GB-T 25079-2023 燃气-蒸汽联合循环汽轮机技术条件

GB/T25079-2023燃气-蒸汽联合循环汽轮机技术条件前言本文件按照GB/T1.1—2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定起草。本文件代替GB/T25079-2010《联合循环汽轮机技术条件》，是燃气-蒸汽联合循环电站汽轮机领域的最新国家级技术标准。本次修订紧密适配新型电力系统调峰运行需求，针对联合循环汽轮机启停频繁、变负荷速率快、蒸汽参数波动大、余热工况不稳定、高效低碳运行等核心工况特点，全面优化机组总体设计、结构配置、动态性能、材料适配、制造装配及试验验收要求。本次修订新增大容量高参数联合循环机组、深度调峰机组、多热源适配机组的专项技术条款，完善机组快速启停、变工况稳定性、低负荷运行效率、抗疲劳设计、环保适配等内容，删除旧版中滞后的常规火电汽轮机适配条款，全面贴合燃气-蒸汽联合循环机组的专属运行特性。本文件由全国汽轮机标准化技术委员会归口，由国内大型汽轮机制造企业、联合循环电站设计研究院、电力科学研究院、电站运维单位联合起草。本文件统一规范了燃气-蒸汽联合循环汽轮机的术语定义、总体设计准则、结构技术要求、运行性能指标、材料选用规范、制造装配工艺、试验检验规则、标识包装、运输贮存及质量验收全流程技术条件，是联合循环汽轮机研发设计、生产制造、工程调试、投产验收、全周期运维的法定技术依据。1范围本文件规定了燃气-蒸汽联合循环汽轮机的术语和定义、总体设计要求、结构设计要求、系统配置要求、核心运行性能技术要求、材料技术要求、制造与装配工艺要求、试验与检验规则、技术资料、标志、包装、运输、贮存及质量验收规范。本文件适用于燃气-蒸汽联合循环发电装置配套的凝汽式、抽汽凝汽式、背压式汽轮机，涵盖单压、双压、三压再热式各类联合循环汽轮机，适配大容量商用联合循环发电机组、分布式能源联合循环机组。其他余热利用型联合循环汽轮机、调峰型专用汽轮机可参照本文件执行。本文件不适用于常规纯火电机组汽轮机、核电配套汽轮机、工业拖动小型汽轮机及特殊定制化非联合循环蒸汽轮机设备。2规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件；凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB/T1.1-2020标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则GB/T901高效蒸汽汽轮机通用技术条件GB/T150.2压力容器第2部分：材料GB/T150.4压力容器第4部分：制造、检验和验收GB/T8117.1汽轮机热力性能验收试验规程第1部分：方法A大型凝汽式汽轮机高准确度试验GB/T8117.2汽轮机热力性能验收试验规程第2部分：方法B常规准确度试验GB/T13399-2024汽轮机安全监视装置技术条件GB/T19073-2023汽轮机调节系统技术条件GB/T24593锅炉和热交换器用奥氏体不锈钢焊接钢管NB/T47008承压设备用碳素钢和合金钢锻件NB/T47010承压设备用不锈钢和耐热钢锻件NB/T47013承压设备无损检测DL/T863汽轮机调速系统整定测试规程DL/T5372燃气-蒸汽联合循环电站设计技术规程TSG21固定式压力容器安全技术监察规程3术语和定义3.1燃气-蒸汽联合循环汽轮机配套燃气轮机联合循环系统运行的专用蒸汽轮机，以燃气轮机余热锅炉产生的蒸汽为工质，将热能转化为机械能，进而驱动发电机发电的旋转动力设备，具备适配余热蒸汽参数波动、快速启停、深度调峰的专属运行特性，是联合循环发电系统的核心动力设备。3.2单压联合循环汽轮机适配单压余热锅炉的联合循环汽轮机，仅接收单一压力等级的饱和蒸汽或过热蒸汽，系统结构简单、适配中小型分布式联合循环机组。3.3多压再热联合循环汽轮机适配双压、三压余热锅炉并配置蒸汽再热系统的大容量联合循环汽轮机，通过多级蒸汽匹配与再热循环提升机组整体循环效率，广泛应用于大型商用联合循环电站。