1000MW超超临界机组的先进设计与经济运行分析

第一篇：1000MW超超临界机组的先进设计与经济运行分析

1000MW超超临界机组的先进设计与经济运行分析

作者：李虎 引言

华能玉环电厂安装4×1000MW超超临界燃煤发电机组，在全国首次采用国际先进的超超临界燃煤发电技术，是国家“863计划”中引进超超临界机组制造技术的依托工程，也是我国“十五”重点建设项目。经过精心安装与调试，1、2号机组已经于2006年提前实现双投，运行半年来，设备稳定，机组各项指标达到设计要求。经测算，额定负荷下的锅炉效率为93.88%，汽轮机热耗为7295.8kJ(kW.h)，发电煤耗为270.6g/(kW.h)，氮氧化物排放量为270mg/m3，供电煤耗为283.2g/(kW.h)，机组热效率高达45.4%，达到国际先进水平，二氧化硫排放浓度为17.6mg/m3，优于发达国家排放控制指标。

3、4号机组也将力争于2007年投产。

一、1000MW机组特点

玉环电厂超超临界机组主要设计参数见表1。

1.1 汽轮机特点

机组汽轮机由上海电气集团联合西门子公司设计，为单轴四缸四排汽；所采用的积木块是西门子公司近期开发的3个最大功率可达到1100MW等级的HMN型积木块组合：1个单流圆筒型H30高压缸，1个双流M30中压缸，2个N30双流低压缸。汽轮机4根转子分别由5只径向轴承支承，除高压转子由2个径向轴承支承外，其余3根转子，即中压转子和2根低压转子均只有1只径向轴承支承，提高了轴承稳定性，也缩短了轴向的长度，使轴总长度仅为29m。整个高压缸静子件和整个中压缸静子件由它们的猫爪支承在汽缸前后的2个轴承座上。而低压部分静子件中，外缸重量与其他静子件的支承方式是分离的，即外缸的重量完全由与它悍在一起的凝汽器颈部承担，其他低压部件的重量通过低压内缸的的猫爪由其前后的轴承座支承。所有轴承座与低压缸猫爪之间的滑动支承面均采用低摩擦合金，具有良好的摩擦性能，不需要润滑，有利于机组顺畅膨胀。盘车装置采用液压电动机，采用顶轴油驱动，安装在机头位置，位于1号轴承座内。1.1.1 高压缸的特点

高压缸采用双层缸设计。外缸为桶形设计，内缸为垂直纵向平分面结构，有较高的承压能力。由于缸体为旋转对称结构，避免了不理想的材料集中，使得机组在启动停机或快速变负荷时缸体的温度梯度很小，可将热应力保持在一个很低的水平。高压缸为单流程设计，叶片级通流面积比双流程要增加1倍，叶片端损大幅度下降，与其他公司机型的高压缸相比，其效率可提高4.5%～7%。1.1.2 中压缸的特点

中压缸采用双流程和双层缸设计。中压高温进汽仅局限于内缸的进汽部分，中压缸进汽第一级除了与高压缸一样采用了低反动度叶片级（约20%的反动度）和切向进汽的第一级斜置静叶结构外，还采取了切向涡流冷却技术，降低了中压转子的温度。中压外缸只承受中压排汽的较低压力和较低温度，这样汽缸的法兰部分就可以设计得较小。同时，外缸中的压力也降低了内缸法兰的负荷，因为内缸只需要承受压差。1.1.3 低压缸的特点

低压缸采用2个双流设计。外缸与轴承座分离，直接坐落在凝汽器上。内缸直接通过轴承支撑在基础上，并以推位装置与中压外缸相连，以保证机组膨胀时的动静间隙。内外缸通过波纹管连接，使低压缸不承受转子重量又可自由膨胀。所采用的末级叶片为自由叶片，长1146mm，是目前世界上已定型并批量生产的最长的全速汽轮机叶片。该叶片1997年在丹麦电厂投运，至今运行已有10年。玉环1000MW汽轮机的大修间隔可达到96000h(约12年)。1.1.4 补汽阀的应用

全周进汽不存在其他机型调节级强度和进汽不均诱发汽轮机激振问题。玉环机组所采用的补汽阀技术，从主汽门后引出一路蒸汽经过补汽阀进入高压缸的第5级后，形成全周进汽定-滑-定运行模式，使机组能不必为具有快速调峰而让主调门保持节流状态，进一步提高了机组效率。玉环电厂汽轮机全周进汽加补汽阀的设计同时解决了正常滑压调峰负荷高效率、第1级叶片的安全性和部分进汽对转子产生附加汽隙激振3个技术问题。正常调峰及额定负荷运行时，补汽阀为全关状态。补汽阀全开流量是额定工况的108%，即补汽阀流量为8%，可使额定工况以及所有小于额定工况时的热耗下降23kJ/(kW.h)，而一旦开始补汽，机组的经济性将随补汽量的增加而下降。1.2 锅炉特点

华能玉环电厂为哈尔滨锅炉厂引进日本三菱技术生产的超超临界参数变压运行垂直水冷壁直流炉，单炉膛、一次中间再热、八角双切圆燃烧方式、平衡通风、固态排渣、全钢悬吊Π结构型锅炉。

二、机组的经济、环保、稳定运行 1、2号机组2006年实现双投并运行半年多来，推行华能精细管理思路，机组运行稳定，自动控制良好，机组效率较高。根据我国权威专业研究机构对机组运行半年后的性能指标现场测试，各项技术性能指标均达到或优于设计值。

2.1 实行精细管理，推行管理革命

玉环电厂作为华能集团的标杆电厂，以270人定员编制，管理、运营国际一流的4×1000MW超超临界机组，努力实践技术水平最高，经济效益最好，单位kW用人最少，国内最好，国际优秀的“四最一优”建设目标。

玉环电厂将4台机组的集控集中布置在汽轮机厂房外的固定端，以营造舒适的工作环境，集控室四周为环形海景下班幕墙，举目远眺，美丽的乐清湾尽收眼底。每台机组配备集控运行人员5人，4台机组稳定运行时既可相互调配，处理事故时又可相互支援。外围辅控网络也引入集控室，化学、灰控均在值长监视之下，这样既方便日常管理又改善了工作环境。在厂级生产管理上，燃料和脱硫运行维护工作承包给华能长兴电厂，检修工作承包给基建单位浙江火电和天津电建，并由生产部对口统一管理。运行部配正、副主任各1名，机、炉、电、化、安专工各1名。最简约的人员定制，创造出了最大的工作效率。

