1、600MW級超臨界直接空冷凝汽式汽輪機概述1.1概述二期工程2X 600MW級超臨界直接空冷凝汽式汽輪發(fā)電 機組，汽輪機設(shè)備為東方汽輪機有限公司生產(chǎn)超臨界空冷汽 輪機，型號為： TC4F-26(24.2MPa/566 C /566 C )，型式：超 臨界、一次中間再熱、三缸四排汽、單軸、直接空冷凝汽式 汽輪機；該機組額定出力637MW ;最大連續(xù)出力為662MW , 汽輪機采用復(fù)合變壓運行方式；具有七級非調(diào)整回?zé)岢槠＝o水系統(tǒng)采用 2X 50%汽動給水泵，不設(shè)備用泵，由于主汽 輪機采用直接空冷汽輪機，其背壓變化幅度較大，給水泵驅(qū) 動汽輪機排汽不宜排入主汽輪機的空冷器中，每臺給水泵汽 輪機各自配

2、置一臺水冷凝汽器，給水泵驅(qū)動汽輪機排汽凝結(jié) 水直接排入主汽輪機的排汽裝置中，給水泵汽輪機本體疏水 排入給水泵汽輪機凝汽系統(tǒng)中。由于二期汽輪機乏汽采用空冷冷卻系統(tǒng)，節(jié)省了一期濕冷系統(tǒng)的風(fēng)吹、蒸發(fā)、排污等水量損失，年平均節(jié)約水量約 1904m3/h。其用水量比一期濕冷系統(tǒng)節(jié)水70%。投資上與混凝式間接空冷系統(tǒng)相比，可降低工程投資35.7% ;與表凝式間接空冷系統(tǒng)相比，可降低工程投資40.2 %。王曲電廠超臨界機組與我廠一期亞臨界機組相比汽輪機組熱耗將低約4.5%。超臨界機組是指鍋爐的新蒸汽的壓力大 于臨界壓力(22.115MPa)小于25MPa的鍋爐和汽輪機發(fā)電 機組。在超臨界和超超臨界狀態(tài)， 水

3、由液態(tài)直接成為汽態(tài)(由 濕蒸汽直接成為過熱蒸汽或飽和蒸汽)，熱效率高。因此，超臨界，超超臨界發(fā)電機組已經(jīng)成為國外，尤其是發(fā)達國家 主力機組。由于機組效率提高，污染物的排放也相應(yīng)減少， 經(jīng)濟效益十分明顯。超臨界機組是火電機組大家族中的“節(jié)能減排新星”。超臨界機組和亞臨界機組特點比較它具有如下特點：(1) 熱效率高、熱耗低。可節(jié)約燃料，降低能源消耗和大 氣污染物的排放量。(2) 超臨界壓力時水和蒸汽比容相同，狀態(tài)相似，單相的 流動特性穩(wěn)定，沒有汽水分層和在中間集箱處分配不均的困 難，并不需要象亞臨界壓力鍋爐那樣用復(fù)雜的分配系統(tǒng)來保 證良好的汽水混合，回路比較簡單。(3) 超臨界鍋爐水冷壁管道內(nèi)單相

4、流體阻力比亞臨界汽包爐雙相流體阻力低。(4) 超臨界壓力下工質(zhì)的導(dǎo)熱系數(shù)和比熱較亞臨界壓力 的高。(5) 超臨界壓力工質(zhì)的比容和流量較亞臨界的小，故鍋爐 水冷壁管內(nèi)徑較細(xì)，汽機的葉片可以縮短，汽缸可以變小， 降低了重量與成本。(6) 超臨界壓力直流鍋爐沒有大直徑厚壁的汽包和下降 管，制造時不需要大型的卷板機和鍛壓機等機械，制造、安 裝、運輸方便。同時取消汽包而采用汽水分離器，汽水分離 器遠(yuǎn)比亞臨界鍋爐的汽包小，內(nèi)部裝置也很簡單，制造工藝 也相對容易，相應(yīng)地降低了成本。(7) 啟動、停爐快。超臨界壓力直流鍋爐不存在汽包上下 壁溫差等安全問題，而且其金屬重量和儲水量小，因而鍋爐 的儲熱能力差，所以

