东汽1000MW高效超超临界空冷机组资料.ppt
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1、东汽高效超超临界1000MW先进技术及空冷技术介绍2014年4月目目目目 录录录录1 1 1 1 东汽东汽东汽东汽1000MW1000MW机型概况机型概况2 2 2 2 代代代代高效百万超高效百万超高效百万超高效百万超超临界机组技术超临界机组技术超临界机组技术超临界机组技术 2.1 I 2.1 I 2.1 I 2.1 I代母型机投运情况代母型机投运情况代母型机投运情况代母型机投运情况 2.2 II 2.2 II 2.2 II 2.2 II代优化措施代优化措施代优化措施代优化措施 2.3 2.3 优化支撑技术优化支撑技术 2.4 2.4 空冷技术空冷技术 2.5 2.5 高可靠性设计高可靠性设计
2、3 3 代高效百万宽负荷机组研发代高效百万宽负荷机组研发结束语结束语 超超临界机组发展历程超超临界机组发展历程 发展分代发展分代 概貌图概貌图概貌图概貌图1 1 1 1 东汽东汽东汽东汽1000mw机型概况31 1 机型概况机型概况储储备备国际对国际对标标找不足找不足自主自主研发研发提性能提性能4 超超临界机组发展历程超超临界机组发展历程20042004年年日立日立引进引进机型机型万万州机型州机型鸳鸯湖机型鸳鸯湖机型焦作机型焦作机型安源安源机型机型技术技术保障保障l稳定的设计队伍稳定的设计队伍l先进的数值分析技术先进的数值分析技术l完整的试验能力完整的试验能力l广泛的技术交流与合作广泛的技术交
3、流与合作高效高效超超临界超超临界机组机组热力热力系统系统结构通结构通流流母母型型机机1 1 机型概况机型概况高高效效宽宽负负荷荷4经济性提升经济性提升可靠性提高可靠性提高编号编号主汽参数主汽参数MPa/MPa/配汽方式配汽方式末叶末叶mmmm工程工程项目进度项目进度代代母型母型25/600/60025/600/600喷嘴配汽喷嘴配汽10921092邹县、海门、莱州、绥中邹县、海门、莱州、绥中贺州、新密、惠来、苍南贺州、新密、惠来、苍南均已投运均已投运25/566/60025/566/600喷嘴配汽喷嘴配汽10921092抚州、乌沙山抚州、乌沙山已改签已改签25/600/60025/600/60
4、0喷嘴配汽喷嘴配汽770770灵武、段寨灵武、段寨【空冷空冷】灵武已投运灵武已投运26.25/600/60026.25/600/600喷嘴配汽喷嘴配汽770770清水川、府谷、清水川、府谷、农六师农六师【空冷空冷】清水川安装调试清水川安装调试农六师农六师1#1#已投运已投运26.25/600/60026.25/600/600喷嘴配汽喷嘴配汽10921092福建鸿山福建鸿山【供热供热】安装调试安装调试代代高效型高效型26.25/600/60026.25/600/600节流配汽节流配汽10921092大唐抚州大唐抚州设计配合设计配合26.25/600/60026.25/600/600节流配汽节流配
5、汽12001200浙能舟山浙能舟山安装调试安装调试26.25/600/61026.25/600/610节流配汽节流配汽10921092大唐乌沙山大唐乌沙山设计配合设计配合28/600/62028/600/620节流配汽节流配汽12001200重庆万州、芜湖重庆万州、芜湖厂内生产厂内生产28/600/62028/600/620节流配汽节流配汽863863鸳鸯湖二期鸳鸯湖二期【间冷间冷】设计配合设计配合代代26.25/600/61026.25/600/610补汽阀补汽阀10921092【高效宽负荷高效宽负荷】研发研发 东汽超超临界东汽超超临界1000MW1000MW机组发展分代机组发展分代1 1
