超超临界百万机组介绍

1、超超临界百万机组超超临界百万机组介绍介绍台山电厂发电生产部台山电厂发电生产部裴利平裴利平关于超临界q 超临界参数（22.115MPa，374.15） 该点附近，水的液态和汽态密度趋于相同， 蒸发热 量（汽化潜热）也趋近于零临界点：22.115MPa，374.15关于超临界关于超临界 低于临界点参数称为亚临界参数（17MPa22.1MPa）或超高压（亚临界参数以下）等；参数在临界点之上称为超临界机组，否则称为亚临界机组或超高压机组等。关于直流锅炉关于直流锅炉n直流炉没有汽包，因此也就没有固定的汽水分界面；汽水分界面随负荷变化而变化。n工质在锅炉内依次完成加热汽化过热过程，在炉内没有汽水分离（干态

2、情况下）和汽水循环过程。n超临界参数必须选用直流炉；亚临界参数也可以选用直流炉。n由于取消了汽包，因此能快速启停。与自然循环锅炉相比，直流炉从冷态启动到满负荷运行，变负荷速度可提高一倍左右 。关于直流炉关于直流炉n锅炉本体金属消耗量最少，锅炉重量轻； 一台直流锅炉大约可节省金属2000t；而且省去了汽包的制造工艺，使锅炉制造成本降低。n水冷壁的流动阻力全部要靠给水泵来克服，这部分阻力约占全部阻力的2530。所需的给水泵压头高，既提高了制造成本，又增加了运行耗电量。n为了回收启动过程的工质和热量并保证低负荷运行时水冷壁管内有足够的重量流速，直流锅炉需要设置专门的启动系统。关于直流炉关于直流炉n启

3、动系统中的汽水分离器在低负荷时起汽水分离作用并维持一定的水位，在高负荷时汽水分离器起到一个蒸汽联箱的作用。n为了达到较高的重量流速，必须采用小管径水冷壁，因此提高了传热能力而且节省了金属，减轻了炉墙重量，同时减小了锅炉的热惯性（降低了锅炉的蓄热能力），使快速启停的能力进一步提高，适用机组调峰的要求。n但热惯性小也会使水冷壁对热偏差的敏感性增强。当煤质变化或炉内火焰偏斜时，各管屏的热偏差增大，由此引起各管屏出口工质参数产生较大偏差，进而导致工质流动不稳定或管子超温。关于直流炉关于直流炉n为保证足够的冷却能力和防止低负荷下发生水动力多值性以及脉动，需提高质量流速。加上管径减小的影响，使直流锅炉的流

4、动阻力显著提高,600MW以上的直流锅炉的流动阻力一般5.4MPa6.0MPa。n超临界压力直流锅炉水冷壁管内工质温度随吸热量而变，即管壁温度随吸热量而变。因此，热偏差对水冷壁管壁温度的影响作用显著增大。n变压运行的超临界参数直流炉，在亚临界压力范围和超临界压力范围内工作时，都存在工质的热膨胀现象。并且在亚临界压力范围内可能出现膜态沸腾；在超临界压力范围内可能出现类膜态沸腾。关于超超临界关于超超临界n本质上超超临界机组和超临界机组没有区别;n超超临界:商业性称谓，不具备明确的物理定义，仅表示技术参数或技术发展的一个段，表示更高的压力和温度，起始点定义不同。n我国关于超超临界的定义为新蒸汽压力高

5、于27MPa或温度高于580。关于百万等级大容量机组关于百万等级大容量机组n目前在运行的及在建的百万等级及以上的大容量机组有超临界，也有超超临界的。n有采用双轴的，也有采用单轴的。n采用双轴的百万机组，有全速的，也有半速的。n有采用一次再热，也有采用两次再热的。n目前百万等级大容量机组的发展趋势是采用单轴、一次再热、超超临界参数；这也是我国百万机组制造选型的方向。关于直流炉的启动系统关于直流炉的启动系统n直流炉启动系统主要有三种形式：1.大气扩容式2.带疏水热交换器式3.带炉水循环泵式（台电）大气扩容式启动系统大气扩容式启动系统带疏水热交换器的启动系统带疏水热交换器的启动系统带循环泵的启动系统