分部试运阶段，在调试的指挥下，运行全面接管分散控制系统(DCS)操作和现场巡检，不仅可以及时纠正调试人员的差错，还加深了对新设备的认识，顺利实现了168h试运行后的平稳交接。

2台机组转入商业运营后，在华能国际电力股份公司的指导下，玉环电厂积极汲取我国电力管理的宝贵经验，借鉴国际先进的管理理念，规范“两票三制”，推行灵活激励机制，采取先进的厂级监控信息系统(SIS)和管理信息系统(MIS)，结合国际一流的发电机组，培养一流的管理与技术人才。2.2 机组调峰负荷下的高效率、环保、稳定运行

机组最低不投油稳燃负荷为350MW，在500～1000MW的负荷区间内，机组具有很高的热效率，还可以20MW/min的变化率升降负荷，具有灵活而强大的调峰能力。机组投产后，正常自动投入率均为100%，机组的负荷调度也均采用自动发电控制(AGC)方式，由浙江省调度中心根据电网需求远方灵活加减负荷。2.2.1 汽轮机各负荷下的高效运行

玉环电厂汽轮发电机组采用多项先进技术和设计理念，在正常运行中，各项主要指标均居于我国首位。机组在TMCR工况下，机组的厂用电率为4.45%(含脱硫)，汽轮机热耗率为7291.6kJ/(kW.h)。即使在8.04/10.08kPa高背压的夏天，汽轮机的热耗率也仅为7300kJ/(kW.h)，不但远远低于华能石洞口二厂1、2号机的7647.6kJ(kW.h)和外高桥5、6号机的7420kJ/(kW.h)，也优于上海电气集团的7316kJ/(kW.h)的保证值。机组在调阀全开时负荷可以达到1039MW，可以满足短时调峰需求。汽轮机各工况下的主要参数见表2。

玉环电厂高加采用双列布置，每一列配一个水侧大旁路。当任意一个高加出现异常时，须单侧整列高加退出运行。

5、6号低加则采用单列布置，各有单独旁路。

7、8号低加分别设置在高、低凝汽器喉部。在机组启动过程中，高低加热器在出力达到200MW以前即已经正常投入，正常运行时通过抽汽加热凝水和给水，可提高机组循环热效率。为了配合四缸四排汽的汽轮机结构，凝汽器采用双背压结构，循环水分2路以串联的方式先进入低压凝汽器，再进入高压凝汽器，水侧内、外圈可以在运行中实现单侧隔离。灵活的热力系统设计给机组的在线运行提供了更高的可靠性保障。在半年的运行中，出现过高加水位计泄露、低加调门卡死等现象，通过加热器解列的方式均得到了处理。由于海水的腐蚀性较强，凝汽器与循环水管道连接的金属环膨胀节出现过多次泄漏，通过单侧循环水隔离后，放尽该侧凝汽器海水，即可堵住漏点。在缺陷处理过程中，机组的带负荷能力基本没有受到影响，机组的效率也基本上可得到保证。高加全切、5号低加切除、凝汽器单侧隔离工况下的主要数据见表3。

2.2.2 锅炉在各负荷下的高效运行

玉环电厂是沿海港口电厂，锅炉燃煤主要为神华煤和进口的印尼煤，均为较高挥发分煤，低位发热量也与设计煤种相近。煤的各项指标与锅炉设计煤种相近。正常运行中，采用上5台磨煤机即B、C、D、E、F磨运行，A磨煤机备用的模式。根据煤种特性，磨煤机出口温度一般维持在65～75℃，磨煤机出口分离器采用随煤量而改变的变频控制，煤粉细度R90正常在25%左右。在燃用这几种煤种的情况下，锅炉在各工况下运行稳定，BRL(锅炉额定工况)下的平均锅炉效率为93.74%，高于保证值93.65%，750MW和500MW下的锅炉效率分别为94.10%和93.89%，低负荷运行时锅炉效率较高。NOx排放浓度为281mg/m3，优于国家标准，BMCR工况下，机组负荷可达1082MW，过热蒸汽流量为2952t/h，高于保证值2950t/h。表4列出了燃用煤种和设计煤种的比较。表5列出了不同运行方式下的满负荷参数。

在750MW负荷下，CDEF四台磨煤机运行，可以维持运行参数为：过热蒸汽温度为600.3℃，再热蒸汽温度为600.1℃，空预器进口氧量为4.08%，排烟温度为126.3℃，灰渣含碳量分别为0.20%、0.49%，锅炉效率为94.09%。在500MW负荷下，CDEF4台磨煤机运行，可以维持运行参数为：过热蒸汽温度为600.0℃,再热蒸汽温度为598.2℃，空预器进口氧量为5.54%，排烟温度为122.3℃灰渣含碳量分别为0.69%、0.52%。该运行工况下的锅炉效率为93.56%。2.2.2 机组汽水品质

对汽水品质的高要求也是超超临界机组的一个特点。

对于超超临界直流锅炉，运行中没有排污，运行参数高，金属材料余度不大，同时汽轮机结构更为精密，汽水品质不合格会造成受热面腐蚀和汽轮机通流部分结垢，既影响机组效率又影响设备安全，所以对于汽水品质要求极为严格。玉环机组在正常运行中，汽水品质控制达到了要求，运行良好。锅炉BMCR时汽水品质参数如表6所示。

三、结论

(1)玉环电厂超超临界机组选型正确，设计新颖，技术先进，大量采用了P92新材料，首次采用26.25MPa/600℃/600℃超超临界参数，机组热效率达45.4%，实际供电煤耗仅283.2g/(kW.h)，达到了国际先进水平。

(2)玉环电厂的设计方案中，不占良田，生产用水应用海水淡化，在选用低硫低硝燃烧技术的基础上，同期安装脱硫装置，NOx的排放浓度仅为241.1mg/m3([O2]=6%,干态)，此排放浓度亦远远低于国家标准GB13223第一时段的排放要求，在国际上也达到了先进水平，证明了超超临界技术的环保效益，也实践了华能发展绿色公司的诺言。

(3)2台机组半年多的生产运行，积累了1000MW级超超临界机组的生产及管理经验。在不断探索、优化的过程中，对超超临界机组运营掌握程度在逐步加深，可以供国内同行借鉴和参考。玉环电厂的成功建设与投产，也证明我国已经初步掌握了制造、安装、调试和管理运行世界前沿的超超临界机组技术。

四、参考文献

[1]李虎，张峰.1000MW超超临界机组2953t/h锅炉设计特点及生产实践[J].电力设备，2007,8(5):6-10.

