北重-330MW介绍

1、2022-3-181330MW汽轮发电机组北京北重汽轮电机有限责任公司2022-3-182北京北重汽轮电机有限责任公司北京北重汽轮电机有限责任公司简简 介介n北京重型电机厂n中国华融资产管理公司n中国东方资产管理公司n北京市综合投资公司 共同出资发起成立2022-3-183n北京重型电机厂将其拥有的主要经营性资产以净资产方式投入新公司。原北京重型电机厂经营的产品（电站汽轮机、汽轮发电机、电站辅机、交流电动机等）及范围移至新公司。综述综述n北京北重汽轮电机有限责任公司的母厂北京重型电机厂创建于1958年n全国制造火力发电设备和提供成套火电站设备的重要基地之一n已经向国内外用户提供了各种类型的汽轮

2、发电机组655套n其中100兆瓦机组76套，200兆瓦机组25套，330兆瓦机组11套。 n一 九 八 六 年 北 重 厂 与 法 国 阿 尔 斯 通 公 司（ALSTHOM）签订了长期合作协议n采用合作生产的方式，引进了该公司先进的三百兆瓦级汽轮发电机组的技术,包括：n 设计n 制造n 安装n 调试n 质量控制n 企业管理2022-3-186北重厂组建n三十万汽轮机生产线（重型汽轮机分厂）n三十万发电机生产线（重型电机分厂）n配置了关键的大型精密设备1997年取得了GB/T19001ISO9001的质量体系认证证书 2001年2月取得了ISO/FDIS 9001:2000的质量体系认证证书

3、330MW汽轮发电机组业绩表汽轮发电机组业绩表（2005） 装装 机机 单单 位位 出厂出厂/投运时投运时 间间 备备 注注 1江油电厂7号机(四川)1989/1990 无刷励磁 2江油电厂8号机(四川)1990/1991 无刷励磁 3达拉特电厂1号机(内蒙)1995/1995 无刷励磁 4达拉特电厂2号机(内蒙)1996/1996 无刷励磁 5台州电厂7号机(浙江)1996/1997 钛冷凝器 无刷励磁 6台州电厂8号机(浙江)1997/1997钛冷凝器无刷励磁330MW汽轮发电机组业绩表汽轮发电机组业绩表装装 机机 单单 位位出厂出厂/投运时投运时 间间 备备 注注 7达拉特电厂3号机(内

4、蒙)1997/1998无刷励磁8达拉特电厂4号机(内蒙)1998/1999无刷励磁9准格尔电厂1号机(内蒙)2001/2002无刷励磁10准格尔电厂2号机(内蒙)2001/2002无刷励磁11蒲城电厂3号机(陕西)2001/2002无刷励磁 12蒲城电厂4号机(陕西)2002无刷励磁13石嘴山电厂1号机(宁夏)2002静止励磁330MW汽轮发电机组业绩表汽轮发电机组业绩表装装 机机 单单 位位出厂出厂/投运时投运时 间间 备备 注注 14 石嘴山电厂2号机(宁夏)2002静止励磁15 合山发电厂1号机(广西)2004 静止励磁 16 合山发电厂2号机(广西)2004静止励磁 17 石嘴山电厂3

5、号机(宁夏)2003静止励磁 18 石嘴山电厂4号机(宁夏)2003静止励磁 19 达拉特电厂5号机(内蒙)2004静止励磁20 达拉特电厂6号机(内蒙)2004静止励磁21 淮阴电厂3号机(江苏)2004静止励磁22 淮阴电厂4号机(江苏)2004静止励磁23 海勃湾电厂5号机2005静止励磁2022-3-1812 至目前为止，我公司的330MW机组共投运30台：江油2台，达旗6台，台州2台，准格尔2台，蒲城2台，石嘴山4台，合山2台，黄石2台，淮阴2台，海勃湾2台，大庆1台，鄂尔多斯2台；海口1台，马莲台2台；正在安装调试13台：，鄂尔多斯2台，淮阴2台，石嘴山电厂2台，珲春2台，海口1台

