單元機(jī)組課程設(shè)計(jì)--發(fā)電廠1000mw火電機(jī)組汽機(jī)部分熱力系統(tǒng)

1、<p>　　單元機(jī)組運(yùn)行原理課程設(shè)計(jì)</p><p>　　———— 國(guó)電泰州發(fā)電廠1000MW火電機(jī)組汽機(jī)部分熱力系統(tǒng)及燃燒器管理系統(tǒng)（BMS）系統(tǒng)設(shè)計(jì)</p><p><b>　　目錄</b></p><p>　　1 國(guó)電泰州發(fā)電廠1000MW火電機(jī)組熱力系統(tǒng)設(shè)計(jì)--------------------------3</p&g

2、t;<p>　　1.1 泰州發(fā)電廠1000MW火電機(jī)組設(shè)備概述---------------------------------3</p><p>　　（1） 鍋爐設(shè)備概述 -------------------------------------------3</p><p>　?。?）汽機(jī)設(shè)備概述 -----------------------------------

3、--------3</p><p>　?。?）電氣設(shè)備概述 -------------------------------------------3</p><p>　　1.2 汽機(jī)的主要子系統(tǒng)設(shè)計(jì) ----------------------------3</p><p>　　（1）高加疏水及放氣系統(tǒng) ----------------------------

4、-------------5</p><p>　　（2）給水系統(tǒng) -------------------------------------7</p><p>　?。?）抽氣系統(tǒng) ---------------------------------9</p><p>　　2 燃燒器管理系統(tǒng)（BMS）設(shè)計(jì) ------------------------------

5、----11</p><p>　　2.1 煤層概貌 -------------------------------------- -----11</p><p>　　2.2 A磨煤機(jī)控制 -----------------------------------------------11</p><p>　　2.3 輔助風(fēng)擋板控制 ---------------

6、----------------------------12</p><p>　　3 課程設(shè)計(jì)總結(jié) ---------------------------------------------14</p><p>　　1 國(guó)電泰州發(fā)電廠1000MW火電機(jī)組熱力系統(tǒng)設(shè)計(jì)</p><p>　　1.1國(guó)電泰州發(fā)電廠1000MW機(jī)組設(shè)備概述</p><p

7、><b>　　鍋爐設(shè)備概述</b></p><p>　　國(guó)電泰州電廠一期工程2×1000MW超超臨界燃煤機(jī)組鍋爐是由哈爾濱鍋爐廠有限責(zé)任公司在日本三菱重工業(yè)株式會(huì)社（Mitsuibishi Heavy Industries Co. Ltd）的技術(shù)支持下，設(shè)計(jì)的超超臨界變壓運(yùn)行直流鍋爐，采用П型布置、單爐膛、改進(jìn)型低NOX PM（Pollution Minimum）主燃燒器和M

8、ACT（Mitsuibishi Advanced Combustion Technology）型低NOx 分級(jí)送風(fēng)燃燒系統(tǒng)、反向雙切圓燃燒方式，爐膛采用內(nèi)螺紋管垂直上升膜式水冷壁、循環(huán)泵啟動(dòng)系統(tǒng)、一次中間再熱、調(diào)溫方式除煤/水比外，還采用煙氣分配擋板、燃燒器擺動(dòng)、噴水等方式。鍋爐采用平衡通風(fēng)、露天布置、固態(tài)排渣、全鋼構(gòu)架、全懸吊結(jié)構(gòu)，燃用神府東勝、兗州、同忻煤。</p><p>　　鍋爐型號(hào)：HG-2980/26

9、.15-YM2型。其中HG表示哈爾濱鍋爐廠，2980表示該鍋爐BMCR工況蒸汽流量，單位是t/h。26.15表示該鍋爐額定工況蒸汽壓力，單位是MPa，YM2表示該鍋爐設(shè)計(jì)煤種為煙煤，設(shè)計(jì)序列號(hào)為2。</p><p><b>　　汽機(jī)設(shè)備概述 </b></p><p>　　國(guó)電泰州電廠一期工程2×1000MW機(jī)組主汽輪機(jī)是由哈爾濱汽輪機(jī)有限責(zé)任公司與日本東芝株

