華能玉環電廠工程
熱機專業設計介紹
中國電力工程顧問集團華東電力設計院
工程設計甲級 090001-sj 工程勘察綜合類甲級 090001-kj
2023年8月上海
華能玉環電廠工程
熱機專業設計介紹
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華能玉環電廠位於浙江省玉環縣，安裝4臺1000mw超超臨界汽輪發電機組，將於2023年10月至2023年分別建成投產。
華能玉環電廠4×1000mw超超臨界、凝汽式機組在電力系統中主要承擔基本負荷，還具有快速跟蹤負荷變化和帶部分負荷的能力，機組採用帶補汽閥調節的定—滑執行方式。
鍋爐採用「л」型布置、單爐膛雙火球、pm（pollution minimum）主燃燒器和mact（mitsubishi advanced ***bustion technology）型低nox分級速風燃燒系統、反向雙切圓燃燒方式，爐膛採用內螺紋管垂直上公升膜式水冷壁、迴圈幫浦啟動系統、一次中間再熱、調溫方式除煤/水比外，還採用煙氣調節擋板、燃燒器擺動、噴水等方式。鍋爐採用平衡通風、露天布置、固態排渣、全鋼構架、全懸吊結構。
2．1．1內螺紋管垂直水冷壁特點
爐膛內螺紋管布置於冷灰鬥以上垂直管段至折焰角端。在上下爐膛之間加裝水冷壁中間混合集箱，保證水冷壁出口任意兩根管子之間的溫度偏差均不高於35oc（此有待於實際執行時驗證）。在下聯箱外面的水冷壁入口管段上，裝焊節流孔圈，採用控制各迴路的工質流量的方法控制各迴路管子的吸熱和溫度偏差。
該水冷壁有如下特點
（1）內螺紋管垂直水冷壁的質量流速約為螺旋管圈水冷壁的1/2。而且水冷壁管總長度約為螺旋管圈展開長度的2/3，因此水冷壁的阻力較低，節省給水幫浦的電耗。
（2）垂直水冷壁具有保持正向流動特性。有部分自補償能力，保持水動力的穩定性，增加水冷壁執行可靠性。
（3）垂直水冷壁管安裝焊縫對接時只需要軸向調整。水冷壁垂直荷載靠水冷壁本身承受，不需要螺旋管圈水冷壁那樣較複雜的荷載傳遞結構。
2．1．2 過熱器與再熱器系統
爐膛上部布置屏式過熱器，沿煙氣流程方向分別設定二級過熱器和**過熱器，折焰角上方布置有四級過熱器。在水平煙道處布置了垂直二級再熱器。尾部豎井分隔成前後兩個煙道。
前部布置水平一級再熱器和省煤器。後部布置水平一級過熱器和省煤器。在分煙道底部設定了煙氣調節擋板裝置，用來分流煙氣量，以控制再熱蒸汽出口溫度。
煙氣通過調節擋板後又匯集在一起經兩個尾部煙道引入左右各一的迴轉式空氣預熱器。過熱器配置**噴水減溫裝置，且左右能分別調節。在任何工況下（除高加全切和35%最低穩燃負荷外），過熱器噴水的總設計流量為7% b-mcr工況下過熱蒸汽流量。
再熱器採用煙氣擋板及擺動燃燒器調溫，噴水減溫僅用作事故減溫。再熱器噴水減溫器噴水總設計流量為3.5% b-mcr工況下再熱蒸汽流量。
過熱汽溫在35%～100%b-mcr、再熱汽溫在50%～100%b-mcr負荷範圍內，蒸汽溫度保持穩定在額定值，偏差不超過±5℃。
2．1．3燃燒器設計特點
燃燒器採用無分隔牆的8角雙火球切圓燃燒方式，全擺動式燃燒器。共設6層一次風口，三層油風室，一層燃盡風室，十層輔助風室和四層附加風室aa(additional air) 在噴嘴上7.2m處。
整個燃燒器與水冷壁固定連線，並隨水冷壁一起向下膨脹，燃燒器共48支，布置於前後牆，形成二個反向切圓，每層煤粉噴嘴分成上下淡濃兩相噴口，在主燃燒器的上方為ofa噴嘴。aa燃盡風與ofa風一起構成mhi的mact低nox燃燒系統。
2．1．4 鍋爐啟動系統
鍋爐啟動系統為帶再迴圈幫浦系統，系統設定兩隻立式內建式汽水分離器，布置於鍋爐後上方（頂棚和包覆管出口），乙隻立式分離器儲水箱。最低直流負荷為25％bmcr。