6、，鲁能4台。内蒙古达拉特电厂外景330MW机组在准格尔电厂运行内景330MW汽轮机的总体设计及其特点汽轮机的总体设计及其特点 2001年我国装机容量33800万MW。 各大电网的容量都已超过4000万MW，但电网调峰能力普遍不足。 目前，在大水电、大核电和600MW以上大火电机组承担基本负荷的形势下已迫切需要既能长时间高效率满负荷运行，又能随时机动灵活地进行调峰的大功率机组。 2022-3-1816330MW汽轮机的总体设计思想是在稳发满发的基础上紧紧围绕着高效、灵活、调峰的要求，采用：三缸两排汽结构七级回热系统优化通流设计中压缸启动汽机设计先进高中压模块整装出厂采用电动给水泵布置立式加热器1

7、三缸两排汽结构三缸两排汽结构330MW汽轮机由高、中、低压模块组成。这种高、中压分缸结构与高中压合缸相比较有两个优点：运行灵活，宜于调峰运行灵活，宜于调峰在机组快速启停和调峰过程中，产生瞬态热应力，高压转子首当其冲，其热应力与直径成正比。330MW高压转子本体直径很小，如果采用高中压合缸，转子为保持刚性，本体直径必须加大。瞬态热应力增加。为保持寿命损耗率，只能延长启动时间和降低升、降负荷率。高、中压分缸有利于中压缸启动，升速快，时间短而且调峰灵活。通流效率高通流效率高330MW机组，以中压缸的效率最高，尤其是中压后几级，级效率一般为92%94%。采用高中压合缸，只能容纳原有的高压级，保留中压的

8、前几级。进入双流低压缸的蒸汽分缸压力增加，容积流量减小，还要一分为二，降低了叶片高度，增长了二次流损失和漏汽损耗。其结果是牺牲了级效率很高的中压单流后几级，代之以较低效率的低压双流前几级。因此三缸的通流效率必然高于两缸。根据ALSTHOM的报导：级效率与质量因素q密切有关，当中压单流的蒸汽进入低压缸分成双流时，各级容积流量Q减半，将导致级效率的下降。可以明显地看到，中压末级的级效率高于低压前几级。所以ALSTHOM的通流设计原则是尽可能采用单流。综合以上原因，高、中压分缸结构在调峰性能和通流效率方面都是很综合以上原因，高、中压分缸结构在调峰性能和通流效率方面都是很优良的。优良的。 2.七级回热

9、系统七级回热系统 300MW级机组的回热系统，我公司选用七级，免去了高压缸的高压段抽汽。这样带来的好处是：高压缸没有抽汽口，不设隔板套，结构轻巧、简单，内外缸体均匀、对称。在启动和调峰时，瞬态热应力小，可以涨缩自如，有利于快速升降负荷。这一级高压加热器的运行压力最高，约6MPa；温度也最高，约380，因此产生泄漏等事故的可能性较大。省去了它，对运行和检修都是有利的。在回热系统中这一级高加最重，制造难度较大，价格最贵，省去了它，也相应节约了基建投资。3优化通流设计优化通流设计 立足于高起点，引进先进技术立足于高起点，引进先进技术o 86年，经过“货比三家”后，决定与ALSTHOM合作。o 该公司

10、经过15年的研究，对进汽阀、动静叶片、末级叶 片、扩压段等的通流部分进行了改进，将热耗降低了 2.3%。o我们首次合作生产的江油1#、2# 330MW机组的毛热耗为1851大卡/千瓦时。与当时引进机组相比，热耗低约30 大卡/千瓦时。 完善结构，应用三维技术完善结构，应用三维技术其后，我们在与ALSTHOM合作生产的过程中，继续吸收其在技术上的改进与完善，重点在中压模块和低压模块，使热耗进一步降低，应用于达拉特、台州和准格尔机组。1998年6月原电力部、机械部组织西安热工院和上海成套所联合进行热力性能鉴定试验,按照ASME PTC6.1ASME PTC6.1标准，实测台州8号机组n 毛热耗为1