6、带循环泵的启动系统直流炉直流炉三种三种启动系统启动系统比较比较种类种类 扩容器式扩容器式 循环泵式循环泵式 热交换器式热交换器式优点优点 系统简单，投资少；系统简单，投资少；运行操作方便；容运行操作方便；容易实现自动控制：易实现自动控制：维修工作量少。维修工作量少。 工质和热量回收效果工质和热量回收效果好；启动时间短；运好；启动时间短；运行灵活性高行灵活性高 运行操作方便；运行操作方便；容易实现自动控容易实现自动控制；工质和热量制；工质和热量回收效果好；维回收效果好；维修工作量少。修工作量少。缺点缺点 运行经济性运行经济性差；要求除氧器安差；要求除氧器安全阀容量增大或采全阀容量增大或采用负安全

7、阀；用负安全阀； 系统较复杂；系统较复杂；投资大；运行操作复投资大；运行操作复杂；设备（尤其循环杂；设备（尤其循环泵）运行和维护要求泵）运行和维护要求高；循环泵的控制要高；循环泵的控制要求高求高 系统很复杂；系统很复杂；投资大；金属耗投资大；金属耗量大；要求除氧量大；要求除氧器安全阀容量增器安全阀容量增大（或采用负安大（或采用负安全阀）。全阀）。关于直流炉的启动系统关于直流炉的启动系统n我国已投产百万等级超超临界机组均采用带循环泵的启动系统；六十万超（超）临界机组有不少采用大气扩容式的启动系统。n目前在国内还没有采用带热交换器的启动系统n带循环泵的启动系统的优缺点：1）在吹管、调试及正常起停阶

8、段可以回收工质热量（相比较大气扩容式启动系统）。关于直流炉的启动系统关于直流炉的启动系统2）在最低直流负荷以下，采用再循环泵强制循环运行方式，水冷壁具有较强的强制流动特性，所有上升的管屏不会发生倒流，不必进行倒流的校验，同时，对于垂直管屏，最低直流负荷下的工作压差（平均受热管的重位压差和流动阻力之总和）总是能大于管圈的最大停滞压差Pt=Hr（式中H为管圈高度；r为系统压力下的饱和水重度），特别是由于装设阻力较大的入口节流孔圈，更不会发生停滞现象。关于直流炉的启动系统关于直流炉的启动系统3）由于在小于最低直流负荷采用再循环泵进行强制循环，循环泵有足够的压头保持流动的稳定性，另一方面，向上流动的垂

9、直管水冷壁由于静压占总阻力的比例较大，不存在多值性的可能。此外，水冷壁入口加装节流孔圈，提供了一附加阻力，也进一步消除了出现多值性的可能。关于直流炉的启动系统关于直流炉的启动系统4）再循环泵的投资费用、维护保养费用高很多。5）吹管阶段、调试阶段及正常启停阶段再循环泵运行时，汽水分离器的水位控制难度大增，容易出现分离器水位保护跳炉。6）正常运行阶段，由于再循环泵过冷水的存在，一样会产生不少的热量损失。ALSTOM 公司公司10001000MW MW 超超临界塔式超超临界塔式锅炉锅炉介绍介绍n台电B厂21000MW 超超临界压力直流锅炉是在引进德国ALSTOM 1000MW 超超临界塔式锅炉技术的

10、基础上，结合上海锅炉厂有限公司燃用神府东胜煤的经验进行设计的。锅炉设计条件及性能数据锅炉设计条件及性能数据n锅炉为2955t/h 超超临界参数变压运行螺旋管圈（三菱重工采用内螺纹垂直管屏）直流炉，单炉膛（半）塔式布置、四角切向燃烧、摆动喷嘴调温、平衡通风、全钢架悬吊结构、露天布置、采用机械刮板捞渣机固态排渣的锅炉。锅炉燃用神府东胜煤。炉后尾部布置两台转子直径为16370mm 的三分仓容克式空气预热器。锅炉制粉系统采用正压直吹式系统，每台锅炉配置6 台中速磨煤机，BMCR工况时，5台运行，一台备用。BMCR BMCR 工况及额定工况主要参数工况及额定工况主要参数名称单位BMCRBRL过热蒸汽流量

11、过热蒸汽流量t/ht/h2955295528692869过热器出口蒸汽压力过热器出口蒸汽压力MPa(gMPa(g) )27.927.927.8527.85过热器出口蒸汽温度过热器出口蒸汽温度oCoC605605605605再热蒸汽流量再热蒸汽流量t/ht/h2443244323762376再热器进口蒸汽压力再热器进口蒸汽压力MPa(gMPa(g) )6.26.26.036.03再热器出口蒸汽压力再热器出口蒸汽压力MPa(gMPa(g) )6.036.035.865.86再热器进口蒸汽温度再热器进口蒸汽温度oCoC367367361361再热器出口蒸汽温度再热器出口蒸汽温度oCoC6036036

