600MW超临界空冷汽轮机总体介绍.doc

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1、600MW超临界空冷汽轮机总体介绍河曲电厂二期2600MW级超临界直接空冷凝汽式汽轮发电机组，以带基本负荷为主，并具有一定的调峰能力,汽轮机设备为东方电气集团东方汽轮机有限公司生产制造的超临界空冷汽轮机，型号为：TC4F-26(24.2MPa/566/566)，型式：超临界、一次中间再热、三缸四排汽、单轴、直接空冷凝汽式汽轮机；该机组额定出力637MW；最大连续出力为662MW。汽轮机采用复合变压运行方式；汽轮机具有七级非调整回热抽汽，设计寿命不少于30年。汽轮机高、中压缸合缸布置；高中压缸为双层缸结构，两个低压缸为三层缸结构，高压缸1+7级，共有8级；中压缸共6级，低压缸226级，即全机结构

2、级为38级。三根整锻无中心孔转子分别放置在1号轴承座与2号轴承座、3号轴承座与4号轴承座、5号轴承座与6号轴承座上；1号轴承座内除1号轴承外，还装设有测速齿轮、主油泵等；2号轴承座内装设有轴向位移传感器、推力轴承、平衡盘、支持轴承、联轴器等；6号轴承座主要有支持轴承，盘车装置、测量装置等组件构成,。汽轮发电机组轴系中除1号、2轴承采用可倾瓦式轴承外，其余均采用椭圆形轴承。各轴承上瓦的X、Y向装有轴振测量装置，下瓦装有测温装置。推力轴承位于高中压缸和低压A缸之间的2号轴承座。高中压缸的膨胀死点位于2号轴承座，低压A缸、低压B缸的膨胀死点分别位于各自的中心附近。死点处的横键限制汽缸的轴向位移。同时

3、，在前轴承箱及两个低压缸的纵向中心线前后设有纵向键，引导汽缸沿轴向自由膨胀而限制其横向跑偏。2.1 汽轮机的典型工况1.能力工况或称铭牌出力工况（TRL）汽轮发电机组能在下列条件下安全连续运行，发电机输出铭牌功率637.433MW（当采用静态励磁、电动主油泵时，扣除所消耗的功率），此工况称为能力工况，此工况也称铭牌出力工况。此工况条件如下：1)额定主蒸汽参数及再热蒸汽参数，所规定的汽水品质；2)背压为28kPa；3)补给水率为3%；4）对应该工况的设计给水温度；5)全部回热系统正常运行，但不带厂用辅助蒸汽；6)采用250%汽动给水泵；7)发电机效率98.8%，额定功率因数0.85（滞后），额定

4、氢压、额定电压、额定频率。此工况为机组出力保证值的验收工况，此工况的进汽量称为汽轮机铭牌进汽量。此工况下主汽门前进汽量为2078/h，热耗率保证值为8304kJ/kWh。2.额定工况（THA）汽轮发电机组在下列条件下安全连续运行，此工况下发电机输出功率637.433MW（当采用静态励磁、电动主油泵时，扣除所消耗的功率）。此工况称为额定工况（THA）此工况条件如下：1)额定主蒸汽参数及再热蒸汽参数，所规定的汽水品质；2)设计背压15kPa；3)补给水率为0%；4)对应工况的设计给水温度；5)全部回热系统正常运行，但不带厂用辅助蒸汽；6)采用250%汽动给水泵；7)发电机效率98.8%，额定功率因

5、数0.85（滞后），额定氢压、额定电压、额定频率。此工况为机组热耗率保证值的验收工况，此工况的进汽量为汽轮机额定进汽量。此工况的出力为机组额定出力，主汽门前进汽量为 1950.271t/h，热耗率保证值为7995kJ/kWh。3.调节阀门全开（VWO）工况汽轮发电机组能在调节阀全开，其它条件同额定工况时，安全连续运行，汽轮机阀门全开的进汽量不小于103%的能力工况进汽量（铭牌进汽量），此工况称为阀门全开（VWO）工况。汽轮发电机组在阀门全开工况下的输出功率值为689.615MW。此工况为汽轮机进汽能力保证值的验收工况。此工况下汽轮机的进汽量2141t/h。4.最大连续运行工况（T-MCR）当汽

