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华能玉环电厂汽轮机过载补汽技术 |
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| 华能玉环电厂汽轮机过载补汽技术 |
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作者：佚名 文章来源：不详 点击数： 更新时间：2008-9-26 19:52:48  |
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陈胜军 申松林 柯文石
华能国际电力股份有限公司浙江分公司
Overload technology of 1000MW ultra-supercritical turbine of
Huaneng Yuhuan Power Plant
Chen Shengjun, Shen Songlin, Ke Wenshi
Huaneng Power Internatioanl INC. Zhejiang Brangch
摘 要：本文根据华能玉环电厂工程合同签订文件并结合工程进展的相关资料，对玉环电厂1000MW
汽轮机过载补汽技术作了相应的介绍。
关建词：1000MW 汽轮机 过载补汽 技术
Abstract: This paper illustrates the overload technology of 1000MW ultra-supercritical turbine of
Yuhuan Power Plant based on the contract and relevant project documents of Huaneng Yuhuan
Power Plant.
Key words:1000MW ultra-supercritical turbine，overload technology
1 前言
华能玉环电厂是国内在建的超超临界百万千瓦级燃煤发电厂，是为配合国家“863 计划”，作为引
进超超临界机组技术、逐步实现国产化的依托工程。规划容量为4 台1000MW 超超临界汽轮发电机
组，并留有再扩建余地。一期工程安装2 台，＃1 机组计划于2007 年投产发电。主要设备采取项目
合作、联合制造模式。汽轮机引进德国西门子技术，由上海电气(集团)总公司下属上海汽轮机有限公
司成套供货。根据西门子的设计特点，机组无调节级，采用全周进汽方式。结合玉环工程的实际情
况，在国内大容量（600MW 以上）机组上首次采用了过载补汽技术。过载补汽技术是从某一工况开
始从主汽阀后、主调阀前引出一些新蒸汽（进汽量的5～10%），经节流降低参数（蒸汽温度约降低
30℃）后进入高压某级动叶后空间，主流与这股蒸汽混合后在以后各级继续膨胀做功的一种措施。
从设计上考虑，过载补汽技术可以提高机组的经济性和运行灵活性，是在百万千瓦超超临界机组中
所采用的一项先进技术。
2 过载补汽技术的经济性分析
汽轮机采取全周进汽时，进汽压力与流量成正比，即机组仅在最大流量（VWO）工况运行时，
进汽压力才达到额定值。从热力循环和发挥整个电厂设备的潜力角度，全周进汽滑压运行模式并没
有用足蒸汽压力的能力。这种能力的丧失随机组设计流量余量的增加而增加。表1 为不同流量配置
规范的数据对比。
表1 全周进汽滑压运行时的进汽流量
容量配置规范 德国 IEC 国内＃1 国内＃2
最大流量 D0
额定工况 ～D0 0.95 D0 0.925 D0 0.88D0
夏季工况 1.05 D0 D0 0.97D0 0.95D0
从上表可见，按德国电厂的容量规则，额定流量基本等于最大流量，即阀门全开的功率就是铭
牌出力。在夏季高背压或机组出现老化时，可充分利用IEC 规程要求年平均压力不超过额定值的规
定，通过短期的超压增加流量。显然这种配置充分、合理地利用了蒸汽压力的潜力，且获得了较高
的经济效益。而目前国内的情况有很大不同，机组容量余量较大，如采用全周进汽滑压计算，按表
1 国内#1 和＃2 额定工况的进汽压力仅为额定值的92.5%和88%，因压力的不到位会产生一定的热耗
损失。根据上汽西门子计算，国内＃2 的模式热耗损失约45kJ/kW.h。
要使机组具有调频能力，全周进汽必须采取节流的方式，节流方式也将引起经济性的下降，根
据上汽西门子的计算，5%的全周节流将使热耗增加12～20 kJ/kW.h。
针对国内的匹配规范，为了充分发挥机组的经济性，并使机组具有调频能力，西门子在玉环机
组上采用了过载补汽技术。玉环机组的匹配采用了表1 中＃1 的模式，额定（TMCR）工况的进汽流
量（2733t/h）为最大工况(2953t/h)的92.5%，夏季工况的进汽流量（2864 t/h）为最大工况的97%，
额定工况（TMCR）汽轮机低压缸排汽背压为5.39/4.4kPa(a)， 补给水率为0％；夏季工况按玉环实
际33℃冷却水温（海水）下背压9.61/7.61kPa(a)， 2％补水率定义。补汽点选择在额定（TMCR）
工况。这样机组在额定（TMCR）工况以下主调节阀在额定流量下可设计成全开而避免了蒸汽节流，
从而提高额定（TMCR）以下所有工况的效率。
在玉环评标阶段上汽西门子曾对机组三种运行模式的经济性比较（见表2），这三种运行模式分
别为：
1）TMCR 工况以上开始过载补汽运行；
2）无过载补汽阀无节流滑压运行；
3）无过载补汽阀5%节流运行。
从表2 数据可以看出第一种运行模式（从TMCR 工况以上开始补汽运行）TMCR 工况下热耗率
最低（7316kJ/kW.h）；第二种运行模式（无过载补汽阀无节流滑压运行）各工况热耗率也较低（TMCR
7321kJ/kW.h），缺点是不具备调频能力；第三种运行模式（无过载补汽阀5%节流运行）具备调频能
力但热耗率较高（TMCR 7334kJ/kW.h）。
表2 三种运行模式经济性分析对比表
序
号
运行模式
功率
MW
热耗率
kJ/kWh
新汽流量
t/h
新汽压力
MPa
1 TMCR 工况以上开始补汽运行 1000 7316 2739 26.25
2 无过载补汽阀无节流滑压运行 1016 7321 2803 25
3 无过载补汽阀5%节流运行 1016.2 7334 2814 26.25
根据上汽、西门子的介绍，过载补汽技术还具有以下优点：
􀁺 过载补汽阀通过保持一定的漏汽，充分利用补汽温度始终低于主蒸汽30℃的特点，对汽缸
起到冷却作用，有利于提高高温部件的可靠性。
􀁺 经德国电网技术的研究，过载补汽阀还具有提高变负荷速率的功能，有利于提高大电网的
稳定性。
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