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超超临界1000MW汽轮机主机参数选型的报告


关于沙洲二期超超临界机组汽轮机主机参数选型的报告
汽轮发电机组的经济性主要由工质参数,设备的结构性能,各辅助工作系统 的配置状况所决定。 我公司二期工程主机招标在即, 汽轮机主机蒸汽参数的选型, 将对机组投产运行后经济性的提高起到至关重要的作用。 现就汽轮机主机蒸汽参 数的选型分析如下: 一、蒸汽参数对机组经济性的影响 在超超临界机组参数范围的条件下,主蒸汽压力提高 1

MPa,机组的热耗率 可 下 降 0.13%-0.15% ; 主 蒸 汽 温 度 每 提 高 10 ℃ , 机 组 的 热 耗 率 可 下 降 0.25%-0.30%;再热蒸汽温度每提高 10℃,机组的热耗率可下降 0.15%-0.20%。 由此可见提高蒸汽的初参数对机组的经济性提高非常明显, 且提高蒸汽温度对提 高机组的热效率更有益。 二、超超临界汽轮机的材料 虽然提高蒸汽的初参数对机组的经济性提高非常明显,但受到材料的限制, 蒸汽参数并不能一味的提高。 超超临界技术发展从某种程度上来说取决于的材料 的发展。超超临界机组材料要考虑的性能有高温强度、烟气侧抗高温腐蚀性能、 蒸汽侧抗高温氧化性能、疲劳特性、加工工艺性能等。对于汽轮机本体材料来说 主要考虑高温强度、疲劳特性性能。 目前超超临界汽轮机本体叶片、 转子、 汽缸、 阀体选用材料为铁素体 9-12%Cr 耐热钢,主要形成两个等级,600℃和 625℃。
名称 600℃ 级 高中压转子 TR1150,TR1110, COST F 高中压内缸 9.5Cr1MoVNbN 10Cr1Mo0.8WVNbN 高中压外缸 1.25CrMoV F91 9.5Cr1MoVNbN 10Cr1Mo0.8WVNbN 620℃ 级 TR1200,TR1150, COST E 10Cr1Mo0.8WVNbN 10Cr0.7Mo1.8W3CoVNbB 1.25CrMoV 10Cr1Mo0.8WVNbN 10Cr0.7Mo1.8W3CoVNbB TAF650 R26 主再热阀体 高温叶片 TAF650 MTB10A

上表数据来源:上海发电设备成套设计研究院《超超临界机组材料》 。 国际上可采购到的成熟材料可满足 620℃蒸汽参数的要求,不存在无法解决 的否决性的技术问题和技术瓶颈。 1)600℃的 9-10%Cr 耐热钢汽轮机至今已运行 10 年以上,无论含 W 或不

含 W 都能在 600℃下安全运行,属于有成熟运行业绩产品。 2)625℃的 9%Cr 钢已完成用于产品前的全部试验,试验数据表明“620℃ 的超超临界参数” 汽轮机已不存在材料技术问题。但目前此参数机组国内已有产 品订单但无投运业绩(安徽田集 660MW 机组) 。国外德国达特尔恩有产品业绩, 无投运业绩。日本有投运业绩,时间不长,没有长期服役的考验。 三、沙洲电厂二期工程汽轮机主机蒸汽参数选型分析 1、主蒸汽压力 提高压力对机组的热效率的效果没有提高温度的效果明显。在超超临界机组 参数范围内,按 1 MPa,下降 0.15%热耗计算,主汽压力升至 28 MPa,热耗下 降 33KJ/KWh。28 MPa 方案比 25MPa 方案的热效率可相对提高约 0.45%。 主蒸汽压力选 28MPa,汽轮机背压 4.9Ka 时,排汽湿度将达到 10.7%。压力 继续升至 30MPa,若不采用二次再热,汽轮机末级的湿度将超出设计规范。 据上二期工程汽轮机主蒸汽压力选择 28MPa 方案是适宜的。 2、再热蒸汽温度 蒸汽温度的提高对机组的热效率的提高影响非常明显。再热汽温 620℃与 600℃方案,参数提高 20℃,按机组热耗下降 0.6%计算,折合标煤耗下降 1.74 g/kwh。 (取百万超超临界机组平均供电煤耗 290 g/kwh) ,每年可获得经济效益 1723 万元(利用小时 5500 小时、标煤价格 900 元/吨) ,经济效益相当可观。 再热汽温 620℃较 600℃方案, 中压缸材料升级所增加的固定投资初步了解为 2000 万左右。 目前 9%Cr 钢虽然没有长时间的运行业绩,但是用于产品前的各项试验已经 完成。不存在无法解决的否决性的技术问题和技术瓶颈。 据上二期工程汽轮机再热器温度选择 620℃方案是适宜的。 3、主蒸汽温度 主蒸汽温度选择 600℃方案。 600℃的 9-10%Cr 耐热钢汽轮机至今已运行 10 年以 上,无论含 W 或不含 W 都能在 600℃下安全运行,属于有成熟运行业绩产品。

结论: 沙洲电厂二期工程汽轮机主机蒸汽参数选型建议考虑 28MPa/600℃/620℃ 方案。


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