系统能快速、标准规范、无差错地按总体效率最高原则进行通流部分设计和制造, 明显地缩短开发周期 。图11 低压末级马刀静叶隔板(6低压缸末两级的弯扭静叶根据计算气动力学设计, 低压末端的长叶片级采用了高效的带前倾的“J”型马刀型静叶片。(7 低压缸“N 30”整圈

19、阻尼钛合金1430m m 叶片按最佳余速损失原则, 超超临界1000MW 功率等级在4. 9k P a 的背压条件下,四排汽采用排汽面积为10. 96m 2的1146m m 叶片, 其额定工况处在最佳的轴向排汽状况。为满足低冷却水温地区, 低背压配置以及两排汽600MW 或660MW 机组配置一个低压缸的要求, N 30低压缸积木块按排汽面积增加(约23%的比例, 又开发了转子直径和跨度相同的1430m m (名义 叶片(见下图12 。对3. 3k P a 低背压的1000MW 机组, 本机型可为用户提供两种配置选择:现有1146m m 叶片的五缸六排汽(实例为2002年投运的N i e d

20、e r a u s s e m 电厂1027MW#上汽-西门子型百万千瓦超超临界汽轮机 图12 1430与1146通流部分机组, 3. 3k P a 背压 或配1430m m 叶片的四缸四排汽机型。1430m m 叶片顶部圆周速度已远超过钢材料的强度极限, 为此必须采用钛合金材料。整圈自锁阻尼的叶片结构(英文简称I L B 或I S B 融合了单片整体围带应力集中小和整圈连接动应力低的双重优点, 代表了特大型高强度长叶片的发展方向。其特点在于:没有任何焊、铆、销、拱型围带、松拉金等附加应力集中; 调频振型少, 最多2阶需要调频, 且调频方便;单个叶片整体加工, 安装; 由离心力反扭矩形成的整圈

21、自锁阻尼比由机械结构形成的整圈效应更为可靠; 振动动应力仅为成组叶片的1/51/10; 叶片的振动设计不约束叶型的气动设计, 可按全三元气动设计特性形成相应的扭转叶型, 达到最佳的效率; 具有完整的设计准则:振型频率、动应力、自锁紧力、动试验及安装专利规范。(8电厂实测效率及热耗达到世界先进水平1998年德国黑泵电厂四缸四排汽“HMN ”型874MW 机组考核实测数据见下表1。表1 黑泵电厂性能试验保证值试验值汽轮机热耗k J /k W ·h7315. 17307. 5电厂热效率 1999年投运的B o x b e r g 电厂910MW 机组的高中压缸效率及电厂热耗实测数据表明:新

22、的3D 叶片使高中压缸通流效率分别提高了2. 7%和3. 1%, 达到94. 2%和96. 1%的世界顶尖水平, 见下图13。电厂实测总热效率(计入老化 为48. 1%, 比保证值高0. 3%。图13 全三维3D S TM 叶片机组试验数据(B o x b e r g电厂" HMN " 型910MW机组 我国采用“HMN ”机型的外高桥I I 期2×900MW 超临界机组的性能试验实测热耗值比保证值低100k J /k W ·h 左右。2. 3 提高安全可靠性的先进技术“HMN ”模块特别适合超超临界的高温高压参数, 具有应力低、应力集中小、热应力低、动

23、应力低的特点, 在安全可靠性的技术优势, 主要有:(1无中分面的圆筒型高压缸高压缸由圆筒型前后外缸及具有水平中分面的内缸组成(见下图14, 其特点为 :图14 圆筒型高压缸第一, 轴向垂直中分面结构的横截面积远小于水平中分面结构的横截面积, 轴向作用力小, 加上内缸的轴向力传递给外缸, 也起到紧力作用, 因此, 螺栓轴向密封应力要求很低。第二, 圆筒型结构能做到整个汽缸壁厚沿圆周方向一致, 减少应力集中。第三, 沿着轴向分成的垂直中分面结构可以根据工作温度而采用不同的材料,降低成本。第四, 适应更高压力、温度参数的内外缸承载结构。以玉环为例, 高压第四级后17. 6M P a , 532的蒸汽