5、其增減負(fù)荷允許的速度快，啟動、停爐時間可大大縮短。一般在較高負(fù)荷(80100% )時，其負(fù)荷變動率可達10 % /min。(8) 超臨界壓力鍋爐適宜于變壓運行。(9) 超臨界鍋爐機組的水質(zhì)要求較高，使水處理設(shè)備費用增加，例如蒸汽中銅、鐵和二氧化硅等固形物的溶解度是隨 著蒸汽比重的減小而增大，因而在超臨界壓力下，即使溫度 不高，銅、鐵和二氧化硅等的溶解度也很高，為防止它在鍋 爐蒸發(fā)受熱面及汽機葉片上結(jié)垢，超臨界鍋爐需100 %的凝結(jié)水精處理，除鹽除鐵。(10) 超臨界壓力鍋爐的蓄熱特性不及汽包爐，外界負(fù)荷 變動時，汽溫、汽壓變化快而必須有相當(dāng)靈敏可靠的自動調(diào) 節(jié)系統(tǒng)，鍋爐機組的自控水平要求也較高

6、一些。變壓運行的超臨界壓力鍋爐壓力隨機組負(fù)荷變化而變化， 不需用汽輪機調(diào)節(jié)門控制機組負(fù)荷，而且部分負(fù)荷運行時，由于蒸汽容積流量變化小，能保持較高的汽機效率，并通過 改善鍋爐過熱器和再熱器的流量分配，提高了機組效率。二期工程汽輪機機組參數(shù)機組型式超臨界、一次中間再熱、三 缸四排汽、直接空冷凝汽式汽輪機型號TC4F-26(24.2MPa/566C/566 C)額定出力（THA）MW637銘牌出力（TRL）MW637最大連續(xù)出力（TMCR）MW662.071最大出力（VWO）MW690額定主蒸汽壓力MPa24.2額定主蒸汽溫度C566額定高壓缸排汽壓力MPa4.703額定再熱蒸汽進口壓力MPa4.2

7、33額定再熱蒸汽進口溫度C566主蒸汽額定進汽量t/h2078主蒸汽最大進汽量（VWO）t/h2141額定給水溫度C287.4額定工況熱耗kJ/kWh7995給水回?zé)峒墧?shù)（高壓 +除氧+低壓）級7（3咼壓+1除氧+3低壓）低壓末級葉片長度mm661高壓缸級8通流級中壓缸級6數(shù)低壓缸級2x 2x 6臨界轉(zhuǎn)速（分軸系、軸段的試驗值一階、二階）高中壓轉(zhuǎn)子r/min1650/4778A低壓轉(zhuǎn)子r/min1650/4178B低壓轉(zhuǎn)子r/min1656/4266發(fā)電機轉(zhuǎn)子r/min982/2671機組外形尺寸m xm xm26.75 x 7.5 x 6.34額定背壓kPa15報警背壓kPa60跳閘背壓kP

8、a65阻塞背壓KPa5.79最高允許排汽溫度（額定負(fù)荷）C90排汽報警溫度C90排汽跳閘溫度C121盤車轉(zhuǎn)速r/min1.51.2熱力系統(tǒng)及主要輔助設(shè)備熱力系統(tǒng)特點河曲二期2X 600MW級超臨界空冷機組選用東方汽輪機 廠生產(chǎn)的600MW級超臨界、中間再熱、單軸、三缸四排汽 直接空冷凝汽式汽輪機。給水回?zé)釣?高加+1除氧+3低加的系統(tǒng)，加熱器疏水采用逐級自流，除氧器滑壓運行，軸封 為自密封系統(tǒng)。熱力系統(tǒng)中的主蒸汽， 再熱蒸汽，主給水系統(tǒng)均采用單元 制，每臺機組設(shè)一輔助蒸汽聯(lián)箱，兩臺機組的輔助蒸汽聯(lián)箱 用母管連接，并與一期的高壓輔助蒸汽聯(lián)箱間設(shè)有聯(lián)絡(luò)管， 聯(lián)絡(luò)管上設(shè)有隔離閥，便于切換和互供廠用汽

9、。工業(yè)水系統(tǒng) 采用擴大單元制。1主蒸汽及再熱蒸汽系統(tǒng)主蒸汽及冷、熱再熱蒸汽管道均按2-1-2制系統(tǒng)設(shè)計。這樣可簡化管道布置、節(jié)省投資、消除熱偏差、減少阻力。主 蒸汽管道材料采用 A335.P91。P91管材抗拉強度高、高溫蠕 變和持久強度高、熱膨脹小、加工性能好，具有高的韌性和 好的抗氧化性能。 主蒸汽管道（主管Di432 X 78,支管Di305 X 57）采用2-1-2制方式，即從鍋爐過熱器出口接出合為一 根管道，到汽輪機前再分成兩根支管分別接到汽輪機高壓缸 左右側(cè)主汽門。熱再蒸汽管道因其管徑大、壓力低，壁厚選取既要滿足強 度要求、又要考慮剛度要求，所以P91比P22壁厚減少不如主蒸汽管道