11、8381838大卡/千瓦时（折算成净热耗为18851885大卡/千瓦 时）n 电站的热力系统毛热耗仅18261826大卡/千瓦时（折算成净热耗 为18731873大卡/千瓦时）n 西安热工院主持测试的总师认为是该院测试的国产机组中最 佳者。TPRI&SPERI台洲电厂台洲电厂8号机鉴定试验结果汇总号机鉴定试验结果汇总试验工况单位4VWO14VWO1正式正式4VWO24VWO2重复重复3VWO13VWO1正式正式3VWO23VWO2重复重复试验日期98.6.1198.6.1298.6.1298.6.13主蒸汽流量t/h964.95963.30849.78875.24机组试验发电机功率kW

12、339840338031305050311560系统不明漏量%0.1980.2420.2830.162机组试验热耗率kJ/kWh7732.717760.827733.637762.72kcal/kWh1846.931853.641847.151854.09系统修正后热耗率kJ/kWh7784.297808.717785.507813.11kcal/kWh1859.241865.081859.531866.13TPRI&SPERI台洲电厂台洲电厂8号机鉴定试验结果汇总号机鉴定试验结果汇总试验工况单位4VWO14VWO1正式正式4VWO24VWO2重复重复3VWO13VWO1正式正式3VW

13、O23VWO2重复重复系统修正后发电机功率kW334740333289300891306990参数修正后机组热耗kJ/kWh7699.087713.657714.867723.84kcal/kWh1838.891842.371842.661844.81参数修正后机组功率kW347076347772312930312825老化参数修正后机组最终热耗率kJ/kWh7682.727697.267698.477707.43kcal/kWh1834.991838.461838.751840.89老化参数修正后机组最终功率kW347815348513313596313492结 论n台州电厂8号机在330M

14、W额定工况电动给水泵驱动方式下（保证工况）的热耗率为7697kJ/kWh，(1838kcal/kWh)。低于保证工况下设计值54kJ/kWh，低于保证值约0.694%。n台州电厂8号机在夏季工况下出力达到保证出力要求。关于关于330MW机组净热耗值的计算说明机组净热耗值的计算说明 n净热耗 = 毛热耗 额定功率/（额定功率扣除电动主给水泵耗功后的净功率） 毛热耗 = 1838kcal/kWh（摘自台州8#机组性能鉴定试验报告） 额定功率 = 330MW 电动主给水泵功率=8220kW(摘自台州电厂摘自台州电厂330MW330MW汽轮机运行规则汽轮机运行规则辅机部分数据辅机部分数据) ) 额定功

15、率扣除电动主给水泵耗功后的净功率额定功率扣除电动主给水泵耗功后的净功率 = 330000-8220 = 321780kW= 330000-8220 = 321780kW 所以，所以，330MW330MW净热耗净热耗= = 1838(330000 / 321780) = = 1885kcal/kWh1885kcal/kWh或或7892kJ/kWh7892kJ/kWh 博采众长，坚持优化博采众长，坚持优化o近年来，我们采用全三维技术和通流完善化措施，改造了40余套200MW以下老机组，一般降低热耗超过5%。o现正吸取GE和国内机组改造的经验，进行330MW高压模块的改进，预计可提高通流效率2%3%

16、，有把握将热耗再降至1832.5大卡/千瓦时。o今后，我公司还将进一步改进和完善中压模块和低压模块，在热效率方面要再上一层楼。4中压缸启动中压缸启动 ALSTHOM在八十年代初首创，其后，生产冲动式机组的国外大公司，如GE、日立等也相继采用。汽轮机启动的要点是控制进汽和汽缸内金属之间的温差，从而控制热应力，一般高压缸启动时，高压转子首当其冲，热应力大。所以启动过程中，暖缸时间长，升温速度慢。我公司330MW机组利用高、低压旁路，实行中压缸启动。冷态启动自冲转至满载为200分钟，温态启动为80分钟，热态启动仅需50分钟，极热态启动更短，约半小时。电厂运行人员反映，犹如开小机组那样，又快又方便。比

