第一讲超超临界汽轮机的技术特性.

汽轮机设备系统及运行岭南现代高级技工学校要求•一、上课带好两本教材，带好作业本•二、按时完成作业•三、遵守学校的规则制度第一章概述一、临界的物理定义•水的临界点：压力22.129MPa、温度374.15℃。•T-s图，从水的定压加热过程得到，当压力不断增加时，其等温加热过程逐渐变短，汽化潜热减小。当压力增加至22.129MPa，相应的饱和水温度为374.15℃，便不再有等温变化过程，有相变点；当汽轮机主蒸汽的进汽压力大于22.129MPa时，无相变点。称为超临界机组。•在临界状态附近，水和汽的状态难于分辨。另一种理解是：当温度高于374.15℃时，用加压的办法是不可能使蒸汽变成水的。二、超超临界机组的优势1、效率2、成本3、污染控制（环保）4、运行调峰能力第二章超超临界汽轮机技术特性四大汽轮机厂的技术特点一、单轴承&双轴承二、全周进汽，节流调节&喷嘴调节•1、东汽调节级特点：双流调节级•2、节流调节与喷嘴调节的定义及优缺点。节流、喷嘴、滑压调节的优缺点一、节流调节：1、结构简单、制造成本低；2、全周进汽，对汽缸加热均匀；3、负荷变化时，各级温度变化较小，热应力较小，负荷适应性好。4、低负荷，节流效率下降，经济性差，越节流，效率越低。节流调节的应用：节流调节一般用在小机组以及承担基本负荷的大型机组上。二、喷嘴调节：1喷嘴调节的结构较复杂、制造成本高；2工况变动时，调节级汽室温度变化大，从而增加了由温度变化而引起的热变形与热应力，限制了机组的运行可靠性和机动性；（负荷适应性较差）3在部分负荷下的效率高于节流调节。喷嘴调节的应用：大容量机组和背压机组三、滑压调节所谓滑压调节是指单元机组中，汽轮机的调节汽阀保持全开或基本全开的状态，通过锅炉调整新汽压力的方法(新汽温度尽可能保持不变)，达到改变蒸汽量使其适应汽轮机不同负荷的要求。（一）滑压调节的特点1．提高了机组运行的可靠性和对负荷的适应性。2．提高了机组在部分负荷下运行的经济性（1）调节门全开，无节流损失；（2）给水泵耗功减小。3．高负荷区滑压调节不经济东汽配汽方式：复合配汽方式•东方1000MW超超临界汽轮机的配汽采用变压复合配汽方式，即在高负荷采用喷嘴配汽，低负荷采用节流配汽，并且运用阀门管理技术，实现了在整个运行范围内的两种运行方式的无扰切换。1000MW机组采用的定-滑-定的运行方式，结合了滑压运行和定压运行的优点，上滑点为90%，下滑点一般为30%左右，下滑点的值主要受锅炉的限制。高负荷时采用定压运行，由于此时阀门开度比较大，对喷嘴调节的机组节流损失很小，而机组调频反应速度快，汽机、锅炉控制简单，在低负荷时，由于压力低，采用定压运行利于锅炉的稳定燃烧，当负荷需要增加时，调节阀开度变大，调节阀全开后依靠锅炉提升压力来增大负荷。东方汽轮机厂的1000MW机组一、引进日本日立公司二、技术参数三、结构特点二、技术参数二、技术参数二、技术参数二、技术参数东汽的1000MW机组独特的结构设计（1）独特的高压双流喷嘴设计、有效降低调节级应力；（2）高、中压缸蒸汽进汽口隔离冷却结构；（3）专利三层低压缸结构，防止热变形；（4）高效可靠的阀门，主汽阀全开时阀杆无漏汽；东汽的1000MW机组的结构设计（1）轴系稳定性可靠，轴系由五根转子组成，各转子之间采用刚性联轴器联接，每根转子各有两个支持轴承，共10个轴承。1#～4#支持轴承为瓦轴承，5#～10#支持轴承为椭圆轴承。（2）每个调阀配有独立油动机、实现节流配汽和全周进汽的无扰切换，既提高效率，又可减少应力和寿命消耗。（3）采用通流留裕量，超发能力强，不需超压或旁通配汽。东汽的1000MW机组的结构设计（4）喷嘴配汽阀门开度留有余量，机组一次调频能力强。（5）喷嘴配汽高压转子温度比节流配汽低约20℃，寿命消耗少；（6）未级叶片采用高频淬火防水蚀，低压湿蒸汽区有足够疏水槽除水。高压进汽管隔离冷却结构•主汽管与外缸进汽口相焊接；进汽短管两端外侧借助活塞环分别与主汽管内侧及进汽室进汽口内侧实现滑动联接，进汽导管中部偏下方外环法兰与内缸实现固定联接。