24、漏入内外缸的夹层;一方面将第一级后高温蒸汽限制在转子的小直径部位, 对平衡活塞起到冷却作用; 另一方面使内外汽缸分别分担压力载荷(约10M P a 。这种巧妙的承载分配使内、外缸、密封螺栓均处在较低的应力状态(见下图15 , 使其承压部件所承受的最大压差比其他结构形式小5M P a 10M P a , 即使在30M P a 的参数条件下, 这种圆筒型高压缸结构受力与传统结构的亚临界机组相当, 具有足够的安全裕度 。图15 高压外、内缸载荷分配(2全周进汽方式, 根本解决超超临界参数第一级叶片的安全性问题。首先, 滑压及全周进汽$第1期 热力透平% 上汽-西门子型百万千瓦超超临界汽轮机 使第一级

25、动静叶 片 的 最 大 载 荷 大 幅 度 下 降, 使 即 采用单流程的叶 片 级, 最 大 载 荷 也 不 到 双 流 喷 其 / 根 嘴调节级叶 片 的 1 3, 本 解 决 了 大 功 率 超 超 临 界机组高压叶片的高温强度及汽隙激振问题。 ( 3 轴系高稳定性设计 与其他风格的 机 型 相 比, 机 型 转 子 稳 定 性 本 方面好, 具有较高的抗超临界压力汽隙激振能力, 具体体现在转子跨度小, 刚性高, 一阶临界转速比 其他机型高 2 以上; 彻底 消 除 了 部 分 进 汽 的 汽 0% 隙激振源;N+1” 轴 承 支 撑 的 轴 承 比 压 高, “ 单 加 上采用高粘度的

26、润滑油, 使轴承稳定性好; 管道系 统简洁, 无主蒸汽 及 再 热 蒸 汽 管 道 及 单 个 连 通 管 使机组所受的外 界 推 力 小; 有 轴 承 座 均 直 接 支 所 撑在基础上, 低压外缸与凝汽器刚性连接, 轴系不 受汽缸及运行影响等几个方面。 ( 4 低的中压排汽压力有利于机组的可靠性。 本机型由于叶片安全可靠性及结构设计方面的优 势, 采用了 比 其 他 机 型 低 的 中 低 压 分 缸 压 力 ( 0. 5 a MP 0. MP ( 。由于整个外缸 完 全 处在 中 6 aa 中 压排 汽 的 包 围 之 中, 压 外 缸 温 度 始 终 低 于 可采用加工性能好、 加工周

27、期短、 质量易保 3 0 , 0 证的球墨铸铁材 料; 样 低 压 转 子 也 不 必 像 其 他 同 机型, 要考虑转子材料的高温回火脆性问题。 ( 5 中压切向涡流冷却 中压进口段上 开 有 切 向 进 汽 孔, 用 涡 流 原 利 理, 压 再 热 蒸 汽 进 入 中 该孔 形 成 高 速 切 向 流 动, 能 能 量 转 换 为 动 热 能 后, 度 可 下 降 1 温 5 左右, 到 冷 却 中 压 转 起 图 1 切向涡流冷却 6 动叶进汽边激光硬化。 ( 8 动叶片进汽边激光硬化技术 以往各种提高 动 叶 片 抗 水 蚀 能 力 的 技 术, 如 镶硬质合金、 高频淬硬、 火焰淬

28、硬等都伴随着牺牲 叶片部分 疲 劳 强 度 性 能。1 9 年 后 发 展 的 特 大 97 型长 叶 片, 叶 片 的 最 大 圆 周 速 度 已 提 高 到 钢 叶片的应力水平更高。本机组 末级 6 0 / 以上, 5 ms 叶片采用了一种新的激光硬化专利技术。该项技 将 术的两大突破为: 局 部 表 面 硬 化 技 术 扩 大 应 用 在提高抗水蚀能 力的 同 时, 料 的 材 到 1- P 钢; 74 H 韧性不变, 而叶片的表面应力状况及疲劳强度、 抗 应力腐蚀能力还有所提高。 2. 独特的运行及维护性能 4 模 本机型“ HMN” 块 甚 至 具 有 比 传 统 结 构 亚 临界、