10、明顯。但因布置因素，若采用 P22材料，其應(yīng)力 較大，中壓自動主汽門的推力矩大，所以，二期工程熱再熱 蒸汽采用ASTMA335P91。熱再熱蒸汽管道（主管Di933 X 35,支管Di660 X 26）采用2-1-2制方式，即從鍋爐再熱器出口聯(lián)箱的兩個接口接出合為 一根管道通往汽機房，到汽機處又分成兩根支管分別接到汽 輪機中壓缸左右側(cè)再熱汽門。冷再熱蒸汽管道（主管$ 965.2 X 25.4，支管$ 660.4 X 17.5）采用2-1-2制方式，即從汽輪機高壓缸排汽口接出合為一根管道，到鍋爐處再分成兩根支管，分別接到鍋爐再熱器入口 聯(lián)箱的兩個接口。主蒸汽管道上不裝流量測量裝置，主蒸汽流量通過

11、測量汽 輪機調(diào)速級后的壓力來測得。再熱蒸汽冷、熱段三大管道不做水壓試驗，采用過熱器出口管道上裝設(shè)水壓試驗閥和再熱器進出口管道上裝設(shè)水壓 試驗堵板、100%無損探傷。自動主汽門用臨時堵板， 主蒸汽 管道水壓試驗至自動主汽門。汽機啟動暖機、沖轉(zhuǎn)及升速使 用主汽門內(nèi)預(yù)啟閥及調(diào)速汽門。冷再熱蒸汽還作為軸封的汽 源之一。2汽輪機旁路系統(tǒng)由于我廠汽輪機為東方汽輪機廠產(chǎn)品，正常啟動采用中壓缸啟動，故采用鍋爐 40% MCR容量的二級串聯(lián)電動旁路系 統(tǒng)，并帶有三級減溫減壓器。高壓旁路減溫水取自給水泵出 口管道，低壓旁路減溫水取自凝結(jié)水泵出口管道。本系統(tǒng)的 設(shè)置有利于提高機組的調(diào)峰能力，啟動過程中協(xié)調(diào)機、爐之

12、間的汽量不平衡，加快機組起、停速度，減少機組循環(huán)壽命 損耗。機組啟動狀態(tài)時，保護再熱器，防止干燒。3.抽汽系統(tǒng)根據(jù)空冷機組的特點，熱力系統(tǒng)按7級抽汽回?zé)嵯到y(tǒng)設(shè)計，即：3臺低壓加熱器，3臺高壓加熱器，1臺除氧器。一、 二、三級抽汽分別供汽至 3臺高壓加熱器。四級抽汽供除氧 器，還作為輔助蒸汽聯(lián)箱汽源。五、六、七級抽汽供汽至3臺低壓加熱器。五級抽汽還作為風(fēng)機暖風(fēng)器汽源。四級抽汽 總管上裝有一只電動閘閥和兩只串聯(lián)的氣動快速關(guān)閉止回 閥，至除氧器的加熱蒸汽管道上還裝有旋啟式止回閥，可有 效地防止汽機甩負(fù)荷時，抽汽壓力突降而導(dǎo)致水箱中大量蒸 汽倒流入汽機造成超速，并能防止除氧器水箱水位過高，水 倒流入汽

13、輪機。一、二、三、五、六級抽汽管道上都分別裝 有一只電動閘閥和一只氣動快速止回閥，作為防止汽輪機超 速的一、二級保護。七號低壓加熱器布置在排汽裝置喉部。 四根七級抽汽管道亦布置在排汽裝置喉部。4給水系統(tǒng)給水系統(tǒng)采用單元制。 二期工程采用汽動給水泵， 每臺機 組配兩臺50%容量的汽動給水泵，給水泵汽輪機排汽通過水 封自流至主汽輪機排汽裝置。高加采用大旁路系統(tǒng)，裝設(shè)一 個快速電動旁路閥。給水系統(tǒng)設(shè)有一臺除氧器，定壓-滑壓 運行。水箱的貯水量為 243m3，此容量可以滿足無凝結(jié)水 進入時鍋爐最大蒸發(fā)量約 6.8分鐘的給水量。由于我廠凝水 管道至除氧器特殊結(jié)構(gòu)，如出現(xiàn)凝水中斷，恢復(fù)上水時應(yīng)注 意凝水至除氧器管道振動。每臺給水泵出口，都接有最小流 量再循環(huán)管，單獨接至除氧器給