10、式會(huì)社聯(lián)合設(shè)計(jì)制造的。根據(jù)我國(guó)規(guī)定的汽輪機(jī)型號(hào)標(biāo)準(zhǔn)為：CLN1000-25.0/600/600；其東芝型號(hào)為T(mén)C4F-48”，其中T指單軸（Tandem），C指凝汽式（Condensing），4F指四個(gè)排汽口（Four-Flow），48”指末級(jí)葉片高度為48英寸，即1219.2mm。它是凝汽式、超超臨界、一次中間再熱、單軸、四缸四排汽、雙背壓、凝汽式、八級(jí)回?zé)岢槠狡啓C(jī)，最大連續(xù)出力為1037.411MW，額定出力1000MW；機(jī)組設(shè)

11、計(jì)壽命不少于30年，但基于一個(gè)合理的壽命損耗系數(shù)。機(jī)組采用定壓－滑壓－定壓運(yùn)行方式。汽輪機(jī)具有八級(jí)非調(diào)整回?zé)岢槠~定轉(zhuǎn)速為3000轉(zhuǎn)/分。</p><p>　　汽機(jī)特點(diǎn)：1．由于本機(jī)容量大，因此在中壓缸部分，蒸汽就采用了對(duì)外分流式，籍此來(lái)減少中壓缸葉片的高度；在低壓缸部分，由于蒸汽容積流量很大，所以采用了四分流式，即低壓缸A及B各為對(duì)向分流，這樣在末級(jí)葉片高度為1219.2mm下，蒸汽可膨脹到0.0049MPa

12、（平均），進(jìn)入二個(gè)凝汽器。中低壓缸的分流布置最大程度上平衡了機(jī)組的軸向推力。</p><p>　　2．四個(gè)汽缸采用模塊設(shè)計(jì)，均為雙層缸、水平中分面結(jié)構(gòu)，并保證汽缸和隔板精確的同心度。其目的在于：減少汽缸壁厚，以降低汽缸壁的熱應(yīng)力，使之有利于縮短機(jī)組的啟動(dòng)時(shí)間和提高汽輪機(jī)對(duì)負(fù)荷的適應(yīng)性。</p><p>　　3．汽輪機(jī)各個(gè)轉(zhuǎn)子與發(fā)電機(jī)各轉(zhuǎn)子采用剛性連接方式，并采用無(wú)中心孔的整鍛轉(zhuǎn)子，每個(gè)轉(zhuǎn)子

13、配有獨(dú)立的雙軸承支撐。 </p><p>　　4．本汽機(jī)參考了國(guó)外同類(lèi)型多種機(jī)組的優(yōu)秀設(shè)計(jì)技術(shù)，在高中低壓缸上采用了通流設(shè)計(jì)技術(shù)和高溫設(shè)計(jì)技術(shù)，軸系采用了軸系設(shè)計(jì)系統(tǒng)。</p><p>　　5．本機(jī)的末級(jí)葉片采用由GE公司動(dòng)力系統(tǒng)與東芝公司共同開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)的48英寸鋼制葉片。就環(huán)形面積來(lái)說(shuō)，48英寸葉片是世界上最長(zhǎng)的3000rpm鋼制末級(jí)葉片。葉片采用了圓弧樅樹(shù)型葉根和作為減振件的拉金凸臺(tái)、套

14、筒，以及整體圍帶。48英寸末級(jí)葉片的應(yīng)用，將明顯提高汽輪機(jī)的性能和可靠性。</p><p>　　6．在易受固粒腐蝕的區(qū)域采取了防蝕措施：高壓噴嘴采用滲硼的方法防止腐蝕，中壓第1級(jí)的靜葉片采用涂陶瓷材料的方法防止腐蝕。</p><p>　　7．為減少和避免激振力的影響，從設(shè)計(jì)和按裝上采取了多種措施。比如每根轉(zhuǎn)子在出廠前進(jìn)行低速和高速動(dòng)平衡試驗(yàn)，將不平衡量降到最??；轉(zhuǎn)子的臨界轉(zhuǎn)速和額定速度不產(chǎn)