3.4快速启停特性联合循环汽轮机区别于常规火电汽轮机的核心特性，可适配燃气轮机快速启停工况，实现短时间内冷态、温态、热态快速启动、并网、带负荷，满足电网调峰、备用启停的运行需求。3.5变工况自适应能力机组在燃气轮机负荷波动、余热蒸汽参数、流量变化工况下，自动适配蒸汽参数波动，维持机组转速、负荷、排汽参数稳定运行的自适应调节能力。3.6低负荷稳运性能联合循环汽轮机在深度调峰低负荷区间稳定运行的能力，无振动超标、参数失稳、效率骤降等问题，适配新能源配套调峰运行场景。3.7余热适配性机组结构、通流设计、控制系统适配余热锅炉蒸汽参数波动、湿度偏大、流量不稳定的特性，可有效抵御余热蒸汽工况波动带来的运行扰动。4总体设计要求4.1基本设计原则燃气-蒸汽联合循环汽轮机设计需遵循高效节能、快速响应、抗疲劳、高可靠、易运维、工况适配性强的专属原则，完全贴合联合循环系统余热利用、频繁启停、快速变负荷、深度调峰的运行特点。机组整体设计需规避常规火电汽轮机设计弊端，重点强化抗热疲劳、抗参数波动、快速温变适配能力，兼顾机组热效率、运行稳定性与设备使用寿命，满足新型电力系统调峰调频、备用启停、长期变工况运行需求。4.2工况适配设计机组设计需全面覆盖冷态、温态、热态、极热态快速启停工况，适配燃气轮机满负荷、低负荷、变负荷运行对应的余热蒸汽参数波动工况，可适应蒸汽压力、温度、流量的动态变化。同时满足机组定压运行、滑压运行、深度调峰低负荷稳运、紧急停机、甩负荷等全工况运行要求，无运行盲区、无参数失稳隐患。4.3效率优化设计机组通流结构采用高效气动设计，优化叶片型线、流道结构、级间匹配，降低通流损耗、余速损耗、漏气损耗。多压再热机组需优化各级蒸汽配比与再热参数匹配，最大化利用燃气轮机余热，提升联合循环整体发电效率。低负荷区间需针对性优化通流适配性，避免低负荷工况效率大幅衰减。4.4抗疲劳与耐久设计针对联合循环机组启停频繁、温度交变剧烈的特点，机组缸体、转子、叶片、法兰、螺栓等核心部件需开展热疲劳仿真校核，优化结构降低热应力集中，提升部件抗交变载荷、抗热疲劳能力，延长机组全生命周期使用寿命。关键部件需预留足够疲劳寿命冗余，满足常年频繁启停调峰工况。4.5系统协同设计汽轮机整体参数、接口、控制逻辑需与燃气轮机、余热锅炉、凝汽器、辅助系统高度协同匹配，实现联合循环系统整体工况联动调节。机组启停时序、变负荷速率、参数匹配逻辑适配联合循环系统运行流程，杜绝系统工况不匹配引发的设备扰动、参数超标、运行故障。5结构设计要求5.1整体结构布局联合循环汽轮机采用模块化紧凑结构设计，整体布局简洁合理、刚度充足、热膨胀均匀，适配快速温变工况。机组可根据容量参数采用单缸、双缸结构，大容量高参数机组采用多级压力、多级再热结构，小容量分布式机组采用一体化紧凑结构。整体结构需便于快速启停散热、热膨胀自由释放，规避热变形、热应力集中问题。5.2转子与叶片结构转子采用整体锻造一体化结构或优质组合锻造结构，材质均匀、强度高、韧性好，抗振动、抗热变形、抗疲劳性能优异。转子临界转速区间合理，避开常规运行区间与启停瞬态区间，杜绝共振隐患。叶片采用高效抗振、抗冲刷、抗疲劳专用叶片，适配余热蒸汽湿度偏大、参数波动的工况，叶片固定牢固、阻尼性能良好，变工况运行无振动超标、叶片颤振、冲刷磨损问题。低压末级叶片需强化防水蚀设计，适配余热蒸汽湿度特性。5.3汽缸与密封结构汽缸采用薄壁轻量化、高刚度复合结构，升温降温速度快、热均匀性好，适配快速启停工况，有效降低热应力。汽缸法兰、中分面结构优化，密封性能可靠，热态工况下无漏气、变形隐患。机组汽封采用高效低泄漏汽封结构，减小级间漏气损失，提升机组运行效率，同时适配变工况蒸汽参数波动，保证全工况密封稳定。5.4进排汽与管路结构进汽管路、排汽管路采用柔性适配结构，可有效补偿机组快速启停、温度交变产生的热膨胀差值，避免管路对汽缸产生附加应力。多压机组各级进汽接口分区独立布置，管路流阻均匀、参数匹配合理，可实现不同压力等级蒸汽平稳汇入、均匀分配。排汽结构流场优化，无涡流、阻力死角，降低排汽损耗。5.5轴承与支撑结构机组轴承采用高稳定性、抗振型滑动轴承，适配机组频繁启停、变负荷振动波动工况，轴承润滑均匀、温升稳定、磨损量小。