D600C、E通用版

1、- 1 -新一代燃煤电厂改造技术新一代燃煤电厂改造技术汽轮机节能改造方案汽轮机节能改造方案- 2 -节能改造方案内容节能改造方案内容新一代燃煤电厂改造技术新一代燃煤电厂改造技术先进的汽轮机节能改造技术先进的汽轮机节能改造技术汽轮机节能改造方案及业绩汽轮机节能改造方案及业绩收益及投资回报收益及投资回报- 3 -日立日立引进机型引进机型通流改造应用通流改造应用高效新一代节高效新一代节能汽轮机能汽轮机技术技术保障保障稳定的设计队伍稳定的设计队伍先进的数值分析技术先进的数值分析技术完整的试验能力完整的试验能力广泛的技术交流与合作广泛的技术交流与合作高效可靠高效可靠节能型机组节能型机组母型机母型机技术特

2、技术特性分析性分析1 1 先进的汽轮机节能改造技术先进的汽轮机节能改造技术1.11.1技术开发策略技术开发策略遗传进化策略遗传进化策略新一代燃煤电厂改造技术新一代燃煤电厂改造技术- 4 -新一代燃煤电厂改造技术新一代燃煤电厂改造技术- 5 -24.2MPa/538/56624.2MPa/566/56658 KJ/KW.h超临界超临界6060万机组万机组新一代燃煤电厂改造技术新一代燃煤电厂改造技术- 6 -1.2.1.2 1.2.1.2 热力系统优化热力系统优化回热系统改造回热系统改造新一代燃煤电厂改造技术新一代燃煤电厂改造技术- 7 -77 7新一代燃煤电厂改造技术新一代燃煤电厂改造技术- 8

3、 -优化后进汽室模型优化后进汽室模型原始喷嘴模型原始喷嘴模型调节级整圈计算验证调节级整圈计算验证优化后调节级效率提高显著优化后调节级效率提高显著新一代燃煤电厂改造技术新一代燃煤电厂改造技术- 9 -高压级高压级3D流道优化技术流道优化技术攻角优化攻角优化三维成形优化三维成形优化静动叶型优化静动叶型优化优化后效率提高优化后效率提高1.32%95.65%新一代燃煤电厂改造技术新一代燃煤电厂改造技术- 10 -先进流形及流动特性的精确匹配设计技术：按照焓降，速比，反动度的高效准则，实现根径，级数，相对叶高优化匹配优化。新一代燃煤电厂改造技术新一代燃煤电厂改造技术- 11 -1000MW1000MW高

4、压缸全三维通流分析高压缸全三维通流分析p采用Numeca等软件，进行全三维整缸分析计算表明。先进的弯曲导叶片技术、全三维扭曲动叶成型技术和优化可控涡技术，级效率可提高约2 2。1000MW1000MW中压缸全三维通流分析中压缸全三维通流分析1000MW1000MW低压缸全三维通流分析低压缸全三维通流分析新一代燃煤电厂改造技术新一代燃煤电厂改造技术- 12 -u冲动式汽轮机独有的边界层抽吸技术，可使级效率可提高冲动式汽轮机独有的边界层抽吸技术，可使级效率可提高0.5。 损失图 壁面极限流线不采用边界层抽吸技术完整级三维流线示意图 损失图 壁面极限流线采用边界层抽吸技术反动式冲动式新一代燃煤电厂改

5、造技术新一代燃煤电厂改造技术- 13 -采用世界流行的整体拉筋围带阻尼CCB结构：保证高可靠性；采用适应高超音速流动的叶型和可控涡流型的三维设计：保证高经济性；3000转速rpm （湿冷）叶片长度叶片长度856856909909101610161092109212001200环形面积环形面积m m2 26.816.817.387.38 8.768.76 10.1110.1111.711.7功率等级功率等级MWMW3003006 600003003006006003003006006006006001 10000006006001 1000000排汽口数量排汽口数量 2F/4F2F/4F 2F/

