超超临界汽轮机机炉参数匹配.ppt

超超临界机组机炉蒸汽参数的匹配 1 主蒸汽系统 主蒸 汽 系 统的功能是将锅炉产生的新蒸汽自锅炉过热器出口输送到汽轮机的高压主汽阀入口。对于相同的汽机入口参数，由于主蒸汽管道阻力的变化，锅炉出口所需的蒸汽参数也随之发生变化。参数匹配则包括选择合适的主蒸汽管道压降和管道温降。 1.1 规程或规范的要求 中华人民共和国电力行业标准《火力发电厂汽水管道设计技术规定》DL/T5054-1996第一章总则规定，该规定适用于火力发电厂范围内主蒸汽参数为27MPa, 550℃ (高温再热蒸汽可达565℃)及以下机组的汽水管道设计。 * 对超超临界机组，蒸汽参数25-30MPa, 580℃-00℃已经超出上述汽水管道设计技术规定的范围。 国内尚无适合于该蒸汽参数范围的设计技术规定，一方面急需DL/T5054-1996作一定的修改，另一方面现阶段可参照美国动力管道设计规定ASMEB 31.1 执行。 中华人民共和国电力行业标准《火力发电厂设计技术规程》DL5000-2000第一章范围的规定，该规程适用于汽轮发电机组容量为125-600MW 级机组的凝汽式火力发电厂。600MW级及以上的机组还是可参照使用。参照该规程8.1.2的规定： 大容量机组锅炉过热器出口至汽轮机进口的压降，宜为汽轮机额定进汽压力的5%;过热器出口额定蒸汽温度，对于超临界参数机组，宜比汽轮机额定进汽温度高5℃。 1.2 日本电厂的机炉参数匹配 日本自20世纪90年代投运了相当数量的一批超超临界机组，其机炉参数的匹配见下表。从表中可见，由于日本是一个能源比较匾乏的国家，其火力发电厂的燃煤主要是依赖进口，因此为了降低机组热耗，主蒸汽管道压降均选择得较小，一般在3.5%左右。由于主蒸 汽管道压降小，管道的等焓温降也较小。因此当主蒸汽压力小于25.5MPa时，日本锅炉出口蒸汽温度一般仅比汽机入口蒸汽温度高出4℃。 1.3 我国超超临界机组机炉主蒸汽参数匹配 选择不同的蒸汽流速，管道管径和管道压降是不同的，管道投资费用与机组的运行费用之间存在一个最佳的技术经济比。 华东电力设计院根据蒸汽参数范围25-30MPa,580-600℃的900MW超超临界机组选择了25.OMPa/600℃/600℃,27.5MPa/600℃/600℃以及31.OM Pa/600℃/600℃三种蒸汽参数为例作了一下分析比较，计算采用的蒸汽流量按汽机VWO工况下的最大计算进汽量。汽机VWO工况的热平衡图则依据上海汽轮机厂提供的资料。 主蒸 汽 管 道的走向参照上海外高桥电厂二期2×9 0OMW超临界机组的主蒸汽管道的布置。管道分四路从锅炉过热器联箱上引出，合并成两路后分别接入汽机左右两个主汽门。 对于机组参数25.OMPa/600℃/600℃的主蒸汽管道材料按A335-P91，而机组参数27.5 MPa/600℃/ 600℃和31.OMPa/600℃/600℃的主蒸汽管道材料按A335-P92。 结论: (1) 管道阻力增大使得管道的等焓温降增大，且随机组工作压力的提高愈加明显。按我国现东南沿海地区的标准煤价格以及管道价格，当主蒸汽管道的温降(包括管道等焓温降和散热温降)在4-5℃左右，综合技术经济性最佳。一般来说，管道的散热温降是很小的，小于0.5 ℃ ，因此管道压降比宜选择以之引起的等焓温降在3.5-4.5℃左右。 (2) 主蒸汽压力为25.0 -30.OMPa的超超临界机组，随着机组工作压力提高，主蒸汽管道的最大压降比应从5%逐渐降低至3%左右。例如主蒸汽压力为31.OMPa的超超临界机组，当主蒸汽压降比达到4.4%时，若管道的压降继续增大，虽然管道的投资费用降低，但管道费用的降低已无法抵消因设计温度和设计压力的提高而引起的锅炉给水泵功耗的增大。 (3) 我 国 是一个产煤大国，燃煤价格相对较低。根据综合技术经济比较，主蒸汽管道的压降比不宜过小。在蒸汽压力25.0-30.0MPa范围内的超超临界机组，当蒸汽压力小于27.5MPa，主蒸汽压降比选择4%-5%最佳;当蒸汽压力大于27.5 MPa，则主蒸汽压降比选择3%-4%较为合适。 2 再热蒸汽系统 再 热蒸 汽 系统的功能是将汽轮机高压缸的排汽(即低温再热蒸汽)自其排汽口输送至锅炉再热器进口，蒸汽在再热器被再热后，再从其出口将高温再热蒸汽送至汽轮机中压缸再热蒸汽阀。以提高循环热经济性和改善汽轮机低压部分的工作条件。 由于 再 热 蒸汽系统相当于一台中压机组，因此管道的压降对机组热经济性的影响是很大的。一般来说，再热系统的总压降不应超过高压缸排汽压力的10%，其中再热器的压降和再热系统管道的压降各半，即再热器压降占50%、再热系统管道(包括冷段和热段)压降占50%。 从上海汽轮机厂提供的超超临