支撑结构布局合理、刚度均匀，可有效承受机组自重、振动载荷、热膨胀载荷，运行过程无基础松动、结构变形、振动超标问题。轴承座具备良好的散热与密封性能，杜绝漏油、过热隐患。6辅助系统与配套装置要求6.1调节控制系统机组配套数字式电液调节系统，完全符合GB/T19073-2023标准要求，具备快速启停控制、变负荷自适应调节、多压蒸汽配比调节、一次调频、二次调频功能。系统响应速度快、调节精度高，可适配余热蒸汽参数实时波动，自动修正负荷与转速偏差，保证机组全工况稳定运行。调节逻辑适配联合循环启停时序，实现与燃气轮机、余热锅炉联动协同控制。6.2安全监视装置机组配套的安全监视装置需符合GB/T13399-2024标准要求，全覆盖轴振动、轴承振动、轴向位移、胀差、转速、偏心、温度等关键参数监测。针对联合循环机组快速温变、频繁启停的工况，强化热态参数监测、瞬态故障捕捉能力，报警与保护逻辑适配机组快速启停、甩负荷工况，可精准预警热疲劳、振动突变、参数超限等故障隐患。6.3润滑与冷却系统润滑油系统供油稳定、压力温度可控，适配机组快速启停、连续运行、备用停机全工况，具备油泵冗余切换、油温自动调节、油质过滤净化功能。冷却系统换热效率充足，可适配机组高负荷、变负荷工况的散热需求，杜绝机组超温运行，保证轴承、缸体、辅助设备温度稳定。6.4疏水与防积水系统针对联合循环余热蒸汽湿度偏大、启停过程易积水的特点，机组各级管路、汽缸、阀室设置完善的疏水装置，疏水点位布局合理、疏水通畅，无积水死角。启停、变工况过程中可及时排出冷凝水，有效规避水击、叶片水蚀、缸体变形等恶性故障，保障机组启停与变工况安全。7核心性能技术要求7.1启停性能要求机组具备优异的快速启停能力，温态、热态启动时长远优于常规火电汽轮机，可快速完成冲转、暖机、并网、带满负荷，满足电网快速调峰、应急备用需求。频繁启停工况下，机组无热应力超标、部件变形、密封泄漏、振动超标等问题，启停稳定性、重复性良好。7.2变工况运行性能在燃气轮机负荷波动、余热蒸汽参数动态变化的工况下，机组负荷、转速、排汽参数波动平稳，无大幅震荡、失稳现象。机组变负荷响应速度快，可精准跟踪余热参数变化，自适应匹配运行工况，变工况过程中热效率衰减可控，无异常能耗升高问题。7.3效率性能要求机组额定工况下热耗率、汽耗率满足设计保证值要求，多压再热机组整体循环效率达到对应容量等级高效机组标准。低负荷深度调峰工况下，机组仍保持较高运行效率，通流工作稳定，无局部气流紊乱、效率骤降问题，适配长期调峰运行模式。7.4振动与稳定性要求机组额定工况、变负荷工况、启停瞬态工况下，轴振动、轴承振动幅值均控制在国标允许范围内，无异常振动、共振、颤振现象。机组甩负荷工况下转速超调量小、收敛速度快，可快速回归稳态，无持续振荡、参数失稳问题，运行稳定性优异。7.5密封性与可靠性要求机组各级汽封、中分面、管路接口密封性能良好，冷态、热态、变工况下无漏气、渗漏问题。机组整体可用率高，频繁启停、变工况运行无系统性故障，关键部件故障率低，设备耐久性能满足联合循环机组常年调峰运行需求。8材料技术要求8.1通用选材原则机组核心部件选材需适配联合循环汽轮机快速温变、频繁热循环、余热蒸汽腐蚀冲刷的特殊工况，优先选用抗热疲劳、抗高温氧化、抗水汽冲刷、韧性优良的专用耐热合金钢、不锈钢材质。所有承压、承重、转动部件材料符合GB/T150.2、NB/T47008、NB/T47010标准要求，严禁使用不合格、材质不符、性能不达标材料。8.2转子与叶片材料转子采用高强度耐热锻件，具备优异的抗热疲劳、抗蠕变、抗冲击性能，可耐受长期频繁温度交变载荷，无变形、开裂、性能衰减问题。动叶片、静叶片采用耐高温、抗冲刷、防水蚀不锈钢材质，低压末级叶片需采用强化防水蚀处理工艺，适配余热蒸汽高湿度工况，长期运行无磨损、腐蚀、裂纹缺陷。8.3缸体与密封材料汽缸、阀壳等承压壳体采用耐热铸钢或优质钢板材质，热稳定性好、热应力敏感性低，适配快速启停温度交变工况。密封垫片、填料采用耐高温、耐老化、耐形变专用密封材料，冷热态工况下密封性能稳定，无老化失效、形变泄漏问题。