【正文】 016 頁(yè) 2022 年 11 月 本文件的知識(shí)產(chǎn)權(quán)為華東電力設(shè)計(jì)院所有，任何單位或 個(gè)人未經(jīng)許可不得復(fù)制和使用，違者將被追究法律責(zé)任 組規(guī)劃中無(wú)一例外地選擇兩次再熱作為研究方向之一。 在現(xiàn)有成熟材料技術(shù)的基礎(chǔ)上，采用兩次再熱技術(shù)并進(jìn)行針對(duì)性地?zé)崃ο到y(tǒng)的優(yōu)化將能使火電機(jī)組的效率得到大幅度提高，同時(shí)進(jìn)一步提高機(jī)組的參數(shù)和容量，研發(fā)建設(shè)兩次再熱超超臨界大容量機(jī)組，可以在目前 600℃ 等級(jí)一次再熱超超臨界機(jī)組基礎(chǔ)上大幅度將發(fā)電熱效率提高約 23 個(gè)百分點(diǎn)，發(fā)電煤耗降低約15~16g/kWh，同時(shí)大幅度降低溫室氣體和污染物排放。 目前，國(guó)電泰州電廠二期百萬(wàn)機(jī)組二次再熱機(jī)組施工圖已經(jīng) 全面 開展。 鍋爐部分 （ 1）哈爾濱 鍋爐廠 2022 年 11 月，哈爾濱鍋爐廠與日本三菱重工 (MHI)聯(lián)合，獲得國(guó)內(nèi)第一個(gè)1000MW 等級(jí)超超臨界鍋爐合同 ——華能玉環(huán) 41000MW 超超臨界鍋爐。技術(shù)轉(zhuǎn)讓合同全面涵蓋：設(shè)計(jì)、工藝、標(biāo)準(zhǔn)、質(zhì)保、安裝、調(diào)試、運(yùn)行等。此后，每年雙方進(jìn)行數(shù)次技術(shù)交流，不斷完善設(shè)計(jì)，使產(chǎn)品更加適合中國(guó)市場(chǎng)。 在引進(jìn)技術(shù)消化吸收的基礎(chǔ)上，哈爾濱鍋爐廠進(jìn)行了大量的自主研發(fā)工作。 2022 年，哈爾濱鍋爐廠聯(lián)合西安交通大學(xué)對(duì) 1000MW 超超臨界一次再熱機(jī)組水動(dòng)力計(jì)算進(jìn)行驗(yàn)證，完成了―1000MW 超超臨界垂直管圈水冷壁內(nèi)螺紋管傳熱特性研究 ‖。 2022 年 6 月，三方成功完成了 1000MW 超超臨界鍋爐自主開發(fā)、自主產(chǎn)權(quán)的各項(xiàng)研究，并進(jìn)入實(shí)施研制階段。 1000MW 等級(jí)鍋爐的特點(diǎn)如下： ? 鍋爐采用常規(guī)的 ?型布置 。 ? 水冷壁采用垂直管圈水冷壁系統(tǒng) 。 ? 在水冷壁入口設(shè)置 節(jié)流孔圈 ，精確控制各水冷壁管子的流量分配，保證每根水冷壁管的流量與所處位置的熱負(fù)荷相適應(yīng)（熱負(fù)荷高的區(qū)域流量大，熱負(fù)荷低的區(qū)域流量?。员ＷC水循環(huán)的可靠。另外，該系統(tǒng)的另一項(xiàng)作用就是防止在低負(fù)荷時(shí)，因工質(zhì)流速的降低而出現(xiàn) 汽水分層 。 ? 鍋爐燃燒系統(tǒng)為墻式布置直流燃燒器，切圓燃燒方式，該燃燒方式具備傳統(tǒng)切圓燃燒方式的所有優(yōu)點(diǎn)，如煤粉著火條件好，著火、穩(wěn)然、燃盡性能優(yōu)越，對(duì)風(fēng)粉調(diào)節(jié)精度要求低，在負(fù)荷變化時(shí)燃燒 按層切投，爐內(nèi)熱負(fù)荷變化均勻穩(wěn)定ECEPDI 超超臨界機(jī)組主機(jī)設(shè)備 選型 研究 版號(hào) ： 0 第 018 頁(yè) 2022 年 11 月 本文件的知識(shí)產(chǎn)權(quán)為華東電力設(shè)計(jì)院所有，任何單位或 個(gè)人未經(jīng)許可不得復(fù)制和使用，違者將被追究法律責(zé)任 等優(yōu)點(diǎn)。