第二篇：1000MW超超临界直接空冷机组可行性与经济性探讨

1000MW超超临界直接空冷机组可行性与经济性探讨

[摘要]论述了我国大容量超超临界机组技术以及大容量直接空冷机组技术的现状和发展趋势。通过对国内大型汽轮机制造厂1000MW超超临界汽轮机和600MW空冷汽轮机型式和特点的分析，提出了1000MW超超临界空冷汽轮机可由1000MW超超临界汽轮机的高中压缸模块及600MW二缸二排汽空冷汽轮机低压缸模块组合而成，并对其经济性进行了论述，同时提出了1000MW超超临界空冷机组设计时应考虑及需进一步研究的问题。

[关键词]汽轮机，1000MW，超超临界机组，空冷，可行性，经济性

0、引言

随着《国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006-2020)》及《中华人民共和国国民经济和社会发展第十一个五年规划纲要》的确定和实施，电源建设将向节约资源和环境保护方向发展。基于这种发展趋势，结合中国“贫油少气多煤”的一次能源结构特点，决定了我国燃煤电厂在很长一段时间内将占居我国电力的较大份额，而超临界和超超临界技术在机组效率上又有着无可争议的优势，对于节约燃煤有着明显的效果。我国缺水的资源状况决定了节约用水在燃煤电厂建设中的重要性，而大型空冷机组技术又是火力发电厂颇为有效的一项节水技术。随着大型超超临界机组技术和大型空冷机组技术的不断发展，能否将2种技术有效地融合，形成超超临界空冷机组，在节约用水的同时节约燃料，这是我们需要研究和考虑的问题。

1、我国超超临界机组技术发展现状及趋势

超(超)临界发电技术经过几十年的发展，目前已是世界上先进、成熟和进入商业化运行的洁净煤发电技术之一，在世界上不少国家推广应用并取得了明显的节能和改善环境的效果。目前一些国家已经公布了发展下阶段超超临界机组的计划，主蒸汽压力将提高到35～40MPa，主蒸汽温度将提高到700t，再热汽温提高到720℃，机组的供电效率将达到50%～55%。

我国超(超)临界机组起步较晚，但发展十分迅速。随着华能沁北电厂超临界机组国产化的实践，中国超临界机组的发展进入了一个崭新的阶段，目前，国内有数十台超临界机组已经或即将投入商业运行。超临界机组的建设模式又为国产超超临界机组的发展奠定了基础，目前华能玉环电厂2×1000MW超超临界机组及华电国际邹县发电厂四期工程2×1000MW超超临界机组已经投入运行。这些电厂的成功运行，标志着我国大容量超超临界机组的设计、安装、调试和运行进入一个崭新的阶段。

第三篇：1000MW超超临界直接空冷机组可行性与经济性探讨

1000MW超超临界直接空冷机组可行性与经济性探讨

[摘要]论述了我国大容量超超临界机组技术以及大容量直接空冷机组技术的现状和发展趋势。通过对国内大型汽轮机制造厂1000MW超超临界汽轮机和600MW空冷汽轮机型式和特点的分析，提出了1000MW超超临界空冷汽轮机可由1000MW超超临界汽轮机的高中压缸模块及600MW二缸二排汽空冷汽轮机低压缸模块组合而成，并对其经济性进行了论述，同时提出了1000MW超超临界空冷机组设计时应考虑及需进一步研究的问题。

[关键词]汽轮机，1000MW，超超临界机组，空冷，可行性，经济性

0、引言

随着《国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006-2020)》及《中华人民共和国国民经济和社会发展第十一个五年规划纲要》的确定和实施，电源建设将向节约资源和环境保护方向发展。基于这种发展趋势，结合中国“贫油少气多煤”的一次能源结构特点，决定了我国燃煤电厂在很长一段时间内将占居我国电力的较大份额，而超临界和超超临界技术在机组效率上又有着无可争议的优势，对于节约燃煤有着明显的效果。我国缺水的资源状况决定了节约用水在燃煤电厂建设中的重要性，而大型空冷机组技术又是火力发电厂颇为有效的一项节水技术。随着大型超超临界机组技术和大型空冷机组技术的不断发展，能否将2种技术有效地融合，形成超超临界空冷机组，在节约用水的同时节约燃料，这是我们需要研究和考虑的问题。

1、我国超超临界机组技术发展现状及趋势

超(超)临界发电技术经过几十年的发展，目前已是世界上先进、成熟和进入商业化运行的洁净煤发电技术之一，在世界上不少国家推广应用并取得了明显的节能和改善环境的效果。目前一些国家已经公布了发展下阶段超超临界机组的计划，主蒸汽压力将提高到35～40MPa，主蒸汽温度将提高到700t，再热汽温提高到720℃，机组的供电效率将达到50%～55%。

我国超(超)临界机组起步较晚，但发展十分迅速。随着华能沁北电厂超临界机组国产化的实践，中国超临界机组的发展进入了一个崭新的阶段，目前，国内有数十台超临界机组已经或即将投入商业运行。超临界机组的建设模式又为国产超超临界机组的发展奠定了基础，目前华能玉环电厂2×1000MW超超临界机组及华电国际邹县发电厂四期工程2×1000MW超超临界机组已经投入运行。这些电厂的成功运行，标志着我国大容量超超临界机组的设计、安装、调试和运行进入一个崭新的阶段。

2、我国大容量直接空冷技术发展现状

自1938年空冷技术首次在发电厂应用以来，经过60多年的发展，空冷技术日趋完善，空冷机组单机容量不断增大。1978年，美国怀俄达克电厂360MW直接空冷机组投运；1987年，南非马丁巴电厂6×665MW直接空冷机组投运；1988年，南非肯达尔电厂6×686MW间接空冷机组投运。在我国，已有一批300MW和600MW亚临界直接空冷机组投入商业运行。2004年，中国电力工程顾问集团公司通过通辽电厂1x600MW空冷机组，组织东北电力设计院、西北电力设计院、华北电力设计院及哈尔滨空调器厂对空冷系统国产化进行了技术研究，并将研究成果成功地应用于工程项目之中，通辽电厂将于2007年投入运行。华能铜川电厂

2x600MW机组等电厂也采用国产化直接空冷技术进行设计和建设。这标志着我国空冷汽轮机及空冷系统的设计、制造、安装、调试和运行水平已经迈上新的台阶。随着超临界机组设计、制造技术的掌握以及超临界机组的投入运行，超临界技术与空冷技术的结合已成为现实，目前也有数个600MW超临界空冷机组电厂在设计和建设中。