8.4焊接与辅助材料设备焊接所用焊条、焊丝、焊剂需与母材材质匹配，符合承压设备焊接材料标准要求，焊接接头力学性能、抗疲劳性能不低于母材性能。螺栓、紧固件采用高强度耐热合金材质，抗热松弛、抗疲劳、不易变形，适配高温交变工况，长期紧固性能稳定。8.5材料追溯要求所有关键部件原材料需附带完整原厂质量证明书，进场后完成抽样复验，下料、加工、装配全过程做好材质标识移植，实现材质、批次、性能全程可追溯。材料代用需经原设计单位书面审批，留存完整代用核验资料。9制造与装配工艺要求9.1核心部件加工要求转子、叶片、汽缸、管板等核心部件加工精度严格受控，尺寸公差、形位公差、表面粗糙度符合设计与国标要求。转子加工完成后需做动平衡校验、无损探伤检测，保证转子质量均匀、无残余不平衡量、无内部缺陷。叶片加工型线精准、表面光滑，无毛刺、划痕、变形，装配一致性良好。9.2焊接工艺要求机组所有承压焊缝、结构焊缝采用成熟焊接工艺，焊接过程严格管控层间温度、焊接参数，杜绝焊接应力集中、气孔、夹渣、裂纹、未焊透等缺陷。关键焊缝焊接完成后需进行热处理消除焊接残余应力，同时开展100%无损检测，检测合格等级符合NB/T47013标准Ⅱ级及以上要求，保证焊接接头抗疲劳、抗开裂性能。9.3装配工艺要求机组整体装配精准规范，转子对中精度、通流间隙、汽封间隙严格符合设计标准，间隙均匀一致，无偏斜、超差问题。各级叶片、隔板装配牢固、定位精准，无松动、偏移隐患。中分面、法兰贴合严密，紧固螺栓对称均匀紧固，热态工况下贴合稳定。辅助设备、管路、阀门装配布局规整，接口密封可靠，动作灵活精准。9.4整形与应力处理所有焊接、加工成型部件需完成整形校正与应力消除处理，杜绝残余应力导致的设备变形、开裂问题。机组整体装配完成后全面清理内部杂物、焊渣、铁屑，保证设备内部洁净，无影响通流、运行、换热的异物残留。9.5防腐与防护工艺设备外部非加工面、结构部件经过除锈、除油、防腐涂装处理，涂层附着牢固、均匀平整，具备良好的防锈、防腐蚀能力。设备内部通流部件、疏水部件根据工况需求做专项防护处理，提升抗水汽腐蚀、冲刷能力。精密加工面、螺纹部位涂抹专用防锈油脂，做好封存防护。10试验与检验规则10.1检验试验分类燃气-蒸汽联合循环汽轮机检验试验分为原材料入厂检验、工序过程检验、出厂检验、型式检验、现场调试检验、整机性能验收试验六大类别，所有检验项目全部合格后方可出厂、安装、投运、验收。10.2原材料与工序检验所有原材料、锻件、管材、焊材进场后逐一核对质保资料，抽样复验材质性能、力学性能，不合格材料严禁投入生产。生产加工全过程逐道工序检验，成型尺寸、加工精度、焊接质量、装配精度不合格工序禁止流转，全程把控产品加工质量。10.3出厂检验设备出厂前完成核心部件无损检测、转子动平衡试验、部件水压试验、装配间隙校验、阀门严密性试验、控制系统单体调试。全面核查设备外观质量、结构完整性、装配规范性，所有出厂检验项目合格，出具完整出厂检验报告与产品合格证后方可出厂。10.4型式检验新型联合循环汽轮机、改型升级机组、批量抽检产品需开展型式检验，涵盖疲劳性能校核、变工况模拟试验、快速启停模拟试验、振动耐久试验、极限工况适配试验。型式检验验证机组整体可靠性与工况适配能力，检验不合格产品禁止批量生产与工程应用。10.5现场调试检验设备现场安装完成后，开展机组静态调试、单体设备调试、系统联调、保护联锁传动试验、严密性试验、盘车试验。逐一排查安装隐患、参数偏差、逻辑漏洞，优化装配间隙与控制参数，确保机组具备启停投运条件。10.6整机性能验收试验机组整套启动、并网运行后，按照GB/T8117.1、GB/T8117.2规程开展热力性能验收试验，检测机组热耗率、汽耗率、变工况稳定性、启停性能、振动水平等核心指标，验证机组联合循环工况适配能力与运行性能，所有指标满足本文件及设计要求方可完成验收。11技术资料、标志、包装、运输与贮存11.1技术资料设备出厂需附带完整成套技术资料，包含产品合格证、出厂检验报告、型式试验报告、设备总图、部件图纸、电气原理图、润滑系统图纸、安装说明书、操作维护手册、参数整定资料、软件备份、质保文件。所有资料规范完整