【正文】 1 超臨界 1000MW 汽輪機本體結(jié)構(gòu)分析 摘 要 進入 21 世紀來，我們所面臨的能源問題日益緊張，加之我們對工業(yè)產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟性的追求，常規(guī)火力發(fā)電廠的發(fā)展面臨重大的能源和環(huán)境等問題，而且常規(guī)火電廠的效率低、污染大及自動化程度低，都制約常規(guī)火電機組的發(fā)展。這就要求我們發(fā)展更為高效、節(jié)能、環(huán)保、經(jīng)濟性高的高參數(shù)、大容量的火電機組 —— 超超臨界火電機組。 本設(shè)計的意義在于通過學習和分析國內(nèi)三大廠家典型的超超臨界 1000MW 汽輪機的本體結(jié)構(gòu)，更多地了解國內(nèi)外先進的汽輪機技術(shù)，為將來從事汽輪機運行和檢修工作奠定一定的理論基礎(chǔ)。 關(guān)鍵字：超超臨界、 1000MW、汽輪機、本體結(jié)構(gòu)、哈爾濱汽輪機廠 如需圖紙， 153893706 2 目 錄 1 概述 ................................................................................................... 3 超超臨界 1000MW 汽輪機的發(fā)展簡史 .................................. 3 超超臨界 1000MW 機組的優(yōu)勢 .............................................. 5 2 哈爾濱汽輪機廠超超臨界 1000MW 汽輪機本體結(jié)構(gòu)分析 ........... 6 概述 .......................................................................................... 6 汽輪機的進汽部分 ................................................................... 8 汽輪機轉(zhuǎn)子 ............................................................................ 12 動（靜）葉片 ......................................................................... 15 汽缸及滑銷系統(tǒng) ..................................................................... 16 隔板和隔板套 ......................................................................... 19 汽封 ........................................................................................ 20 軸承 ........................................................................................ 20 盤車裝置 ................................................................................ 22 3 國內(nèi)典型超超臨界 1000MW 汽輪機主要技術(shù)特點比較 ............. 22 東方汽輪機超超臨界 1000MW 汽輪機簡介 ........................ 22 上海汽輪機廠超超臨界 1000MW 汽輪機簡介 .................... 23 三大廠家超超臨界 1000MW 汽輪機的比較 ........................ 25 總 結(jié) ..................................................................................................... 27 參考文獻 ............................................................................................... 28 3 1 概述 能源是社會發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)，環(huán)境是人類維護自身生存和發(fā)展的前提。由于煤炭在一次能源結(jié)構(gòu)中的主導地位，決定了電力生產(chǎn)中以煤電為主的格局。根據(jù)我國能源資源的特點，煤炭在一次能源生產(chǎn)與消費中的比例會長期保持在 75％左右的水平上，而且這一比重在將來的幾十年內(nèi)不會有根本性的變化。在中國電力工業(yè)中，自 1990 年以來，火電機組裝機容量保持在 75％左右?；痣姍C組的發(fā)電量 占總發(fā)電量的 80％以上，其中燃煤電站占總發(fā)電量的 76％。目前，我國發(fā)電消耗的煤炭約占煤炭總產(chǎn)量的 40％以上，且這一比例還會逐年上升。 由于我國電力工業(yè)總體污染嚴重是目前我國火電廠中存在的兩大突出問題，并成為制約我國電力工業(yè)乃至整個國民經(jīng)濟發(fā)展的重要因素。因此，在能源日趨緊張、環(huán)境日益惡化的情況下，為節(jié)約能源和減輕環(huán)境污染，必須發(fā)展?jié)崈裘喊l(fā)電技術(shù)，即：循環(huán)流化床 (CFBC)、增壓流化床聯(lián)合循環(huán) (PFBCCC)、整體煤氣化聯(lián)合循環(huán) (Icy 以及超臨界 (Sc)與超超臨界技術(shù)(USC)。 發(fā)展超臨界機組是提高我國 能源利用率現(xiàn)實可行的選擇，其發(fā)電凈效率為 45％左右，與 IGCC(整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)發(fā)電 )和 PFBCCC(增壓流化床燃氣蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電 )相當；并且超臨界機組具有良好的負荷調(diào)節(jié)特性，在部分負荷下依舊能保持較高的效率，基建投資、發(fā)電成本也成本也較 IGCC 和 PFBCCC 優(yōu)越，是 21 世紀初電力工業(yè)的主力機組。