3、1000MW超超临界直接空冷技术可行性探讨

3.1、锅炉

空冷汽轮机与湿冷汽轮机在进汽量要求上的差异，1000MW超超临界空冷机组所配的锅炉蒸发量比同容量超超临界湿冷机组所配的锅炉蒸发量略大，其他的技术要求如锅炉型式、炉膛容积热负荷、断面热负荷、燃烧器区域热负荷、燃烧器布置、水冷壁形式、受热面布置形式、各受热面材料选择、锅炉启动系统的配置以及锅炉控制系统等均与超超临界湿冷机组所配的锅炉一样。因此，超超临界空冷机组所配的锅炉在技术上是成熟和可行的。

3.2、汽轮机

1000MW超超临界直接空冷机组的关键设备之一在于汽轮机，由于其具有进口参数高、排汽背压高且随环境温度变化幅度大等特点，使其高中压缸具备湿冷1000MW超超临界汽轮机高中压缸的基本特性，而低压缸具备空冷亚临界汽轮机低压缸的基本特性，可采用多个600MW空冷汽轮机低压缸模块组合而成。对于高中压缸，通过近几年超超临界机组技术的引进、消化和吸收，其设计和制造技术均已基本成熟。对于600MW空冷机组低压缸，目前国产空冷机组已经投入运行，其设计和制造技术也已经成熟。而超超临界空冷汽轮机的主要问题在于将超超临界高中压缸模块与空冷机组低压缸模块有机地结合，对于通流面积、轴系的稳定性及末级叶片等关键参数进行复核、计算和调整，在技术上应该可以满足相关规范的要求。现就目前国内1000MW超超临界湿冷汽轮机和600MW亚临界空冷汽轮机的特点及组合进行介绍和分析。

东方汽轮机厂1000MW超超临界湿冷汽轮机型式为单轴、一次中间再热、四缸四排汽型式，高压缸Ⅱ+8级，中压缸2×6级，低压缸2×2×6级，末级叶片1092.2mm。次末级叶片637mm。600MW空冷汽轮机为冲动式、单轴、一次中间再热、高中压合缸，三缸四排汽形式或二缸二排汽，高压缸8级，中压缸6级，低压缸2x2x6级。末级叶片661mm(三缸四排汽)或863／762mm(二缸二排汽)。对于1000MW超超临界空冷汽轮机，可选用1000MW超超临界湿冷汽轮机的高中压缸模块与600MW二缸二排汽空冷汽轮机的低压缸模块进行组合，轴系稳定性、通流面积及末级叶片等应进行重新复核。

哈尔滨汽轮机厂1000MW超超临界湿冷汽轮机型式为单轴、一次中间再热、四缸四排汽型式，高压缸11+9级，中压缸2×7级，低压缸2×2×6级，末级叶片1219.2mm，次末级叶片637mm。600MW空冷汽轮机为反动式、单轴、一次中间再热、高中压合缸，三缸四排汽形式或二缸二排汽，高压缸Ⅱ+8级，中压缸6级，低压缸2×2×6级，末级叶片620mm(三缸四排汽)或940mm(二缸二排汽)。对于1000MW超超临界空冷汽轮机可选用1000MW超超临界湿冷汽轮机的高中压缸模块与600MW二缸二排汽空冷汽轮机的低压缸模块进行组合，轴系稳定性、通流面积及末级叶片等应进行重新复核。

上海汽轮机厂1000MW超超临界湿冷汽轮机型式为单轴、一次中间再热、四缸四排汽型式，高压缸14级，中压缸2x13级，低压缸2x2x6级，高中压缸采用筒形结构，各缸之间采用单轴承支撑，末级叶片1146mm，次末级叶片633.9mm。600MW空冷汽轮机为单轴、一次中间再热、高中压合缸。三缸四排汽型式或二缸二排汽，高压缸1+9级，中压缸6级，低压缸2×2×7级，末级叶片665mm。对于1000MW超超临界空冷汽轮机，可选用1000MW超超临界湿冷汽轮机的高中压缸模块与600MW二缸二排汽空冷汽轮机的低压缸模块进行组合，轴系稳定性、通流面积及末级叶片等应进行重新复核。

对于600MW及1000MW空冷汽轮机，根据不同的机组容量、排汽数量及设计背压，各制造厂均有不同的末级叶片系列，东方汽轮机厂末级叶片系列主要有863mm和762mm；哈尔滨汽轮机厂末级叶片系列主要有620mm、680mm、780Him和940nlm；上海汽轮机厂末级叶片系列主要有910mm、720mm和665mm。

此外，超超临界空冷汽轮机在材料选择、防固体颗粒侵蚀、防止蒸汽激振等方面采用的原则和措施与超超临界湿冷汽轮机是一样的。

通过以上分析，采用1000MW超超临界湿冷汽轮机的高中压缸模块与600MW空冷汽轮机二缸二排汽的低压缸模块进行组合，可形成四缸四排汽的1000MW超超临界空冷汽轮机。

3.3、空冷系统

超临界机组空冷系统与亚临界机组空冷系统的优化、选择和配置计算方法是相同的。对于1000MW超超临界空冷机组，按照北方某电厂的气象条件，计算出空冷凝汽器的散热面积约为210万-240万m。空冷凝汽器布置在主厂房A排外高架平台上，平台高约50m。每台机组空冷凝汽器由80-84个冷却段组成，可排成10列×8行或9列×9行或12列×7行或8列×10行，每列管束设有顺流换热器风机和逆流换热器风机。而对于9列×9行和8列×10行的配置方式，需要进行环境风影响和风机群效应等方面的研究。

3.4、给水系统配置

由于空冷机组对于气象条件的敏感性，国内外直接空冷机组大多采用电动给水泵。对于1000MW超超临界空冷机组，由于给水压力要求较高，给水流量也比较大，给水泵轴功率将达到40000kW左右，对给水泵的驱动形式应进行综合技术经济比较后确定。若选择电动驱动方式，则在选择单台电动给水泵容量时，必须要考虑大容量电机及液力耦合器调节范围的因素。当采用汽动给水泵方案时。应研究给水泵汽轮机循环冷却水的冷却方式，应保证给水泵汽轮机有比较稳定的背压。

3.5、凝结水精处理系统

超超临界机组汽水品质要求比亚临界机组高，因此，对于超超临界机组，对凝结水进行除铁和阴阳离子交换精处理是保证其汽水晶质的重要手段。而对于1000MW超超临界空冷机组，由于空冷系统庞大，汽水空间较大，使凝结水中铁离子含量较高。另外，空冷系统背压的变化范围较大，特别是夏季，气温较高时，凝结水的温度也较高，将对精处理系统中阴阳树脂的运行产生不利的影响，因此在选择夏季满发背压时应考虑阴阳树脂运行温度的限制，同时在选择凝结水精处理系统设置时，应充分考虑空冷机组的特点，采用阴阳分床或粉末树脂覆盖过滤器精处理系统等方式，确保凝结水精处理系统安全稳定运行，为锅炉提供合格的凝结水。