17、高压缸启动缩短时间一倍左右。带来的经济效益是：新机组调试阶段一般可节省燃油600余吨，机组在三十年运行阶段可节省燃油近20000吨，多发电9亿多度。 这种启动方式有以下几个特点： 不论是冷态、温态或热态启动，中压缸始终是低压进汽，如330MW汽机为1.5MPa。这样，蒸汽的热传导系数小，对中压转子热影响少。启动初期，高压缸抽真空隔离，既可防止高压转子鼓风过热，又可为高压缸暖缸，做好切换进汽的准备。 中压缸带负荷12%15%时，才开始切换高压缸，使高压缸有足够的进汽量，防止节流降焓对高压转子产生冷激，又避免高压末级汽流堵塞鼓风超温。可是反动式汽轮机，往往因推力过大，难以实现。 充分发挥旁路的调温

18、作用，在各种工况下，使进入汽缸的蒸汽温度高于缸内金属温度50左右，以保持零温差或少量正温差。机组受到的热应力 远小于高压缸启动方式。 根据ALSTHOM的应力和寿命损耗计算,在热态及 极热态启动时，每次寿命消耗仅0.009%，远低于 高压缸启动的寿命损耗。负荷阶跃（10%）每次 寿命消耗仅0.001%。 所以汽机寿命很长，远远超过30年。 有优良的甩负荷性能，从100甩负荷，可迅速转入带厂用 电运行，若电网发生临时故障，机组迅速抽真空隔离高压缸， 由中、低压缸长时间带厂用电低负荷运行，为电厂保留一台 运行着的机组，一旦事故解除，即可迅速上网。计算机实时计算高、中压转子的热点应力，在旁路的热态配

19、 合下，实施最佳升降负荷率，同时确保机组的安全运行。当 电网达尖峰负荷时，可以承担354MW功率；在夜间低谷时， 实行滑压运行，范围在35%91%额定功率，可以长时间低 负荷稳定运行。中压缸启动还非常适宜于两班制运行和周末制运行，它起停 迅速，节约燃油，操作方便，灵活可靠。中压缸启动在达拉特、台州、江油、准格尔、姚孟、珞璜等电厂中均普遍采用，安全可靠，效益良好，用户满意。 5汽轮机设计优良汽轮机设计优良 1. 在结构设计上充分考虑中压缸启动及调峰的要求： v 小直径转子，大圆角过渡。v 汽缸为薄壁多层缸，大圆角过渡，中分面法兰高而窄，防止变负荷时热应力集中，不设法兰加热装置。v 高、中压缸及转

20、子的高温部位采用降温措施。v 汽封的轴向间隙大，适应快速启停和调峰运行时的胀差，同时采用耐高温镍基圆柱弹簧托住汽封块，使在长时间运行中保持径向间隙，减少漏汽损失。v 发电机定子端部采用伸缩结构，转子端部线圈有滑移层，适应调峰运行时热胀冷缩。2022-3-18522. 汽轮机叶片采用准三维/全三维计算设计。v 动叶为整体围带，采用扭转装配，在进汽侧紧密贴合，形成整圈联接，有利于避开三重点共振，提高安全可靠性。2022-3-1854v 末级叶片汽道长1055mm，余速损失小； 采用枞树形叶根和整体的鳍形凸台式拉筋， 每支叶片在静止时是单个分开的，但在高 速旋转时因扭转恢复使鳍形凸台相互紧密 压联，