6、机型概况机型概况56 代日立引进母代日立引进母代日立引进母代日立引进母型型型型 超超临界超超临界1000MW1000MW湿冷汽轮机概貌湿冷汽轮机概貌图图结构:高中压分缸、四缸四排汽结构:高中压分缸、四缸四排汽回热:回热:8 8级(级(3 3高加高加+1+1除氧除氧+4+4低加)低加)通流:通流:II+8II+8;2x6 2x6;2x2x62x2x6末叶:末叶:1092 mm1092 mm配汽:喷嘴配汽:喷嘴+节流节流供热:供热:1.0MPa/600900t/h,1.0MPa/600900t/h,蝶阀调节蝶阀调节1 1 机型概况机型概况(邹县、海门、莱州、绥中、贺州、新密、惠来、苍南、邹县、海门
7、、莱州、绥中、贺州、新密、惠来、苍南、鸿山供热)、鸿山供热)7 代母型代母型代母型代母型 超超临界超超临界1000MW1000MW空冷汽轮机空冷汽轮机概貌图概貌图 (灵武、清水川、农六师、段寨)结构:高中压分缸、四缸四排汽结构:高中压分缸、四缸四排汽回热:回热:7 7级(级(3 3高加高加+1+1除氧除氧+3+3低加)低加)通流:通流:II+8II+8;2x6 2x6;2x2x52x2x5末叶:末叶:770 mm770 mm配汽:喷嘴配汽:喷嘴+节流节流累计:订货累计:订货1212台,已投运台,已投运3 3台台1 1 机型概况机型概况7邹县超邹县超超高中压模块超高中压模块770mm770mm空
8、冷低压空冷低压模块模块8 代代代代高效高效 超超临界超超临界1000MW1000MW湿冷机组湿冷机组概貌概貌图图配汽:节流配汽配汽:节流配汽回热:回热:9 9级级+ZF+ZF+低温省煤器低温省煤器外形:外形:37.7m37.7m(长)(长)参数参数:28MPa/60028MPa/600/620/620结构:四缸四排汽(高中压分缸)结构:四缸四排汽(高中压分缸)通流:通流:HP12+IP2x8+LP2x2x5HP12+IP2x8+LP2x2x5 1 1 机型概况机型概况(万州、舟山、大唐抚州、乌沙山、芜湖万州、舟山、大唐抚州、乌沙山、芜湖)9u结构:桶形高压内缸、四缸四排汽、高中压分缸结构:桶形
9、高压内缸、四缸四排汽、高中压分缸u参数:参数:28MPa/60028MPa/600/620/620u通流:通流:12 12、2 28 8、2 22 25 5u末叶:末叶:863mm863mmu配汽:节流配汽配汽:节流配汽u回热:回热:8 8级级+1+1级外置蒸冷器级外置蒸冷器+疏水泵疏水泵+低温省煤器低温省煤器u外形:外形:37.237.210.510.58.2m8.2m万州高效超超高中压模块万州高效超超高中压模块大坝成熟空冷大坝成熟空冷863863低压模块低压模块 代代代代高效高效 超超临界超超临界1000MW1000MW空冷汽轮机(鸳鸯湖二期)空冷汽轮机(鸳鸯湖二期)1 1 机型概况机型概
10、况910 百万机组参与调峰,且常处于较低负荷运行;东汽致力研发百万机组参与调峰,且常处于较低负荷运行;东汽致力研发“高效宽负荷率高效宽负荷率1000MW1000MW超超临界机组超超临界机组”,以提高机组部分负荷运行时经济性,适应中国能源发展。,以提高机组部分负荷运行时经济性,适应中国能源发展。代代 高效宽负荷机组高效宽负荷机组 (研发中)(研发中)1 1 机型概况机型概况10112 2 代高效超超临界机组技术代高效超超临界机组技术2 2 代高效机组代高效机组2.1 2.1 2.1 2.1 母母母母型型型型机投运情况机投运情况机投运情况机投运情况2.2 2.2 2.2 2.2 优化措施优化措施优