3.6、空冷装置的布置协调及土建结构问题

目前，我国建设的直接空冷电厂中，空冷凝汽器均布置于汽机房A排柱之外。其纵向长度与主厂房长度基本协调，如2×300MW机组主厂房长度为155m，空冷凝汽器为2×(28-32)段，占地约为155m×50m(长×宽)；2×600MW机组主厂房长度为170-195m，空冷凝汽器一般为2×56段，占地为181.5m×84m(长×宽)，2×300MW和2×600MW机组主厂房长度与空冷凝汽器的布置基本上是协调一致的。而对于2×1000MW机组，主厂房长度为185-210m，空冷凝汽器占地为283m×82m(12列×7行)或220m×108m(9列X9行)或245m×96m(10列×8行)或195m×120m(8列×10行)，如何协调好主厂房与空冷凝汽器之间的布置问题，同时处理好大宽度布置方式环境风影响和风机群效应是应该考虑的问题。

2在土建结构方面，对于不同的布置形式，需要对空冷支架的结构形式及在不同荷载下的受力、振型、结构频率、变形、轴压比的特点和规律以及柱顶节点的选用原则等方面的问题进行进一步计算和实验验证。

3.7、排汽管道

若1000MW超超临界空冷机组的排汽管道采用4根，每根管道的直径将达到6000mm左右，管道在主厂房内外如何布置以及如何将蒸汽均匀分配给空冷凝汽器是需要考虑的问题。若将4根排汽管道合并为2根，其直径将达到约8000mm，管道的加固形式、管道在不同的布置形式和不同荷载组合下的应力分布状况以及管道内流体特性状况等问题，均需通过科学先进的计算方法以及实验进行计算和验证，这一方面也需要做进一步的工作。

4、1000MW超超临界直接空冷机组经济性

当汽轮机设计背压为15kPa时，亚临界空冷机组的热耗率约为8065kJ／(kW·h)。超临界空冷机组的热耗率约为7760kJ／(kW·h)，超超临界空冷机组的热耗率比亚临界空冷机组的热耗值低约6%，热耗率应在7560-7600kJ／(kW·h)。表1为空冷机组热耗率比较。

若锅炉效率按93%、管道效率98%、年利用小时数按5500h、标煤价格按照350元／t计算，对于2×1000MW超超临界空冷机组和3×660MW超临界空冷机组，其发电标准煤耗分别计算如表2所示。

经过对同容量超超临界空冷机组与超临界空冷机组投资估算进行比较，2×1000MW超超临界空冷机组投资比3×660MW超临界空冷机组的投资高31000万元。虽然2×1000MW超超临界空冷机组投资比3×660MW超临界空冷机组的投资高，但年标准煤耗低，在同样的评价因素及一定的标准煤价格下，2×1000MW超超临界空冷机组含税上网电价有可能比3×660MW超临界空冷机组的含税上网电价低。经测算，某电厂的2×1000MW超超临界空冷机组含税上网电价比3×660MW超临界空冷机组的含税上网电价低约4元／(MW·h)。

5、结论及建议

(1)我国1000MW超超临界机组技术和600MW亚临界二缸二排汽空冷机组技术已经基本成熟，1000MW超超临界机组已投入运行，600MW超临界二缸二排汽空冷机组已设计完成。采用1000MW超超临界湿冷汽轮机的高中压缸模块与600MW二缸二排汽空冷汽轮机的低压缸模块进行组合形成四缸四排汽的1000MW超超临界空冷机组，在技术上是可行的。

(2)将超超临界技术与空冷技术有效地结合成为超超临界空冷机组，在技术上是可行的，并有较好的节煤节水效果，但应注意由于其具有进口参数高、排汽背压高且随环境温度变化幅度大等特点，汽轮机本体通流面积、低压缸末级叶片及排汽面积的选择、轴系稳定性的计算以及与其相关的外部系统的配置和选择应进行深入的分析、研究和计算。空冷系统空气动力特性、汽轮机排汽管道的应力状况、排汽管道内蒸汽的动力特性、不同布置形式下的环境风影响和风机群效应、空冷支架的结构形式及在不同荷载下的受力、振型、频率、变形、轴压比的特点和规律以及柱顶节点的选用原则等方面的问题有待于进一步计算和实验验证。

(3)1000MW超超临界空冷机组比1000MW超临界空冷机组发电标准煤耗低7g／(kW·h)。2台1000MW超超临界空冷机组比超临界空冷机组年节约标准煤约80000t(年利用小时数按5500h)，投资高约31000万元(2005年价格水平)。在同样的评价因素下以及一定的标准煤价格下，2×1000MW超超临界空冷机组含税上网电价有可能比3×660MW超临界空冷机组的含税上网电价低。

(4)空冷机组具有良好的节水效果，在缺水的地区采用空冷机组是一种较好的技术方案。至于是选用亚临界空冷、超临界空冷还是选用超超临界空冷机组，应结合当地的电网情况、煤价水平、工程造价水平、电价水平以及环保要求等诸多因素进行科学地评价后确定。

第四篇：2015.01.27国产1000MW级超超临界机组间接空冷设计优化

国产1000MW级超超临界机组间接空冷设计优化

蒋华

（中电神头发电有限公司，山西省朔州市 036011）

Domestic 1000MW ultra-supercritical units indirect air cooling design

optimization

Jianghua

(CPI SHENTOU POWER CO., LTD.Shuozhou City, Shanxi Province 036011)

ABSTRACT： In this paper, an indirect air-cooled super(especially)the CPI SHENTOU 2 × 1000MW ultra-supercritical unit project(reference works)Large Cold Tower(205 meters high tower)of the structure, as well as inter-cooling process optimization design system solutions are briefly elaborated, summed up the experience, put forward relevant proposals to design a similar project to provide reference.接空冷塔引起了业内各方的高度关注。超（特）大型冷却塔尽管在设计分析计算上不存在困难，但在一些系数的选取上由于受到国内规范的限制和目前国内规范制定时的试验数据均出自以往较小的冷却塔试验结果。鉴于以上情况，中电神头2×1000MW级间接空冷工程委托国内相关科研院所及设计单位进行了多方面的研究分析：数模计算，大量风洞试验，有限元分析和非线性分析等。在超（特）大型间接空冷塔结构以及工艺系统设计方面进行了优化。（目前，参考工程尚处于设计阶段，最终参数以设计院施工蓝图为准）

