【正文】 2 900MW 超超臨界機組 蒸汽參數(shù) 538 oC/566oC 600 oC/600oC 600 oC/600oC 600 oC/600oC 汽機熱耗 (kJ/KWh) 7602 預計 預計 預計 發(fā)電效率 (%) 發(fā)電煤耗 (g/kWh) 283 276 275 274 年耗標準煤 (噸 ) 280 104 273 104 272 104 271 104 年節(jié)約標準煤 (噸 ) 0 ~70000 ~80000 ~90000 注：年運行小時按 5500 小時計。 對于雙軸布置的汽輪機來說，其主廠房區(qū)域的占地面積要小于單軸五缸六排汽汽輪機主廠房區(qū)域所占面積，但是主廠房內(nèi)的面積卻相對較大，投資也相應高一些。 由此可見， 1000MW 等級單軸四缸四排汽布置的汽輪機還是比較有優(yōu)勢的。 2) 雙軸汽輪機與單軸四缸四排汽汽輪機的汽機房相比較，在橫向和縱向方向的尺寸上均不相同。從汽機房 A排至鍋爐 煙囪中心線的距離為 ~。 2?1000MW 級超超臨界機組 對于 1000MW 等級的超超臨界機組汽輪機，根據(jù)上述的分析可以有三種不同的布置型式，其主廠房布置主要的區(qū)別在于汽機房橫向和縱向的長度上，見附件三。從汽機 房 A 排至鍋爐煙囪中心線的總長度約 。汽機房總長度為 （柱距 10m?1共 17 檔，另加 的伸縮縫）。在國外的機組上也 有成功的先例。再熱系統(tǒng)壓降選擇 10%的高壓缸排汽壓力還是合適的，其中高溫再熱管道選擇總壓降的 30%左右最經(jīng)濟。按 10%的再熱系統(tǒng)總壓降來設計還是適合的。 第 20 頁 表 57 再熱系統(tǒng)管道計算結(jié)果匯總表 再熱系統(tǒng) 管道壓降份額 ~5% ~4% ~3% 再熱器壓降份額 5% 4% 5% 再熱系統(tǒng)總壓降 10% 8% 8% 熱段壓降 (MPa) 熱段壓降份額 % % % % % % % 冷段壓降 (MPa) 冷段壓降份額 % % % % % % % 再熱系統(tǒng)管道 壓降實際份額 % % % % % % % 熱段材料價格 (萬元 /噸 ) 熱段材料費用 (萬元 ) ~1728 ~1793 ~1928 ~2049 ~1928 ~2049 ~2245 冷段材料價格 (萬元 /噸 ) 冷段材料費用 (萬元 ) ~802 ~692 ~607 ~540 ~802 ~692 ~802 管道總投資費用 (萬元 ) ~2530 ~2485 ~2535 ~2589 ~2730 ~2741 ~3047 單位壓降的熱耗損失 (萬元 /MPa) 2076 2076 2076 2076 2076 2076 2076 折算至 5%壓降 (萬元 ) 18 12 18 1 124 129 228 綜合價格 (萬元 ) 2512 2473 2517 2588 2606 2612 2819 綜合價格差 (萬元 ) +39 0 +44 +115 +133 +139 +346 根據(jù)上述計算的結(jié)果，我們可以得出如下結(jié)論： (1) 高溫再熱蒸汽管道壓降采用高壓缸排汽壓力的 3%左右，低溫再熱蒸汽管道壓降為 2%左右較經(jīng)濟，在此壓降下高溫再熱蒸汽管道選擇 2oC的溫降是適合的。 表 55 高溫再熱管道計算結(jié)果匯總表 再熱蒸汽流量 (t/h) 高溫再熱蒸汽流速 (m/s) 50 55 60 65 高壓缸排汽壓力 (MPa) 壓降 (MPa) 壓降比例 % % % % % 蒸汽等焓溫差 (oC) 散熱溫降 (oC) 設計壓力 (MPa) 設計溫度 (oC) 606 606 607 607 607 管道規(guī)格 1 (ID t mm) 580 555 530 510 28 500 管道規(guī)格 2 (ID t mm) 820 780 750 720 705 高溫再熱蒸汽管道 總重量 (t) ~458 ~418 ~393 ~366 ~353 第 19 頁 表 56 低溫再熱管道計算結(jié)果匯總表 