华能营口电厂600MW超超临界机组设计特点

1、华能营口电厂600MW超超临界机组设计特点摘要：华能营口电厂2x600超超临界机组为国内首台投运的600等级超超临界机组，本文介绍汽轮机系统及设备在系统拟定、设备选型和主厂房布置等方面的设计特点。关键词：两缸两排汽；超超临界；保证热耗；标准煤耗；主厂房布置1概述华能营口电厂二期工程安装两台600超超临界机组，三大主机由哈尔滨三大动力厂引进日本三菱技术设计制造。两台机组分别于2022年8月31日及10月14日移交消费，通过投产后运行理论，两台机组各项指标到达设计要求2主要热经济指标1)汽轮机在热耗率验收(tha)工况的保证热耗率值：7428kj/k.h暂定2)锅炉在额定蒸发量时的保证热效率：93

2、.34%(设计煤种)3)机组绝对效率：48.465%4)发电厂热效率：44.785%5)发电标准煤耗率：274.65g/k.h3汽轮机主要设计特点3.1机组的参数汽轮机采用哈尔滨汽轮机厂有限责任公司消费的超超临界、一次中间再热、单轴、两缸两排汽、单背压、凝汽式汽轮机。汽轮机具有八级非调整回热抽汽，给水泵汽轮机排汽进入主机凝汽器。汽轮机额定转速为3000转/分。汽轮机型号：ln600-25/600/600型。汽轮机主要参数汇总表名称单位trl工况tr工况v工况tha工况功率600.000624.100646.900600.000热耗率kj/kh7637744774697428主蒸汽压力pa(a)

3、25.025.025.025.0再热蒸汽压力pa(a)4.304.334.544.12主蒸汽温度600600600600再热蒸汽温度600600600600主蒸汽流量t/h1709.2321709.2321795.0001622.487再热蒸汽流量t/h1389.1231398.1321464.4451330.774高压缸排汽压力pa(a)4.784.815.044.58低压缸排汽压力kpa(a)11.84.94.94.9低压缸排汽流量t/h970.433972.8111012.721932.235补给水率%303.2机组的形式华能营口电厂二期工程的2x600超超临界机组采用的是日本三菱公司设

4、计的两缸两排汽机组，与备选方案三缸四排汽机型相比，机组的高中压局部设计一样，均为三菱公司的设计技术；两缸机组的低压缸为三菱公司设计技术，而三缸机组的低压缸为哈汽的常规超临界设计技术。两缸两排汽机组长21米，宽10.5米，高7.5米，本体总重770吨；三缸四排汽机组长28米，宽10.5米，高6.2米，本体总重1020吨。两缸机组的外形及重量均远小于三缸机组，制造本钱低。从热耗率来看，三缸机组tha工况的设计热耗率比两缸机组低24kj/k.h，全年加权平均热耗率比两缸机组低6.4kj/k.h，两缸机组的热耗率略高于三缸机组。与两缸机组完全一样的日本广野5#机组，到目前运行的各项指标均到达设计值。尤

5、其是世界上最长的48英寸末级钢制叶片在投运前进展了大量的实验验证，以确保其平安性，并且在广野5#机组上平安运行。综合上述因素，由于两缸机组与三缸机组的经济性根本相当，而两缸机组的制造本钱及运行维护本钱均低于三缸机组，平安性也得到了相应的验证，因此两缸两排汽机型是比拟合理的选择。3.2机组参数确实定主蒸汽的温度拟采用580或600，汽机厂对采用两种不同的主蒸汽温度，从热耗率和制造本钱方面进展了计算比拟，主蒸汽温度采用580，在tha工况下，机组的热耗率比主蒸汽温度采用600高43kj/k.h，全年的运行本钱高228万元左右年运行小时7800h，标准煤价400元/吨，标准煤发热量29300kj/k

