超临界调研报告.docx
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超临界调研报告
600MW超临界机组的调研报告
一、华能沁北电厂
1、华能沁北电厂1号机和2号机分别于2004年11月23日和2004年12月13日完成168小时试运行,机组型式为600MW超临界机组,汽轮机为哈尔滨汽轮机厂引进日本三菱技术,设计制造的首台超临界汽轮机,发电机为哈尔滨发电机厂制造,锅炉为东方锅炉厂设计制造,该项目是二十一世纪设计示范依托项目。
2、机组旁路容量为35%,汽轮机油冷却器、给水泵油冷却器均采用板式换热器;辅机冷却水全部为闭式冷却水,开式水通过板式换热器将闭式水冷却,闭式水为除盐水,开式水为地下水。
汽轮机在现滤油器为离心式。
无憋压阀,给水泵也无增压级。
3、在启动、调试中出现的问题
1)锅炉减温水最初设计为从省煤器出口引出,在低负荷时压力不够,后改为从省煤器入口引出,解决了此问题。
2)无锅炉上水泵,第一次上水用正常系统,给水泵前置泵运行,通过主泵给(主泵不运行)锅炉上水。
3)设计了3个3000m3的除盐水储水箱,但在调试期间,两台机组出现过抢水问题,通过合理安排两台机调试用水时间,可避免。
4)锅炉冲洗初期,水不回收,直至水质指标符合要求(含铁量)后回收。
初期的排水直排到工业废水池用于除灰和煤场。
5)在调试种,精处理开始使用国产树脂,合格后换成进口树脂,可降低成本。
4、机组每启动一次,锅炉均产生氧化皮,形状为颗粒状,运行一年后揭缸检查,转子、叶片没有被氧化皮颗粒冲刷的痕迹。
二、汕头电厂
1、该厂装机容量为1200MW,一期工程为,二期工程为1×600MW。
汽轮机为哈尔滨汽轮机厂,发电机为哈尔滨发电机厂制造,锅炉为东方锅炉厂设计制造。
600MW机组于2005年10月投入运行。
2、直流炉启动时情况:
直流炉启动操作较汽包炉操作简单,仅对温度和压力进行监视。
在启动时,采用等离子点火,不投油枪。
3、锅炉冷态冲洗时,仅仅用了半天,但是时间的长短,关键是安装过程中管道的洁净情况。
锅炉热态冲洗时,冲洗水全部外排,直至水中含铁量达到要求后回收。
每次热态冲洗时间长短受除盐水储水量的限制,该厂除盐水箱设计为两个500m3,每一次热冲洗需要时间为3—4小时。
4、给水泵为2×50%汽泵+1×30%电泵。
锅炉酸洗时用电泵。
5、引风机为静叶可调,选型容量偏小,正常满负荷时满足需要,做超负荷试验时偏小。
一次风机、送风机为动叶可调,没有选型大的感觉。
6、磨煤机处理偏小,标称65t/h,实际50t/h。
7、真空泵为山东淄博合资的纳斯泵。
8、该厂由于辅机冷却水为海水,冷却水换热器为管式换热器。
9、机组每启动一次,锅炉均产生氧化皮,形状为颗粒状。
三、杭州汽轮机股份有限公司
1、杭州汽轮机股份有限公司于1998年成立,前身为杭州汽轮机厂,该厂于1958年成立。
七十年代中期全套引进德国西门子公司工业汽轮机设计制造技术,。
1980年生产出第一台按引进技术设计制造的工业汽轮机。
已有800台提交用户,其中有1/2以上机组替代进口产品用于国内重点工程项目。
西门子小汽机技术可按用户的特殊需要,非标准设计制造工业汽轮机,故杭州汽轮机厂是国内唯一具备此条件的厂家。
这些技术在电厂给水泵中仅仅为的50%的小汽机。
2、600MW机组50%小汽机的特点
1)在设计运行范围内能自动满足系统要求的电液调节系统;调节器接受来自买方锅炉给水控制系统的4~20mA的信号,能够单机或并列运行。
2)用于正常运行的进汽室,带有液压操纵的多阀碟调节阀。
所有阀碟和阀座均为不锈钢材料。
高压蒸汽通过高压的管道调节阀节流后经主汽门及低压的调节阀后进入汽轮机做功。
3)采用中心键定位支承的水平中分面汽缸。
4)末级叶片的进汽边淬硬解决水蚀问题。
末级叶片长度为303.1mm。
5)汽轮机的通流部分根据具体的蒸汽参数以及水泵的参数,在叶片的高度、级数等方面作相关调整,确保用于该项目的汽轮机达到最高效率。