KEY WORD: 1000MW level;ultra-supercritical;indirect air cooling;design;optimization

摘要：本文就中电神头2×1000MW级超超临界机组工程（参考工程）间接空冷超（特）大型间冷塔（塔高205米）的结构，以及间冷工艺系统方案的优化设计进行了简要阐述，总结了相关经验，提出了相关建议，给相似工程的设计提供参考和借鉴。关键词：1000MW级；超超临界；间接空冷；设计；优化

0.前言

目前，因超（特）大型冷却塔的设计多项内容突破了《工业循环冷却水设计规范》（GB/T 50102）、《火力发电厂水工设计规范》（DL/T 5339）和《构筑物抗震设计规范》（GB 50191），世界也尚未有1000MW级超超临界机组间接空冷实际建成投运的实际经验可循（世界上最高冷却塔为德国的Niederaussem 电厂1000MW机组湿冷塔，其塔高为200m,零米直径为152m），所以，国内电力建设单位能否建设超（特）大型间

1.1000MW级超（特）大型间接空冷塔结构优化

1.1超（特）大型间接空冷塔结构设计 1.1.1风荷载分布及风振系数的适用性 目前，国内有关冷却塔结构设计的规程规范有三本《工业循环冷却水设计规范》（GB/T 50102-2003）、《火力发电厂水工设计规范》（DL/T 5339-2006）和《构筑物抗震设计规范》（GB 50191-93）。在上述前两本规范中均对风振系数的取值限制塔高在165m以内。由于各国规范体系的不同其风荷载的取值方法有所不同，我国的风荷载标准是取10米高处10分钟的平均最大风速作设计荷载。而一些国家取3秒钟的平均风速例如英国、澳大利亚等；俄罗斯和东欧一些国家取2分钟的平均风速，更多的一些国家以所谓的瞬时风速为标准，美国比较特殊是以英里/小时为标准，也就是以单位里程内的平均风速为标准。由于规范体系的不同，各国的风荷载的计算也就不同。例如德国《冷却塔结构设计》（VGB-R610Ue）标准中就没有风振系数，也没有对塔高的限制。塔体外形尺寸的确定和风荷载的分布都是非常重要的。特别是需要考虑随着塔的高度增加，塔的特征频率将降低，会进到风频谱的更高能量部分。风荷载的作用可以分解为静态、动态和谐振分量。所有这些分量在实际应用时可以考虑为准静态的。通过对中电神头1000MW级机组205米高超（特）大型间接空冷塔线性与非线性有限元分析对比，得到如下三点结论：

1）当风载荷为9倍标准风压时，冷却塔开始进入弹塑性状态，当13倍标准风压时，冷却塔大部分区域进入弹塑性状态，且随着冷却塔风载荷的增加，存在明显的内力重新分配现象，并使冷却塔趋于均匀化。

整体有限元模型

标准风压下的弹塑性模型 0度

10倍风压下的弹塑性模型 0度

10倍风压下的弹塑性模型 180度

1E+0078E+0066E+0064E+0062E+0060-2E+006-4E+006-6E+006-8E+006012345弹塑性线弹性678

13倍风压下的弹塑性模型 0度

90度处支柱上端轴力随时间变化（横坐标：时间，纵坐标：轴力）

1E+0078E+0066E+0064E+0062E+0060-2E+006-4E+006-6E+006-8E+006012345678弹塑性线弹性

13倍风压下的弹塑性模型 180度 2）在8度地震作用下，冷却塔的大部分区域为线弹性，在支柱与壳体连接处的单元存在着应力集中现象，而进入弹塑性状态。对于8度地震区，用线弹性动力分析结果进行设计是可行的。

2.5E+0062E+0061.5E+0061E+006500,0000-500,000-1E+006-1.5E+006-2E+00601234567890度处支柱上端轴力随时间变化（横坐标：时间，纵坐标：轴力）

40,00030,00020,00010,0000-10,000-20,000-30,000-40,000012345678弹塑性线弹性

线弹性90度处支柱上端径向弯矩随时间变化（横坐标：时间，纵坐标：径向弯矩）3）仅考虑风载作用下冷却塔施工期稳定性分析，该冷却塔的施工期临界风载(或临界风速)远大于设计风速，有足够的安全储弹塑性

备，且一般情况下随塔高增加，临界载荷降低。

1.1.2抗震特性与稳定性及非线性问题 1.1.2.1在冷却塔的设计分析计算工作中，不论塔体的大小，其计算的力学模型均0度处支柱上端轴力随时间变化

（横坐标：时间，纵坐标：轴力）是相同的。只是塔的高度和直径超过了现行规范的适用范围，当塔的直径和高度的增加使得在以往小塔认为不重要的问题，对超（特）大型塔就变得尖锐起来了。例如：地震力对于小塔不重要，而对超（特）大型塔就相对重要了；由于塔的直径很大，地基的不均匀性更为突出；同样，塔直径加大后在外界荷载和各种外部作用下及砼的内在因素影响下，沿着塔筒圆周在子午向上的裂缝更容易产生，这种裂缝对塔体的动力特性和屈曲稳定性的影响很大；施工缺陷的影响、地震反应的时程分析、地基的不均匀性下沉及风振作用下的稳定性问题等等都是冷却塔变大后面对的新问题。

1.1.2.2冷却塔结构尺寸的加大，非线性问题也将突显。因冷却塔的壁厚很薄，无论从静力还是从动力分析的角度来看，对超（特）大型冷却塔非线性问题是不能忽略的。传统设计中采用线性问题近似求解，在塔小时，相对误差不会很大，对于超（特）大型塔这种误差会变得不可忽视。从结构分析计算理论和设计规范上来看，各国规范标准中结构分析计算的理论是一样的，即在力学分析上没有太大的差别，只是材料的性能、构造要求、系数的选择、荷载的选用和计算工况等不一致。尤其风荷载的选用差距较大，这是各国规范体系不同造成的。但国内规范目前只提出了采用线性分析的方法，而国外规范提出了非线性分析的要求。例如德国《冷却塔结构设计》（VGB-R610Ue）规范中的3.3.3 节的标题是“非线性计算方法”，明确了有关材料的选用和计算原则性的要求。冷却塔薄壳结构存在的最大问题是其屈曲稳定问题比较突出，而屈曲稳定分析