15、生相互的影響；轉(zhuǎn)子設(shè)計(jì)精確對(duì)中，保證在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)不會(huì)產(chǎn)生額外的力和力矩；合理設(shè)計(jì)動(dòng)靜之間的間隙，保證在啟動(dòng)和停機(jī)時(shí)轉(zhuǎn)子和汽封不會(huì)產(chǎn)生摩擦；安裝防汽流渦動(dòng)的汽封，防止轉(zhuǎn)子的不穩(wěn)定振動(dòng)等等。</p><p>　　8．采用了轉(zhuǎn)子冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)，防止高中壓轉(zhuǎn)子在高溫部位的熱損傷，并在機(jī)組高溫區(qū)域選用合適的材料來(lái)適應(yīng)高蒸汽參數(shù)。</p><p>　　9．低壓末級(jí)隔板低壓末級(jí)隔板由內(nèi)環(huán)、外環(huán)、靜葉片組成，內(nèi)

16、環(huán)、外環(huán)、靜葉片均采用空心設(shè)計(jì)。末級(jí)產(chǎn)生的水滴由疏水縫隙收集，通過(guò)空心靜葉片、空心內(nèi)環(huán)、空心外環(huán)及在中分面出設(shè)計(jì)的連接管，最后由下半的疏水管流入冷凝器，防止水蝕。</p><p>　　10．采用高效率的沖動(dòng)式葉型及經(jīng)過(guò)驗(yàn)證的葉片固定方式，提過(guò)了汽輪機(jī)的效率。</p><p><b>　　電氣設(shè)備概述</b></p><p>　　發(fā)電機(jī)為哈爾濱電

17、機(jī)有限責(zé)任公司和日本東芝聯(lián)合設(shè)計(jì)制造的水氫氫冷卻、靜態(tài)勵(lì)磁汽輪發(fā)電機(jī)。 </p><p>　　發(fā)電機(jī)主要技術(shù)參數(shù)： 銘牌功率 1000 MW 、額定容量 1120 MVA 、額定電壓 27kV 、功率因素 0.9 、效率99% 、勵(lì)磁方式 靜態(tài)勵(lì)磁 、冷卻方式 定子線圈水冷、定子鐵芯、轉(zhuǎn)子繞組氫冷。</p><p>　　1.2.汽機(jī)主要子系統(tǒng)設(shè)計(jì)</p><

18、p>　　汽輪機(jī)高加疏水及放氣系統(tǒng)</p><p>　　大型汽輪機(jī)組在啟動(dòng)、停機(jī)和變負(fù)荷工況下，蒸汽與汽輪機(jī)本體和蒸汽管道接觸，蒸汽一般被冷卻。當(dāng)蒸汽溫度低于與蒸汽壓力相對(duì)應(yīng)的飽和溫度時(shí)，蒸汽就凝結(jié)成水。若不及時(shí)排出這些凝結(jié)水，它會(huì)積存在某些管段和汽缸中。運(yùn)行中，由于蒸汽和水的密度、流速不同，管道對(duì)它們的阻力也不同，這些積水可能引起管道水沖擊，輕則使管道振動(dòng)，產(chǎn)生噪聲污染環(huán)境；重則使管道產(chǎn)生裂紋，甚至破裂。更

19、為嚴(yán)重的是，一旦部分積水進(jìn)入汽輪機(jī)，將會(huì)使動(dòng)靜葉片受到水沖擊而損傷、斷裂，使金屬部件因急劇冷卻而造成永久性變形，甚至導(dǎo)致大軸彎曲。另外汽輪機(jī)本體疏放水應(yīng)考慮一定的容量，當(dāng)機(jī)組跳閘時(shí)，能立即排放蒸汽，防止汽輪機(jī)超速和過(guò)熱。</p><p>　　為了有效防止汽輪機(jī)發(fā)生這些惡劣的工況，必須及時(shí)地把汽缸和蒸汽管道中積存的凝結(jié)水排出，以確保機(jī)組安全運(yùn)行。同時(shí)盡可能地回收合格品質(zhì)的疏水，以提高機(jī)組的經(jīng)濟(jì)性。為此，汽輪機(jī)都設(shè)置