6)整个汽轮机在工厂安装在底座上,到现场后对底座进行调整安装即可,机现场安装方便、简单。
7)采用非接触式油涡轮盘车装置,该盘车装置能自动投入,盘车转速可达120r/min,远超过给水泵的最低连续盘车转速。
8)小汽机与给水泵润滑用油采用透平油;调节油可根据需要,采用透平油或抗燃油。
3、1000MW机组50%小汽机的特点:
1)杭汽与日本三菱重工合作生产,杭汽为项目领导者,三菱是杭汽的设备分包方和技术支持方。
引进三菱技术设计生产及质量控制,末级低压叶片由三菱提供,重要部件,如轴承,控制系统等从国外进口。
2)在设计运行范围内能自动满足系统要求的电液调节系统;调节器接受来自买方锅炉给水控制系统的4~20mA的信号,能够单机或并列运行。
3)用于正常运行的进汽室,带有液压操纵的多阀碟调节阀。
所有阀碟和阀座均为不锈钢材料,镶嵌司太立硬质合金。
汽缸下半带有高压蒸汽室和单阀碟调节阀。
4)汽轮机末级叶片长度为500mm。
司太立合金镶嵌叶片。
通流部分为六级,前三级叶片可调整,后三级叶片不的调整。
5)双作用液压伺服电机定位调节阀。
6)带联锁的电动盘车装置,可防止在润滑油压力太低时盘车装置投入运行。
盘车最高转速可到40r/min。
7)小汽机与给水泵润滑用油、调节油均采用透平油;
8)每台汽轮机在工厂进行组装后作空载试车试验、高速动平衡试验和超速试验。
9)I&C的配套
采用电子超速保护,取消机械超速保护。
MEH、METS、MTSI的配套灵活性均较大,可以满足MEH与DCS一体化以及METS、MTSI与主机TSI、ETS配套一体化的要求。
业绩有:
华能玉环电厂1000MW机组配套给水泵小汽机、国电泰州电厂1000MW机组配套给水泵小汽机和在日本的神户制钢和KansaiMaizuru也有类似业绩。
与给水泵曾经配套的厂家有苏尔寿泵、荏原泵、三菱泵有配套业绩,与KSB泵在泰州项目上首次合作。
另外,与三菱重工合作,交货工期为12个月。
4、杭州汽轮机股份有限公司的加工制造能力
杭州汽轮机股份有限公司在引进德国西门子的积木块技术后,相继引进了国内外各类重、精、密加工设备。
近年来,购进关键加工设备及检测计量仪表,其中主要的大型关键加工设备有:
德国数控立车、转子车床、数控龙门铣,意大利镗铣床和瑞士五联动叶片加工中心、英国三座标测量仪。
四、上海外高桥电厂
1、上海外高桥三期选择100%汽泵的缘由:
上海外高桥第二发电有限责任公司采用2×50%汽泵+1×40%电泵,其中小汽机为西门子小机厂生产的工业汽轮机,给水泵为德国KSB,电泵马达为日本东芝。
调试和运行过程中多次由于给水泵原因跳机。
出现过如下问题:
1)在压力较高时,两台汽泵并列运行调节很困难,特别是负荷变动大时,两泵有抢水现象,热工加流量平衡装置,进行补偿。
2)泵的启、停均为程控,大型超临界机组给水泵是多边界(上、下、左、右)保护,在解列时由于水泵原因,跳机7次,水泵解列难度大。
在解列过程中,负荷到70%时,电泵投入,汽泵退出运行,电泵要立即将出口水量顶上去,但由于抢水现象,水量进行平衡调整,电泵投入后,机组要降负荷,容易造成水泵边界点偏离,出现跳机问题。
同时由于电泵出口水量一时无法跟上,锅炉水冷壁汽水分离点后移,过热段水冷壁易超温,待水量跟上去时,超温的那部分管产生氧化皮。
3)10KV母线在设计上没有考虑给水泵启动电流大造成电压降大的问题,从而在调试中出现过由于10KV母线电压低于8KV,造成其它辅机动作,后进行了改造。
4)调试中遇到过电泵出现问题时,汽泵出口由于没有调节阀,避不开临界转速,最后加装了调节阀。
总之,通过二期的调试和运行经验,两台汽泵在调节匹配上较一台汽泵可靠性差,再者,外高桥电厂对德国、美国800MW电厂进行了调研,全部采用一台100%的小汽轮机,厂家全部为阿尔斯通。
而且国外电厂采用2×50%小汽轮机平均每年一次由于给水泵原因跳机,采用100%小汽轮机每25年一次由于给水泵原因跳机。
基于上述原因,外高桥三期采用了100%小汽轮机。
