漳州后石电厂 6X600MW超临界机组热机专业设计特点综述

2003年热机专业技术交流会西南院技术交流资料之一漳州后石电厂6X600MW超临界机组热机专业设计特点综述国家电力公司西南电力设计院二00三年十月成都漳州后石电厂6X600MW超临界机组热机专业设计特点综述主任工程师：科长：编写：漳州后石电厂6X600MW超临界机组热机专业设计特点综述目录1概述2锅炉、汽轮机、发电机技术参数及特点3主要系统设计原则4汽轮机、锅炉辅机及附属设备5主厂房布置特点6管道布置特点7厂区管架管道8总体评价及施工、运行情况漳州后石电厂6x600MW超临界机组热机专业设计特点综述11概述漳州后石电厂由台塑美国公司（FormosaPlasticCorp.USA）独资兴建，由华阳电业有限公司建设和运行。电厂厂址位于福建省漳州龙海市港尾镇后石自然村。电厂建设规模：6×600MW超临界机组，一次规划设计，分期连续建设。电厂采用煤作为燃料，锅炉点火采用轻柴油，磨煤机事故备用采用重油。煤由海船运至电厂煤码头，输入5座φ120m封闭式圆形储煤场。为满足环保要求，锅炉岛设有脱硫和脱硝装置，每三台锅炉设置一座200m高的三管集束烟囱。电厂采用海水直流冷却系统。机组辅助设备全部采用招标方式在国际上采购，除部分小设备由台湾和大陆供货外，主要辅助设备均由ABB、法国阿尔斯通和日本三菱等厂商供货。本工程热机部分的管道设计采用美国标准，因此管道规格系列也采用的是美国标准。本工程6×600MW机组的锅炉岛及其尾部详图设计由三菱公司负责。电力设计院热机专业设计内容包括除主蒸汽、再热、旁路、暖风器疏水、锅炉汽水分离器至凝汽器启动系统以外的其他热力系统以及闭式循环冷却水系统的设计和设备选型，汽机房布置，辅助车间的设计和设备选型。对于锅炉给水系统，8号高加旁路管道以后至省煤器的高压给水管道、过热器、再热器减温水管道由三菱公司负责设计，锅炉给水系统的其他部分由电力设计院负责。漳州后石电厂新建6×600MW超临界燃煤汽轮发电机组，其建设方针为亚洲超一流水平电站，建设规模为国内目前昀大的600MW级超临界机组基地，也是由国内电力设计单位第一个独立承担设计的大型超临界滨海电厂。1号机组已于1999年11月投运，2号机组已于2000年6月投运，3号机组已于2001年5月投运，4号机组已于2002年7月投运，预计5号机组于2003年11月投运，6号机组正在建设中。2锅炉、汽轮机、发电机技术参数及特点2.1锅炉技术参数及特点#1～#4锅炉供应商为日本三菱重工神户造船所，锅炉为超临界，一次再热，单炉膛，双火焰，平衡通风直流炉。锅炉既能完全烧煤又能50％煤油混烧。#5、#6锅炉供应商为ABB－CE。锅炉在昀大连续出力工况下主要技术参数如下：昀大连续蒸发量：1950t/h过热器出口压力：25.79MPa(a)过热器出口温度：542℃漳州后石电厂6x600MW超临界机组热机专业设计特点综述2再热器入口压力：4.56MPa(a)再热器出口压力：4.33MPa(a)再热器入口温度：292℃再热器出口温度：568℃给水温度：287.6℃锅炉效率（HHV）：90.9％2.2汽轮机技术参数及特点汽轮机供货商为日本三菱重工高砂制作所，汽轮机为超临界、反动式、一次中间再热、三缸四排汽凝汽式。汽机主要参数如下：额定出力：600MW型式：TC4F－30IN汽机昀大连续出力：630MW主蒸汽压力：24.61MPa(a)主蒸汽温度：538℃再热蒸汽温度：566℃设计背压：0.00747MPa(a)汽机转速：3000r/min汽机净热耗（28℃水温）：7766.51kJ/kW.h（1855kcal/kW.h）2.3发电机技术参数及特点发电机供货商为日本三菱电机神户制作所，发电机为全封闭、全氢冷同步发电机。主要参数如下：额定出力：706MVA功率因数：0.85额定电压：23000V频率：50Hz转速：3000r/min励磁方式：无刷励磁3主要系统设计原则3.1主汽、再热及旁路系统主蒸汽管道采用“2－1－2”的布置方式。