鍋爐主要技術資料（bmcr工況）
汽輪機採用上海汽輪機廠****生產的超超臨界、一次中間再熱、凝汽式、單軸、四缸四排汽汽輪機。汽輪機的設計由上海汽輪機廠****與技術支援方siemens公司聯合進行，效能保證由技術支援方siemens公司負責。
高壓缸採用單流圓筒型汽缸積木塊（h30），該高壓缸為沒有水平中分面的圓筒型高壓外缸，加上小直徑轉子可大幅度降低汽缸的應力，提高了汽缸的承壓能力，其設計進汽壓力為26.25mpa.a，進汽溫度為600℃。
高壓缸共14級，採用了小直徑多級數、全三維變反動度葉片級、全周進汽的滑壓執行模式等。高壓缸帶抽汽口。為了提高額定負荷及部分工況下的經濟性，採用了補汽技術，在額定工況整個高壓缸已基本處在閥門全開狀況。
中壓缸積木塊（m30）也是典型的反動式結構。汽缸具有水平中分面，通流部分為雙流。中壓內外缸按水平中分面分為兩半，靜葉片直接安裝於內缸。
通流部分採用小直徑多級數的設計原則，為2×13級。葉片採用全三維的變反動度葉片級，為保證滿足通道尺寸光滑條件下，葉片衝角最小，級效率最高，各級葉片的反動度不是固定的，其變化範圍在30% 40%之間。
低壓缸採用雙流積木塊（n30），汽缸為多層結構，由內外缸、持環和靜葉組成，以減少缸的溫度梯度和熱變形。進汽口在上半缸的頂部中間，分流後向下流入兩個排汽口，排入凝汽器。為了保證靜子部件的膨脹順暢，減小動靜相對軸向間隙，在低壓內缸與相鄰低壓內缸或中壓缸外缸之間採用推拉裝置連線。
低壓軸承、內缸通過軸承座直接支撐在基礎上。
汽輪機主要技術資料如下：
發電機為上海汽輪發電機****和西門子聯合設計製造的水氫氫冷卻、無刷勵磁汽輪發電機。
發電機主要技術引數：
銘牌功率 1000 mw
額定容量 1056mva
額定電壓 27kv
功率因素 0.9
效率 99%
勵磁方式無刷勵磁
冷卻方式定子線圈水冷、定子鐵芯、轉子繞組氫冷
一次風由兩台動葉可調軸流式風機提供，經空氣預熱器預熱後進入中速磨煤機。調節風機可變節距動葉來調整風機風量和風壓。一次風機進口風道上裝有消音器。
一次風機出口裝有補償器和電動隔離擋板。
一次風經三分倉空預器預熱後，進入磨煤機前的熱一次風道母管，並分別經氣動插板式隔絕門及調節擋板接入每台磨煤機。
空預器一次風的出口風道上裝設補償器及電動隔離擋板。
磨煤機調溫用冷一次風，不經過空氣預熱器，直接由一次風機出口引來。分別經氣動插板式隔絕門及調節擋板接入每台磨煤機前一次風進口。
通過磨煤機前熱一次風調節擋板和冷一次風調節擋板的自動調節，可使磨煤機進口獲得滿意的混合風溫度和流量。
磨煤機進口的冷一次風調節擋板、熱一次風調節擋板、氣動插板式隔絕門，當磨煤機啟動時即自動開啟；當磨煤機故障停運時自動關閉。
二次風由兩台動葉可調軸流式送風機提供。二次風經空氣預熱器預熱，經鍋爐前、後牆風箱進入爐膛。調節風機可變節距動葉來控制通風量和風壓。送風機進口風道上裝有消音器。
送風機出口風道上裝有補償器和電動隔離擋板。在該擋板之後裝有連線兩台風機的聯絡母管，其通流能力為單台送風機額定出力的50％。正常執行時，用以平衡兩側二次風風壓；當其中一台送風機故障停運時，二次風通過聯絡母管，仍可使停運送風機對應的空氣預熱器繼續執行(即一台送風機對兩台空氣預熱器執行）。
母管上裝設一電動隔離擋板，該擋板常開，僅在一側空氣預熱器和送風機同時停運時才關閉。
採用容克式三分倉迴轉式空氣預熱器，一次風和二次風同時在空氣預熱器內被加熱。為防止空氣預熱器冷端腐蝕，在送風機入口的冷風管上接入熱風再迴圈管道，在啟動和低負荷執行時可以適當提高送風機進風溫度。
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