主蒸汽依次经过主蒸汽管、进汽短管、喷嘴室及喷嘴组进入汽轮机通流部分，而与外缸不直接接触。与内缸接触也被推迟到喷嘴组之后，温度已下降到570℃以下。在主汽管上靠近外缸处有一小口，•引入一小股冷却蒸汽，流经外缸与导汽管之间及外缸与内缸之间形成的狭小间隙，对外缸内壁进行隔离与冷却。冷却蒸汽来自高压一段回热抽汽，温度不高于450℃。高压进汽管隔离冷却结构中压进汽管隔离冷却结构为了降低中压外缸所承受的汽流温度，下半进汽部分结构特殊设计，使再热蒸汽不通过外缸缸体，直接进入内缸进汽室，同时使用高排蒸汽和主蒸汽混合汽冷却进汽管。中压进汽管隔离冷却结构中压转子的冷却结构东汽汽轮机高温部件冷却系统图汽轮机部件的材料选择转子轴颈堆焊•防低压转子脆化GE公司认为，传统NiCrMoV钢当在350~370℃下使用，具有长期时效的脆化倾向，以前曾有内部冷却低压缸第一级的设计，牺牲了机组的效率。随着冶炼技术的提高，美国电力研究所EPRI的研究表明，应降低低压转子中P、Sn、Mn和Si的含量，使用所谓“超纯净”转子。此外，配合采取其他措施，如适当提高转子材料中Ni的成分，冶炼熄火前，在转子轮盘间拉槽等，以提高转子应力的延伸性，应用真空脱碳氧技术和双真空式电渣精炼等。超纯净转子----防低压转子脆化超纯净转子•THA：turbineheatacceptance汽机热耗验收工况，一般都是设计背压下，额定功率工况•TRL：turbineratedload汽机额定负载工况，考察夏季高背压下，额定功率下，补水率3%，•VWO：valvewideopen汽机阀门全开工况，设计背压下，105%THA流量下出力最大工况•TMCR：turbinemaximumcontinuerate汽机最大连续出力工况，与BMCR相对应，设计背压下，额定流量下的出力，与TRL流量相同工况汽轮机各工况简称TRL工况：汽轮发电机组能在下列条件下，在保证寿命期内任何时间都能安全连续运行，此工况称为铭牌工况（TRL），此工况下的进汽量称为铭牌进汽量，此为出力保证值的验收工况。•1）额定主蒸汽参数、再热蒸汽参数及所规定的汽水品质。•2）汽轮机低压缸排汽平均背压为11.8kPa（a）。•3）补给水量为3％。•4）所规定的最终给水温度。•5）全部回热系统正常运行，但不带厂用辅助蒸汽。•6）汽动给水泵满足额定给水参数。•7）发电机效率98.95％，额定功率因数0.90，额定氢压。T－MCR工况：汽轮机进汽量等于铭牌工况（TRL）进汽量，在下列条件下安全连续运行，此工况下发电机输出的功率，称为最大连续功率（T－MCR），具体数值为642MW。1）额定主蒸汽再热蒸汽参数及所规定的汽水品质。2）汽轮机低压缸排汽平均背压为5.88kPa（a）。3）补给水量为0％。4）所规定的给水温度。5）全部回热系统正常运行，但不带厂用辅助蒸汽。6）汽动给水泵满足规定给水参数。7）发电机效率98.95％，额定功率因数0.90，额定氢压。VWO工况：汽轮发电机组在调节阀全开，其它条件同T－MCR工况时，汽轮机的进汽量不小于105％的铭牌工况（TRL）进汽量，此工况称为阀门全开（VWO）工况。THA工况：当机组功率（当采用静态励磁、电动主油泵时，此功率已扣除各项所消耗的功率）为1000MW时，除进汽量以外其它条件同T－MCR工况时称为机组的热耗率验收（THA）工况，此工况为热耗率保证值的验收工况。区别：THA代表了汽轮机最大效率的额定工况，是理想工况，在性能考核试验中能短暂维持；TRL（BRL）代表了机组运行寿命内平均效率的额定工况，即补水率不为零，真空有所下降。TMCR是用等于TRL工况下的蒸汽量在THA工况下发电，看能发多少；VWO是汽机调门不节流，整个汽轮发电机组所能发的最大功率。复习思考题（作业）一、名词解释(1)节流调节(2)喷嘴调节（3）滑压运行（4）复合滑压运行二、问答题1．东汽1000MW机组的型式与型号？2．东汽1000MW机组的总体结构及配汽调节方式？