基于电厂6×600MW超临界机组热机设计特点研究

基于电厂6×600MW超临界机组热机设计特点研究

金玺邓楠

（山东电力工程咨询院有限公司山东济南250013）

摘要：本文以漳州后石电厂6×600MW超临界机组热机为例对其设计特点进行研究探讨。漳州后石电厂的规模：6×600MW超临界机组，一次规划设计，分期连续建设。电厂采用煤作为燃料，锅炉点火采用轻柴油，磨煤机事故备用采用重油。煤由海船运至电厂煤码头，输入5座f120m封闭式圆形储煤场。为满足环保要求，锅炉岛设有脱硫和脱硝装置，每三台锅炉设置一座200m高的三管集束烟囱。电厂采用海水直流冷却系统。

关键词：电厂；6×600MW；超临界机组

一、主要系统设计原则

1、主汽、再热及旁路系统

主蒸汽管道采用“2－1－2”的布置方式。主蒸汽系统设10%BMCR容量的高压旁路。在靠近汽轮机进口处的主蒸汽管道上设有5％BMCR容量的疏水管道，供机组冷态启动使用。10％BMCR高压旁路和5％BMCR疏水管道不会同时开启。

再热冷段蒸汽管道采用“2－1－2”的布置方式。再热冷段管道上未设逆止阀。

再热热段蒸汽管道采用双管的布置方式，从二个再热器出口联箱接出二根再热蒸汽管，分别接至汽机左右两侧中压联合汽门，在进入汽机房后设联通管。

2、锅炉启动系统

锅沪汽水分离器疏水分两路，一路到锅炉疏水扩容器，另一路到凝汽器。在启动初期，汽水分离器疏水将进入锅炉疏水扩容器，当汽水分离器内压力达到1.27MPa（a）且水质达到进入凝汽器的要求时，汽水分离器疏水将进入凝汽器，而当汽水分离器内压力达到8.43MPa（a），汽水分离器将开始由湿态转为干态，分离器内水位很低。当汽水分离器内压力达11.87MPa（a）时，到凝汽器的汽水分离器疏水管路上电动门将自动关闭。

3、抽汽系统

汽轮机有八级非调节抽汽，六、七、八级抽汽分别供三台高加，五级抽汽供给水泵汽轮机、除氧器。一、二、三、四级抽汽供四台低加，其中一、二号合体低加布置于凝汽器喉部。抽汽管道上的电动阀为可调式电动阀，以满足加热器投入时控制温升的要求。

4、高压给水系统

高压给水系统为单元制，每台机组设置2×50％容量的汽动给水泵组及一台30％容量的电动调速给水泵组，两台汽动给水泵作为正常运行，一台电动给水泵作为启动及备用。

给水采用一级调节，主路上不设调节阀，在电动给水泵出口设置调节阀供启动和低负荷使用。

三台高压加热器采用电动小旁路，以便某台加热器故障切除不致影响其它加热器运行，系统灵活，热经济性好。

给水泵汽机的正常汽源为主机的五级抽汽，辅助蒸汽作为低负荷及备用汽源。

5、凝结水系统

凝结水系统采用中压凝结水精处理系统，每台机设3×50％凝结水泵。从凝汽器出来的凝结水分别经过凝结水泵、凝结水精处理装置、轴封冷却器和4台低加进入除氧器。3、4号低加采用小旁路，1、2号低加共用一个旁路。为了便于控制和调节，除氧器水位调节仅设置一个全流量调节阀。

6、加热器疏水系统

高压加热器正常疏水采用逐级回流，最后进入除氧器。事故疏水经凝汽器背包式疏水扩容器后进入凝汽器。因高加采用小旁路，任一台高加切除，其余两台高加疏水仍可进入除氧器。

低压加热器正常疏水逐级回流到2号低压加热器，从2号低加出口的疏水经疏水箱和疏水泵送至3号低加入口凝结水管道。1号低加疏水送至凝汽器内。

7、辅助蒸汽系统

本工程为新建电厂，设有出力为160t/h的启动锅炉。辅助蒸汽系统其它汽源一是从锅炉一级过热器出口引出，二是由再热冷段接出。启动初期，辅助蒸汽系统用汽来自启动锅炉房，当机组负荷在30～50％间时，辅助蒸汽系统用汽切换至锅炉一级过热器供汽，当机组负荷?50％时，再热冷段至辅助蒸汽系统管路上气动阀开启，锅炉一级过热器出口至辅助蒸汽系统的电动阀关闭，由再热冷段供汽。当＃2机组及以后的机组投运时，辅助蒸汽系统用汽由负荷>75％的机组再热冷段提供。