12、03603省煤器进口给水温度省煤器进口给水温度oCoC297297295295锅炉给水品质要求锅炉给水品质要求 补给水量：正常时 30t/h；启动或事故时 236t/h 补给水制备方式： 离子交换除盐系统 总硬度： 0 mol/l 溶解氧（化水处理后）： 30300 g/l 铁： 5 g/l 铜： 2 g/l 二氧化硅： 10 g/l pH 值： 8.09.0 锅炉给水质量标准 电导率（25）： 0.15 S/cm 钠： 5 g/l锅炉给水品质要求锅炉给水品质要求 蒸汽品质要求钠： 5 g/kg二氧化硅： 10 g/kg电导率（25）： 0.15 S/cm铁： 5 g/kg铜： 2 g/kg锅

13、炉运行条件锅炉运行条件 1) 锅炉带基本负荷并参与调峰。锅炉在投入商业运行后，年利用小时数不小于6500 小时，年可用小时数不小于7800 小时。锅炉强迫停用率不大于2%。 2）制粉系统：采用中速磨正压直吹式制粉系统，配置6 台SM 中速磨，BMCR 工况下5 台磨煤机运行，1 台备用。 3) 锅炉变压运行，采用定滑定运行的方式（由于西门子汽机只有两阀，所以采用定滑运行的方式）。压力负荷曲线见图1.5-1，锅炉的冷态、温态、热态及极热态启动曲线见图1.5-2，图1.5-3，图1.5-4，图1.5-5。锅炉运行条件锅炉运行条件n4）锅炉在燃用设计煤种或校核煤种时，能满足负荷在不大于锅炉的30%B

14、-MCR时 不投油长期安全稳定运行，并在最低稳燃负荷及以上范围内满足自动化投入率100%的要求。n5）锅炉最低直流负荷不大于35%B-MCR 锅炉运行条件锅炉运行条件n6）锅炉负荷变化率能达到下述要求：在50%100%B-MCR 时，不低于5%B-MCR/分钟在30%50%B-MCR 时，不低于3%B-MCR/分钟在30%B-MCR 以下时，不低于2%B-MCR/分钟负荷阶跃：大于10%汽机额定功率/分钟 锅炉运行条件锅炉运行条件 7）锅炉的启动时间（从点火到机组带满负荷），与汽轮机相匹配，一般可满足以下要求：冷态启动： 56 小时 温态启动： 23 小时热态启动： 12 小时 极热态启动：

15、1 小时锅炉点火至汽机冲转满足以下要求：冷态起动： 1.33 小时 温态起动： 1.17 小时热态起动： 1.08 小时 极热态起动： 0.62 小时 8）锅炉点火方式为：微油点火（系统简单、使用维护方便）。锅炉运行条件锅炉运行条件n9）在燃用设计煤种和BMCR 工况下，锅炉NOx 的排放浓度不超过250mg/Nm3（O2=6%）。 目前国内已投产的百万容量锅炉，在不投用脱硝装置情况下，NOx 的排放浓度均超过或接近250mg/Nm3n10）过热器和再热器温度控制范围，过热汽温在35%100%B-MCR、再热汽温在50%100%B-MCR 负荷范围时，能保持稳定在额定值，偏差不超过5。n11）

16、燃烧室的设计承压能力不小于5800Pa，当燃烧室突然灭火内爆，瞬时不变形承载能力不低于9800Pa。锅炉运行条件锅炉运行条件n12）锅炉各主要承压部件的使用寿命大于30 年。n13）锅炉机组在30 年的寿命期间，允许的启停次数不少于下值：冷态起动（停机超过72 小时）： 200 次温态起动（停机72 小时内） ： 1200 次热态起动（停机10 小时内） ： 5000 次极热态起动（停机1 小时内） ： 300 次负荷阶跃： 12000 次n14）当一台空气预热器停运时锅炉可带60%B-MCR 负荷运行。锅炉运行条件锅炉运行条件 15）汽轮机旁路：采用100%带安全功能的高压旁路和65%低压旁

