1-热力系统及汽轮机热力特性.ppt
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1、华北电力大学(保定)华北电力大学(保定)动力系动力系刘树华刘树华国家国家863863“超超临界燃煤发电技术超超临界燃煤发电技术”课题和国家重大技术装备课题和国家重大技术装备研制课题中的工作研制课题中的工作 863 863“超超临界燃煤发电技术超超临界燃煤发电技术”课题研究内容课题研究内容1 1)超超临界汽轮机高温铸钢件用)超超临界汽轮机高温铸钢件用12%Cr12%Cr钢试验研究钢试验研究 2 2)超超临界汽轮机喷嘴静叶仿固体微粒侵蚀的机理研究)超超临界汽轮机喷嘴静叶仿固体微粒侵蚀的机理研究3 3)超超临界汽轮机转子冷却技术研究)超超临界汽轮机转子冷却技术研究 国家重大技术装备研制项目国家重大技
2、术装备研制项目“超临界机组研究超临界机组研究”,主要内容,主要内容包括:包括:1 1)超临界汽轮发电机组转子动力学特性研究)超临界汽轮发电机组转子动力学特性研究2 2)超临界汽轮机可靠性设计技术研究)超临界汽轮机可靠性设计技术研究3 33 3)超临界汽轮机高中压缸及转子设计开发和工艺研究)超临界汽轮机高中压缸及转子设计开发和工艺研究4 4)超临界汽轮机主汽阀调节阀研制)超临界汽轮机主汽阀调节阀研制 5 5)超临界汽轮机低压缸及转子设计开发和工艺研究)超临界汽轮机低压缸及转子设计开发和工艺研究6 6)超临界汽轮机高温材料研究)超临界汽轮机高温材料研究 7 7)超临界汽轮机铸锻件材料研究)超临界汽
3、轮机铸锻件材料研究中国超超临界机组发展中国超超临界机组发展1.汽轮机热力特性汽轮机热力特性参数参数单单位位600MW600MW超临界超临界机组机组1000MW1000MW超超临界超超临界机组机组机组功率机组功率MWMW6006006006006006001000100010001000蒸汽流量蒸汽流量MCRMCRt/ht/h19001900190019001944.71944.72953295330333033过热蒸汽压力过热蒸汽压力MPaMPa25.425.425.425.424.824.827.5627.5626.2526.25过热蒸汽温度过热蒸汽温度5435435715715715716
4、05605605605再热蒸汽流量再热蒸汽流量t/ht/h1640.31640.31607.61607.61588.51588.5245724572469.72469.7再热蒸汽进口压力再热蒸汽进口压力MPaMPa4.614.614.714.714.854.856.06.04.994.99再热蒸汽出口压力再热蒸汽出口压力MPaMPa4.424.424.524.524.674.675.85.84.794.79再热蒸汽进口温度再热蒸汽进口温度297297322322327327359359356.3356.3再热蒸汽出口温度再热蒸汽出口温度56956956956956956960360360360
5、3给水温度给水温度283283284284289289296296302.4302.4电厂电厂兰溪兰溪沁北沁北王曲王曲玉环玉环邹县邹县国内超临界、超超临界机组参数举例1.汽轮机热力特性汽轮机热力特性压力压力 温度温度再热再热温度温度汽轮机汽轮机热耗差热耗差汽轮机汽轮机热耗降热耗降低相对低相对值值汽轮机循环汽轮机循环热效率相对热效率相对提高值提高值kJ/kWhkJ/kWh%25256006006006000 00 00 02828600600600600-42-42-0.571-0.5710.570.573131600600600600-80-80-1.08-1.081.101.10压力压力 温
6、度温度再热再热温度温度汽轮机汽轮机热耗差热耗差汽轮机汽轮机热耗降热耗降低相对低相对值值汽轮机循环汽轮机循环热效率相对热效率相对提高值提高值MPaMPakJ/kWhkJ/kWh%25255805806006000 00 00 02525600600600600-40.2-40.2-40.2-40.20.540.5428285805806006000 00 00 02828600600600600-41-41-41-410.560.5631315805806006000 00 00 03131600600600600-42.5-42.5-42.5-42.50.580.58事实上,参数每提高一步,都