6、F2F/F4F4F2F/4F2F/4F 2F/4F2F/4F转速3600 rpm（湿冷）叶片长度叶片长度635635910.2910.2环形面积环形面积m m2 2 3.86 3.86 7.027.02功率等级功率等级185MW185MW660MW660MW排汽口数量排汽口数量2F2F4F4F全三维气动优化技术全三维气动优化技术新一代燃煤电厂改造技术新一代燃煤电厂改造技术- 14 -原始模型原始模型优化模型优化模型原始模型原始模型优化模型优化模型总压损失系数总压损失系数1 10.280.28新一代燃煤电厂改造技术新一代燃煤电厂改造技术- 15 -原始模型原始模型优化模型优化模型原始模型原始模型

7、优化模型优化模型总压损失总压损失系数系数1 10.640.64对末级叶片耦合排汽室及连通管的分析与优化工作，使中压排汽缸的总压损失系数有较大下降。耦合叶片耦合叶片新一代燃煤电厂改造技术新一代燃煤电厂改造技术- 16 -l优化排汽缸的径向和轴向尺寸，使低压排汽缸具有良好的静压恢复能力，减少能量损失。l优化排汽缸中的轴承圆锥体，增加曲线型导流板，降低流动损失。l优化排汽缸中支撑布置，减小流动损失。低压排汽缸压力分布低压排汽缸压力分布原始模型原始模型优化模型优化模型原始模型原始模型 优化模型优化模型静压恢复系数静压恢复系数（% %）4.84.842.642.6新一代燃煤电厂改造技术新一代燃煤电厂改造

8、技术- 17 -动叶叶顶自带冠、高低齿汽封技术，漏汽损失减少约25%、级效率提高约0.4%，热耗收益29KJ/KW.h。DASDAS汽封、汽封、DAS+DAS+接触汽封接触汽封 结构结构避免常规汽封起停磨损引起的损失，维持机组长期、高效、可靠运行。避免常规汽封起停磨损引起的损失，维持机组长期、高效、可靠运行。接触刷子接触刷子汽封汽封新一代燃煤电厂改造技术新一代燃煤电厂改造技术- 18 -相同试验条件下，DAS汽封的泄漏量最小，蜂窝汽封次之，侧齿汽封和铁素体迷宫式汽封泄漏量最大。DAS汽封的泄漏量比迷宫式汽封小15%，比蜂窝汽封小5%8%。新一代燃煤电厂改造技术新一代燃煤电厂改造技术- 19 -

9、新一代燃煤电厂改造技术新一代燃煤电厂改造技术- 20 -本体及各辅助系统设计，遗传了成熟可靠的原设计。本体及各辅助系统设计，遗传了成熟可靠的原设计。u 成熟可靠的滑销系统成熟可靠的滑销系统u 可靠的轴承及轴系可靠的轴承及轴系u 高度集成的润滑油系统高度集成的润滑油系统u 高度自动化的自密封系统高度自动化的自密封系统新一代燃煤电厂改造技术新一代燃煤电厂改造技术- 21 -优化后的高中压内缸结构及力学分析优化后的高中压内缸结构及力学分析新一代燃煤电厂改造技术新一代燃煤电厂改造技术- 22 -优化后的低压内缸结构优化后的低压内缸结构新一代燃煤电厂改造技术新一代燃煤电厂改造技术- 23 -多级空气透平

10、试验转子和隔板多级空气透平试验转子和隔板实测效率与计算效率对比实测效率与计算效率对比多多级级透透平平试试验验验验证证新一代燃煤电厂改造技术新一代燃煤电厂改造技术- 24 -不同方案速比与效率关系不同方案速比与效率关系试验方案试验方案E (2014E (2014年完成年完成) )试验方案试验方案D (2014D (2014年完成年完成) )试验方案试验方案A (2013A (2013年完成年完成) )HV - 叶尖HV - 叶中HV - 叶根BV - 叶尖BV - 叶中BV - 叶根HV - 叶尖HV - 叶中HV - 叶根BV - 叶尖BV - 叶中BV - 叶根日立引进叶型日立引进叶型东汽自