6、g。主蒸汽温度从580进步到600，汽轮机主要部件的材料不变，只是高压进汽局部的壁厚增加20%左右，对汽轮机的制造本钱的影响仅20万元左右。综合上述，主蒸汽温度采用600比主蒸汽温度采用580有较大优势。主蒸汽压力经过优化后，确定锅炉出口为26.25pa，汽轮机入口为25pa。3.3机组的特点汽轮机为单轴、两缸、两排汽、一次中间再热、凝汽式机组。高中压汽轮机采用合缸构造，汽轮机低压缸采用48英寸末级叶片，这种设计降低了汽轮机总长度，紧缩电厂布局。机组采用超超临界蒸汽参数25pa、600600，因此具有较高的经济性，设计工况下机组热耗率为7428kj/kh，发电煤耗274.65g/kh，供电煤耗

7、294.13g/kh，处于同功率等级机组领先地位。两台机组分别于2022年8月31日及10月14日移交消费，通过投产后运行理论，机组各项指标到达设计值。3.4机组技术经济性比拟与超临界机组的经济性比拟营口600超超临界机组与600超临界机组经济指标比拟技术经济指标比拟工程600超超临界机组600超临界机组主蒸汽参数25pa/600/60024.5pa/566/566汽机热耗(kj/k.h)74287522锅炉效率(%)93.393.3管道效率(%)9999发电效率(%)44.844.2发电煤耗(g/k.h)274.7278.3效率进步(%)+1.3600超超临界机组比600超临界机组有较好的经

8、济性，效率进步1.3%。为营口电厂降低本钱，竞价上网发电打下良好的根底；与600超临界机组比年节省标准煤23760吨/年按发电设备利用小时5500小时计算，预计年降低消费本钱1069.2万元按标煤450元/吨。4四大管道材料设计特点4.1主蒸汽和再热热段管道材料超超临界机组设计关键之一是选择适宜的高温管道用钢材，高温管道用钢材一般考虑以下因素：要求具有高的高温热强度、耐高温腐蚀、耐汽侧氧化、有良好的焊接及加工性能，经济上比拟合理。根据各国的应用经历，适用于600以上的高温管道材料主要有asta335p92、asta335p122和e911等三种。对于主蒸汽和再热热段蒸汽管道，从高温热强度、焊接

9、方面及抗氧化性等方面的综合比拟，a335p92做为主蒸汽和再热热段管道的材料比p122和e911有更大的优势。由于当时a335p92材料没有纳入任何材料标准只列入asedease，通过研讨，其许用应力值是根据2022年e(欧洲蠕变学会)的评估值而选取的，610时的许用应力为66.6pa。2022年，p92材料被纳入欧洲标准：dinen10216-2，材料牌号为：x10rvvvnb9-2，610时的许用应力为66.6pa。4.2再热冷段管道材料对于再热冷段蒸汽管道，虽然超超临界主蒸汽压力进步，但受到低压缸排汽湿度的限制，高压缸的排汽压力变化不大，因此，其正常工作最高排汽温度也不会超过400。但营

10、口二期工程的主机有特殊要求，其高压缸排放温度可有短暂的450，最高允许使用温度为427的a672b70l32电熔焊接钢管已不能使用，所以选择能耐更高温度的a691r1-1/4l22电熔焊接钢管。4.3高压给水管道材料对于高压给水管道，由于受到烟气露点的限制，空气预热器出口的排烟温度很难做到低于120，因此尽管超超临界机组的蒸汽参数进步得较多，但给水温度仍维持在300左右，而目前建立的超超临界机组给水管道压力只是略高于600超临界机组，就目前国内外高压给水管道普遍采用的en102162标准的15niunb5-6-4无缝钢管来说，仍然适用，不涉及新材料的应用。4.4四大管道材料及规格四大管道的材料

