超临界660MW汽轮机调门运行方式研究与优化

刘靖

[摘 要]本文通过对660MW超超临界机组汽轮机的特性进行分析，并且详细描述了超超临界机组汽轮机的各个参数变化，通过进行比较，得出超超临界机组汽轮机具有一定的优势。

[关键词]超超临界；汽轮机；特性

中图分类号：TM621.2 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）13-0137-01

1 引言

我国是个能源消耗大国，尤其是一次能源的利用率严重偏低。为了改变目前的现状，我国大力发展超超临界火电机组，并且目前超超临界火电机组已经成为主要建设的发电机组。当水压为22.115MPa、温度为374.15摄氏度时的状态时，水的状态会瞬间转变。当水的状态参数高于上述参数时，就是超临界状态。高效超临界机组或超超临界机组是相对于常规超临界机组而言的，其工作压力大于27MP啊或工作温度高于580摄氏度。

2 超超临界汽轮机介绍

随着中国近年的发展，国家近年来提出对碳关税的调整，而火力发电厂是排碳量的四大耗能之一，为了实现国家的节能减排，滿足国家对低碳的要求。近年来，我国大力发展大容量的发电机组。因此汽轮机的所有相关参数都在不断的攀升，详见表1汽轮机变化参数。由表可以看出高效超临界机组或超超临界机组是相对于常规超临界机组而言的，其工作压力大于27MPa或工作温度高于580摄氏度。

我国发电有峰值有谷值，当处于某一特定环境下，火力发电厂才需要达到峰值的要求，而此时如果是超超临界状态就大大减少了能源利用问题。因为峰值并不是长期不变的，而是维持在某个时间范围内，经过此时间段之后，发电机组会维持平稳发电。因此超超临界发电机组是响应国家号召，大力节能减排的工程。

3 超超临界汽轮机的参数变化

随着国家对大容量机组的建立，1000MW的发电机组应运而生，并且数量也越来越多。似乎从表面上看660MW，这种相对小的机组已经淡化市场，但是通过价格的对比，我们可以看出660MW的发电机组具有不可忽视的作用，从成本造价上来，功能上都发挥着功能。下面就从运行参数上来分析660MW超超临界状态的汽轮机

1）机组效率的影响之一——蒸汽参数

蒸汽的压力和温度时用来描述蒸汽特性的主要参数，即蒸汽参数。蒸汽参数的数值越高，就代表汽轮机拥有的能量越大，而做功后的压力和温度越低，则带走的无用能量就越小，这样蒸汽可能的做功能量即理想焓降就越大；在能量相同的情况下，压力和温度越高，可能用来做功的能量比例就越大，无法做功而不得不被放弃的能量比例就越小及熵值就越小。这就是蒸汽的基本热力性质。因此未来提高单位流量蒸汽的做功能力和做功效率，应当尽可能的提高进入汽轮机的新蒸汽的压力和问题，同时尽量降低做功后的乏汽的压力和温度。

2）超超临界机组主要蒸汽参数与热效率

超超临界机组是指提高蒸汽参数后获得较高的热效率。因此，蒸汽参数对于判定机组的状态起着至关重要的作用。也就是说提高蒸汽的参数将获得不同的发电机组。如上所述，蒸汽参数主要指蒸汽的压力和蒸汽的温度。超超临界机组具有比超临界机组更高的蒸汽压力和参数，蒸汽压力可达到25-30MPa，蒸汽温度可到到580-600摄氏度，也就是说超超临界机组的热效率能提高百分之四以上。

3）主蒸汽压力

前面所述一直是同时提高蒸汽的压力和蒸汽温度，如果将蒸汽参数区别对待，是否可以得到相类似的效果。例如单独提升蒸汽压力，从大多数的数据尅看出，单单的提高蒸汽压力对于热效率的影响并不是很大，当蒸汽压力增加3MPa时，超超临界机组只能提高百分之0.4的热效率。

4）主蒸汽温度和再热蒸汽温度

之前分析了单一蒸汽压力对汽轮机的影响，那温度对汽轮机是否有显著的影响。答案是非常明显的，蒸汽的温度对于汽轮机的影响是显著的，也就是说温度每升高10度时，汽轮机的热效率就会提高百分之十，那对于超超临界机组的蒸汽温度，汽轮机的热效率能提高百分之0.92。

4 660MW超超临界机组汽轮机结构主要特点

在发电厂里有一些机械，天天不停歇的运转，发出巨大的轰轰声，这些就是发电机。发电机是将化学能转化为热能，热能转化为机械能，机械能转化为电能的设备，因此发电厂会燃烧大量的煤，利用其产生的高温水蒸气的力量，来冲击汽轮机的叶片，汽轮机就会飞快的转动起起来。此时，汽轮机的转动会不停的切割磁力线做功，于是线圈上就产生了电流。具有这么高精度的设备在660MW超超临界机组里的汽轮机结构特点是什么呢？，下面做一下具体分析。首先，汽轮机的外缸的类型是圆筒形，因为圆筒的受力最为均匀，因此选择无中分面的，这样承压能力能达30MPa。其次，是高压庄子跨距，要求简单可靠性强，具体参数选择4m，这样转子的刚性大，稳定性能好。再次

采用全周进汽，不存在调节级的强度问题，消除部分进汽的气息激振源，可靠性高。再次，高中压调节阀直接与气缸连接，管道推理系统简单。再次，要减少外缸螺栓的应力，对于这种高压设备，对螺栓是一项巨大的挑战，因此，设计师在设计的时候把部分力引向缸体内部，减少螺栓的承压，以此来提高安全系数。再次，第一级反动式叶片有效避免对动叶和静叶的冲蚀；高中压第一级45°斜置静叶可大幅消减颗粒的冲蚀能量。再次，汽轮机的中压外缸是个高压部件，为了增强设备的可靠性，以及结构的稳定性，将中压外缸至于中压排气中。再次，抵押外缸与凝汽器刚性连接，内缸支撑在轴承座上可轴向滑动，具备充分的膨胀自由度，真空变化不会对汽轮机的动静间隙产生影响，利用轴系保持稳定。再次，叶片受力分为动应力和静应力，在汽轮机运动的过程中主要受到动盈利的作用，因此要采用T型叶根，这样可以降低叶片的动应力，增加设备的可靠性。最后，是对低压末级动叶片的控制，尺寸一般在900mm左右，由于对其的强度有高标准的要求，所以要求加工工艺上对表面进行技术处理。让叶片的表面硬度提高到500HV。

5 结语

超超临界机组是火电厂发展的趋势，本文通过对660MW超超临界机组汽轮机的特性进行分析，分析了超超临界机组汽轮机的运行主要参数以及对其经济性的影响因素，最后给出了其结构特点。使人们对660MW超超临界机组汽轮机有个总体概要，说明至今为止，我国660MW超超临界机组汽轮机具有不可取代的地位。

参考文献

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