11、化措施优化措施2.3 2.3 优化支撑技术优化支撑技术2.4 2.4 空冷技术空冷技术2.5 2.5 高可靠性设计高可靠性设计11122.1 2.1 I I代母代母型型机投运情况机投运情况 第第1 1代超超临界代超超临界1000MW1000MW机型业绩及特点机型业绩及特点订货订货3434台,已成功投运台,已成功投运2020余台余台编号编号主汽参数主汽参数MPa/MPa/配汽方式配汽方式末叶末叶mmmm工程工程项目进度项目进度代代母型母型25/600/60025/600/600喷嘴配汽喷嘴配汽10921092邹县、海门、莱州、绥中邹县、海门、莱州、绥中贺州、新密、惠来、苍南贺州、新密、惠来、苍南
12、已投运已投运25/566/60025/566/600喷嘴配汽喷嘴配汽10921092抚州、乌沙山抚州、乌沙山已改签已改签25/600/60025/600/600喷嘴配汽喷嘴配汽770770灵武、段寨灵武、段寨【空冷空冷】已投运已投运26.25/600/60026.25/600/600喷嘴配汽喷嘴配汽770770清水川、府谷、清水川、府谷、农六师农六师【空冷空冷】清水川安装清水川安装农六师已投运农六师已投运26.25/600/60026.25/600/600喷嘴配汽喷嘴配汽10921092福建鸿山福建鸿山【供热供热】安装调试安装调试特点特点运行安全可靠,出力特性优良运行安全可靠,出力特性优良主、
13、辅机系统安全可靠主、辅机系统安全可靠负荷适应能力强,调峰调频优负荷适应能力强,调峰调频优机组的维护方便机组的维护方便2.1 I2.1 I代母型机代母型机13 第第1 1代超超临界代超超临界1000MW1000MW机型投机型投运机组获奖情况运机组获奖情况邹县7号机组:07年度全国火电大机组竞赛特别贡献奖邹县8号机组:08年度全国火电大机组竞赛特等奖(唯一)华能海门电厂1、2号机组工程:“国家优质工程金质奖”国华绥中发电厂二期工程:“国家优质工程金质奖”温总理祝贺邹县首台百万千瓦机组投产温总理祝贺邹县首台百万千瓦机组投产2.1 I2.1 I代母型机代母型机14现在眼光检视母现在眼光检视母型型机存在
14、不足,优化之缘机存在不足,优化之缘热耗偏差分析高压缸效率有提升空间通流部分原因配汽方式原因结构原因中压缸效率有提升空间结构原因焓降分配低压缸效率有提升空间低压结构内漏末叶偏短、排汽损失偏大抽口偏多,扰流大热力系统有改进空间再热压力优化给水温度优化中低压分缸压力偏高中压转子冷却低加抽汽点选取与未设置疏水泵可靠性部分机组汽流激振参数提升、喷嘴部分进汽、安装等原因2.1 I2.1 I代母型机代母型机15 热力热力系统综合优化系统综合优化 配汽方式优选配汽方式优选配汽方式优选配汽方式优选 阀门阀门结构、流速结构、流速优化优化 高压模块优化高压模块优化 中压模块优化中压模块优化 低压模块优化低压模块优化
15、 末叶优选末叶优选 通流密封通流密封技术技术2.2 2.2 IIII代优化代优化2.2 II代优化措施热力系统综合优化热力系统综合优化16自身优化项目外部优化项目再热压力/主汽压力比提高 中压转子冷却取消主参数提高给水泵效率提高给水温度提高低加抽汽点优化回热级数增加小机效率提高中低压分缸压力降低疏水泵设置外置式蒸汽冷却器设置小机背压降低再热压损降低烟气余热利用2.2 2.2 IIII代优化代优化 热力系统自身优化热力系统自身优化再再热压热压力优化力优化17再热压力对应再热温度、排汽湿度、通流效率综合优选再热压力对应再热温度、排汽湿度、通流效率综合优选2.2 2.2 IIII代优化代优化 热力系