11、和规格名称管道规格管道材质1主蒸汽支管id292x71a335p922主蒸汽总管id406x98a335p923再热热段总管id883x41a335p924再热热段支管id626x29a335p925再热冷段总管d1016x31.75a691gr21/4l221/4l226再热冷段支管d711x22.23a691gr21/4l227旁路阀前母管id197x49a335p928旁路阀前支管d152x38a335p929旁路阀后管道d630 x8q235-ad630 x8a691gr21/4l221/4l22l221/411/1/1/4rl2210汽泵支管d355.6x4015niunb5-6-4

12、b3611电泵支管0d323.9x4015niunb5-6-4b3612给水母管d508x5515niunb5-6-4b365汽轮机旁路系统设计特点由于三菱公司机组的成熟启动方式为汽轮机高压缸启动，机组启动时，锅炉再热器在控制烟温的前题下可以干烧，所以旁路系统采用一级旁路系统，由主汽经旁路阀减温减压后进入凝汽器。旁路容量按满足机组启动功能设计，容量为30%br，旁路阀采用电动。减温水来自凝结水系统。一级大旁路系统降低了电厂设备的初投资，比二级旁路系统减少了占地面积，简化了控制连锁程序，降低了运行维护费用。给水系统设计特点6.1给水系统给水系统采用单元制，每台机组配置二台50%b-r容量的汽动给

13、水泵，一台电动定速给水泵作为启动及紧急停机主机凝汽器破坏真空锅炉补水用泵。锅炉最小直流负荷为25%br，为满足锅炉启动要求，电动定速给水泵的容量为25%br。每台汽动给水泵有一台定速电动机拖动的前置泵。汽动给水泵与前置泵不考虑穿插运行。电动给水泵前置泵与主泵用同一电机拖动。给水系统中三台高压加热器采用大旁路系统，旁路管道由3号高参加口前三通阀接出，在1号高加出口电动闸阀后接入，具有系统简单，阀门少，投资节省，运行维护方便等优点。给水泵汽轮机为单缸、单轴、纯凝汽汽轮机。正常工作汽源来自主汽轮机四级抽汽，备用汽源来自主汽轮机高压缸排汽。小汽机排汽进入主凝汽器。6.2给水系统主要设备技术标准1给水泵

14、汽轮机型号nk63/71型式：单缸、单轴、纯凝汽;台数：2台每台机组运行方式：变参数、变功率、变转速安装方式：独立底盘工作汽源:四段抽汽(在主机tha工况时，)压力:1.0pa温度:380流量:82.395t/h备用汽源：冷再热蒸汽；2汽动给水泵汽动给水泵：型号hdt6/5；台数：每台机2台；入口流量：944t/h；扬程：3294h2；3汽动给水泵前置泵：型号sq300-670；台数：每台机2台；流量：944t/h；扬程：149h2；电动机：520k，6000v；4电动给水泵及其前置泵：电动给水泵前置泵：型号hpky200-315；台数：每台机1台；流量：531t/h；扬程：120h2。5电动

15、给水泵：型号hg5/8；台数：每台机1台；流量：531t/h；扬程：1123h2；电动机：1800k，6000v；6高压加热器1号高压加热器：型号jg-1970-1卧式，换热面积19702；2号高压加热器：型号jg-2000-2卧式，换热面积20002；3号高压加热器：型号jg-1500-1卧式，换热面积15002；凝结水系统设计特点7.1凝结水系统凝汽器为单壳体、单背压、单流程，冷却面积为250002。凝结水系统设两台100%容量立式定速凝结水泵，四台低压加热器，一台轴封冷却器，一台内置式除氧器，一台3003凝结水贮水箱和一台凝结水输送水泵，凝结水精处理采用中压系统。除氧水箱有效容积为235