再熱蒸汽流量 (t/h) 低溫再熱蒸汽流速 (m/s) 30 35 40 45 高壓缸排汽壓力 (MPa) 高壓缸排汽溫度 (oC) 壓降 (MPa) 壓降比例 % % % % 設計壓力 (MPa) 設計溫度 (oC) 388 388 388 388 管道規(guī)格 1 (ID t mm) 1165 1080 1010 950 管道規(guī)格 2 (ID t mm) 825 765 715 675 低溫再熱蒸汽管道 總重量 (t) ~297 ~256 ~225 ~200 若將再熱系統(tǒng)壓降分別按高壓缸排汽壓力的 10%和 8%進行匯總比較，見表 57。高溫再熱蒸汽管道分四路從鍋爐末級再熱器出口聯(lián)箱上引出，合并成兩路后分別接入汽機左右兩個中聯(lián)門。 再熱系統(tǒng)蒸汽管道的走向仍參照上海外高橋電廠二期 2 900MW 超臨界機組的管道布置，見附件一。在此，我們選擇蒸汽參數(shù) 超超臨界機組，對其再熱系統(tǒng)的管道進行了一下選擇分析比較，見表 55~56。因此有必要再對再熱系統(tǒng)壓降的綜合性能價格進行一下比較。如果按年運行小時數(shù) 5500 小時、電廠 30年運行壽命以及我國東南沿海地區(qū)標準煤價格 380元 /噸計，則再熱系統(tǒng)每 1MPa 壓降損失的費用竟達 2076 萬元。為了便于分析比較，我們在上海汽輪機廠提供的超超臨界 900MW 機組常規(guī)熱平衡圖（再熱系統(tǒng)壓降 10%）的基礎上，又請該廠提供了一份再熱系統(tǒng)壓降為高壓缸排汽壓力的 8%的汽機熱平衡圖，見附件二。 由于再熱蒸汽系統(tǒng)相當于一臺中壓機組，因此管道的壓降對機組熱經(jīng)濟性的影響是很大的。 再熱蒸汽系統(tǒng) 再熱蒸汽系統(tǒng)的功能是將汽輪機高壓缸的排汽（即低溫再熱蒸汽）自其排汽口輸送至鍋爐再熱器進口，蒸汽在再熱器被再熱后，再從其出口將高溫再熱蒸汽送至汽輪機中壓缸的再熱蒸汽閥。根據(jù)綜合技術經(jīng)濟比較，主蒸汽管道的壓降比不宜過小。例如主蒸汽壓力為 的超超臨界的機組，當主蒸汽壓降比達到 %的時候，若管道的壓降繼續(xù)增大，雖然管道的投資費用降低，但管道費用的降低已無法抵消因設計溫度和設計壓力的提高而引起的鍋爐給水泵功耗的增大。一般來說，管道的散熱溫降是很小的，小于 ，因此管道壓降比宜選擇以之引起的等焓溫降在 ~ oC左右。 第 17 頁 根據(jù)上述計算結(jié)果，我們可以得出以下幾點結(jié)論： (1) 由于管道阻力增大使得管道的等焓溫降增大，而且隨著機組工作壓力的提高愈加明顯。 第 16 頁 表 54（ ） 主蒸汽管道計算結(jié)果匯總表（三） 主蒸汽流量 (t/h) 主蒸汽流速 (m/s) 40 45 50 55 60 65 壓降 (MPa) 壓降比例 2% % % % % % 蒸汽等焓溫差 (oC) 2 散熱溫降 (oC) 設計壓力 (MPa) 設計溫度 (oC) 608 609 610 610 612 613 管道規(guī)格 1 (ID t mm) 270 255 240 230 220 210 65 管道規(guī)格 2 (ID t mm) 380 355 340 325 310 295 主蒸汽管道 總重量 (t) ~459 ~412 ~386 ~365 ~343 ~322 重量變化 (t) +94 +47 +21 0 22 43 管道單位價格 (萬元 /t) 管道投資費差 (萬元 ) +630 +315 +141 0 147 288 給泵汽機功耗變化(kW) 907 607 341 0 425 1003 標準煤耗量變化 (t) 18390 12300 6900 0 8610 20340 標準煤價格 (元 /t) 380 380 380 380 380 380 燃料費用差 (萬元 ) 699 467 262 0 +327 +773 綜合價差 (萬元 ) 69 152 121 0 +180 +485 注： 1 標準煤耗量變化按機組運行壽命 30 年，年按 5500 小時計。 