6、轮机进汽量等于能力工况进汽量（铭牌进汽量），其它条件同额定工况时，安全连续运行，此工况下发电机输出功率为662.071MW（当采用静态励磁、电动主油泵时，扣除所消耗的功率），此工况也为机组出力保证值的验收工况。5.阻塞背压工况汽轮机进汽量等于能力工况的进汽量，在下列条件下，当外界气温下降，引起机组背压下降到某一个数值时，再降低背压也不能增加机组出力时的工况，称为铭牌进汽量下的阻塞背压工况（5.79kPa），汽轮机能在此工况条件下安全连续运行。此时，汽轮机的背压称作铭牌进汽量下的阻塞背压，输出功率值为688.366MW。1)额定主蒸汽参数及再热蒸汽参数，所规定的汽水品质；2)补给水率为0%；3)

7、对应该工况的设计给水温度；4)全部回热系统正常运行，但不带厂用辅助蒸汽；5)采用250%汽动给水泵；6)发电机效率98.8%，额定功率因数0.85（滞后），额定氢压、额定电压、额定频率。2.2 汽轮机主要特点1）汽轮机为冲动式汽轮机，级数相对较少，高、中压缸采用合缸布置，减小了轴向长度和轴承数量。端汽封和轴承箱均处在温度较低的高、中压排汽口区域。2）高中压缸采用头对头布置方式，两个低压缸对称双分流布置，可大大减少轴向推力。3）汽轮机各个转子与发电机各转子采用刚性连接方式，轴系为挠性轴系。叶片采用弯曲/弯扭静叶和弯扭动叶，末级叶片长度为661mm。4）汽轮机的汽封采用椭圆汽封。5）汽轮机正常中压

8、缸启动，当旁路系统出现故障时，可采用高中压缸联合启动。6）汽轮机能够安全连续运行的最高允许背压为60kPa（a），报警背压60kPa（a）跳闸背压为65kPa（a）。机组全真空惰走时间60min；无真空惰走时间30min。2.3 主设备规范机组型式超临界、一次中间再热、三缸四排汽、直接空冷凝汽式汽轮机型号TC4F-26(24.2MPa/566/566)额定工况出力（THA）MW637.433铭牌工况出力（TRL）MW637.433TMCR工况出力MW672.696VWO工况出力MW689.615阻塞背压工况出力MW688.366高加停用工况出力（全停、部分停运）MW600.002厂用汽工况出力

9、MW600.028额定主蒸汽压力MPa24.2额定主蒸汽温度566额定高压缸排汽压力MPa4.703额定再热蒸汽进口压力MPa4.233额定再热蒸汽进口温度566主蒸汽铭牌进汽量t/h2078.0主蒸汽最大进汽量t/h2141主蒸汽额定进汽量t/h1950.271再热蒸汽额定进汽量t/h1595.040额定排汽压力kPa15配汽方式喷嘴+节流额定给水温度287.4额定转速r/min3000额定工况热耗kJ/kWh7995给水回热级数（高压+除氧+低压）级7(3高压+1除氧+3低压)低压末级叶片长度mm661汽轮机总内效率%91.01高压缸效率%86.06中压缸效率%92.14低压缸效率%91.

10、37通流级数高压缸级1+7中压缸级6低压缸级226临界转速（分轴系、轴段的试验值一阶、二阶）一阶（轴段/轴系）二阶（轴段/轴系）高压转子r/min1687/16454000A低压转子r/min1702/16504000B低压转子r/min1760/16564000发电机转子r/min975/9262646/2665机组外形尺寸mmm26.757.56.344最高允许背压值kPa65最高允许排汽温度121主油泵型式主轴驱动离心泵润滑油牌号ISO VG32，GB11120-89油系统装油量kg32000轴承油压MPa0.176主油箱容量m335油冷却器型式立式、管壳式油冷却器数量两台交流启动油泵（

11、MSP）容量m3/h378交流润滑油泵（TOP）容量m3/h281直流润滑油泵（EOP）容量m3/h229.2主油箱排烟风机容量m3/h1174-2817顶轴油泵型式变量柱塞泵A10VOS顶轴油泵数量台1+1顶轴油泵供油量m3/h5.88抗燃油泵型式、台数台变量柱塞泵2台抗燃油牌号磷酸脂抗燃油46SJ，NAS16385抗燃油系统装油量kg1000抗燃油泵出口压力MPa721连续可调抗燃油泵供油量L/h84900抗燃油箱容量m31.4抗燃油冷却器型式、台数台卧式U型管式2台抗燃油冷却器冷却面积6盘车转速r/min1.52.4 汽轮机设计运行条件机组设计运行条件为：带基本负荷，具有一定的调峰能力其