主蒸汽系统设10%BMCR容量的高压旁路。漳州后石电厂6x600MW超临界机组热机专业设计特点综述3在靠近汽轮机进口处的主蒸汽管道上设有5％BMCR容量的疏水管道，供机组冷态启动使用。10％BMCR高压旁路和5％BMCR疏水管道不会同时开启。再热冷段蒸汽管道采用“2－1－2”的布置方式。再热冷段管道上未设逆止阀。再热热段蒸汽管道采用双管的布置方式，从二个再热器出口联箱接出二根再热蒸汽管，分别接至汽机左右两侧中压联合汽门，在进入汽机房后设联通管。3.2锅炉启动系统锅沪汽水分离器疏水分两路，一路到锅炉疏水扩容器，另一路到凝汽器。在启动初期，汽水分离器疏水将进入锅炉疏水扩容器，当汽水分离器内压力达到1.27MPa(a)且水质达到进入凝汽器的要求时，汽水分离器疏水将进入凝汽器，而当汽水分离器内压力达到8.43MPa(a)，汽水分离器将开始由湿态转为干态，分离器内水位很低。当汽水分离器内压力达11.87MPa(a)时，到凝汽器的汽水分离器疏水管路上电动门将自动关闭。3.3抽汽系统汽轮机有八级非调节抽汽，六、七、八级抽汽分别供三台高加，五级抽汽供给水泵汽轮机、除氧器。一、二、三、四级抽汽供四台低加，其中一、二号合体低加布置于凝汽器喉部。抽汽管道上的电动阀为可调式电动阀，以满足加热器投入时控制温升的要求。3.4高压给水系统高压给水系统为单元制，每台机组设置2×50％容量的汽动给水泵组及一台30％容量的电动调速给水泵组，两台汽动给水泵作为正常运行，一台电动给水泵作为启动及备用。给水采用一级调节，主路上不设调节阀，在电动给水泵出口设置调节阀供启动和低负荷使用。三台高压加热器采用电动小旁路，以便某台加热器故障切除不致影响其它加热器运行，系统灵活，热经济性好。给水泵汽机的正常汽源为主机的五级抽汽，辅助蒸汽作为低负荷及备用汽源。3.5凝结水系统凝结水系统采用中压凝结水精处理系统，每台机设3×50％凝结水泵。从凝汽器出来的凝结水分别经过凝结水泵、凝结水精处理装置、轴封冷却器和4台低加进入除氧器。3、4号低加采用小旁路，1、2号低加共用一个旁路。为了便于控制和调节，除氧器水位调节仅设置一个全流量调节阀。漳州后石电厂6x600MW超临界机组热机专业设计特点综述43.6加热器疏水系统高压加热器正常疏水采用逐级回流，昀后进入除氧器。事故疏水经凝汽器背包式疏水扩容器后进入凝汽器。因高加采用小旁路，任一台高加切除，其余两台高加疏水仍可进入除氧器。低压加热器正常疏水逐级回流到2号低压加热器，从2号低加出口的疏水经疏水箱和疏水泵送至3号低加入口凝结水管道。1号低加疏水送至凝汽器内。3.7辅助蒸汽系统本工程为新建电厂，设有出力为160t/h的启动锅炉。辅助蒸汽系统其它汽源一是从锅炉一级过热器出口引出，二是由再热冷段接出。启动初期，辅助蒸汽系统用汽来自启动锅炉房，当机组负荷在30～50％间时，辅助蒸汽系统用汽切换至锅炉一级过热器供汽，当机组负荷≥50％时，再热冷段至辅助蒸汽系统管路上气动阀开启，锅炉一级过热器出口至辅助蒸汽系统的电动阀关闭，由再热冷段供汽。当＃2机组及以后的机组投运时，辅助蒸汽系统用汽由负荷75％的机组再热冷段提供。3.8冷却水系统由于后石电厂为滨海电厂，循环水为海水，本工程锅炉和汽机的辅助设备冷却水全部采用闭式循环冷却水系统，该系统采用扩大单元制。闭式循环冷却水系统设3×50％水－水热交换器，两运一备，2×100％闭式循环冷却水泵。一次水采用海水并设2×100％容量的海水升压泵。4汽轮机、锅炉辅机及附属设备4.1汽轮机辅机及附属设备4.1.1凝汽器的主要技术参数设计/制造厂：GECALSTHOM/台塑重工冷却面积：28130m2凝汽器背压：冷却水温为28℃（ECR）：·清洁系数0.9时：0.00747MPa(a)冷却水温度24℃（TMCR）：·清洁系数0.9时：0.0064MPa(a)循环水设计温度：28℃循环水总量：73500m3/h漳州后石电厂6x600MW超临界机组热机专业设计特点综述5钛管内循环水流速：2.25m/s循环水压降*：5.8m钛管：φ20×0.5/0.7管板材料：钛（ASTMB338Gr.2）每台机组采用2套胶球清洗系统，分装在凝汽器A、B侧。