11、主优化叶型东汽自主优化叶型东汽自主高效叶型东汽自主高效叶型新一代燃煤电厂改造技术新一代燃煤电厂改造技术- 25 - 极限流线图变迁极限流线图变迁 借助先进的气动分析并结合试验研究，完成东方最新高效动静叶型借助先进的气动分析并结合试验研究，完成东方最新高效动静叶型设计，使得级效率提高设计，使得级效率提高0.5%-1%0.5%-1%左右。左右。新一代燃煤电厂改造技术新一代燃煤电厂改造技术- 26 -2 2 汽轮机节能改造技术方案及业绩汽轮机节能改造技术方案及业绩实现国家节能减排战略目标实现国家节能减排战略目标新一代燃煤电厂改造技术新一代燃煤电厂改造技术- 27 -3 3 代高效宽负荷机组研发代高效

12、宽负荷机组研发2.1 电站节能改造背景电站节能改造背景锅炉效率约94% 电站系统能效指标现状电机效率约99%汽轮机效率91%-92%电站辅助系统2.1.1 电站系统能效诊断电站系统能效诊断新一代燃煤电厂改造技术新一代燃煤电厂改造技术- 28 -3 3 代高效宽负荷机组研发代高效宽负荷机组研发2.1 电站节能改造背景电站节能改造背景2.1.2 用户设备现状用户设备现状新一代燃煤电厂改造技术新一代燃煤电厂改造技术目前须改造的东方超临界目前须改造的东方超临界600MW600MW机型，主要为日立引机型，主要为日立引进型、一次中间再热、单轴、三缸四排汽、凝汽式汽轮进型、一次中间再热、单轴、三缸四排汽、凝

13、汽式汽轮机。根据前期调研结果，该机型普遍存在高压内缸变形、机。根据前期调研结果，该机型普遍存在高压内缸变形、中压中压1 1级隔板变形、实际热耗偏离设计值等问题。级隔板变形、实际热耗偏离设计值等问题。 机型机型代号代号目前热耗水平目前热耗水平 基本改造目标热耗基本改造目标热耗超临界超临界60万万 D600C、E 78007820 7630 KJ/KW.h- 29 -3 3 代高效宽负荷机组研发代高效宽负荷机组研发 叶片气动设计落后，级效率低；叶片气动设计落后，级效率低； 进、排汽部分压损大；进、排汽部分压损大；通流通流 安装偏差导致效率偏离设计值；安装偏差导致效率偏离设计值；汽封间隙设计不合理，

14、漏汽损失大；汽封间隙设计不合理，漏汽损失大；结构设计不合理，汽缸变形，导致内漏；结构设计不合理，汽缸变形，导致内漏； 由于制造偏差使机组热耗增加由于制造偏差使机组热耗增加约占机组设计热耗的约占机组设计热耗的0.5%0.5%1.0%1.0%密封密封制造制造安装安装2.1.3 原汽轮机设备改造潜力简析原汽轮机设备改造潜力简析新一代燃煤电厂改造技术新一代燃煤电厂改造技术- 30 -2.2 2.2 通流机组改造原则通流机组改造原则高、中、高、中、低压通低压通流改造流改造保留部分保留部分更换部分更换部分高、中压外缸高、中压外缸低压外缸低压外缸低压转子主低压转子主轴（轴（可选更换可选更换）高中压转子高中压

15、转子喷嘴室及喷嘴组喷嘴室及喷嘴组高压内缸高压内缸高压级导叶及隔板高压级导叶及隔板高压级动叶高压级动叶中压内缸中压内缸中压级导叶及隔板中压级导叶及隔板中压级动叶中压级动叶高中压隔板汽封高中压隔板汽封A A、B低压动叶低压动叶A A、B低压隔板汽封低压隔板汽封高中低压端汽封圈高中低压端汽封圈低压内缸低压内缸采用先进的汽轮机通流改造技术，采用先进的汽轮机通流改造技术，提高经济性和出力的目的；提高经济性和出力的目的；转子与发电机及高中压转子联接转子与发电机及高中压转子联接方式和位置不变；方式和位置不变；额定工况下，各抽汽口的热力参额定工况下，各抽汽口的热力参数基本不变；数基本不变；机组的基础不动，对基