17、路。 过热器不设安全门，只有再热器设安全门，这就要求机组正常运行中，汽机旁路必须处于可靠备用状态，过热器超压时，旁路自动开启；再热器安全门总的释放能力必须大于锅炉的最大连续蒸发负荷。 16）除渣方式：采用刮板捞渣机连续排渣。锅炉变压运行曲线锅炉变压运行曲线锅炉变压运行曲线锅炉变压运行曲线锅炉变压运行曲线锅炉变压运行曲线锅炉变压运行曲线锅炉变压运行曲线锅炉变压运行曲线锅炉变压运行曲线性能保证性能保证n1）在燃用设计煤种BRL 工况下，锅炉保证热效率不小于93.72%；n2）空气预热器的漏风率（单台）在投产第一年内不高于6%（目前实际漏风率约4%），运行1 年后不高于8 %。一次风漏风率不高于35

18、%；n3）在BMCR 工况条件下，过热器、再热器、省煤器的实际汽、水侧压降数值不超过设计值；n4）燃用设计煤种时，滑压运行在35100%B-MCR 范围过热蒸汽能维持其额定汽温；在50100% B-MCR 时再热蒸汽能维持额定汽温。汽温允许偏差5。锅炉性能曲线锅炉性能曲线锅炉性能曲线锅炉性能曲线锅炉性能曲线锅炉性能曲线锅炉性能曲线锅炉性能曲线锅炉性能曲线锅炉性能曲线锅炉性能曲线锅炉性能曲线锅炉性能曲线锅炉性能曲线锅炉总体简介锅炉总体简介 炉膛宽度21480mm，炉膛深度21480mm（宁海的为2316023160，我厂锅炉比宁海小，和外三一样的尺寸，应该重视锅炉防结焦问题）水冷壁下集箱标高为4

19、000mm，炉顶管中心标高为119310mm。大板梁顶标高127560mm。锅炉总体简介锅炉总体简介 炉膛由管子膜式壁组成，水冷壁采用螺旋管加垂直管的布置方式。从炉膛冷灰斗进口标高4500mm 到标高69225mm 处炉膛四周采用螺旋管圈,在此上方为垂直管圈，垂直管圈分为两部分，下部垂直管圈选用管子规格为38.1mm，节距为60mm；Y 形式的两根垂直管合并成为一根管的上部垂直管圈，管子规格为44.5mm，节距为120mm。 关于直流炉水冷壁管屏的选型比较：1）美国早期为垂直管屏；2）欧洲为螺管圈；3）日本除三菱公司开发了内螺纹垂直管屏外，其余采用螺旋管圈（在泰州、玉环等百万容量锅炉均采用了内

20、螺纹垂直管屏）；锅炉总体介绍锅炉总体介绍（采用内螺纹管改进型垂直水冷壁）锅炉总体介绍锅炉总体介绍（采用内螺纹管改进型垂直水冷壁） 质量流速质量流速1500 1500 kg/mkg/m2 2s s内螺纹管内螺纹管核态沸腾核态沸腾偏离核偏离核态沸腾态沸腾膜态沸腾核态沸腾核态沸腾 质量流速质量流速100 100 kg/mkg/m2 2s s光管光管锅炉总体介绍锅炉总体介绍（由于采用内螺纹管水冷壁的管壁温度较低）锅炉总体介绍锅炉总体介绍（内螺纹管好处） 根据MHI（三菱重工）的经验，采用内螺纹管不仅可以避免在高热负荷的燃烧器区在干度达到0.5的情况下出现膜态沸腾（DNB），而且在近临界区干度达到0.9

21、时出现干涸（DRO）时也可控制壁温的上升 。锅炉总体介绍锅炉总体介绍（内螺纹管好处）首台螺旋管圈水冷壁锅炉首台螺旋管圈水冷壁锅炉MHI供货业绩（日本600MW锅炉）垂直型水冷壁（SV）11台（首台为1989年）螺旋管水冷壁10台（首台为1981年）特 点1、结构简单2、对负荷变化、启动与停炉的高耐久性（热应力较小）3、易于制造与安装4、易于维修现代先进大容量锅炉现代先进大容量锅炉标准型式标准型式垂直管圈水冷壁垂直管圈水冷壁首台垂直管圈水冷壁锅炉首台垂直管圈水冷壁锅炉The 1st Unit of Spiral WW Boiler锅炉总体介绍锅炉总体介绍（内螺纹管好处：水冷壁结构简单对接焊口数目

22、大为减少）SVSV（垂直水冷壁）垂直水冷壁）SSSS（螺旋管圈水冷壁）螺旋管圈水冷壁）工地安装工地安装容易容易复杂复杂对接焊口数目对接焊口数目1/2.51/2.5基数基数焊缝长度焊缝长度1/2.51/2.5基数基数管屏数目管屏数目1/21/2基数基数焊接件数目焊接件数目1/31/3基数基数锅炉总体介绍锅炉总体介绍安装中的垂直水冷壁（SV）和螺旋管圈水冷壁可靠性比较焊口对接焊口对接只需单向调整只需单向调整较复杂较复杂高可靠性高可靠性焊口对接焊口对接需双向调整需双向调整锅炉总体介绍锅炉总体介绍垂直水冷壁（SV）和螺旋管圈水冷壁结渣比较容易掉落容易掉落粘附在膜式粘附在膜式鳍片上鳍片上锅炉总体介绍锅炉