29、 临 界 3 0 超 0 MW 、0 MW 更 为 灵 活 的 运 行 60 性能, 更便利的安装及维护特性。具体体现在: ( 1 机组整体发运技术 “ 3 ” 压 缸、 M 0” 压 缸 均 能 在 制 造 厂 “3 中 H0 高 安装后整体发运现场, 至少缩短 23 周的机组安 装周期。高、 中压缸总重分别为 1 5 吨和 1 0 吨。 1 9 ( 2 机组大修 间 隔 为 有 效 运 行 时 间 9. 万 小 6 约 01 年 机组的运行和维护经济性好。 , 时( 1 2 ( 3 独特的快速启动特性 本机组在所 有 正 常 的 运 行 启 动 状 态 下 ( 修 大 后首 次 启 动 除

30、 外 从 冲 转 开 始 到 额 定 转 速 , 其 第 3 0 r mn 的时间 均 为 5 分 钟, 优 点 为, 一, 0 0/ i 运行操作简洁; 第二, 能快速增加锅炉负荷和减轻 旁 路 负 担; 三, 快 速 通 过 轴 系 所 有 临 界 转 速 第 能 区, 有利于轴系的稳定及安全运行。 ( 4 启动及运行的限制更为宽松 确定机组启动及运行特性的前提是机组在电 网中的功能 定 位、 动 次 数 要 求。 在 此 基 础 上 以 启 一个合理的寿命损耗决定机组的启动特性。本机 型有 与 不 同 锅 炉 厂 商, 同 旁 路 容 量 ( 不 0% 配置匹配 的 业 绩。 在 机 组

31、 启 动 时, 低 旁 对 1 0% 0 参数的设置 要 求 更 为 宽 松 ( 表 2 有 利 于 机 炉 见 , 与旁路的匹配和运行, 提高整机的运行灵活性。 表 2 启动时高压缸参数的限制要求对比 参数限制 高排温度 高排压力 最小压比 HMN 型机组 5 5 1 2. a 0MP 1.8 0 其他机型 4 0 或 4 6 0 2 0.2 MP 88 a 1. a 2MP 1. 7 子的作 用。 结 构 简 洁 且 可靠性好。 ( 6 预扭安装的整体围带叶片 所有的高中压叶片及除末级之外的低压缸叶 片全部采用 带 “ ” 叶 根 的 整 体 围 带 结 构 形 式。 T 型 叶片采用预扭

32、安 装 技 术, 单 个 叶 片 成 为 整 圈 连 使 接, 大幅度降低动应力, 具有很高的安全可靠性。 ( 7 低压缸的去湿技术 超超临界汽轮 机 在 同 样 再 热 温 度 条 件 下, 排 汽湿度将 增 加, 机 组 低 压 缸 配 置 了 一 系 列 “ 本 去 湿” 防蚀” 术: 叶 抽 吸 槽、 大 动 静 轴 向 间 及“ 技 静 加 距、 面 有 抽 吸 槽 的 空 心 静 叶、 薄 静 叶 出 汽 边、 表 减 第1期 热 力 透 平 & 凝汽器刚性连接、 胀 系 统 等 特 点 正 好 能 适 应 空 膨 3 进一步发展趋势 “ 超超临 界 高 中 压 模 块 以

