杭汽反动式背压机在热电联产中的应用杭州会议

1、杭州汽轮动力集团有限公司 Hangzhou Steam Turbine Co. Ltd.,引进西门子反动式积木块技术,高效反动式背压（抽背）汽轮机简介,杭州汽轮机股份有限公司,2020/7/1,2,第一部分：杭汽轮动力集团及杭汽轮股份有限公司简介 第二部分：高效反动式汽轮机技术特点及应用优势 第三部分：杭汽反动式与国产冲动式背压机经济性比较 第四部分：反动式背压机在热电联产中的应用业绩 第五部分：杭汽产品设计、制造情况,目 录,2020/7/1,3,1、杭州汽轮动力集团有限公司前身为杭州汽轮机厂，始建于1958年。 2、20世纪七十年代以技术买断的方式从德国西门子引进积木块系列反动式工业汽轮机

2、设计制造技术。 3、1980年产出第一台按西门子技术设计制造的工业汽轮机。 4、分别于87年、97年两次与西门子公司签订10年技术同步协 议，西门子公司对积木块工业汽轮机所做的一切扩充、补充、 改进及修订，一并转让于杭汽。杭汽进行了二次技术升级。,第一部分：杭汽轮集团及杭汽轮股份简介,2020/7/1,4,5、1998年4月23日杭汽轮股份有限公司成立，同年4月28日深圳证券交易所B股上市，由杭汽轮集团控股经营，主导产品为汽轮机及附属设备。 6、2011年4月，杭汽轮积木块工业汽轮机荣膺中国工业大奖表彰奖。 7、2011年杭汽轮集团位列中国企业500强274位，制造业500强143位。 8、至

3、今，杭汽轮数十项科研成果荣获省部级以上奖项，其中，国家科技进步一等奖2次、二等奖2次，并荣获国家产品质量金奖，中国名牌产品称号等。,第一部分：杭汽轮集团及杭汽轮股份简介,2020/7/1,5,9、杭汽轮产品有冲动式和反动式两种技术体系，反动式即为引进西门子高端技术，为国内工业发电领域唯一；冲动式为国产自行发展系列，与其余汽轮机厂技术相似； 10、50多年来，杭汽轮累计生产出6000余台汽轮机。其中反动式和冲动式汽轮机各占约一半，用户遍及全国各地和世界上30多个国家及地区，现集团汽轮机年产量超过500台，台份数居世界之首。,第一部分：杭汽轮集团及杭汽轮股份简介,2020/7/1,6,1、冲动式和

4、反动式的定义及特点 2、高效反动式汽轮机的设计原理及参数应用范围 3、高效反动式背压机在热电联产中的应用优势,第二部分：高效反动式汽轮机技术特点及应用优势,2020/7/1,7,衡量蒸汽在动叶栅内膨胀程度的参数叫做反动度，其定义是： 在动叶栅中蒸汽膨胀的程度占级中总的应该膨胀程度的比例数，或是在动叶栅中理想焓降与级的总焓降之比。 纯冲动级的反动度为0；反动级的约为0.5（反动式产品）；带反动度的冲动级小于0.5，通常为0.05-0.2（冲动式产品）,冲动式和反动式定义,2020/7/1,8,两种叶片比较,冲动式近似等截面叶片,反动式变截面叶片（杭汽）,2020/7/1,9,将主要件汽缸、转子、

5、导叶持环等分成若干技术成熟可靠的标准积木块区段。根据用户需求，通过热力和强度计算，将所需区段组合起来，组成各种不同类型的汽轮机，最多可以组合成600多种机型和6000余种变型。,2、高效反动式汽轮机设计原理,(汽缸积木示意),2020/7/1,10,标准区段的各种组合,2020/7/1,11,前汽缸积木块示意,法兰段,延长段3,延长段2,延长段1,减压段,前区段,2020/7/1,12,功率：1MW100MW 转速：300016000r/min 进汽参数：温度540、压力14Mpa（a） 排汽参数: 5.5Mpa,杭汽高效反动式背压机的参数应用范围,2020/7/1,13,1）技术先进利用引进

6、德国西门子反动式积木块技术进行设计、制造验收(包括材料体系、标准体系),是一套完整成熟的技术体系 , 具有世界先进水平,在参与竞争的中小型汽轮机领域，整体技术水平国内领先。 2）量体裁衣完全按照每一位用户特定的参数需求单独设计（包括叶片的级数、叶片的高度、叶型的选择等），具有最好的针对性和适应性； 3)部套成熟、区段标准积木块设计原理保证每一种机型、每一次设计、所有的部套和区段都是成熟可靠的； 4)结构特点：整锻转鼓形转子，不调频自带围带叶片、导叶持环等结构，使汽轮机结构紧凑，安装、调试周期缩短。 5）可靠性高、维护便利 上述结构特点，及执行API612、NEMA、DIN等国际标准。,3、高效

7、反动式背压机特点及优势,2020/7/1,14,多级，转鼓型整锻转子,2020/7/1,15,汽轮机前端导叶持环结构,2020/7/1,16,汽轮机后端导叶持环结构,2020/7/1,17,6）经济性优势明显额定工况下，35MW以下背压机汽耗较冲动式常规产品通常低8-12，40MW以上背压机低3-5；变工况（变负荷、变参数）汽耗优势更大，最高可超过20 。（反动式效率曲线平滑，高效率区宽广；冲动式高效区窄） 7）热负荷调峰能力和综合效益高。 变工况特性好（包含运行安全可靠性和高效区宽广）,高效反动式背压机特点及优势,2020/7/1,18,级的相对内效率其定义为级的有效比焓降与级的理想能量的比