23、总体介绍与螺旋管圈水冷壁(SS)相比垂直水冷壁具有良好的流动稳定性垂直水冷壁垂直水冷壁( (内螺纹管内螺纹管) )螺旋管圈水冷壁螺旋管圈水冷壁( (光管光管) )管内质量流速管内质量流速低低高高流流体体水水动动力力流动特性流动特性 正向流动正向流动 负向流动负向流动温度偏差温度偏差小（优点）小（优点）大（缺点）大（缺点）锅炉总体介绍锅炉总体介绍（垂直水冷管壁优点） 结构简单，易于安装、制造，热应力小 具有良好的水动力稳定性 水冷壁阻力低，节约厂用电 易于吹灰器清除结渣 适应与变压运行锅炉总体介绍锅炉总体介绍n过热器汽温通过煤水比调节 和两级喷水来控制。再热器汽温采用燃烧器摆动调节，一级再热器进

24、口连接管道上设置事故喷水（开关型：不可调），一级再热器出口连接管道设置有微量喷水（可调）作为辅助调节。锅炉总体介绍 锅炉设有膨胀中心及零位保证系统，垂直高度的零点在大板梁顶部，水平零点位置在锅炉中心线。锅炉炉膛底部垂直高度最大位移量为745.4mm。在锅炉高度方向设有三层导向装置，以控制锅炉受热面水平方向的膨胀和传递锅炉水平载荷。 锅炉上部出口后连接有圆形直径为12500mm 的烟道，这个烟道从上向下流动，该单烟道的垂直载荷直接支吊在炉顶钢架平面上。在空气预热器上部分成二路烟道经过各自的关闭挡板，进入二台直径为16370mm 三分仓容克式空气预热器。锅炉总体介绍锅炉总体介绍 本锅炉采用正压直吹

25、式制粉系统，配置6 台中速磨煤机，燃烧器四角布置，切圆燃烧方式。整台锅炉沿着高度方向燃烧器分成四组，最上一组燃烧器是SOFA 燃尽风，分有六层风室；接下来三组是煤粉燃烧器，每组有4 层煤粉喷嘴（每台磨对应两层喷嘴），共有48只燃烧器喷嘴。最上排燃烧器喷口中心线标高45159mm，一级过热器屏底距最上排燃烧器喷口28321mm，最下排燃烧器喷口中心标高23591mm，至冷灰斗转角距最下排燃烧器喷口5111 mm，三组煤粉燃烧器上，每组燃烧器风箱设有二层进退式简单机械雾化油枪，六层燃油喷嘴，24 支油枪。锅炉总体介绍锅炉总体介绍 锅炉设置了膨胀中心，锅炉垂直方向上的膨胀零点设在大板梁顶部，锅炉深度

26、和宽度方向上的膨胀零点设在炉膛中心锅炉吹灰器有蒸汽吹灰器和水力吹灰器两种形式。 蒸汽吹灰器：炉膛部分布置有64 台墙式吹灰器，锅炉上部区域内布置84 台长行程伸缩式吹灰器和12 台半伸缩式吹灰器，每台预热器烟气进口端布置一只伸缩式吹灰器；水力吹灰器：炉膛燃烧器区域布置二层共8 台水力吹灰器，运行时所有吹灰器均实现程序控制。锅炉特点锅炉特点n1）锅炉系统简单；n2）锅炉具有很强的自疏水能力，具备优异的备用和快速启动特点；n3）均匀的过热器、再热器烟气温度分布；n4）均匀的对流受热面烟气流场分布；n5）采用单炉膛单切圆的燃烧方式，在所有工况下，水冷壁出口温度分布均匀；锅炉特点锅炉特点n6）采用低N