20、有疏水系統(tǒng)，它包括汽輪機(jī)的高、中壓主汽門(mén)前后，各主汽、中壓調(diào)節(jié)閥前后及這些高溫高壓閥門(mén)的閥桿漏汽疏水管道，抽汽管道，軸封供汽母管等。</p><p>　　另外汽輪機(jī)的輔汽系統(tǒng)，小汽輪機(jī)本體及高、低壓主汽門(mén)前后進(jìn)汽管，除氧器加熱以及高低加等系統(tǒng)也都有自己的疏水系統(tǒng)。這些疏水有直接排放至疏水?dāng)U容器后回收至凝汽器的，也有直接排放至地溝的。</p><p>　　高壓加熱器疏水采用逐級(jí)自流疏水方式，

21、最后一級(jí)高加疏水自流至除氧器。每臺(tái)高加設(shè)有單獨(dú)的事故疏水管路至凝汽器；高加水側(cè)、汽側(cè)均設(shè)有放氣管道；高加連續(xù)運(yùn)行時(shí)排氣至除氧器，在高加連續(xù)排氣口內(nèi)，設(shè)有內(nèi)置式節(jié)流孔板，以控制高加排氣量。高加的汽側(cè)和水側(cè)還設(shè)有停機(jī)期間充氮保護(hù)管道。</p><p>　　汽輪機(jī)疏放水主要由以下部分組成：主蒸汽、再熱蒸汽管道上低位點(diǎn)疏水，汽輪機(jī)缸體及主汽調(diào)門(mén)、高壓導(dǎo)汽管疏水，抽汽管道疏水，給水泵汽輪機(jī)供汽管道疏水、輔助蒸汽、除氧器加熱

22、管道疏水，軸封系統(tǒng)疏水及門(mén)桿漏汽，其它輔助系統(tǒng)的疏放水等。</p><p>　　汽輪機(jī)高加疏水及放氣系統(tǒng)的流程圖如下：</p><p>　　圖 1-1 汽機(jī)高加疏水及放氣系統(tǒng)</p><p>　?。?）汽輪機(jī)給水系統(tǒng)</p><p>　　采用單元制給水系統(tǒng)，每臺(tái)機(jī)組配置二臺(tái)汽動(dòng)給水泵，一臺(tái)電動(dòng)調(diào)速給水泵作為啟動(dòng)和備用給水泵，其中汽動(dòng)給水泵組為

23、2×50%BMCR，電動(dòng)給水泵組為1×30%BMCR。汽動(dòng)給水泵組的給水前置泵采用獨(dú)立的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)。電動(dòng)給水泵組的給水前置泵和主泵由同一臺(tái)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)。在一臺(tái)汽動(dòng)給水泵故障時(shí)，電動(dòng)給水泵和另一臺(tái)汽動(dòng)給水泵并聯(lián)運(yùn)行可以滿足汽輪機(jī)90%額定負(fù)荷的需要。給水泵小汽輪機(jī)正常工作汽源采用四抽，備用和啟動(dòng)用汽源采用冷再或輔汽。給水系統(tǒng)三臺(tái)高壓加熱器采用大旁路系統(tǒng)。</p><p>　　給水泵出口設(shè)有最小流量

24、再循環(huán)管道并配有相應(yīng)的控制閥門(mén)等，以確保在機(jī)組啟動(dòng)或低負(fù)荷工況流經(jīng)泵的流量大于其允許的最小流量，保證泵的運(yùn)行安全。每根再循環(huán)管道都單獨(dú)接至除氧器水箱。</p><p>　　給水系統(tǒng)還為事故情況下的鍋爐再熱器減溫器、汽輪機(jī)的高壓旁路減溫器提供減溫噴水。鍋爐再熱器減溫噴水從給水泵的中間抽頭引出，汽機(jī)高壓旁路的減溫水從給水泵的出口母管中引出。</p><p>　　系統(tǒng)設(shè)雙列全容量、臥式、雙流程高