自技術(shù)轉(zhuǎn)讓合同生效以來(lái)，上海鍋爐廠有限公司已收到 ALSTOM 公司提供全套的計(jì)算程序、技術(shù)資料和圖紙等文件。 作為 ALSTOM 超 (超 )臨界技術(shù)的受讓方，上海鍋爐廠有限公司已獲得目前1000MW 等級(jí)最先進(jìn)的超臨界和超超臨界鍋爐設(shè)計(jì)制造技術(shù)，受轉(zhuǎn)讓的范圍覆蓋了 設(shè)計(jì)、制造、質(zhì)量控制、儀控、安裝、投運(yùn)和調(diào)試等各個(gè)方面的專有技術(shù)、方法和經(jīng)驗(yàn)，水冷壁采用螺旋管，燃燒方式為四角切圓燃燒方式，運(yùn)行模式可適應(yīng)汽機(jī)的要求包括滑壓運(yùn)行。 依托引進(jìn)技術(shù)，上海鍋爐廠已完成了外高橋、寧海、彭城、漕涇等大量1000MW 超超臨界一次再熱鍋爐的設(shè)計(jì)及供貨，且設(shè)備運(yùn)行情況良好。代表產(chǎn)品技術(shù)有： 300MW CFB 鍋爐設(shè)計(jì)和制造技術(shù)、 350MW 超臨界鍋爐設(shè)計(jì)和制造技術(shù)、 600MW 亞臨界自然循環(huán)鍋爐設(shè)計(jì)和制造技術(shù)、 600 超臨界鍋爐設(shè)計(jì)和制造技術(shù)、 660MW 超超臨界鍋爐設(shè)計(jì)和制造技術(shù)、 600MW1000MW 超 (超 )臨界塔式褐煤鍋爐設(shè)計(jì)和制造技術(shù)、 1200MW 超超臨界鍋爐設(shè)計(jì)和制造技術(shù)。特點(diǎn)如下： ? 塔式鍋爐汽水阻力低，給水泵年運(yùn)行成本大大 降低 常規(guī)的超臨界或超超臨界鍋爐的一次汽阻力都要達(dá)到 MPa，有的甚至高達(dá) MPa，而塔式鍋爐由于過(guò)熱器受熱面采用了較 Π 型鍋爐相比較大的口徑、水冷壁采用較高等級(jí)材料等措施，使得其整個(gè)一次汽的阻力遠(yuǎn)低于 ，一次汽阻力的降低使得給水泵的能耗大大降低。 ECEPDI 超超臨界機(jī)組主機(jī)設(shè)備 選型 研究 版號(hào) ： 0 第 019 頁(yè) 2022 年 11 月 本文件的知識(shí)產(chǎn)權(quán)為華東電力設(shè)計(jì)院所有，任何單位或 個(gè)人未經(jīng)許可不得復(fù)制和使用，違者將被追究法律責(zé)任 ? 塔式鍋爐煙氣阻力低，風(fēng)機(jī)的年運(yùn)行成本大大降低 同常規(guī)的 Π 型鍋爐相比，塔式鍋爐煙氣阻力要小 1000~1200Pa，煙氣阻力的降低不僅為風(fēng)機(jī)選型提供了便利，減少了業(yè)主在風(fēng)機(jī)初投資上的成本。通過(guò)引風(fēng)機(jī)能耗的降低大大降低了電廠的年運(yùn)行成本。 塔式鍋爐的受熱面布置方式有如下幾大好處： 塔式鍋爐作橫臥布置的各級(jí)受熱面都能疏水，有利于停爐保養(yǎng)和起動(dòng)時(shí)蒸汽通暢流動(dòng)，具備優(yōu)異的備用和快速啟動(dòng)特點(diǎn)，因此有利于延長(zhǎng)對(duì)流受熱面的使用壽命。 各級(jí) 受熱面呈橫臥布置，啟動(dòng)階段產(chǎn)生的氧化鐵剝離物及金屬顆粒極易被蒸汽沖走，并被旁路系統(tǒng)直接送入凝汽器。 ? 塔式鍋爐采用單爐膛，選取相對(duì)較大爐膛斷面和容積，更適用于燃燒灰熔點(diǎn)較低，易結(jié)渣的煤種，同時(shí)選取比較大的燃燒器上排一次風(fēng)噴口到屏底的距離降低屏底煙溫，保證屏底不掛渣。塔式鍋爐可以降低其受熱面的磨損率，保證更長(zhǎng)期安全穩(wěn)定的運(yùn)行。 ? 同時(shí)灰粒的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)也有利于燃燼，在相同的煤粉細(xì)度情況下，塔式鍋爐的燃燼率要高于其他爐型。 實(shí)際運(yùn)行效率相對(duì)設(shè)計(jì)效率比是升高的。 ? 塔式鍋爐采用單爐膛單煙道布置，占地面積??；對(duì)于已有的 1000MW 容量等 級(jí)的電廠塔式鍋爐占地約為 2040 平方米； 塔式鍋爐占地只是同等容量的 ΠECEPDI 超超臨界機(jī)組主機(jī)設(shè)備 選型 研究 版號(hào) ： 0 第 020 頁(yè) 2022 年 11 月 本文件的知識(shí)產(chǎn)權(quán)為華東電力設(shè)計(jì)院所有，任何單位或 個(gè)人未經(jīng)許可不得復(fù)制和使用，違者將被追究法律責(zé)任 型鍋爐的 61%（不包括預(yù)熱器結(jié)構(gòu)占地），大大節(jié)省了空間有利于電廠的總體布置。 （ 3）東方 鍋爐廠 1996 年?yáng)|方鍋爐廠通過(guò)合資辦廠的形式從日本巴布科克日立株式會(huì)社引進(jìn)了 300MW、 600MW、 1000MW 等級(jí)超 (超 )臨界本生直流鍋爐許可證技術(shù)。 2022 年 6月 26 日承接了華電國(guó)際鄒縣發(fā)電廠 21000MW 超超臨界機(jī)組 鍋爐設(shè)備合同。 東方鍋爐廠長(zhǎng)期從事大容量鍋爐的設(shè)計(jì)，尤其是 1000MW 超超臨界鍋爐在消化、吸收引進(jìn)技術(shù)的基礎(chǔ)之上，進(jìn)行了再創(chuàng)新，目前完全具備了自主設(shè)計(jì)1000MW 超超臨界鍋爐的能力。 1000MW 等級(jí) Π 型 鍋爐的技術(shù)特點(diǎn)如下： ? 采用國(guó)際上廣泛應(yīng)用的П型布置形式 。 ? 采用內(nèi)螺紋管螺旋管圈水冷壁，不設(shè)任何節(jié)流圈，安全裕度大，可靠性高 。螺旋管圈爐膛的基本原理就是將管子以一定傾角沿爐膛四周向上盤繞，到爐膛上部后通過(guò)混合集箱或分叉管過(guò)渡到垂直水冷壁。這種結(jié)構(gòu)型式更適用于變壓運(yùn)行機(jī)組，經(jīng)過(guò)大量機(jī)組長(zhǎng)時(shí)間的運(yùn)行實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，是變壓運(yùn)行超超臨界鍋爐水冷壁的最佳結(jié)構(gòu)型式。 汽機(jī)部分 ECEPDI 超超臨界機(jī)組主機(jī)設(shè)備 選型 研究 版號(hào) ： 0 第 021 頁(yè) 2022 年 11 月 本文件的知識(shí)產(chǎn)權(quán)為華東電力設(shè)計(jì)院所有，任何單位或 個(gè)人未經(jīng)許可不得復(fù)制和使用，違者將被追究法律責(zé)任 (I) 上海汽輪機(jī)有限公司 目前上海汽輪機(jī)有限公司 (STC)為中德合資企業(yè)，由中德雙方共同參與經(jīng)營(yíng)管理。作為合資伙伴的 SIEMENS 公司將根據(jù)市場(chǎng)的需要，在今后一些大型項(xiàng)目中長(zhǎng)期與 STC 合作，其合作方式為： ? 由 STC 簽定主機(jī)合同及設(shè)備的總成。 SIEMENS 與 STC 共同合作完成玉環(huán)項(xiàng)目機(jī)組的制造、服務(wù)、調(diào)試，并對(duì)機(jī)組性能進(jìn)行擔(dān)保。 玉環(huán)項(xiàng)目以后工程都采用此種模式 。