4.1.2低加的主要技术参数低加由法国GECALSTHOM设计供货，主要性能参数见下表。项目单位1号低加2号低加3号低加4号低加管侧设计压力MPa(g)4.44.44.44.4壳侧设计压力MPa(g)0.340.340.340.78管侧设计温度℃150150150180壳侧设计温度℃150150240330加热面积m246045113581125管侧压降MPa0.0920.0840.0760.111壳侧压降MPa0.020.02U型管管径及壁厚mm×mmφ15.88×0.889换热管材料ASTMA688TP3044.1.3高加主要技术参数高压加热器由法国GECALSTHOM设计供货，主要性能参数见下表。漳州后石电厂6x600MW超临界机组热机专业设计特点综述6项目单位6号高加7号高加8号高加管侧设计压力MPa(g)373737壳侧设计压力MPa(g)2.655.719.01管侧设计温度℃245290322壳侧设计温度℃235/451275/305302/370加热面积m2205919911825管侧压降MPa0.070.110.098壳侧压降MPa0.040.040.04换热管管径mm×mmφ15.88×2.1换热管材料ASTMA688TP3044.1.4除氧器及除氧水箱除氧器及除氧水箱由法国GECALSTHOM设计和制造，其主要性能参数如下：除氧器除氧水箱设计压力：1.41MPa(g)1.41MPa(g)设计温度：390℃350℃有效容积：235m3总容积：280m34.1.5闭式循环冷却水热交换器闭式循环冷却水热交换器由法国GECALSTHOM设计和制造，每台机设3×50％容量的闭式循环冷却水热交换器，双运一备，其主要性能参数如下：设计压力（管侧/壳侧）：0.4/1.2MPa压降（管侧/壳侧）：4.5/3.6MWC设计温度（管侧/壳侧）：65/65℃流量（管侧/壳侧）：2340/1300t/h换热管：·材料：钛·管径（外径×壁厚）：φ20×0.5漳州后石电厂6x600MW超临界机组热机专业设计特点综述7换热面积：650m24.1.6汽动给水泵组汽动给水泵组由MHI设计和制造，给水泵和给水泵前置泵都由给水泵汽轮机驱动，布置顺序为给水泵汽轮机、给水泵、减速齿轮箱、给水泵前置泵，其主要性能参数如下：汽动泵汽动泵前置泵泵进口流量：·保证点（m3/h）12031203泵中间抽头流量：·保证点（m3/h）70N.A泵转速：·保证点（rpm）57401780泵出口压力（TDH）·保证点（m）3765100·关闭压头（m）4650132泵中间抽头压力（总压头）·保证点（m）1843泵效率·保证点（％）8685泵进口法兰处要求的NPSH值（3％decay）·保证点（m）35.964.1.7电动给水泵组电动给水泵和电动给水泵前置泵分别由不同的电机驱动，其主要性能参数如下：电动泵电动泵前置泵泵进口流量：·保证点（m3/h）664664泵中间抽头流量：漳州后石电厂6x600MW超临界机组热机专业设计特点综述8·保证点（m3/h）70无泵转速：·保证点（rpm）62452975泵出口压力（TDH）·保证点（m）375998·关闭压头（m）4285132泵中间抽头压力（总压头）·保证点（m）1934泵效率·保证点（％）83.184泵进口法兰处要求的NPSH值（3％decay）·保证点（m）26.87.4·电动机电压（kV）6.66.6·电动机功率（kW）83002204.1.8给水泵汽轮机给水泵汽轮机由MHI设计和制造，其性能参数如下：型式：双进汽、冲动、单流程、上排汽、汽凝汽式额定功率（TMCR工况）：13800kW额定转速：5740rpm效率：83％低压蒸汽参数：·压力/温度：1.09MPa(a)/358.8℃高压蒸汽参数：·压力（设计/工作）：