2、由于一台100%汽泵厂家仅有阿尔斯通一家,为避免垄断价格产生,三期汽泵在招标时,2×50%和1×100%汽泵两种方案并存。
3、机组每启动一次,锅炉均产生氧化皮颗粒。
4、旁路容量为100%,实现停机不停炉。
5、上海外高桥电厂提出的几点建议:
1)将除氧气布置在炉顶,可将给水泵前置泵取消,这样可避免由于给水泵前置出现问题,导致整个给水泵组停运,提高电厂运行的可靠性,美国所有电厂均采用这种布置方式。
但是这种布置需增加凝结水增压泵,同时取消一台低压加热器,用一台低压除氧气替代,不仅提高机组的热效率,而且对超临界锅炉而言,凝结水多一级除氧,水质指标可进一步提高。
2)凝结泵多一级增压泵,可将凝结水泵压力降低,凝结水精处理压力降低,可降低造价。
3)100%汽泵,自带凝汽器,布置灵活,若与大机凝汽器公用一个,需要一个大的波纹节和蝶阀,造价提高,再者,小机系统有漏点,会影响大机的真空。
4)建议可将小汽机不放在运转层,布置在中间层,这样泵的汽蚀余量可降低,除氧器随布置标高也可降低。
再者,抽汽管道均在主机下缸,可节省抽汽管道,但是在运转层留一个窗口,可俯视看到小汽机的布置。
6、上海外高桥电厂介绍通小汽机的情况
1)国际上可设计制造100%容量小汽机的仅有两家,即西门子和阿尔斯通(前ABB),但西门子在投标时提供的型号与外高桥二期的型号一样,由于二期小汽机出现诸多问题,不用这个型号,经过了解国外机组100%小汽机均采用阿尔斯通的,而且性能很高,故选择了阿尔斯通小汽机。
2)西门子小汽机理论效率是81%,而实际不到75%;因为西门子小汽机两个调门全开时刻带负荷120%,泵式最经济的,正常情况下,强制节流,故效率较低。
阿尔斯通小汽机保证效率是86.7%,因为阿尔斯通的小汽机进汽部分喷嘴分为3个弧段,其中两个弧段的喷嘴用于正常工况的五抽,在额定工况时,两个喷嘴室始终全部打开,无节流,一直处于经济运行。
另外1/3弧段用于再热蒸汽,此弧段的喷嘴室容量按带120%负荷配置,不仅接受外来汽,而且它可让消极100%负荷运行。
3)西门子小汽机没有将喷嘴分为两种汽源进汽室,在实际运行中两种汽源需要切换,切换汽源不能及时跟上,机组立即跳机。
而阿尔斯通小汽机不存此问题,两种汽源独立的,可同时进汽,在调节级后两种汽源压力温度均以一样,可靠性非常好。
7、阿尔斯通交货工期为14个月。
五、调研后的几点建议:
1、通过对华能沁北电厂、华能汕头电厂和外高桥第二发电厂调研,超临界机组每启动一次锅炉水冷壁均产生氧化皮,随着蒸汽的流动,带入汽轮机内,日积月累对汽轮机转子和调节级冲刷,缩短了锅炉和汽轮机的使用寿命。
通过外高桥电厂的经验介绍,为避免由于其它主辅机故障,使机组必须解列,实现停机不停炉(减少锅炉启动次数),建议机组采用100%旁路,但是系统理念发生了改变:
冷再管道、高加、除氧器、给水泵和凝结水泵运行方式均发生了变化。
2、600MW超临界机组采用2×50%汽泵和1×100%汽泵均可满足运行条件,但是均建议可以将启动用30%电泵取消。
六、日本三菱重工将其设计的1000M50%的小汽机改造为600MW50%的小汽机生产100%小汽轮机和ABB生产汽轮机的情况:
600Mw机组的50%小汽轮机,杭汽完全将西门子技术消化吸收,目前自行设计并制造,通流部分9到11级,根据不同的工程进行设计。
1000Mw机组的50%小汽轮机,与日本三菱公司进行合作,日本三菱公司做技术性能内保证,杭汽加工制造。
末级叶片长500mm,该叶片在日本加工制造,在杭汽主装。
通流部分为六级,根据不同工程仅对前三级叶片进行调整。
在国内华能玉环和国电泰州已签合同。
三菱公司能否用此机型对前三级叶片进行调整满足600Mw机组的100%小汽轮机要求,设计院提供参数后,由三菱公司进行效核,若三菱公司重新开发末级叶片对本工程是不现实的。
阿尔斯通公司开发的发
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