计算又分为线性分析和非线性分析即分叉问题和极值问题。分叉问题采用求解特征值的方法属于线性问题，就目前的分析和计算手段来说没有什么问题，并且其求解的结果也十分稳定。但极值问题的分析和求解难度相对较大，主要涉及到非线性问题，非线性问题主要是求解有时不能收敛和材料关系的模型选取的合理性及对计算机性能的要求较高。但极值问题求解的结果更接近实际情况。目前，随着计算机技术、计算力学和有限元数值分析技术的发展，在国际上推出了许多商业通用有限元分析软件。例如比较知名的有ANSYS、NASTRAN、ABAQUS、ADINA、SAP2000、ALGOR等，这些软件都可用来对冷却塔结构进行分析计算，并且都具有非线性分析功能。使得对特大型冷却塔采用非线性分析技术对其进行分析计算成为可能，这使得工程设计更为经济安全。随着分析计算理论的完善和手段的提高，可使设计的冷却塔面积与高度大大增加，设计效率也可大大提高。

1.2超（特）大型冷却塔结构型式 根据间接空冷系统自然通风冷却塔结构的不同，应用于实际工程的空冷塔的主要型式有：钢筋混凝土结构自然通风冷却塔和钢架镶板结构自然通风冷却塔两种型式。目前，国内外火电厂间接空冷系统采用的冷却塔以钢筋混凝土结构的自然通风冷却塔为主；国外有少数火电厂间接空冷系统采用钢架镶板结构自然通风冷却塔，国内目前尚无实际工程采用。钢架镶板结构自然通风冷却塔主体结构全部采用钢结构，可以进行工厂机械化制造、加工，现场焊接、组装，节省人力，但整体消耗金属、钢材数量较大、造价较高。与之相比，目前国内劳动力成本相对低廉，钢筋混凝土价格较低，钢筋混凝土结构的空冷塔投资省、造价低，其与常规火电湿冷机组水冷塔基本类似，设计技术及施工经验相对较为成熟丰富，且应用广泛、造价较低。因此，目前在国内钢筋混凝土结构的空冷塔更为适用，参考工程空冷塔结构推荐钢筋混凝土。

1.3超（特）大型冷却塔塔型优化 针对参考工程超（特）大型间冷塔，结合工程实际，从冷却塔的设计、基建、投资、安全等诸多方面考虑，按常规塔型（所谓常规塔型，在此主要是指壳底子午倾角、塔顶扩散倾角、喉部面积与壳底面积等的比例关系遵循通常相关规范要求）和非常规塔型（相比较常规塔型，对以上倾角、比例关系等数据进行了优化、创新）分别进行了深入研究，以钢筋混凝土常规塔型为基础、开发了钢筋混凝土小倾角塔型（非常规塔）。

1.3.1 常规钢筋混凝土冷却塔塔型 经静力、动力、稳定性计算，确定间冷塔的结构尺寸如下：

冷却塔高：200.01m； 冷却塔零米直径：178.18m； 冷却塔出口直径：102.45m； 进风口高度： 28.5m； 冷却塔喉部直径：98.32m 冷却塔喉部高度：170.0m X支柱对数：52对 X支柱尺寸：1.6×1.0m 最小壁厚：0.31m 最大壁厚：1.7m

通过1000MW级机组间冷塔的线性、非线性有限元分析表明，当9倍标准风压时，冷却塔开始进入弹塑性状态，当13倍标准风压时，冷却塔大部分区域进行弹塑性状态。该冷却塔的极限风压为13倍标准风压，且随着冷却塔风载荷的增加，存在明显的内力重新分配现象，并使冷却塔内力趋于均匀化。

地震动力分析采用时程分析法。分析表明支柱与壳体的连接处有应力集中，且在90度位置应力最大。在任何时刻，在8度地震作用下，冷却塔的大部分区域为线弹性，只是在支柱与塔筒的连接处局部，由于存在较强的应力集中而进入了弹塑性状态。

1.3.2 钢筋混凝土小倾角冷却塔塔型（非常规塔）

对参考工程而言，减小冷却塔零米直径，可以极大改善冷却塔地基条件。工程位于晋北山区，场地沟壑纵横，在挖山填沟开垦出的场地上建设。4号冷却塔范围内有两条冲沟，冷却塔布置在回填土上，最大回填土高度13.4m米，给地基处理带来难度。为了避开冲沟，需要将冷却塔底部直径尽可能减小。对常规塔型，规范要求冷却塔支柱倾角在16～20°，所以减小冷却塔零米直径，塔高随之增加，工程量不降反增。放开支柱倾角16～20°的约束，采用较小的倾角，发现不改变塔出口直径及喉部曲率的前提下，可以大幅度减小冷却塔零米直径，从而减小塔本体钢筋混凝土工程量。

经静力、动力、稳定性计算，确定小倾角冷却塔的结构尺寸如下：

冷却塔高：205m；

冷却塔零米直径：138.50m； 冷却塔出口直径：105m； 进风口高度：32.5m； 冷却塔喉部直径：101.00m 冷却塔喉部高度：155.606m X支柱对数：40对 X支柱尺寸：2.0×1.1m 最小壁厚：0.33m 最大壁厚：2.1m

1.3.3参考工程风洞试验、抗震研究及结构研究等成果如下：

1）非常规塔塔型抗风抗震性能满足规范要求。

2）基于其它工程刚性测压模型试验结果，采用风振响应一致耦合分析方法，得出B类场地单塔条件下该塔型冷却塔结构风振响应敏感部位出现在喉部迎风前缘；喉部断面典型节点风振系数的平均值为1.87；对于仅考虑单塔情况的初步设计，风振系数可按水工规范对于B类场地取1.9。

3）地震性能分析结果表明，小震作用下，该塔型冷却塔保持弹性，大震作用下，满足不倒塌的性能目标，并且有较大的安全余度；同时为确保延性仅发生在支柱中，建议对桩基采用能力保护设计，并注意强化柱端塑性铰区域的箍筋构造细节设计。

4）冷却塔在超越大震作用下产生由于局部破坏引起的倒塌，可能发生局部破坏的相对薄弱部位有X柱底端、X柱上端和塔筒喉部。引起冷却塔倒塌的水平双向峰值加速度在0.7g到1.1g之间，均高于冷却塔所对应的罕遇烈度（大震）的加速度峰值。

5）采用定常和非定常模型对单塔条件下塔筒内、外表面气动力荷载进行分析，给出了塔筒内、外表面以及空冷散热器封闭顶板风压分布系数、气动力系数的时间平均值和均方差值等气动力荷载参数，为塔筒结构

小倾角冷却塔数模分析包括：塔筒表面气动力荷载CFD计算模拟、静力荷载组合条件结构安全性检验和设计分析、动力荷载作用下结构安全性评定、冷却塔倒塌数值模拟分析等研究。