27、Ox 同轴燃烧系统（LNTFSTM）；n7）过热器采用煤水比加两级八点喷水，再热器采用燃烧器摆动、低负荷过量空气系数调节和在进口装设事故紧急喷水和两级再热器中间装设微量喷水；n8）无水力侧偏差，过热器、再热器蒸汽温度分布均匀；n9）过热器、再热器受热面材料选取留有较大的裕度；锅炉特点锅炉特点n10）不同受热面之间无管子直接焊接（没有携带偏差）；n11）受热面布置下部宽松，无堵灰；n12）运行过程中锅炉能自由膨胀；n13）悬吊结构规则，支撑结构简单；n14）受热面磨损小；n15）占地面积小；西门子西门子1000MW级汽机启动曲线级汽机启动曲线n启动曲线的使用启动曲线的使用图形显示了蒸汽压力和蒸汽

28、温度曲线（高中压主汽门前），包括汽机启动时的速度和负荷曲线。在图中，时间点的初始值被设定为高压/中压调门第一次打开时。启动曲线没有显示蒸汽管道和阀门的暖机时间。西门子西门子1000MW级汽机启动曲线级汽机启动曲线n计算基于以下的假设：n1）5000次的起动n2）在40到100负荷之间滑压运行（即采用即采用定滑运行而不是定滑定运行定滑运行而不是定滑定运行）n3）开机时冷再热压力20bar，在设计旁路系统时，将被考虑n3）蒸汽不同启动方式下的特性参数，根据锅炉的启动特性曲线定n4）根据表1确定初始透平金属温度n5）高压缸材料：GX12CrMoVNbN9-1西门子西门子1000MW级汽机启动曲线级汽

29、机启动曲线n计算基于以下的假设：计算基于以下的假设：n6）高压转子材料：X12CrMoWVNbN10-1-1n7）中压转子材料：X12CrMoWVNbN10-1-1n8）假设在50%负荷且额定蒸汽温度时汽机停机冷却 9）启动时间的公差范围为15 表表 1：启动类型：启动类型启动类型初始温度过程持续时间高压级中压级 环境温度起动5050 冷态启动200110150hrs（停机停机150小时后）小时后）温态起动38025056hrs热态启动I5404108hrs热态启动II5605002hrs西门子西门子10001000MWMW级机组阀门、转子允许温差级机组阀门、转子允许温差 西门子西门子1000

30、1000MWMW级机组冲转、暖机有关温度准则级机组冲转、暖机有关温度准则v超超临界机组在汽轮机本体设备设计和系统设计方面和亚临界机组有比较大的区别；v系统设计更加简洁；v力求检修方便；v更加注重安全性；v要求设备有很高的可靠性；v更加注重提高机组和系统的效率；西门子超超临界汽机岛设计特点西门子超超临界汽机岛设计特点（汽机本体部分）（汽机本体部分）w单流程圆筒型高压缸模块单流程圆筒型高压缸模块“H30”H30”圆筒型高压缸，轴向套装结构；圆筒型高压缸，轴向套装结构；西门子超超临界汽机岛设计特点西门子超超临界汽机岛设计特点（汽机本体部分）（汽机本体部分）西门子超超临界汽机岛设计特点西门子超超临界汽

31、机岛设计特点（汽机本体部分主（汽机本体部分主/调门）调门）w高压缸全周进汽结构高压缸全周进汽结构+ +补汽调节阀补汽调节阀 外缸采用圆桶型结构，整个周向壁厚旋转对称，且无需局部加厚，避免了非对称变形和局部热应力，能够承受高温高压。 高压蒸汽通过两个进汽口进入内缸，采用全周进汽方式进入第一级斜置隔板 。 高压缸设有内窥镜开口用于检查叶片，可以在不开缸时使用内窥镜检查进汽区域的叶片和末级叶片。 无调速级，第一级为低反动度，大部分能量转换发生在斜置静叶中，因此在静叶出口可以有效地降低一定的温度。第一级静叶在两端都有支撑，防止了叶顶根部漏汽并能起到保护转子表面的作用。西门子超超临界汽机岛设计特点西门子

32、超超临界汽机岛设计特点（汽机本体部分主（汽机本体部分主/调门）调门）w高压缸全周进汽结构高压缸全周进汽结构+ +补汽调节阀补汽调节阀 高压部分有两个主汽门与调门组件，分别布置在高压缸两侧。每个组件包括一个主汽阀和一个调节阀，他们共用一个阀壳。 A.出汽I.蒸汽进汽D.疏水 西门子超超临界汽机岛设计特点西门子超超临界汽机岛设计特点（汽机本体部分补汽阀）（汽机本体部分补汽阀） 补汽阀 补汽阀相当于一个单独的调节阀，它在主汽门完全开启时（额定功率下）运行，控制额外的蒸汽进入高压缸以使汽轮机在额定功率外再增加一部分输出功率（调阀全开只带额定负荷，提高了汽机的循环效率）。 从主汽门来的蒸汽通过补汽阀进口

