华能玉环电厂1000 MW超超临界机组的选型与特点

电力18讯：    根据华能玉环电厂 1 000 MW机组建设的实践 , 介绍了 3 大主机的结构型式, 重点探讨了超超临界高参数大容量下的材料、设备选择, 以及对相关的系统布置及设计理念也作了思考, 所述内容对今后超超临界技术机组的推广有借鉴作用。

0 概述
    超超临界发电技术在国外已有十多年的发展历史 , 原国家电力公司 2001年将超超临界燃煤机组计划列为 “十五”国家重点科技攻关项目即863 项目。华能公司和原国家电力公司一起承担了子课题技术选型的攻关。通过在浙江玉环建设我国首台1000MW超超临界机组作为项目的依托开展探讨与实践 , 目前已取得阶段性成果。
    在玉环超超临界工程可行性方面通过大量的实际调研、参数比选以及技术论证 , 我们在 3 大主机的选型上最后确定玉环机型为 1 000 MW,26. 25 MPa ,600 ℃/ 600 ℃。所选参数与 863 课题组推荐值相似。华能在玉环确定使用的机组, 其参数在压力上高于日本 , 温度上超过欧洲 , 尤其又是单轴 , 世界上并无一台完全相同的机型可供借鉴。
    为了提高我国火电机组的总体技术水平 , 3大主机全部国内订货, 通过4 台机组的逐台制造, 使得制造厂家逐步掌握关键技术并提高国产化率。锅炉由哈尔滨锅炉有限责任公司中标, 技术支持方为日本三菱公司, 汽轮机、发电机则分别由上海汽轮机有限公司、上海汽轮发电机有限公司供货, 其技术支持方为德国西门子公司。

1 锅炉结构特点
    华能玉环电厂锅炉为超超临界参数变压垂直管圈直流炉、一次再热、平衡通风、露天布置、固态排渣、全钢构架、全悬吊结构Π 型锅炉。炉膛断面尺寸为(宽×深×高) 32. 08 m ×15. 67 m ×66. 40 m, 炉膛容积28 000 m3。锅炉的最大连续蒸发量(B - MCR) 2 950 t/ h。锅炉出口蒸汽参数27. 56 MPa/ 605 ℃/ 603 ℃。炉膛上、下部水冷壁均采用内螺纹垂直管。上下部水冷壁之间设有混合集箱, 在由各水冷壁下集箱引出的水冷壁入口管段上, 按不同的回路装有不同孔径的节流孔圈。为防止锅炉结渣, 慎重地选择炉膛容积热负荷为82. 7 kW/ m3 , 炉膛断面热负荷为4. 59 MW/ m2。锅炉采用带启动循环泵的内置式启动系统。
    燃烧方式采用无分隔墙的八角双火焰切圆燃烧方式。采用PM- MACT型八角反向双切圆布置的摆动燃烧器。采用该燃烧器NOX 的排放量低于360 mg/ Nm3。过热器系统采用四级布置, 以降低每级过热器焓增, 沿蒸汽流程依次为水平与立式低温过热器、分隔屏过热器、屏式过热器和末级过热器。过热器系统共有三级喷水减温。再热器分为低温再热器和高温再热器, 两级再热器之间设有事故用紧急喷水减温器。主要使用烟气挡板调节再热汽温。省煤器管束采用无缝光管顺列布置。省煤器为连续管圈可疏水型。
    受热面主要材料的选择是成败的关键, 高温过热器、末级再热器受热面的主要材料为Su2per304H 和HR3C , Super304H 高温下许用应力较高, 但在抗蒸汽氧化及抗烟气高温腐蚀上比HR3C稍差, 玉环电厂锅炉采用了抗氧化性更好的成熟材料HR3C 同Super304H 相结合方式, 将Su2per304H 作喷丸处理后用于金属温度较低区域, 易氧化的高温区则采用HR3C。Super304H、HR3C 在受热面成形后作整屏固溶化热处理。

2 汽轮机结构特点
    华能玉环电厂的汽轮机引进德国西门子技术, 其主要技术规范为: 超超临界, 一次中间再热、单轴、四缸四排汽、双背压、凝汽式、八级回热抽汽、功率1 000 MW、主汽门前压力26. 25MPa 、温度600 ℃、再热阀前温度600 ℃、给水温度292. 5 ℃。平均背压5. 39/ 4. 4 kPa , 夏季背压9. 61/ 7. 61 kPa 。该型汽轮机是目前世界上采用高压缸、中压缸和两只低压缸单轴串联布置的最大容量汽轮机。除高压转子由两只径向轴承支承外, 中压转子和两根低压转子均采用单轴承支承方式。这种支承方式不仅结构比较紧凑, 缩短了轴系长度,提高了轴系刚性, 减少了基础变形对于轴承荷载和轴系对中的影响, 利于汽轮机转子平稳运行,节省厂房投资。
    高压缸、中压缸采用传统方式支承, 由其猫爪支承在汽缸前后的2 个轴承座上。而低压外缸直接座落在凝汽器颈部, 低压内缸通过猫爪及支架直接座落在外缸前后的专用台板上。内外缸之间由膨胀节密封连接, 彻底消除了低压外缸热变形或位移对低压动静间隙的影响。内缸支架用推拉装置与中压外缸相连, 以保持低压部分的轴向动静间隙。
    高压缸采用单流程双层缸设计。外缸为桶形, 前后两段用螺栓连接, 内缸为垂直纵向平分面结构。缸体为旋转对称, 无连接大法兰, 汽缸横断面积无变化, 使得缸体受热均匀, 在主蒸汽参数变化时, 缸体的的温度梯度很小, 且几乎能够和转子同时达到同样的温度水平, 因此机组适应快速启停、变负荷过程中无需监视汽缸的绝对膨胀和与转子的胀差。高压缸没有调节级, 100 %全周进汽, 第一级采用了低