16、础负荷基机组的基础不动，对基础负荷基本无影响；本无影响；回热系统、汽封系统不动，各抽回热系统、汽封系统不动，各抽汽口位置不变；汽口位置不变；延长机组寿命；延长机组寿命；在大修期内完成现场改造；在大修期内完成现场改造；设计、制造、检验符合标准要求设计、制造、检验符合标准要求。新一代燃煤电厂改造技术新一代燃煤电厂改造技术- 31 -高效可靠调节级高效可靠调节级低型损、大相对叶高、低型损、大相对叶高、低二次流损失可控涡典低二次流损失可控涡典型级型级自带冠动叶自带冠动叶+ +城墙齿汽城墙齿汽封系统，叶顶漏汽小封系统，叶顶漏汽小低压损高压进汽腔室低压损高压进汽腔室低压损中排型线低压损中排型线过桥汽封齿数

17、增加过桥汽封齿数增加，减少过桥漏汽，减少过桥漏汽大刚度低大刚度低型损叶型型损叶型新高中压内缸变新高中压内缸变形小、密封性好形小、密封性好低压损中压进汽腔室低压损中压进汽腔室高中压通流优化技术方案高中压通流优化技术方案低压损高排型线低压损高排型线新一代燃煤电厂改造技术新一代燃煤电厂改造技术- 32 -低压通流优化技术方案低压通流优化技术方案新优化的低压排新优化的低压排气缸，静压恢复气缸，静压恢复系数更高系数更高自带冠动叶自带冠动叶+ +城墙城墙齿汽封，泄露量更齿汽封，泄露量更少少可控涡典型级，型可控涡典型级，型损大幅降低；相对损大幅降低；相对叶高的提升，二次叶高的提升，二次流损失大大降低流损失大

18、大降低新低压内缸，刚性与新低压内缸，刚性与自密性好，无内漏自密性好，无内漏全新优化的末级全新优化的末级效率更高效率更高新一代燃煤电厂改造技术新一代燃煤电厂改造技术- 33 -2.4 2.4 汽轮机节能改造后性能保证汽轮机节能改造后性能保证优化方案优化方案方案一方案一方案二方案二出力提升出力提升否否是，增容是，增容630MW630MW通流优化通流优化高、中、低压高、中、低压通流优化通流优化高、中、低压高、中、低压通流优化通流优化系统优化系统优化（可选）（可选）0#高加高加外置式蒸冷外置式蒸冷低温省煤器低温省煤器100%给水泵小机给水泵小机增加增加1级回热级回热0#高加高加外置式蒸冷外置式蒸冷低温

19、省煤器低温省煤器100%给水泵小机给水泵小机增加增加1级回热级回热参数提升参数提升24.2/566/56624.2/566/56624.2/566/56624.2/566/566改后热耗改后热耗(THA)(THA)76307630 7630 7630新一代燃煤电厂改造技术新一代燃煤电厂改造技术- 34 -2.5 2.5 汽轮机节能改造业绩汽轮机节能改造业绩实际机组的热力试验结果实际机组的热力试验结果 ( (国内电厂国内电厂6 6台机组台机组) )新一代燃煤电厂改造技术新一代燃煤电厂改造技术- 35 -2.5 2.5 汽轮机节能改造业绩汽轮机节能改造业绩实际机组的热力试验结果实际机组的热力试验结果 ( (国内电厂国内电厂6 6台机组台机组) )整机效率提高大于整机效率提高大于4%，热耗小于，热耗小于7910kJ/kw.h新一代燃煤电厂改造技术新一代燃煤电厂改造技术- 36 -2.5 2.5 汽轮机节能改造业绩汽轮机节能改造业绩东汽东汽600MW改造业绩改造业绩项目名称项目名称华能上都电厂华能上都电厂3#机机机组型式机组型式亚临界、一次中间再热、三缸四排汽、亚临界、一次中间再热、三缸四排汽、直接空冷凝汽式汽轮机直接空冷凝汽式汽轮机机组型号机组型号NZK600-16.7/538/538改造内容改造内容汽机本体通流改造汽机本体通流改造投运时间投运时间2014.11保证热耗保证热耗81