双机回热在超超临界机组中的应用

双机回热在超超临界机组中的应用

李国顺

陆丰宝丽华新能源电力有限公司 广东 汕尾 516600

通常情况下，为了实现节能降耗，火电厂通过提高初始参数，从中压到高压，然后超高压，亚临界，超临界，超超临界，为了减少汽轮机冷源损失，采用抽汽回热系统，目前主流设计都采用主汽轮机带抽汽系统，由于汽轮机级数限制主机所带抽汽级数有限，同时对于超超临界机组抽汽品质偏高，也制约了机组热效率的调高，和机组能耗的降低，进一步为降低机组煤耗提供条件，因此双机回热系统应运而生

甲湖湾电厂新建的1000MW凝汽式汽轮机组采用先进的双机回热系（Echelon Cycle），每台机组共配置1套100%容量的汽动给水泵组（小机为抽汽背压式给水泵汽轮机，英文全称为Backpressure Extraction Steam Turbine，简称BEST汽轮机）。

BEST汽轮机双出轴，给水前置泵和主泵由BEST汽轮机同轴驱动（前置泵-减速箱-BEST汽轮机-给水泵）。

BEST汽轮机正常工作汽源采用主机高排汽，无汽源切换。

BEST汽轮机抽汽供给3＃，4＃高加和除氧器，排汽至6＃低加（三抽一排）。 BEST汽轮机组为单缸、变转速、反动式、单流、抽汽背压式结构。

机组采用全周进汽，无调节级，通流级数为18级压力级

参数配置：

额定功率：32469kW

最大功率：37383kW

小机内效率：90.2%

转速范围：2400-5200r/min

额定进汽量：552t/h

额定进汽温度：356.3 ℃

额定进汽压力：5.95MPa

外型尺寸：5.4mX9.1mX3.2m

（7）外缸结构特点：

a.双层缸结构，顺流布置 b. 对向进汽，排汽向下 c. 设有三级抽汽供主机#3、#4、#5级回热，排汽作为主机#6回热抽汽 d. 设有一组平衡活塞蒸汽管，使汽封腔室与汽缸排汽相通，以平衡转子推力及 减少漏汽量 e. 外缸采用下猫爪、中分面支撑，前后猫爪分别支撑在前、后轴承座上 f. 前猫爪处的横向键为外缸的绝对死点，外缸前后设有保证汽缸沿轴向膨胀的 导板，进汽方式为下半对向进汽。进汽腔室采用CFD计算优化设计，保证最优的进汽效率

（8）内缸结构特点:

a.内缸通过中分面两侧的支撑键支撑在外缸上；

b.采用腰带结构轴向定位；

c.内缸上下半正中轴线处分别设有立键，保证内缸的横向对中；

d.进汽方式为下半对向进汽，进汽腔室采用CFD计算优化设计，保证最优的进汽效率。

（9）选用立式盘车，驱动给水泵随BEST汽轮机一起盘车。

a. 盘车装置型号：电动机驱动，机械减速 b. 盘车转速： 100 r/min c. 电动机功率： 45 kW d. 电源种类：AC e. 电压：380 V f. 电源频率：50 Hz g. 装置为全自动设备，可以根据转速自动脱开，自动啮合 h. 装置可以就地控制，也可以远程控制

二、优点：

甲湖湾电厂以BEST汽轮机驱动机组全容量汽动给水泵，与大机共同组成独特的双机回热系统，高温回热蒸汽从BEST汽轮机中抽取，可将循环能级效率和通流效率提高至90%以上，在降低汽机热耗的同时大幅减少标煤年使用量，使整个机组的热耗水平在一次再热机组中达到最优，接近二次再热机组的水平。

BEST汽轮机配有自动进行切换汽源的机构，该机构能保证邻机冷再作为正常汽源的补充进汽。在主机负荷在0-40%变化过程中，可自动切换汽源，由高压到低压，或低压到高压，投入到退出，退出到投入。切换过程中亦允许两种蒸汽同时作为BEST汽轮机的工作汽源。保证在转换汽源过程中，BEST汽轮机转速保持平稳。利用邻机冷再可以满足0-40%负荷运行时给水泵的出力要求。

BEST汽轮机能满足机组各种启动工况直接利用邻机冷再进行启动的要求，即机组采用汽动给水泵而不采用电动给水泵组启动的方式。

甲湖湾项目BEST汽轮机为我厂首台百万机组采用双机回热系统所配的驱动给水泵、满足四级回热抽汽的多功能小汽轮机，BEST汽轮机为我厂首创。

BEST汽轮机采用无调节级节流调节、膜片式联轴器、电动盘车装置BEST汽轮机能够满足10w小时大修，12年大修保证，整体发运并能实现厂内精装，整机发运。

BEST汽轮机有结构紧凑、效率高、成本低、功能多等优势此机型为我厂首创，具有自主知识产权。

BEST汽轮机对汽源参数的适应性：入口初压允许在小于额定压力105%下运行。在非正常情况时，压力瞬时值允许在120%额定压力以下。在初压高于额定压力的105%以上运行累计持续时间允许为12小时/12个月，且每次不允许超过10分钟。正常情况，初温不超过额定初温加8℃。异常情况，不超过额定初温加14 ℃，累计持续时间不大于400小时/12个月；也不能超过额定初温加28℃，其累计持续时间不大于80小时/12个月。

BEST汽轮机的进汽按主汽轮机有关抽汽口处的抽汽可能发生的压力和温度变化进行设计，特别是温度﹑压力变化同时出现的情况。

汽缸应能在规定的进汽参数下的压力和温度同时达到最恶劣的数值时运行。

进汽主汽阀配置永久的耐腐蚀蒸汽滤网。滤网的有效流通面积至少为BEST汽轮机进汽接口横截面积的两倍。

BEST汽轮机的结构设计允许从零负荷不受限制地加速到额定运行工况，同时不需对汽缸的内外壁温差、胀差等进行监视，即能适应快速启动和负荷急剧变化情况。

BEST汽轮机转速可远方控制，在2400～5100r/min转速范围内能连续平稳运行，其最低转速能维持给水泵的最小流量循环工况。BEST汽轮机—给水泵组允许最高转速升高率为≤600r/min（正常运行时建议不超过300r/min）。BEST汽轮机轴系暖机转速为100～200r/min。

BEST汽轮机的设计考虑各种工况时各种荷载的不利组合。这些荷载包括内部和外部的设计压力；设备的重量和运行状况或试验状况时的工质量；附加荷载如保温和附加设备或管道重；安全阀排放引起的荷载、地震等。

机组设计(如转子、叶片、汽缸、轴承等)能适应负荷剧变和快速起动的要求，允许不揭缸进行转子的动平衡工作。动叶设计能经受住正常暖机时在共振频率下运行。轴承设计应防止出现油膜振荡；不需吊出汽缸及转子所有轴承就能方便地取出，更换和调整；轴承座上应留有现场装设测量与试验装置的位置与空间。

机组设计充分考虑，以防止意外的超速、进冷汽、冷水、着火和突然振动。汽轮机和辅助设备能适应安装地的环境变化和气候条件。

外汽封和级间隔板汽封的结构形式为可更换的汽封。BEST汽轮机汽封系统的管道及部件按计算出的间隙泄漏的300%确定尺寸，确保正常运行工况下不发生泄漏。

经过一段时间运行以来，目前看可以满足百万机组的调频需要，升降负荷速率满足电网要求，可以提高的部分时排汽背压的优化调整，从而进一步调高双机回热循环机组的效率，从而实现节能降耗，还人们一片碧水蓝天，将节能环保做到极致。

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