8、冷却水系统

由于后石电厂为滨海电厂，循环水为海水，本工程锅炉和汽机的辅助设备冷却水全部采用闭式循环冷却水系统，该系统采用扩大单元制。

闭式循环冷却水系统设3×50％水－水热交换器，两运一备，2×100％闭式循环冷却水泵。一次水采用海水并设2×100％容量的海水升压泵。

二、汽轮机、锅炉辅机及附属设备

1.汽轮机辅机及附属设备

1.1凝汽器的主要技术参数

设计/制造厂：GECALSTHOM/台塑重工

冷却面积：28130m2

凝汽器背压：

冷却水温为28℃（ECR）：

每台机组采用2套胶球清洗系统，分装在凝汽器A、B侧。

1.2闭式循环冷却水热交换器

闭式循环冷却水热交换器由法国GECALSTHOM设计和制造，每台机设3×50％容量的闭式循环冷却水热交换器，双运一备，其主要性能参数如下：

设计压力（管侧/壳侧）：0.4/1.2MPa

压降（管侧/壳侧）：4.5/3.6MWC

设计温度（管侧/壳侧）：65/65℃

流量（管侧/壳侧）：2340/1300t/h

换热管：

?材料：钛

?管径（外径×壁厚）：f20×0.5

换热面积：650m2

1.3汽动给水泵组

汽动给水泵组由MHI设计和制造，给水泵和给水泵前置泵都由给水泵汽轮机驱动，布置顺序为给水泵汽轮机、给水泵、减速齿轮箱、给水泵前置泵。

1.4电动给水泵组

电动给水泵和电动给水泵前置泵分别由不同的电机驱动。

1.5给水泵汽轮机

给水泵汽轮机由MHI设计和制造。

高压蒸汽参数：

?压力（设计/工作）：4.103MPa（a）/2.0MPa（a）

?温度（设计/工作）：380℃/300℃

1.6抽真空设备

每台机组设三台凝汽器抽真空泵，在机组启动期间及夏季高背压工况，三台泵可同时运行，而在正常条件下，2运1备。

除了上述凝汽器抽真空设备外，为保证循环水（海水）在启动时顺利通过凝汽器；在运行过程中，确保通过凝汽器的循环水有足够的虹吸高度，在凝汽器进、出口水室每机设2台水室抽真空泵。

三、主厂房布置特点

主厂房布置的基本原则

（1）汽轮机纵向布置，4号低加及三台高加布置在除氧框架14.20m层，汽动给水泵及前置泵组、电动给水泵布置在除氧框架底层，而电动给水泵前置泵布置在汽机房底层靠E列柱处。汽机房底层标高FL＋0.2m，相当于黄海高程10.0m。

（2）高压给水采用小旁路系统。

（3）通过除氧器暂态计算，确定除氧器及水箱布置在除氧框架24.2米层。

（4）本工程主厂房采用钢结构，柱距采用10米，检修场柱距为9.5米。

（5）采用国内新型行车，汽机房行车轨顶标高仅25.4m，屋架下弦标高仅27.9m。

（6）电缆全部架空布置，不设电缆沟道和隧道。

结语：

漳州后石电厂6×600MW超临界机组热机不仅经济性好，而且主厂房尺寸小，节约了占地空间，降低初投资，而且运行情况很好，是具有良好经济性的机组。

参考文献：

[1]李续军，苗迺金，高景辉.关于600MW级超临界机组蒸汽参数的选择分析[J].上海汽轮机.2003（01）

[2]杨凤鸣.600MW火电机组锅炉的动态建模与仿真[D].山西大学2011

[3]张峰.600MW机组锅炉主汽温控制策略的研究[D].武汉理工大学2009