上汽 已獨(dú)立自主的進(jìn)行 600MW~1000MW 超超臨界一次 再熱 汽輪機(jī) 技術(shù)設(shè)計(jì)，并且獲得多臺(tái)超超臨界機(jī)組的 投運(yùn)業(yè)績(jī) ； 目前 上汽已經(jīng)自主研發(fā) 世界首臺(tái)1000MW 超超臨界 二 次 再熱汽輪機(jī) 技術(shù) ，并依托國(guó)電泰州二期工程實(shí)正在實(shí) 施；同時(shí)上 汽還在自主研發(fā) 1200MW 超超臨界一次 再熱汽輪機(jī) 技術(shù) ，即將依托具體工程實(shí)施。 b) 高壓缸第一葉片級(jí)的獨(dú)特技術(shù)風(fēng)格：第一級(jí)低反動(dòng)度 20%，以降低轉(zhuǎn)子溫度；全周進(jìn)汽、無(wú)附加汽隙激振；大動(dòng)靜距離有利防沖蝕；滑壓運(yùn)行低負(fù)荷效率高 。 ECEPDI 超超臨界機(jī)組主機(jī)設(shè)備 選型 研究 版號(hào) ： 0 第 022 頁(yè) 2022 年 11 月 本文件的知識(shí)產(chǎn)權(quán)為華東電力設(shè)計(jì)院所有，任何單位或 個(gè)人未經(jīng)許可不得復(fù)制和使用，違者將被追究法律責(zé)任 c) 全周進(jìn)汽滑壓運(yùn)行與補(bǔ)汽閥調(diào)頻技術(shù)：汽輪機(jī)補(bǔ)汽閥技術(shù)是從 TMCR 工況開始，在汽輪機(jī)主汽閥后、主調(diào)閥前引出一些新蒸汽 (最大為 ~8%TMCR 進(jìn)汽量 )，經(jīng)節(jié)流降低參數(shù)后進(jìn)入汽輪機(jī)高壓第五級(jí)動(dòng)葉后空間，主汽流與補(bǔ)充蒸汽混合后在以后各級(jí)繼續(xù)膨脹做功的一種措施。 d) 主調(diào)門及再熱調(diào)門的獨(dú)特技術(shù)風(fēng)格：無(wú)蒸汽管道，直接與汽缸相連。 e) 雙流中壓缸的進(jìn)汽結(jié)構(gòu)：在中壓缸進(jìn)口有四個(gè)切向進(jìn)汽孔，利用渦流原理，能量轉(zhuǎn)換為 動(dòng)能后，溫度可下降 15℃ 左右，起到冷卻中壓轉(zhuǎn)子的作用。 g) 高中壓轉(zhuǎn)子通流部分采取獨(dú)有技術(shù)風(fēng)格：小直徑、多級(jí)數(shù)，制造成本會(huì)增加，但效率高，轉(zhuǎn)子應(yīng)力小。汽輪機(jī)采用柔性基座。 j) 采用高中壓缸聯(lián)合啟動(dòng)方式。 ECEPDI 超超臨界機(jī)組主機(jī)設(shè)備 選型 研究 版號(hào) ： 0 第 023 頁(yè) 2022 年 11 月 本文件的知識(shí)產(chǎn)權(quán)為華東電力設(shè)計(jì)院所有，任何單位或 個(gè)人未經(jīng)許可不得復(fù)制和使用，違者將被追究法律責(zé)任 圖 –1 上海汽輪機(jī)有限公司 1000MW 等級(jí)汽輪機(jī) 上海汽輪機(jī)廠 600MW 等級(jí) 超超機(jī)組 是在 超超臨界 1000MW 機(jī)組（ ）上改型設(shè)計(jì) 而成，亦為 四缸四排汽 機(jī)型 ，技術(shù)特 點(diǎn)與1000MW 等級(jí)一樣 ，均為 “ HMN”型汽輪機(jī) ；目前上汽開發(fā)的 600MW 等級(jí)超超 空冷機(jī)組采用三缸 四排汽 機(jī)型 ，采用 高中壓缸合缸。東汽超 超 臨界機(jī)組通流設(shè)計(jì)全面采用原 300MW 及引進(jìn) 600、 1000MW 級(jí)機(jī)組先進(jìn)的通流技術(shù)和結(jié)構(gòu)技術(shù)， 自主研發(fā)了從 600~1000MW 超 超臨界汽輪機(jī)已有從濕冷到空冷，發(fā)電到供熱的 多種 機(jī)型。