25、壓加熱器。每列三臺(tái)高加給水側(cè)采用大旁路系統(tǒng)。當(dāng)任一臺(tái)高加故障時(shí)，同列三臺(tái)高加同時(shí)從系統(tǒng)中退出，此時(shí)運(yùn)行列的高加可通過(guò)60%~65%的給水流量。機(jī)組在雙列高加均解列時(shí)仍能帶額定負(fù)荷。</p><p>　　該機(jī)組的給水系統(tǒng)主要設(shè)備包括：兩臺(tái)50％容量的汽泵及其前置泵、小機(jī)及前置泵驅(qū)動(dòng)電機(jī)、30％容量的電泵、液力偶合器、前置泵及其驅(qū)動(dòng)電機(jī)、# 1A、#2A、#3A、# 1B、#2B、#3B高壓加熱器、閥門(mén)、濾網(wǎng)等設(shè)備以

26、及管道組成。</p><p><b>　　該系統(tǒng)流程如下：</b></p><p>　　圖1-2 給水系統(tǒng) </p><p><b>　　汽機(jī)抽氣回?zé)嵯到y(tǒng)</b></p><p>　　現(xiàn)代電廠機(jī)組利用給水回?zé)嵫h(huán)，將蒸汽從汽輪機(jī)中壓級(jí)抽出并在給水加熱器中凝結(jié)放熱。抽汽中的大部分熱量（包括凝結(jié)

27、熱）傳遞至經(jīng)過(guò)加熱器的給水，使進(jìn)入鍋爐省煤器的給水的最終溫度比沒(méi)有給水加熱器的純凝汽循環(huán)中獲得的要高得多，因此減少了鍋爐對(duì)能量的要求，提高了總的循環(huán)效率。雖然與純冷凝式汽輪機(jī)中同樣的主蒸汽流量相比，它的輸出功率要?。ㄟ@是因?yàn)橛幸徊糠终羝](méi)有在汽輪機(jī)中做功完全，犧牲了一部分出力，用來(lái)加熱給水、凝結(jié)水），但是整個(gè)鍋爐汽機(jī)的聯(lián)合熱力循環(huán)性能的改進(jìn)顯得更為重要。</p><p>　　輪機(jī)具有八級(jí)非調(diào)整抽汽。一、二、三級(jí)

28、抽汽分別向＃1、2、3高壓加熱器供汽，四級(jí)抽汽除供除氧器外，還向兩臺(tái)給水泵汽輪機(jī)及輔助蒸汽系統(tǒng)供汽；二級(jí)抽汽作為輔助蒸汽系統(tǒng)和給水泵汽輪機(jī)的備用汽源。五至八級(jí)抽汽分別向四臺(tái)低壓加熱器供汽；為防止汽輪機(jī)超速和進(jìn)水，除七、八級(jí)抽汽管道外，其余抽汽管道上均設(shè)有氣動(dòng)止回閥和電動(dòng)隔離閥，前者作為防止汽輪機(jī)超速的保護(hù)，同時(shí)也作為防止汽輪機(jī)進(jìn)水的輔助保護(hù)措施；后者主要是作為防止汽輪機(jī)進(jìn)水的隔離措施。由于四級(jí)抽汽管道上所接設(shè)備較多，且所接設(shè)備還接有其他

29、輔助汽源，為防止汽輪機(jī)甩負(fù)荷或除氧器滿水等事故狀態(tài)時(shí)水或蒸汽倒流進(jìn)入汽機(jī)，故多增加了一個(gè)氣動(dòng)止回閥，并且在四段抽汽各用汽點(diǎn)的管道上亦均設(shè)置了一個(gè)電動(dòng)隔離閥和止回閥。表2－5是汽輪機(jī)額定負(fù)荷（THA工況）時(shí)各級(jí)抽汽參數(shù)。</p><p>　　表1-3汽輪機(jī)額定負(fù)荷（TMCR工況）時(shí)各級(jí)抽汽參數(shù)</p><p>　　抽氣系統(tǒng)的組成：汽輪機(jī)共設(shè)八段非調(diào)整抽汽，第一段抽汽引自高壓缸，供#1A、#1