16、3，相当于约78分钟的锅炉最大给水量。每台机组设有一台3003的凝结水贮水箱和一台凝结水输送泵，为凝结水系统提供补水和启动注水，并作为凝汽器热井水位控制的贮水和补水容器，同时也用于锅炉启动上水等。相邻两台凝结水贮水箱和凝结水输送泵出口之间设置一根联络管，并设有隔离门，正常运行时互相隔断。本系统还向减温器提供减温水。凝汽器为单流程单背压外表式、单壳体、横向布置，其喉部内设置有7号、8号两个低加和旁路的二级减温减压器。7.2凝结水系统主要设备技术标准1除氧器型号ssd-1900/235卧式、内置式；除氧器有效容积：2353；除氧器额定出力：1900t/h；除氧器运行参数：除氧器各抽汽参数和各工况运

17、行参数详见汽机热平衡图。除氧器最高工作温度：380除氧器进口水温：154.9除氧器出口水温：181.62凝汽器凝汽器型式：n250001型凝汽器参数：单流程、单背压、外表式、单壳体冷却管材料：钛管和钛质复合板冷却面积：2500023凝结水贮水箱水箱容积：30034凝结水泵型号10ldtnb-4pjx-xt台数：2台流量：14613/h；扬程：311h2；电动机：1800k，6000v；5凝结水输送泵型号200d43-3台数：1台流量：3003/h扬程：100h2电动机：60k、380v6低压加热器5号低压加热器：型号jd-1090-2卧式换热面积109026号低压加热器：型号jd-1230-2

18、卧式换热面积123027号低压加热器：型号jd-1390-2卧式换热面积139028号低压加热器：型号jd-1650-2卧式换热面积165027轴封加热器轴封加热器参数：外表式、冷却面积：1502汽机房布置设计特点8.1主厂房布置原那么主厂房按2x600布置，并考虑扩建可能。本期汽机房与一期汽机房脱开布置。主厂房采用三列式布置汽机房、煤仓间和锅炉房，除氧间与汽机房合并，除氧器及给水回热系统设备布置在汽机房内。主厂房阶梯式布置、锅炉房紧身封闭，汽机房、煤仓间、锅炉房包括炉前通道和风机室包括炉后通道地面标高一样，绝对标高为7.5，风机室后的除尘器区域、炉后烟道区域、吸风机区域、烟囱和脱硫区地面标高

19、比主厂房地面标高高6.0米，绝对标高为13.5。炉后风机室、吸风机室封闭布置。主厂房采用钢筋混凝土框架，锅炉构架为钢构造。汽机房运转层采用大平台。两机之间设置检修常两台机组合用一个集中控制楼。汽机房轨顶标高为26.515。设两台100/20t汽机房桥式起重机。予留脱硝装置布置在炉后风机室上方，吸风机布置在电气除尘器后。每炉采用两台双室四电场电气除尘器。两台炉合用一个单管烟囱。8.2主厂房尺寸主厂房主要尺寸汇总表名称工程数值单位：汽机房柱距10.0009.000跨数15跨度35.000双柱间柱距插入距1.200本期总长度148.200中间层标高el+6.700运转层标高el+14.200行车轨顶

20、标高el+26.500汽机房屋架下弦标高el+30.200煤仓间柱距10.000(9.000)跨数15跨度12.000总长度148.200运转层(给煤机)标高el+17.000皮带层标高el+42.000锅炉局部锅炉大板梁顶标高el+86.800运转层标高el+17.000炉前跨度6.000锅炉宽度40.600锅炉深度52.700炉h柱中心线至烟囱中心线间距137.830汽机房a排柱中心线至烟囱中心线间距190.830烟囱出口标高210.000+6.0008.3汽机房布置8.3.1汽轮发电机组纵向布置，机头朝向扩建端，汽机房运转层为大平台构造。两台机组之间设一个零米检修场，汽机房采用变柱距，两台机总长度148.200。汽机房跨度为35.000。8.3.2汽机房运转层标高14.2，中间层标高6.7。汽机房底层主要布置电动定速给水泵、汽动给水泵前置泵、凝汽器、主油