在鄒縣項(xiàng)目上其與日立公司的合作方式為： ? 由東汽簽定主機(jī)合同及負(fù)責(zé)設(shè)備的總成。日立作為東汽從投標(biāo)到設(shè)計(jì)、制造乃至調(diào)試的技術(shù)支持ECEPDI 超超臨界機(jī)組主機(jī)設(shè)備 選型 研究 版號(hào) ： 0 第 024 頁(yè) 2022 年 11 月 本文件的知識(shí)產(chǎn)權(quán)為華東電力設(shè)計(jì)院所有，任何單位或 個(gè)人未經(jīng)許可不得復(fù)制和使用，違者將被追究法律責(zé)任 方。 ? 日立同意按照雙方達(dá)成的技術(shù)合作合同向東汽轉(zhuǎn)讓其與本項(xiàng)目超超臨界有關(guān)的設(shè)計(jì)和制造技術(shù)。 ? 為保證東汽供貨范圍中關(guān)鍵零部件的質(zhì)量，在這些部件制造期間，日立將進(jìn)行監(jiān)造。 b) 單流高壓缸呈反向布置 (頭對(duì)中壓缸 )，由一個(gè)雙流調(diào)節(jié)級(jí)與 8 個(gè)單流壓力級(jí)組成。 d) 對(duì)高溫部件作特殊設(shè)計(jì)：在結(jié)構(gòu)上采取有效對(duì)策，高壓主汽管壁上開有小 孔，引入冷卻蒸汽對(duì) CrMoV 鍛鋼制成的高壓外缸進(jìn)行冷卻。對(duì)高中壓轉(zhuǎn)子的軸頸部位用 CrMo 鋼進(jìn)行表面堆焊，防止被軸承表面磨損。 e) 采用多項(xiàng)先進(jìn)通流技術(shù)，保證較高經(jīng)濟(jì)性：針對(duì)不同部位的通流部分，采用了多項(xiàng)有效的先進(jìn)通流技術(shù)，以提高通流內(nèi)效率，如平 衡層流葉柵、 AVNS及 AVNL 靜葉成型技術(shù)等等。 g) 采用高壓缸啟動(dòng)方式 或中壓 缸啟動(dòng)。 圖 –3 東方汽輪機(jī)廠 660MW 等級(jí)汽輪機(jī) (III) 哈爾濱汽輪機(jī)廠 為配合華能沁北國(guó)內(nèi)首臺(tái) 600 超臨界機(jī)組的設(shè)計(jì)和制造，該廠于 2022 年與三菱公司合作，引進(jìn)超臨界 600MW 技術(shù)制造技術(shù)。 哈爾濱汽輪機(jī)廠通過(guò)泰州 21000MW 超超臨界項(xiàng)目的技術(shù)轉(zhuǎn)讓及合作設(shè)計(jì)制造，引進(jìn)了日本東芝公司的超超臨界汽輪機(jī)技術(shù)。 ? 汽輪機(jī)的系統(tǒng)、性能設(shè)計(jì)由哈汽與其技術(shù)支持方 (東芝 )聯(lián)合進(jìn)行，東芝對(duì)買方進(jìn)行性能和質(zhì)量保證。 ? 汽輪機(jī)的設(shè)計(jì)及其 DEH 控制系統(tǒng)由東芝負(fù)責(zé)，東芝保證汽輪機(jī)設(shè)計(jì)的正確性。 ? 對(duì)于關(guān)鍵零部件將首先由東芝制造，其后逐步成為哈汽的供貨范圍。 哈爾濱汽輪機(jī) 1000MW 超超臨界 的技術(shù)主要特點(diǎn) 如下： 總體結(jié)構(gòu)布置采用四缸、四排汽、單軸、雙背壓方案。 b) 高壓缸為單流式，采用雙層缸結(jié)構(gòu)，高壓調(diào)節(jié)級(jí)為雙流。 d) 所有轉(zhuǎn)子均為整鍛無(wú)中心孔的轉(zhuǎn)子，轉(zhuǎn)子之間采用剛性聯(lián)軸器相互連接。 e) 采用迷宮汽封、自帶圍帶葉片、疏水靜葉、超大 48 英寸末級(jí)鋼葉片來(lái)提高機(jī)組的安全性和經(jīng)