33、 及 三 种 长 叶 HMN” 片的低压缸模块 使 该 机 型 在 一 段 时 期 内, 百 万 在 千瓦超超临界领域内保持明显的技术优势。 ( 1 机组的参数 汽轮机高压模块 的 压 力 适 用 范 围 为 3 MP , 0 a 但实际产 品 的 应 用 还 取 决 于 锅 炉 厂 商 的 技 术 规 范。目前有业绩 的 百 万 千 瓦 容 量 机 组, 本 的 压 日 力不 超 过 2 MP , 洲 最 大 2 5 a 我 国 为 5 a 欧 6. MP , 欧 2 MP ;0 MW 容 量 等 级, 洲 已 有 多 家 锅 炉 厂 7 a6 0 商( 如丹麦 BWE、 L T 具 A S

34、 OM 等 备 提 供 3 MP 0 a 压力参数产 品 的 能 力。 为 此 考 虑 与 锅 炉 的 匹 配, 近期“ 超超临 界 汽 轮 机 产 品 压 力 的 选 择 目 HMN” 标为: 百万千瓦容量不超过 2 MP ;0 MW 容 量 7 a6 0 不超过 3 MP 。 0 a ( 2 机组的容量 产品容量必须与现有引进发电机模块的功率 相 匹 配: 在 2 即 7 冷 却 水 温 下 的 最 大 出 力 为 1 0 MW ; 8 冷 却 水 温 下 的 最 大 出 力 为 10 3 。目前汽轮机的容量可以满足 1 0 MW 1 0 MW 00 00 任何铭牌定义( C 规范、 国内

35、 T L 工况, 不同 背 I E R 的要求。 压及补水率 ( 3 热电联供 由于中压缸只有一个抽汽口和一个中低压连 因此本机型 很 容 易 在 中 低 压 缸 之 间 实 现 压 通管, 力 0.5 a 左右 的 大 流 量 调 整 抽 汽 功 能。 与 凝 5 MP 汽机组相比, 只需 在 中 压 外 缸 单 个 排 汽 口 的 下 方 增加一个抽汽口, 上 方 连 通 管 处 配 置 一 个 控 制 在 碟阀。按目前高中压的配置及已有两台调整抽汽 机组 运 行 (9 7 1 9 年 业 绩, 大 调 整 抽 汽 的 最 19/98 量可超过 8 0/ 。 0th ( 4 冷端背压 根据

36、末级长叶片的余速特性分析, 44 P 相对 .k a .k a 5 4 P 背压 额定负 荷工 况下的末 级容 积 流 量, 四排汽 14 mm 叶 片 处 在 最 佳 的 轴 向 排 汽 状 况。 16 本机组的低压缸“ 3 ” 块 按 2 % 比 例 配 置 了 三 N0 模 3 档不同排汽面积的长叶片能满足四排汽或六排汽, 不同背压 29 P .k a的优化设计要求。 .k a 65 P ( 5 超超临界空冷 本机组低压缸 典 型 的 转 子 落 地 支 撑、 缸 与 外 冷型汽轮机运行可靠性的要求。对空冷百万千瓦 超超临界汽轮机, 需 按 背 压 特 性 更 换 排 汽 面 积 只 较

37、小、 强度更高的末三级叶片。 4 结论 ( 上 海 汽 轮 机 有 限 公 司 引 进 西 门 子 1 “ 模块组成的 1 0 MW 超超临界 汽轮机 是 HMN” 00 目前在高温材料 应 用、 轴 百 万 千 瓦 容 量 以 及 承 单 受更高蒸 汽 压 力 等 三 个 方 面 同 时 取 得 突 破 的 机 也是至今 世 界 上 唯 一 有 5 H 运 行 业 绩 的 单 型, 0 z 轴、 百万千瓦、 超超临界汽轮机机组, 1 9 年以 自 97 来已有类似 6 台机组在电厂投运。 ( 2 机组在 总 体 设 计 方 面 采 用 了 每 个 汽 缸 仅 一个轴承支撑、 个 主 调 门