21、形成整圈拉筋， 动态阻尼性能良好，安全可靠， 静态下装卸方便，利于运输，易于更换。末级、次末级叶片低压转子2022-3-18593. 阀杆采用司太立合金镶套，在一组浮动的高温合金密封环中滑动。这种组合结构抗弯曲、耐高温、耐磨损，完全避免了运行中卡涩现象。2022-3-18614. 滑销系统有特点。 轴承箱固定在基础台板上不滑动，而是镶有圆形滑块的汽缸上猫爪搭在轴承箱水平中分面的镶块上滑动，中压缸与高压缸以拉杆相连，高压缸与推力轴承座也有拉杆相连，以保持汽缸与转子之间的动静间隙。其优点是：滑块及镶块的制造精度高接触面小，表面硬，光洁度高运行中不用高温润滑脂反力矩小，不产生爬行由于轴承箱固定不动，

22、轴系能稳定高速运行。中轴承箱装配中轴承箱装配2022-3-18645. 在高温管道区的汽轮机基础周围，配置大块铝合金波纹板，形成基础遮热罩，用于防止在运行中基础及立柱受热往上膨胀，以利于轴系的稳定运行。6.数字式电液调节系统 调节系统采用新华DEHA型双冗余全数字电调系统，具有：v应力计算和寿命损耗计算功能。v吸收了ALSTOM的中压缸启动功能，保证了中压缸启动全过程的自动化。v重要参数采用三取二处理。v其操作员站和工程师站升级为奔腾586工控机，具有漂亮透明的人机接口。v与DCS有高级的通讯能力，速率可达100M。6高、中压模块整装出厂高、中压模块整装出厂 高压模块、中压模块及高、中压联合汽

23、门，总装完成整体出厂，运抵工地后无需拆卸重装。这是欧洲制造企业的传统。虽然影响成本和交货期，这是为用户服务的实际体现，优点：q模块内各零部件的动、静间隙均按照设计精调，有利于保证热耗。q在制造厂装配一般比在工地装配较为清洁和安全。q方便工地安装，缩短安装周期，节约安装费用。在机组拆缸检修后，务必按照我公司提供的装配图数据，重新装配，以保证运行性能。 高压模块及中压模块已完成总装配高压模块正待发运中压模快整装待运一对高压主汽门已完成总装配一对中压进汽阀已完成总装配7采用电动给水泵采用电动给水泵 用电动泵是否增加厂用电用电动泵是否增加厂用电从汽源方面分析。以300MW机组为例，锅炉产生1000t/

24、h蒸汽进入汽缸作功，如采用汽动泵，则从中间抽出60t/h蒸汽供给两台小汽轮机驱动给水泵，功率各为6MW。发电机的功率为300MW。如果用电动泵，则不必抽汽，这60t/h蒸汽也就继续在大汽轮机内作功，因此发电机出力为300+12MW。这样增发的12MW电功率也就反馈给两台电动机驱动给水泵。所以，从能源角度来说，用电动泵与用汽动泵是出自同一个汽源，并不因此而增加供电煤耗，所以不能说增加了厂用电。 电动泵是否效率低电动泵是否效率低从发电机发电到输入电动泵的电机，有一系列的电损耗，如发电机损耗、变压器损耗、电动机损耗、液力耦合器损耗等。今仍以300MW汽轮机为例，抽汽60t/h供两台6MW小汽轮机。其内效率不太高，约80%。今以同样60t/h蒸汽在300MW大汽轮机的抽汽口以后作功，效率就可达到90%，所以增发的功率应超过26MW，这也就足以弥补上述各种损耗。经计算我公司330MW机组采用电动泵的传动系统总效率也在80%左右，与汽动泵对比在经济性上是想当的。 电动给水泵传动系统总效率 D D= T G TR E HCT 主汽机抽汽点之后的热效率取90%G 发电机效率98.87%TR高压厂变效率高压厂变效率99%E 给水泵电机效率为97%HC液力耦合器传动效率95% D=90% 98.87% 99% 97% 95% =80.75%D与小汽轮机的效率相当采