16、统自身优化热力系统自身优化提高给水温度提高给水温度 18 循环参数为28Mpa/600/620-4.92kpa条件下,锅炉最终给水温度对应汽轮机热耗变化曲线可知汽轮机循环锅炉最佳给水温度为325,但给水温度过高会导致锅炉排烟温度升高,热效率降低;故综合考虑汽机热耗、锅炉效率,最佳给水温度选取为305310。2.2 2.2 IIII代优化代优化 热力系统自身优化热力系统自身优化中压转子冷却取消中压转子冷却取消19 中压转子采用高温性能更好的CB2材料,叶轮强度满足要求,无需外部蒸汽冷却。2.2 2.2 IIII代优化代优化 热力系统自身优化热力系统自身优化降低中低压分缸压力降低中低压分缸压力20
17、 4流变2流,叶片变长,效率、经济性提高 降低热应力、减少变形漏汽、提高经济性、可靠性中压双流低压四分流中压双流 中低分缸1.0MPa390中低分缸0.6MPa、290原型高效型2.2 2.2 IIII代优化代优化 热力系统自身优化热力系统自身优化低加抽汽点优化低加抽汽点优化+疏水泵疏水泵自身优化项目母型机高效设计低加抽汽点优化无有疏水泵无有合计基准热耗改善21低加抽汽点母型机高效设计5抽LP1级后LP2级后6抽LP2级后LP3级后7抽LP3级后LP4级后8抽LP4级后LP5级后热耗基准热耗改善2.2 2.2 IIII代优化代优化222.2 2.2 优化措施优化措施热力系统热力系统自身自身优化
18、小结优化小结自身优化项目母型机高效提高再热压力/主汽压力比16.8%20.1%提高给水温度 295304.7降低中低压分缸压力 MPa1.00.6中压转子冷却有无低加抽汽点优化1、2、3、42、3、4、5疏水泵无有 热力系统热力系统外部外部优化优化主汽参数提高主汽参数提高外部优化项目母型机高效热耗主汽参数 MPa/25/600/60028/600/620-6023主蒸汽压力提高1MPa,机组热耗率下降0.130.15。再热温度从600提高到620,机组热耗下降30kJ/kW.h2.2 2.2 IIII代优化代优化外部优化项目母型机高效设计热耗回热级数湿冷89热耗改善空冷78 8级回热总有1级低
19、加承担凝结水温升太大,增加1级回热抽汽后使抽口温升分布更均匀,即使相对最优8级回热系统,9级回热热耗同比可降低10kJ/kw.h。同时中排压力设计为0.6MPa,5抽布置到中排后,低压也能布置4级低加。空冷机组也可由原7级回热增加为8级回热。热力系统热力系统外部外部优化优化回热级数回热级数增加增加242.2 2.2 IIII代优化代优化外部优化项目母型机高效热耗外置式蒸汽冷却器无有热耗改善 热力系统热力系统外部外部优化优化设置外置式蒸汽冷却器设置外置式蒸汽冷却器 外置式蒸汽冷却器尽可外置式蒸汽冷却器尽可能地利用再热后抽汽的过热度,能地利用再热后抽汽的过热度,减小换热温差产生的换热损失。减小换热
20、温差产生的换热损失。对一次再热机组在再热后第一对一次再热机组在再热后第一段抽汽处设置一级外置式蒸汽段抽汽处设置一级外置式蒸汽冷却器。在三抽设置外置式蒸冷却器。在三抽设置外置式蒸汽冷却器可以提高给水温度汽冷却器可以提高给水温度44,降低热,降低热耗。耗。252.2 2.2 IIII代优化代优化外部优化项目母型机高效设计热耗锅炉烟气余热利用热量050MJ/S热耗改善 热力系统热力系统外部外部优化优化锅炉烟气余热利用锅炉烟气余热利用 锅炉烟气余热利用可减少低锅炉烟气余热利用可减少低加系统回热抽汽,在进汽量相同加系统回热抽汽,在进汽量相同的情况下增加汽轮机作功能力,的情况下增加汽轮机作功能力,从而降低