8、 值。即： rihi/E0=1-n-b-l-e-f-x-(1-u1)c2, 其中，n、b、l、e、f、x、c2分 别为静叶流动损失、动叶流动损失、叶高损失、扇形损失、部 分进汽损失（鼓风损失和斥汽损失之和）、叶轮摩擦损失、漏 汽损失、湿汽损失、余速损失的能量损失系数。,杭汽高效反动式背压机效率高的原因分析,2020/7/1,19,研究和实验表明： 1）反动级的动叶流动损失、叶栅的端部损失、湿汽损失等较冲动级小。 2）反动级无部分进汽损失和扇形损失。 3）冲动式叶栅对相对节距的变化、对冲角影响及对汽流出口马赫数均较反动式敏感，这进一步降低反动式叶栅的损失及增强其变工况特性。 根据国内外研究和试验

9、证明，反动级的相对内效率较冲动级高，变工况特性好。,杭汽高效反动式背压机效率高的原因简析,2020/7/1,20,由于杭汽背压机为高效率反动式变截面窄叶片；级数多（是 冲动式的24倍），焓降分配均匀 ；汽封漏汽量小；多数 机型转速高；几无余速损失，加之，杭汽对西门子技术的充 分消化、吸收、再创新等；其整机相对内效率较国产冲动式 高，根据许多用户的实际运行值和竞标理论数据分析比较， 优势如前述。,杭汽高效反动式背压机效率高的原因简析,2020/7/1,21,B30-8.83/0.98 B12-4.9/0.98 B15-8.83/0.98,第三部分： 杭汽高效反动式与国产冲动式背压机经济性比较,2

10、020/7/1,22,典型机型1经济性分析,2020/7/1,23,典型机型1经济性分析,2020/7/1,24,典型机型2经济性分析,2020/7/1,25,典型机型2经济性分析,2020/7/1,26,典型机型3经济性分析,2020/7/1,27,典型机型3经济性分析,2020/7/1,28,背压式汽轮机结构示意图,2020/7/1,29,第四部分：热电联产领域的应用业绩,区域供热 自备电厂 改造工程（以背代抽） 前置机（高背压）,2020/7/1,30,区域供热典型用户1,注：产品已成功投入运行。,2020/7/1,31,区域供热典型用户2,注：该机组已投运数年,以上数据第一行是杭汽签约

11、的理论值,第二行是用户实际运行值。,2020/7/1,32,自备电厂典型用户,注：机组已投运约2年。,2020/7/1,33,汽轮机改造工程（以背代抽）典型用户,注：产品已运行。,2020/7/1,34,前置机（高背压）典型用户,注：产品运行二年以上,2020/7/1,35,高效反动式背压（抽背）机组业绩,12MW以上（含12MW）汽轮机累计： 超过250台； 6-12MW（不含12MW）汽轮机累计： 逾200台。,截止2012年5月，反动式背压（抽背）机组,2020/7/1,36,第五部分：产品设计、制造情况,先进的设计手段 精密的制造装备 完善的质保体系 良好的售后服务,2020/7/1,

12、37,进取的研发团队,研发工作围绕技术储备与新产品开发进行。研发团队是设计部门创新的主力军。 这个平均年龄35岁，硕士以上学历。勤奋、活跃、自信、执着是这个研发团队 最大特点。,新产品开发,热力分析,CAE领域,CAD领域,动态仿真,CFD领域,技术 研发,2020/7/1,38,专业学术组,学术组是杭汽轮设计部门的特色，是技术进步的核心力量。各学术 组均由各专业专家组成，他们有着多年的工作经验，能够从实践中 发现问题，解决问题。,学术组,计算,本体,调节,仪控,装置,工艺,2020/7/1,39,三维设计,2020/7/1,40,汽缸工作状态分析,工作状态：汽缸内表面的蒸汽温度与压力,202

13、0/7/1,41,蒸汽流道分析,2020/7/1,42,流固耦合分析,2020/7/1,43,叶片强度分析,2020/7/1,44,汽缸中分面接触应力、汽缸中分面螺栓拉应力分析,2020/7/1,45,转子温度应力分布分析、轴系不平衡响应分析,2020/7/1,46,30多个计算机软件组成的工业汽轮机计算机设计程序包，给汽轮机的设计计算提供了优化、高效的条件，使汽轮机的热效率达到最佳值。,先进的设计程序,2020/7/1,47,德国数控五联动工具磨,2020/7/1,48,意大利数控立车,2020/7/1,49,德国数控转子车床,2020/7/1,50,德国数控龙门铣,2020/7/1,51,

14、意大利数控镗铣床,2020/7/1,52,瑞士五轴联动叶片加工中心,2020/7/1,53,英国三坐标测量仪,2020/7/1,54,德国辛可高速动平衡室,2020/7/1,55,每一台汽轮机安装完毕后通蒸汽空载试车,2020/7/1,56,正在制造厂内空载试车的汽轮机,2020/7/1,57,汽轮机总装现场（图片显示为150MW机组总装）,2020/7/1,58,用户运行现场（图片显示为22MW抽背机组）,2020/7/1,59,完善的质保体系,1997年通过GB/T19022-ISO 10012测量设备的计量确认体系认证； 1995年首次通过GB/T19001-ISO 9001质量体系认证； 之后于1998、2001、2004、2007、2010年分别完成了换证审核。,2020/7/1,60,6S管理现场,2020/7/1,61,良好的售后服务,2020/7/1