7、与材料技术进步息息相关。选择蒸汽参数,不仅要看机组的经济性,更要比较设备的价格和整个电站的可靠性。主蒸汽压力比较(600/600)主蒸汽温度比较国内超临界、超超临界机组参数选择1.汽轮机热力特性汽轮机热力特性1000MW蒸汽参数蒸汽参数(MPa/)制造厂家(炉制造厂家(炉/机机/电)电)投运时间投运时间 玉环玉环#1 27.56/605/603哈锅(三菱)哈锅(三菱)/上汽(西门子)上汽(西门子)/上汽电上汽电2006.11.28 玉环玉环#2 27.56/605/603哈锅(三菱)哈锅(三菱)/上汽(西门子)上汽(西门子)/上汽电上汽电2006.12 玉环玉环#3 27.56/605/603
8、哈锅(三菱)哈锅(三菱)/上汽(西门子)上汽(西门子)/上汽电上汽电2007.11 玉环玉环#4 27.56/605/603哈锅(三菱)哈锅(三菱)/上汽(西门子)上汽(西门子)/上汽电上汽电2007.11 邹县邹县#7 26.25/605/603东锅(东锅(BHK)/东汽(日立)东汽(日立)/东汽电东汽电2006.12.4 邹县邹县#8 26.25/605/603东锅(东锅(BHK)/东汽(日立)东汽(日立)/东汽电东汽电2007.1 泰州泰州#1 26.15/605/603哈锅(三菱)哈锅(三菱)/哈汽(东芝)哈汽(东芝)/哈汽电哈汽电2007.12 泰州泰州#2 26.15/605/60
9、3哈锅(三菱)哈锅(三菱)/哈汽(东芝)哈汽(东芝)/哈汽电哈汽电2008.3 外高桥外高桥#7 28.0/605/603 上锅(阿尔斯通)上锅(阿尔斯通)/上汽(西门子)上汽(西门子)/上汽电上汽电2008.3 外高桥外高桥#8 28.0/605/603 上锅(阿尔斯通)上锅(阿尔斯通)/上汽(西门子)上汽(西门子)/上汽电上汽电2008.6 北仑港北仑港#6 27.56/605/603东锅(东锅(BHK)/上汽(西门子)上汽(西门子)/上汽电上汽电2008.12 北仑港北仑港#7 27.56/605/603东锅(东锅(BHK)/上汽(西门子)上汽(西门子)/上汽电上汽电2009.6.2 海
10、门海门#1 26.25/605/603东锅(东锅(BHK)/东汽(日立)东汽(日立)/东汽电东汽电2009.6.14 宁海宁海#5 29.3/605/603 上锅(阿尔斯通)上锅(阿尔斯通)/上汽(西门子)上汽(西门子)/上汽电上汽电2009.9 宁海宁海#6 29.3/605/603 上锅(阿尔斯通)上锅(阿尔斯通)/上汽(西门子)上汽(西门子)/上汽电上汽电2009.9.21 北疆北疆#1 28.0/605/603 上锅(阿尔斯通)上锅(阿尔斯通)/上汽(西门子)上汽(西门子)/上汽电上汽电2009.9.24 海门海门#2 26.25/605/603东锅(东锅(BHK)/东汽(日立)东汽(
11、日立)/东汽电东汽电2009.9.27 1.汽轮机热力特性汽轮机热力特性江苏沙洲电厂二期江苏沙洲电厂二期21000MW主要技术规范主要技术规范 1 汽轮机型式:汽轮机型式:超超临界参数超超临界参数、一次中间再热、单轴、凝汽式、一次中间再热、单轴、凝汽式、8级回热抽汽级回热抽汽。2 汽机高压主汽阀前参数汽机高压主汽阀前参数 额定压力:额定压力:27MPa 额定温度:额定温度:6003 汽机中压主汽门前参数汽机中压主汽门前参数 额定压力:额定压力:92%高压缸排汽压力高压缸排汽压力 额定温度:额定温度:600 4 加热器加热器(包括除氧器包括除氧器)级数级数:8级级5 给水温度给水温度(铭牌工况铭
12、牌工况):299.1/296.3(电动引风机(电动引风机/汽动引风机方案)汽动引风机方案)6 工作转速:工作转速:3000 r/min7 旋转方向:顺时针旋转方向:顺时针(从调阀端向电机端看从调阀端向电机端看)8 最大允许系统周波摆动最大允许系统周波摆动:47.551.5Hz9 设计背压设计背压(全年平均背压全年平均背压):4.8 kPa 夏季背压夏季背压(TRL工况背压工况背压):9.5kPa10保保证证热热耗耗率率:7272 kJ/kW.h(THA基基准准工工况况)7317 kJ/kW.h(在在THA基基准准工工况况基基础础上上汽汽动动引引风风机机)7362kJ/kW.h(75%THA基基