第 15 頁 表 53（ ） 主蒸汽管道計算 結(jié)果匯總表（二） 主蒸汽流量 (t/h) 主蒸汽流速 (m/s) 40 45 50 55 60 65 壓降 (MPa) 壓降比例 % % % % % % 蒸汽等焓溫差 (oC) 3 4 5 散熱溫降 (oC) 設計壓力 (MPa) 設計溫度 (oC) 608 608 609 610 611 612 管道規(guī)格 1 (ID t mm) 285 270 255 240 230 220 管道規(guī)格 2 (ID t mm) 400 380 360 340 325 315 主蒸汽管道 總重量 (t) ~431 ~395 ~361 ~335 ~314 ~302 重量變化 (t) +96 +60 +26 0 21 33 管道單位價格 (萬元 /t) 管道投資費差 (萬元 ) +614 +384 +166 0 134 211 給泵汽機功耗變化(kW) 808 619 360 0 374 711 標準煤耗量變化 (t) 16380 12540 7290 0 7590 14400 標準煤價格 (元 /t) 380 380 380 380 380 380 燃料費用差 (萬元 ) 622 477 277 0 +288 +547 綜合價差 (萬元 ) 8 93 111 0 +154 +336 注： 1 標準煤耗量變化按機組運行壽命 30 年，年按 5500 小時計。 第 14 頁 表 52（ ） 主蒸汽管道計算結(jié)果匯總表（一） 主蒸汽流量 (t/h) 2810 2810 2810 2810 2810 2810 主蒸汽流速 (m/s) 40 45 50 55 60 65 壓降 (MPa) 壓降比例 % % % % % % 蒸汽等焓溫差 (oC) 2 散熱溫降 (oC) 設計壓力 (MPa) 設計溫度 (oC) 608 608 609 609 610 611 管道規(guī)格 1 (ID t mm) 295 280 265 255 245 235 管道規(guī)格 2 (ID t mm) 420 400 380 360 345 330 主蒸汽管道 總重量 (t) ~585 ~535 ~497 ~455 ~433 ~412 重量變化 (t) +130 +80 +42 0 22 43 管道單位價格 (萬元 /t) 管道投資費差 (萬元 ) +702 +432 + 0 給泵汽機功耗變化(kW) 676 487 265 0 +300 +633 標準煤耗量變化 (t) 13710 9870 5370 0 +6060 +12840 標準煤價格 (元 /t) 380 380 380 380 380 380 燃料費用差 (萬元 ) 521 375 204 0 +230 +488 綜合價差 (萬元 ) +181 +57 +22 0 + + 注： 1 標準煤耗量變化按機組運行壽命 30 年，年按 5500 小時計。管道分四路從鍋爐過熱器聯(lián)箱上引出，合并成兩路后分別接入汽機左右兩個主汽門。汽機 VWO工況的熱平衡圖則根據(jù)上海汽輪機廠提供的資料，見附件二。由于我國是一個產(chǎn)煤大國，相對于日本來說，燃煤價格較低，選擇怎樣的主蒸汽流速最適合我國國情呢？ 在此我們根據(jù)蒸汽參數(shù)范圍 25~30MPa、 580~600oC的 900MW 超超臨界機組選擇了 、 為例作了一下分析比較，見表 52~54。由于主蒸汽管道壓降小，管道的等焓溫降也較小，因此日本的鍋爐出口蒸汽溫度，當主蒸汽壓力小于 ，一般僅比汽機入口蒸汽溫度高出 4 oC。 日本電廠的機爐參數(shù)匹配 日本自 20 世紀 90年代投運了相當數(shù)量的一批超超臨界機組，其機爐參數(shù)的匹配見表 51。 600MW 級及以上的機組還是可參照使用。鑒于國內(nèi)尚無適合于該蒸汽參數(shù)范圍的設計技術規(guī)定，一方面急需DL/T50541996 作一定的修改，另一方面我們認為現(xiàn)階段可參照美國動力管道設計規(guī)定 ASME