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国产6 0 0MIt/等级超临界机组汽轮机的技术特色
发起人:dajiangjunwang  回复数:0  浏览数:3048  最后更新:2011/5/24 19:37:49 by dajiangjunwang

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2011/5/24 19:32:04
dajiangjunwang





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国产6 0 0MIt/等级超临界机组汽轮机的技术特色
国产6 0 0MIt/等级超临界机组汽轮机的技术特色
发展超临界机组是火力发电提高效率、改善环保的趋势,也是发展能与整体煤气化联合循环发电技术(IGCC)和增压流化床燃烧技术(PFBC)相媲美的超超tN界机组的前期技术。美国、日本、前苏联和欧洲在20世纪50-60年代开始发展超临界机组,历经40多年,目前巳具有成熟的技术、较高的可靠性和良好的经济性能。我国巳投运的300MW和600MW机组占全国总装机容量的比例较小,超临界机组更是凤毛麟角,使总的供电煤耗高达405g/kW ·h。
我国首台超临界机组于1992年6月在石洞口电厂投入商业运行,目前在役的超临界600MW 等级机组 约占我国已投入商业运行的40余台600MW等级机组的1/5,全部从瑞士ABB、日本或原苏联进口。目前我国单机容量最大的900MW超临界机组已经于2004年4月在上海外高桥电厂投入运行。我国正处口广东省电力试验研究所 田 丰于电源建设发展的高峰期,主、再热蒸汽参数为24.2MPa/4.52MPa、538~566℃/566℃的600MW 等级超临界机组成为新宠。国家正抓住时机,结合现有具体的制造和设计水平,采取与发展LNG燃气一蒸汽联合循环相同的战略,以市场换取技术,稳步发展国产高效超临界机组。原国家计委已经明确表示,以华能沁北电厂2台600MW机组作为超临界机组国产化的依托工程,加快超临界机组的发展。
超临界机组在国际上的发展1959年4月,世界上第一台超临界机组在美国投入商业运行。原苏联1 960年也投运了首台300MW 超临界机组,
后来成为超临界机组数量最多的国家。
发展超临界机组已经成为国家综合国力和科技水平的体现。美国在1967-1973年投运的超临界机组参数选择过高,可用率低(低于40%),且不具备带周期负荷的能力,加之当时美国电力需求缓慢,20世纪80年代后期,各电力公司纷纷放弃使用超临界机组,一度使超临界机组的发展前景受到怀疑。据统计,美国在1970-1976年投运的超临界机组前5年的平均等效可用系数和等效强迫停机率与亚临界机组相比只差0.5%,其中锅炉所占比例最大。
日本引进、仿制和国产化改进发展超临界机组的模式是非常成功和值得借鉴的,形成了东芝、日立的GE系列和三菱的西屋系列,其中东芝公司走在前列。1967年东芝公司从美国GE公司引进投运了第一台600MW 超临界机组,1969年东芝公司即仿制成功同型号的机组,国产化和改进型自制的600MW机组于1971年投运。1974年9月东芝公司又从美国GE公司引进了IO00MW

国产600MW等级超临界机组汽轮机的技术特色(pdf).rar



3.上海汽轮机厂有限公司
(1)采用全三元计算气动力学和有限元理论。新一代全马刀成型的反动式动静叶片系列用于所有的高中压叶片级。开发高中压叶片级的弯扭(马刀型)技术,动叶片马刀型设计。
(2)高、中压动叶全部采用新一代非预扭性整体围带叶片,与铆接围带相比,整体围带结构彻底解决了动叶片的高温蠕变问题,应力集中下降2/3,可消除高温区的蠕变及应力腐蚀源。在动态下为自由叶片状态,振动特性不受温度、压力等参数变化的影响。
(3)无中心孔整锻转子,消除由摩擦腐蚀往往在轴和销槽处造成的应力腐蚀裂化(SCC)。高中压转子材料与亚临界机组相同,为CrMoV锻钢。采用耐高温高压,强度性能好的高温喷嘴组螺栓连接。调节级为整体三胞联体动叶,三又三销叶根叶片,由整块材料电解加工,提高了安全可靠性。
(4)除高压调节级为冲动叶片外,其余均为反动级,进汽冲角远大于冲动式,而进汽速度低,对防止SPE有利。此外,在防止SPE方面,通过强化静叶片型线,以减少静叶出汽边的破裂;在进汽喷嘴或叶片采用表面镀层技术,西门子公司大量的实验研究工作表明,对于9%Cr钢,用扩散法镀厚度不小于50u m的硼化物,其最小硬度950HV,可使喷嘴具有最高的抗冲蚀能力。
(5)在低压末端的叶片,转子轮槽设计及结构进行了更新,采用新型高强度叶根及轮槽型线,通过大圆角、减小支撑齿面角,增大齿距,使叶根及轮槽的局部最大应力下降50%。强化设计非铆接结构的长叶片系列,提高过渡区叶片及轮槽静强度(离心应力)的安全系数,平均应力水平下降50%,低压段过渡区及湿蒸汽区域采用0Crl7NiCu4Nb叶片材料。
(6)叶片、内缸选用高温蠕变强度更高的12Cr等材料,阀门及主蒸汽管选用9Cr钢。
(7) 汽轮机轴系l~6号支持轴承全部采用四瓦块可倾瓦,发电机7~8号瓦采用上瓦圆、下瓦可倾型式。汽轮发电机转子轴系的设计考虑了高压缸蒸汽汽膜的刚度和阻尼,轴系稳定性对数衰减率的定量计算计入了蒸汽膜负尼的影响。
(8)末级叶片905/1050nma长叶片,提高根部反动度到20%,采用可控涡及全三元气动技术,使根部出现负反动度的负荷率下降。此外,基于三元流场设计的防水蚀设计,可以合理确定镶焊司太立合金的长度。
(9)在最高温度的中压缸第l级转子轮槽采用冷却结构,使转子表面汽温不大于500℃ 。
结束语
我国超临界机组起步晚, 目前正处于电源建设的高峰期,预期600MW等级机组将成为我国火力发电的主力机组。近期发展的目标为掌握600~l000MW等级超(超)临界机组的制造、运行技术,研究其优化设计和关键控制技术。引进和发展超临界机组,通过消化吸收国外先进的制造技术和自主开发、改进,加快设备的国产化,是优化火电结构的重要方面,也是广大工程技术人员共同的心愿。
此外,虽然超超临界机组的发展曾一度受到置疑, 目前仍是世界火电机组一个新的动向。鉴于我国目前经济的稳步发展和制造水平的提高,在研制超临界机组的同时,可采取同样的方式,紧跟超临界,谨慎发展超超临界机组,目标为单轴1000MW等级,实现技术上的跨越。

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