13、准准工工况况)7404 kJ/kW.h(在(在75%THA基准工况基础上汽动引风机)基准工况基础上汽动引风机)1.汽轮机热力特性汽轮机热力特性技术规范技术规范汽轮机工况及容量规范汽轮机工况及容量规范目目前前国国内内电电力力行行业业应应用用3种种不不同同的的汽汽轮轮机机工工况况及及容容量量规规范范:国国际际标标准准IEC600451:1991、电电力力行行业业标标准准DL/T8922004、国国标标GB/T55782007。1、电力行业标准、电力行业标准DL/T8922004该该标标准准有有关关汽汽轮轮机机工工况况及及容容量量的的定定义义起起源源于于1994年年1997年年“关关于于国国产产30
14、0、600MW亚亚临临界界火火电电机机组组三三大大主主机机参参数数匹匹配配的的专专题题研究研究”,其主要工况定义如下:,其主要工况定义如下:1.汽轮机热力特性汽轮机热力特性(1)额额定定功功率率或或铭铭牌牌功功率率(TRL,turbine rated power ornameplateload)是是指指在在额额定定的的主主蒸蒸汽汽及及再再热热蒸蒸汽汽参参数数、背背压压11.8kPa绝绝对对压压力力,补补给给水水率率3%及及回回热热系系统统正正常常投投入入条条件件下下,扣扣除除非非同同轴轴励励磁磁、润润滑滑及及密密封封油油泵泵等等的的功功耗耗,供供方方能能保保证证在在寿寿命命期期内内任任何何时时
15、间间都都能能安安全全连连续续地地在在额额定定功功率率因因数数、额额定定氢氢压压(氢氢冷冷发发电电机机)下下发发电电机机端输出的功率。端输出的功率。注注:背背压压11.8kPa是是对对湿湿冷冷机机组组,空空冷冷机机组组的的背背压压与与大大气气温温度度有关,其满发背压由供需双方确定。有关,其满发背压由供需双方确定。汽轮机工况定义汽轮机工况定义-传统传统1.汽轮机热力特性汽轮机热力特性(2)最最 大大 连连 续续 功功 率率(TMCR,turbine maximum continuousrating)是是指指在在额额定定的的主主蒸蒸汽汽及及再再热热蒸蒸汽汽参参数数下下,主主蒸蒸汽汽流流量量与与铭铭牌
16、牌功功率率的的进进汽汽量量相相同同,考考虑虑年年平平均均水水温温等等因因素素规规定定的的背背压压(设设计计背背压压),补补给给水水率率为为0%及及回回热热系系统统正正常常投投入入,扣扣除除非非同同轴轴励励磁磁、润润滑滑及及密密封封油油泵泵等等的的功功耗耗,在在额额定定功功率率因因数数、额额定定氢氢压压(氢氢冷冷发发电电机机)下下发发电电机机端端输输出出的的功功率率。该该功功率率为为供供方方的的保保证证功功率率,并并能能在在保保证证的的寿寿命命期期内内安安全全连连续续地地运运行行(根根据据我我国国的的背背压压条条件件6.34.9kPa,该该最最大大保保证证功率一般可能比铭牌功率大功率一般可能比铭
17、牌功率大3%6%)。汽轮机工况定义汽轮机工况定义-传统传统1.汽轮机热力特性汽轮机热力特性(3)热热耗耗率率验验收收功功率率(THA,turbine heat-rate acceptancepower)在在最最大大连连续续功功率率(TMCR)定定义义的的条条件件下下发发电电机机端端输输出出额额定定功功率率的的工工况况,该该工工况况主主蒸蒸汽汽流流量量与与额额定定功功率率的的进进汽汽量量不不相相同同。该该工工况况下热耗率一般作为汽轮机验收保证值。下热耗率一般作为汽轮机验收保证值。THA工况条件下的热耗率按下式计算不计入任何正偏差值)工况条件下的热耗率按下式计算不计入任何正偏差值)汽轮发电机组热耗
18、率汽轮发电机组热耗率=式中:式中:Wt-主蒸汽流量主蒸汽流量kg/h;Wr-再热蒸汽流量再热蒸汽流量kg/h;Ht-主主汽汽门门入入口口主主蒸蒸汽汽焓焓kJ/kg;Hr-经经再再热热器器的的蒸蒸汽汽焓焓差差kJ/kg;Hf-最终给水焓最终给水焓kJ/kg;kWg-电机终端输出功率电机终端输出功率kW;-采用静态励磁时所消耗的功率采用静态励磁时所消耗的功率汽轮机工况定义汽轮机工况定义-传统传统1.汽轮机热力特性汽轮机热力特性(4)最大计算容量最大计算容量maximumcapability在在调调节节阀阀全全开开时时(VWO)的的进进汽汽量量以以及及在在最最大大连连续续功功率率(TMCR)定定义义
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