38、及 两 个 再 热 阀 门 直 接 两 与汽缸相连、 中压单排汽及单个中低压连通管、 转 子及轴承支撑在 基 础、 缸 膨 胀 的 推 拉 装 置 等 一 汽 系列先进的结构 形 式 使 机 组 总 体 结 构 非 常 简 捷、 紧凑。高中压缸整体安装发运、 快速启动、 大修间 隔在 1 年 以 上。 机 组 具 有 优 良 的 安 装 维 护 及 运 0 行性能。 回热系 ( 3 机组通过全周进汽加补汽阀技术、 统的优化、 高中压第一级的斜置静叶、 单流程高压 缸、D 高中压变 反 动 度 叶 片、 压 末 端 弯 扭 静 叶 低 3 等先进技术使机组的经济性及实测热效率达到世 界先进 水

39、平。 新 开 发 的 1 3 mm 钛 合 金 末 级 长 40 叶片可进一步大 幅 提 高 低 冷 却 水 温、 背 压 四 排 低 汽机型的效率。 ( 筒 型 高 压 缸、 周 进 汽、 稳 定 性 的 轴 全 高 4 圆 系设计、 低的中低压分缸压力、 再热进口的切向涡 流冷却、 整体围带动叶片整圈预扭、 末级空心静叶 去湿及末级动叶的激光硬化技术均提高了机组的 安全可靠性。 ( 5 该优异独特结构的机型在今后更高参数、 低背 压、 容 量、 万 千 瓦 超 超 临 界 空 冷 机 组、 大 百 热 电 联 供 抽 汽 机 组、 高 3 MP 压 力 的 两 排 汽 最 0 a 60 6

40、 MW 机组等高效洁 净 燃 煤 发 电 领 域 的 进 一 步 发展应用具有明显的技术优势。 参考文献: 彭泽瑛 . 超超临界高效洁净燃煤发电厂的 1 ( 下转第 1 页 3 第1期 热 力 透 平 " 与节流调节 方 案 比 较, 权 经 济 性 主 要 取 决 加 于运行的负荷模式, 在额定负荷下, 节流调节和喷 在部分负荷下, 喷嘴调节 嘴调节方案经济性相当, 方案经济性较好。 在 针对高参数大容 量 所 带 来 的 特 殊 问 题, 材 料 使 用、 调节级结构、 防固体微粒腐蚀和冷却结构设计 方面都做了详细周密的考虑。 在轴系稳定性、 防汽流激振方面, 应用了日立 准则的

41、 Q 系数和强迫挠度、 流激 振 指 数 来 评 价 汽 轴系的动力学特 性 和 轴 系 稳 定 性, 分 析 比 较 了 并 国内常用的轴系可靠性评价准则和日立的评价准 则。该机组轴系按国内常用的轴系可靠性评价准 则和日立的评价准则都是稳定可靠的。 汽流激振影响 的 计 算 分 析, 内 还 没 有 成 熟 国 的经验, 在超超临界大容量机组上, 不能再忽略或 简单估计汽流激 振 的 影 响, 立 公 司 对 汽 流 激 振 日 的评价准则是经 过 工 程 机 组 验 证 的 判 据 指 标, 具 有很好的工程实用价值。 参考文献: 王 平 子 译 . 超 临 界 汽 轮 机 东 方 汽 轮

42、 机,0 3( 4 超 1 J. 2 0 4 :8 0. 6 Y j a eiec 1 0 2 u iN m k t .0 0MW 单 轴 多 缸 汽 轮 发 电 机 组 的 开 发 国际电力,0 0, ( 1 J. 2 0 4 1 :92 4. 东方汽轮机厂投标资料 3 Z. 史进渊,杨宇,邓志成,张 兆 鹤 .电 站 汽 轮 机 研 制 与 生 产 的 4 可靠性技术研究 中国动力工程学报, 0 5,5 1 . J. 20 2 ( 7 固体微粒腐蚀 S E 的防护 P 对 高 参 数、大 容量 机 组,固 体 颗 粒生 成 率 高,固 体 颗粒对通 流 部 件 的 冲蚀 损 坏 非 常 严 重。引 进 型 超 超 临 界 1 0 MW 机 组 00 采用 了 先 进、 熟 成 的