33、进入补汽阀，再从补汽阀出口流至高压缸第5级。 补汽阀开启运行会降低汽机的循环效率。 补汽阀也由油动机开启，由弹簧力关闭。西门子超超临界汽机岛设计特点西门子超超临界汽机岛设计特点（汽机本体部分补汽阀）（汽机本体部分补汽阀）补汽调节阀补汽调节阀 滑压运行机组在额定流量下，进汽压力达到额定值；滑压运行机组在额定流量下，进汽压力达到额定值； 机组运行不通过主调门的调节就具备调频功能，避免节机组运行不通过主调门的调节就具备调频功能，避免节流损失流损失-40-200204060859095100105负 荷 率 %热耗差值kJ/kWh1 再热蒸汽进口 2 中压缸 3 再热主门和调门组件 4 再热调门油动机

34、 5 再热主门油动机 6 中压进汽插管7 再热调门 8 再热主汽门 因为进汽插管路径很短，在再热主调门和中压缸之间的封闭空间也就很小，这一点对再热主汽门关闭时的机组安全性非常有利。 v 再热主汽门是一个内部带有预启阀小阀的单阀座式提升阀。蒸汽经由再热蒸汽进口通过永久滤网进入阀壳内，如果此时再热主汽门关闭，蒸汽仍充满在阀体内，并加载在阀碟上。阀杆带动预启阀打开以减少蒸汽加在再热主汽门阀碟上的压力，以使再热主汽门阀碟可以顺利打开。在阀碟的背面有堆焊层并能在阀门全开时与阀杆套筒端面形成密封面，阀杆由一组石墨垫圈密封与大气隔绝，另外在再热主门上也开有阀杆漏汽接口。再热主汽门由油动机开启，弹簧力关闭。v

35、 再热调门带有中空阀碟的阀杆在位于内阀盖的阀杆衬套内滑动。在阀碟上设有平衡孔以减小机组运行时打开调门所需的提升力。阀碟后部依然有堆焊层，在阀门全开时形成密封面。在内阀盖里有一组垫圈将阀杆密封与大气隔绝。同样的，调门也由油动机开启，弹簧力关闭，这样在系统或汽轮机发生故障时，再热主门和调门能够立即关闭，确保安全。 再热主门再热主门 再热调门再热调门 1 阀座 10 扩散器 2 阀碟 11 阀杆 3 阀杆（带小阀碟） 12 衬套 4 蒸汽滤网 13 内阀盖 5 阀杆衬套 14 密封垫圈 6 内阀盖 15 外阀盖 7 密封垫圈 16 再热调门油动机 8 外阀盖9 再热主汽门油动机西门子超超临界汽机岛设

36、计特点（汽流激振和（汽流激振和轴系稳定性）轴系稳定性）超超临界机组存在较大的汽流激振力叶顶间隙激振和密封间隙激振力轴系振动稳定性降低，严重时会诱发高压转子汽流激振。需从设计、安装、检修、运行方面避免和消除蒸汽激振的措施。西门子超超临界汽机岛设计特点n单个排汽口的面积取决于末级叶片的长度受限于材料的强度极限（如果不采用长叶片，就要增加排气口）。1146mm末级长叶片。各汽缸之间仅一个轴承，四缸（1高1中两低）五个轴承（N1）。 小直径转子。 设计进汽压力为30MPa，进汽温度为600C 双背压设计。保证热耗率均小于 7355kJ/kWh。与主调门相接与主调门相接配一个或两配一个或两个补汽阀个补汽

37、阀| 采用全周进汽+补汽阀调节方式，无调节级，高中压第一级斜置静叶、切向进汽，不存在特殊的强度和振动问题；阀门（不含补汽阀）全开对提高汽轮机效率有利，但在夏季工况补汽阀开启后效率要降低，调频任务由补汽阀来承担。全周进汽加补汽阀的进汽方式在大型机组的业绩较少（外高桥、玉环和宁海均采用此方式）。 N+1轴承转子支承方式，轴承数量少，机组长度要短8m10m，对轴系的稳定性较为有利，西门子机型采用柔性基座。|防固体颗粒冲损：西门子机型无调节级，高中压第一级反动度约20%，冲蚀性低于冲动级；第一级静叶为切向斜置式，静动叶片的距离较大；全周进汽滑压运行静叶出口流速较低；未采取表面处理措施；v高温区冷却措施