21、发电煤耗。结合锅炉、从而降低发电煤耗。结合锅炉、汽机以及烟气换热器综合分析优汽机以及烟气换热器综合分析优化得到最佳利用方案。化得到最佳利用方案。262.2 2.2 IIII代优化代优化 热力系统热力系统外部外部优化优化再热压损再热压损外部外部优化项目优化项目母型机母型机高效设计高效设计热耗热耗再热压损再热压损10%10%8%8%-12-1210%10%7.5%7.5%-15-15272.2 2.2 IIII代优化代优化 热力系统热力系统外部外部优化优化给水泵组系统优化给水泵组系统优化外部优化项目母型机高效设计热耗给水泵效率8384-287-8小机效率8182-287-12小机背压湿冷间冷大机背
22、压+1.5kPa大机背压-5直冷大机背压小机单设凝汽器更大282.2 2.2 IIII代优化代优化 热力系统热力系统外部外部优化小结优化小结29外部优化项目母型机高效设计参数 MPa/25/600/60028/600/620回热级数(空冷)78外置式蒸汽冷却器无有再热压损%108烟气余热利用050MJ/S给水泵组效率83、8184、872.2 2.2 IIII代优化代优化 配汽方式优选配汽方式优选机组运行负荷性质决定机组运行负荷性质决定项目母型机优化高效型高压第1级调节级压力级配汽方式喷嘴节流3%全程滑压补汽阀经济性&调峰、一次调频、二次调频 经济性辅助凝结水调频、高加调频302.2 2.2
23、IIII代优化代优化31 阀门结构、流速、布置优化p采用切向全周进汽后,阀组由原来的4个变为2个,结构简化p结构与气动优化,阀门损失更小。p靠汽缸两侧紧凑布置,计入汽机部分导汽管损失为02.2 2.2 IIII代优化代优化32 高压模块优化高压模块优化进汽端优化母型全周切向进汽总压损系数10.48排汽端优化母型优化模型总压损系数10.38322.2 2.2 IIII代优化代优化措施措施母型机母型机优化高效型优化高效型缸效收益缸效收益全三维通流分析,全三维通流分析,缸效率提缸效率提高高4.8%4.8%、热耗降低、热耗降低配汽方式配汽方式喷嘴配汽节流配汽2.9%新叶型新叶型传统日立型DEC优化型0
24、.6%根部速比优化根部速比优化0.480.500.510.531.3%第1级转子叶轮无需冷却降低根径降低根径1079.5920增加级数增加级数焓降分配优化焓降分配优化II+812提高相对叶高提高相对叶高0.91.71.22.033 高压模块优化高压模块优化86.5%91.3%332.2 2.2 IIII代优化代优化34 中压模块优化原始模型优化模型排汽端数值分析与优化排汽端数值分析与优化p单独中压排汽腔室p单独中低压连通管p末叶耦合排汽室及连通管中排总压损失系数下降中排总压损失系数下降36%36%排汽端优化原始模型优化模型总压损系数10.64耦合叶片2.2 2.2 IIII代优化代优化35 中
25、压模块优化p流道光顺措施母型机优化高效型新叶型传统日立型DEC优化型通流优化速比、反动度、攻角优化根径优化123213081400加级、焓降分配优化2x62x8提高相对叶高1.42.321.63.0中压转子冷却有无缸效率提高1.2%,热耗降低。2.2 2.2 IIII代优化代优化36 低压模块优化低压模块优化排汽优化排汽优化l正交吹风试验优化导流环型线、改善扩压效果。l数值分析优化排汽缸径向和轴向尺寸、轴承圆锥体、导流板线型和支撑布置,降低流动损失。低压排汽缸静压恢复能力低压排汽缸静压恢复能力提高提高38%38%低压排汽缸原始模型优化模型静压恢复系数(%)4.842.6362.2 2.2 II
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