12、调峰范围为3090%额定负荷，采用定压滑压定压运行方式。可以定压和变压运行。在以定滑定方式运行时，滑压运行的范围为3090%额定负荷。滑压起始点由锅炉最低不投等离子稳燃负荷所定。1.机组允许负荷变化范围负荷变化率阶跃负荷变化10额定出力/min等负荷变化50额定出力以上5额定出力/min50%额定出力以下3额定出力/min2.机组不允许运行或不允许长期连续运行的异常工况，规定如下:1)汽轮机排汽温度限制：低压转子的轴承座和低压缸焊成一体，当排汽温度升高时，低压转子的轴承座因低压缸的膨胀而抬起，使转子对中破坏，引起机组的强烈振动。因此，对低压缸的排汽压力和温度制造厂都有严格的规定。二期汽轮机能在

13、低压缸排汽温度不高于90下长期运行（一期汽轮机能在低压缸排汽温度不高于51.8下长期运行）。低压缸排汽温度121跳闸（一期为107）。高压缸排汽温度440报警，460及以上跳闸（一期为430）。2)机组在整个寿命期间内周波允许范围限制：在周波47.5或51.5Hz在低压叶片的寿命期内总计不超过2小时3)主蒸汽与再热蒸汽温度之间的允许偏差值限制,详见上图；4)机组振动允许范围限制：汽轮发电机组在所有稳定运行工况下（转速为额定值）运行时，在任何轴承座上测得的垂直、横向和轴向双振幅绝对振动值不大于0.025mm，在任何轴颈上测得的双振幅相对振动值不大于0.05mm。各转子及轴系在通过临界转速时各轴承

14、座双振幅绝对振动值不大于0.08mm，各轴颈双振幅相对振动值不大于0.15mm。转子轴颈振动双振幅值正常50mm,报警125mm,跳闸200mm.5)机组在高背压允许运行限制:报警 60kPa,跳闸 65kPa；6)机组处于电动机工况允许运行限制：1min；7)机组超速跳闸保护：3270r/min(机械),3300r/min(电气)；8)轴向位移大保护：报警：+0.6mm或-1.05mm，停机：+1.2mm或-1.65mm；9)轴承润滑油压低保护：报警：103KPa，停机：69KPa；10)汽轮机抗燃油压低保护：报警：8.9MPa，停机：7.6MPa；3.机组允许运行参数变化范围机组正常运行中

15、，主汽压力或再热蒸汽压力增加，相应管道阀门汽缸等承压部件内部的机械应力相应增加；同时，若调节汽阀开度不变则汽轮机进汽量随之增加，使动叶片承压增大，轴向推力增加。为确保机组安全运行，运行中的蒸汽压力不允许超过厂家提供的最大值。主再热蒸汽温度超过规定值时，将使机组的相应的部件和蒸汽管道、阀门金属温度升高，材料的机械强度降低，蠕变速度加快，影响设备的使用寿命和安全，厂家对允许的主再热汽温都有严格的规定。当主再热汽温降低时，将引起机组的排汽湿度和轴向推力的增大，也同样影响机组的安全和使用寿命。汽轮机允许的进汽压力、温度范围表：名称限制值允许运行时间主蒸汽压力1.00P0连续运行1.05P0年平均压力下

16、允许连续运行的压力1.20P0允许偏离值，但12个月周期内积累时间12小时高压缸排汽压力不允许在大于1.25P1压力下运行主蒸汽及再热蒸汽温度1.00t任何12个月周期内的平均温度t+8年平均温度下允许连续运行的温度t+（814）允许偏离值，但12个月周期内积累时间80小时t+（1428）允许偏离值，每次15分钟，但12个月周期内积累时间80小时t+28不允许运行其中：P0：额定主汽门前压力MPa；Pl：额定冷再热蒸汽压力MPa；t：额定主汽门前、再热汽阀前温度4.机组的安全保护为防止汽轮发电机组进水，在机组各抽汽管道上装有电动阀和逆止阀，防止所连接设 备在事故情况下将水返入汽轮机（#7抽除外）。对与汽轮机相连的系统均设有必要的疏水措施。