38、：高压第一级静叶内壁有屏蔽结构; 有蒸汽冷却中压转子表面v末级叶片：采用1146mm枞树型叶根自由叶片作为末级叶片，排汽面积10.96m2。自1997年开始使用，已有数万小时的运行业绩。末级防水蚀方式：有抽汽槽的空心静叶，末级动叶片顶部进汽边激光硬化。 长度长度mmmm面积面积m m2 2结构特点结构特点防水蚀措施防水蚀措施材料材料东东汽汽1092.21092.2434310.110.11 1整体围带、整体围带、凸台拉筋、凸台拉筋、8 8叉叶根叉叶根表面硬化表面硬化1Cr12Ni3Mo1Cr12Ni3Mo2VNb2VNb哈哈汽汽1219.21219.2484811.811.87 7整体围带、整

39、体围带、凸台凸台+ +套筒套筒拉筋、拉筋、枞树型叶根枞树型叶根叶片材料叶片材料15Cr15Cr钢（与钢（与司太立合金司太立合金硬度相当）硬度相当）15Cr15Cr锻钢锻钢K11C88AK11C88A上汽上汽（西（西门子门子）1146114645.345.310.910.96 6自由叶片、自由叶片、枞树型叶枞树型叶根根激光表面硬激光表面硬化化17-4PH17-4PH17Cr4Ni17Cr4Ni锻锻钢钢项目项目东汽东汽哈汽哈汽上汽上汽（西门子）（西门子）启动方式启动方式高压缸启动高压缸启动高中压缸联高中压缸联合启动合启动高中压缸联高中压缸联合启动合启动冲转至冲转至额定负额定负荷时间荷时间(min)

40、(min)极冷态极冷态/ /冷态冷态302302360360325/125325/125温态温态1821821951955555热态热态90901101102929极热态极热态90901101101010西门子超超临界汽机岛设计特点（安装与大修）安装与大修）n高、中压模块在制造厂总装后整体发货至电厂工地直接安装，低压外缸分八件发货至电厂工地后焊接、安装。n大修周期为12年高压模块的解体和重装需使用专用工具、遵循特定规程进行，且要切除高排管道及各段抽汽管道。 西门子超超临界汽机岛设计特点（材料）（材料）西门子在高压缸进汽部分、高压主汽门、高压内缸及中压联合汽门、中压内缸等高温静止部件曾用过GX1

41、2CrMoWVNbN10-1-1和GX12CrMoVNbN9-1，这两种材料同属600610档次的9%10%Cr钢，均能满足要求但含W的材料在高温强度提高的同时，疲劳强度（低周疲劳和热疲劳）并未提高甚至相对下降，不含W的材料高温强度性能相对要略低一些，但是疲劳强度则相对较高因此，西门子机型选用不含W的 GX12CrMoVNbN9-1；转子仍继续采用含W的材料西门子超超临界汽机岛设计特点（材料）（材料）600高中压转子材料：n预定目标100000小时蠕变断裂强度100MPa/蠕变断裂延伸率不小于10%/淬透直径不小于1200mm/屈服极限不小于600MPa-700MPa/其它断裂敏感度及韧度不劣

42、于12%CrMoV及1%CrMoV钢；n转子材料为10%Cr钢并含W（1%，东汽0.6% ）；其100000小时蠕变断裂强度由30000小时试验结果推算略低于100MPa；n在转子轴端中心设计有直径100mm、深1000mm孔，作为材料检查之用； n低压缸进汽温度低，对材料没有特殊要求。 机组机组制造商制造商锅炉锅炉（炉膛：宽（炉膛：宽深深高，）高，）汽轮机汽轮机（长（长宽宽高高,m,m）发电机发电机(m)(m)1000MW1000MW东方东方3333. .97349734 1515. .558558 6464. .0 037.937.9 9.99.9 6.86.817.0517.05 5.2

43、5.28.48.4哈尔滨哈尔滨34.2234.2215.6715.6766.666.64040 10.510.57.57.517.29517.2956.046.046.5746.574上海上海型型35.49635.496 14.36414.364 65.27765.277292910.410.47.757.7513.57513.575 5.095.096.936.93塔塔式式21.4821.4821.4821.4879.12679.126660MW660MW东方东方22.16222.16215.45715.45765.00065.00027.8527.858.18.16.56.5 哈尔滨哈尔滨19.62819.62819.23019.23068.25068.250282810.510.57.27.2 上海上海18.81618.81618.81618.81666.17066.17026268.38.37 7 600MW600MW东方东方22.162422.162415.456815.456862.062.000