結(jié)合我國的能源資源狀況和電力技術(shù)發(fā)展的實際水平等具體因素，認為當前積極發(fā)展作為潔凈煤發(fā)電技術(shù)之一的超臨界火電技術(shù)很有必要。 超超臨界是 20 世界 90 年代提出來的一個工程產(chǎn)品的商業(yè)性概念，不同國家，對超超 臨界的定義不完全相同。日本最早提出超超臨界機組為蒸汽壓力大于 ，溫度大于593℃；而丹麥等國家認為 壓力大于 。目前國際上普遍認為在常規(guī)超臨界參數(shù)的基礎(chǔ)上壓力和溫度再提升一個檔次，也就是工作壓力超過 或者主 /再汽溫都超過566℃ ，都屬于超超臨界機組的范疇。 隨著我國電力需求的持續(xù)增加以及設(shè)計、制造、安裝等方面整體能力的提高，我國已經(jīng)建設(shè)了一批百萬等級的超臨界機組和超超臨界機組，如浙江玉環(huán)電廠、外高橋三電廠、山東鄒縣電廠、江蘇泰州電廠等百萬等級機組的電廠。本設(shè)計較詳細地分析了 哈爾濱汽輪機廠超超臨界 1000MW 汽輪機本體結(jié)構(gòu)，并對國內(nèi)三大廠家典型的超超臨界 1000MW 汽輪機本體結(jié)構(gòu)及其它們的主要技術(shù)特點進行了對比，更多地了解 1000MW 汽輪機機組的新技術(shù)和新特點，為我們今后從事汽輪機的運行和檢修工作具有一定的指導意義。 超超臨界 1000MW 汽輪機的發(fā)展簡史 國外超超臨界機組的發(fā)展 超超臨界技術(shù)的發(fā)展至今以有近 50 的歷史了，其發(fā)展過程經(jīng)歷了 20 世紀 50 年代的起始階段、 80年代的優(yōu)化及新技術(shù)發(fā)展階段和 90年代的技術(shù)成熟階段。 20世紀 90年代以來，由于環(huán)保及節(jié)約 能源的需要，超超臨界機組又進入了新一輪的發(fā)展時期。 美國是發(fā)展超臨界機組最早的國家，從 20世界 50至 70年代起，以美國 GE和西屋公司為核心的發(fā)電機組制造企業(yè)就開始了超臨界機組的生產(chǎn)，當時的起點就是超超臨界參數(shù)，1956 年 325MW 超超臨界機組的進汽壓力位 ，進汽溫度達到了 649℃ .。該機組目前仍在運行，是目前世界上運行時間最長的超超臨界機組。 日本發(fā)展超超臨界機組是采用引進美國和歐洲的技術(shù)，并進行第二次開發(fā)創(chuàng)新，現(xiàn)已躍居世界發(fā)展超超臨界技術(shù)的先進國家行列。日本 450MW以上機組均采用超臨界或超超 臨界技 4 術(shù)，站總裝機容量的百分之六十多。進入 20世紀 90年代以來，隨著新技術(shù)和耐高溫材料的出現(xiàn)，歐洲和日本燃煤發(fā)電工業(yè)進入了一個采用更高參數(shù)的發(fā)展階段，火電廠投運機組的汽溫達到 600℃ .. 目前，超超臨界參數(shù)的蒸汽輪機電站已經(jīng)在主要工業(yè)化國家趨于成熟，并獲得廣泛應(yīng)用，日本等各國正著手更高參數(shù)的超超臨界機組全面的研究。 我國超超臨界機組的發(fā)展過程 國內(nèi)的超超臨界機組是在常規(guī)超臨界機組的基礎(chǔ)上發(fā)展的。 2021年 9月，國家“ 863”計劃“超超臨界燃煤發(fā)電技術(shù)”以及依托工程 ——— 華能玉環(huán)電廠開始啟動。 為了論證我國自主開發(fā)大型超超臨界機組的技術(shù)方案，國內(nèi)很多研究機構(gòu)開展了超超臨界火電機組技術(shù)開發(fā)可行性研究工作。綜合分析了國外各大公司在發(fā)展超超臨界技術(shù)中解決的設(shè)計研究技術(shù)關(guān)鍵技術(shù)，研究了超超臨界火電機組當前的技術(shù)水平和發(fā)展趨勢，對超超臨界火電機組的研制和關(guān)鍵技術(shù)和我國發(fā)展超超臨界技術(shù)的基礎(chǔ)和條件進行了分析。并提出我國研發(fā)的超超臨界機組選型 25至 28MPa/600℃ .的參數(shù)、一次中間再熱方式、 600MW至 1000MW的容量較適合。 為此，國內(nèi)各大動力制造企業(yè)相繼引進了國外成熟的超超臨界技術(shù)，目前均以具備百萬千 萬等級超超臨界機組的生產(chǎn)制造能力。其中東方汽輪機廠、上海汽輪機廠、哈爾汽輪機廠分別引進日立、西門子、日本東芝公司的超超臨界汽輪機制造技術(shù)。目前，他們生產(chǎn)的超超臨界機組已經(jīng)在國內(nèi)多個電廠投入商業(yè)化運行，見表 力發(fā)電機組建設(shè)的重點之一。 表 11 中國超超臨界機組投產(chǎn)情況 我國已投運的 17臺 1000MW超超臨界機組情況 電廠 容量（ MW） 蒸汽參數(shù)（ MPa/℃ /℃） 制造廠家 投運時間 玉環(huán) 1 1000 玉環(huán) 2 1000 玉環(huán) 3 1000 玉環(huán) 4 1000 鄒縣 7 1000 鄒縣 8 1000 泰州 1 1000 泰州 2 1000 外高 橋 7 1000 外高橋 8 1000 北侖港 6 1000 北侖港 7 1000 5 海門 1 1036 寧海 5 1000 寧海 6 1000 北 疆 1 1000 海門 2 1036 超超臨界 1000MW 機組的優(yōu)勢 超超臨界機組由于參數(shù)較高，因此效率高是其最顯著的特點，效率的他高又使得有害物質(zhì)的排放量相對減少，燃料的運輸成本相對降低，同時由于超超臨界機組往往伴隨大容量1000MW，這又具有單容量造價低、定員少、易于進行煙氣凈化等一系列優(yōu)勢。隨著材料技術(shù)、制造工藝和自動控制技術(shù)的不斷提高，超超臨界機組的安全性、可靠性、靈活性自動化 程度都達到了心得高度。 目前世界上超超臨界機組的最高熱效率達到了 47%。一般認為參數(shù)為 ℃/538℃機組比參數(shù)為 ℃ /538℃的亞臨界機組效率提高 %至 %，參數(shù)為31MPa/566℃ /566℃機組比 ℃ /538℃的亞臨界機組提高效率 %至 % 超超臨界機組的溫度參數(shù)一般會有 580℃ /580℃、 580℃ /600℃、 600℃ /600℃等檔次，如果機組進行二次再熱，效率還會進一