30、B高加；第二段抽汽引自高壓缸排汽，供給#2A、#2B高加、給水泵汽輪機(jī)及輔汽系統(tǒng)的備用汽源；第三段抽汽引自中壓缸，供給#3A、#3B高加；第四段抽汽引自中壓缸，供給除氧器、給水泵汽輪機(jī)、輔汽系統(tǒng)；第五至第八段抽汽均引自低壓缸A和低壓缸B，相應(yīng)地供給各對(duì)應(yīng)的加熱器，作為加熱汽源。除第七、八段抽汽外，各抽汽管道均裝設(shè)有氣動(dòng)逆止閥和抽汽電動(dòng)閥，前者作為防止汽輪機(jī)超速的一級(jí)保護(hù)，同時(shí)也作為防止汽輪機(jī)進(jìn)水的輔助保護(hù)措施；后者是作為防止汽輪機(jī)進(jìn)水的

31、隔離措施。由于四抽連接到輔汽聯(lián)箱、除氧器和給水泵汽輪機(jī)等，用戶多且管道容積大，管道上設(shè)置兩道逆止閥。四段抽汽各用汽點(diǎn)的管道上亦設(shè)置了一個(gè)氣動(dòng)逆止閥和電動(dòng)截止閥。</p><p>　　圖1-3 抽氣系統(tǒng)</p><p>　　2燃燒器管理系統(tǒng)（BMS）設(shè)計(jì)</p><p><b>　　2.1 煤層概貌</b></p><

32、;p>　　通過(guò)管理磨煤機(jī)給煤機(jī)等制粉系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)燃燒的控制。</p><p><b>　　圖2-1煤層概貌</b></p><p><b>　　2.2 磨煤機(jī)控制</b></p><p>　　通過(guò)bms系統(tǒng)及啟動(dòng)條件控制磨煤機(jī)的啟動(dòng)。</p><p>　　圖2-2 A磨煤機(jī)的控制</p&

33、gt;<p>　　2.3 輔助風(fēng)擋板控制</p><p>　　通過(guò)對(duì)輔助風(fēng)擋板的控制實(shí)現(xiàn)燃燒控制管理。</p><p>　　圖2-3輔助風(fēng)擋板控制</p><p><b>　　3 課程設(shè)計(jì)總結(jié)</b></p><p>　　兩周的課程設(shè)計(jì)很快結(jié)束了。通過(guò)本次單元機(jī)組課程設(shè)計(jì)，我有了一次全面綜合應(yīng)用以前所學(xué)的《

34、鍋爐原理》、《汽輪機(jī)原理》、《熱工控制系統(tǒng)》、《熱力發(fā)電廠》、《單元機(jī)組運(yùn)行原理》等課程的過(guò)程。通過(guò)設(shè)計(jì)，了解了某電廠000MW火電機(jī)組部分熱力系統(tǒng)的運(yùn)行特點(diǎn)，加深了對(duì)火電機(jī)組的全面認(rèn)識(shí)，掌握了BMS系統(tǒng)的功能和部分控制邏輯。課程設(shè)計(jì)過(guò)程中，提高了我查找資料、綜合分析問(wèn)題、閱圖和畫(huà)圖的能力，也掌握了VISIO畫(huà)圖工具的使用方法。同時(shí)，通過(guò)本課程設(shè)計(jì)也深刻地認(rèn)識(shí)到，自己還欠缺許多。</p><p>　　謝謝老師的認(rèn)

35、真指導(dǎo)！</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)：</b></p><p>　　1. 樊泉桂，閻維平．鍋爐原理[M]．北京：中國(guó)電力出版社2004．10．</p><p>　　2. 鄭體寬《熱力發(fā)電廠》 編 中國(guó)電力出版社</p><p>　　3. 《汽輪機(jī)原理》 沈士一 莊賀慶 康松 龐立云 編 中國(guó)電力