设计时风荷载的选取提供参考。

2.1000MW级超（特）大型间接空冷工艺系统配置优化

参考工程1000MW级超（特）大型SCAL间接空冷工艺系统划分为若干个子系统。系统工艺流程：主要由表面式凝汽器、空冷散热器、循环水泵、循环水补充水系统、散热器冲洗水系统以及空冷塔组成。凝汽器通常采用不锈钢管，循环冷却水为密闭的除盐水循环系统。

2.1 系统主要设计参数

设计气温：

13.5℃

传热系数48 W/m2·k

基管管径×壁厚（mm）：Φ25×1 翅片特征尺寸（mm）： 666×200 翅片厚度（mm）： 0.25 翅片间距（mm）： 3.8 2.4循环水系统

2.4.1 循环水泵给水方式优化

按照循环水泵出口水流方向的不同，循环水泵有两种给水方式：第一种给水方式：循环水泵出水管首先进入空冷散热器，而后再进入表面凝汽器；第二种给水方式：循环水泵出水管首先进入表面凝汽器，而后再进入空冷散热器。从理论上讲，两种给水方式均可行。通过对上述两种不同给水方式循环水系统的分析、计算，系统流量和阻力基本不发生变化，仅循环水泵耗功发生微小变化。以下是两种循环水泵布置的主要特点：第一种循环水泵布置方式：功耗稍小。系统中各管路、设备承受的静压力较小。设计背压：

11kPa 夏季设计气温：

30℃ 夏季设计背压：

28kPa 空冷散热器形式：

铝制六排管 散热器总散热面积：

约2161806m2 空冷塔座数：

1座 2.2表面式凝汽器

凝汽器采用表面式，单背压、双流程，冷却管材质为不锈钢。系统密闭运行，水质稳定，无污染，不结垢。优化后凝汽器设计数据如下：

循环水流量：88000m3/h 冷却面积：约60000m2 凝汽器本体的设计压力：0.5-0.6MPa 2.3 空冷散热器

空冷散热器采用FORGO第六代铝制6排管。该散热器的基管为圆管，尺寸为φ25.4mm，翅片为大翅片，基管和翅片通过胀接方式连接，材质均为纯铝，表面经特殊工艺防腐处理，运行中不需特殊防护。空冷散热器管束采用双流程设计。

主要设计参数如下：

冷却三角尺寸（mm）：～2800×2740×28750 冷却三角迎面风速(m/s)：～1.96 总迎风面积传23887 m2

第二种循环水泵布置方式：与第一种循环水泵布置方式相比，功耗稍大，且通过表面式凝汽器的压力较大。

/ ～126m

喉部高度/喉部直径：

～160m / 101m 出口高度/出口直径：

205m /～105m

3.结论

参考工程205米间接空冷塔作为世界第一大塔，完成了超（特）大型间接空冷塔的动力特性和稳定性研究成果的同时，委托国

对两种布置方式的计算结果，并结合以往大量工程实际经验，考虑到设备管路长期的水压及水锤影响，参考工程循环水泵布置按采用第一种方式作设计——循环水泵布置在热水管路上，向冷却塔空冷散热器方向出水。

2.4.2循环水泵优化：每台机组设置一座循环水泵房，循环水泵布置于塔区循环水泵房内。每台机组设4×25%国产的立式离心循环水泵并联运行。每台机组循环水量88000t/h，循环水主管道直径为DN3400，每台循环水泵的流量Q≈6.11m3/s，H≈25m，电动机铭牌功率N≈2000kW。考虑每台机组设一台间接空冷系统循环水泵变频装置，以降低循环水泵的能耗。2.5 空气输送系统（空冷塔）

内相关科研院所及设计单位进行的风洞试验及抗震振动台试验结果将进一步确保超（特）大型冷却塔结构的安全。优化后的1000MW级超（特）大型间接空冷塔结构及工艺系统是可行的，随着参考工程建设的推进，必将为推动我国空冷技术的快速发展起到积极的示范作用。

参 考 文 献

[1].《工业循环冷却水设计规范》（GB/T 50102-2003）、[2].《火力发电厂水工设计规范》（DL/T 5339-2006）[3].《构筑物抗震设计规范》（GB 50191-93）[4].《冷却塔结构设计》德国（VGB-R610Ue）

[5].丁尔谋.发电厂空冷技术[M] 北京：水利电力出版社，1992

[6].柴靖宇.1000MW超超临界机组空冷系统选型设计探讨 电力建设；2009,06；0062-04

[7].李润森,张昌斌 1000MW等级空冷机组可行性研究[J] 自然通风冷却塔的空气输送系统由空冷塔、百叶窗及其电动执行机构等组成。利

电力勘测设计，2008,2；43-50

[8].Study of a proposed 200m high natural draught cooling 用双曲线型自然通风冷却塔内外空气密度差形成的抽力满足散热器冷却所需要的空气量。一台机组配置一座冷却塔，空冷塔优化后主要尺寸为：

空冷散热器外围直径：

～150m 空冷塔零米直径：

138.5m 空冷塔总高：

205m 进风口高度/进风口处直径：～32.5m

tower at Power plant，Frimmersdort/Germany D.Busch，R.Harte，H.J.Niemann

作者简介：

蒋华（1975--），男，大学本科，工程师，长期从事火力发电厂生产技术管理，中电神头发电公司生产技术部副经理。

地址：山西朔州市平鲁区 邮编：036011 电话：0349-8153121

E-mail: jianghua204680@163.com

第五篇：浙江玉环电厂首套国产百万千瓦超超临界火电机组运行成功

浙江玉环电厂首套国产百万千瓦超超临界火电机组运行成功

 我成功掌握超超临界火力发电技术 为产业化创条件

新华网北京６月１１日电（记者黄全权、樊曦）记者１１日从此间获悉，国内首套国产百万千瓦超超临界机组，经过半年的成功运行，主要技术性能指标均达到国际先进水平。

运行指标测试结果表明，我国已经成功掌握先进的超超临界火力发电技术，并为百万千瓦超超临界机组产业化创造了条件。[详细]

张国宝：首套国产百万千瓦超超临界机组成功运行使我电力装备制造水平登上新台阶

中国工业报讯：6月11日，国内首套国产百万千瓦超超临界火电机组成功运行暨性能指标新闻发布会在京举行。经西安热工研究院考核测试认定，由中国华能集团下属浙江玉环电厂运营的国内首套国产百万千瓦超超临界火电机组，在运行半年后，机组运行成功，主要性能指标达到世界先进水平。

[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/

国家发改委副主任张国宝指出，首套国产百万千瓦超超临界机组的成功运行，不仅使我国电力装备制造水平上了一个新的台阶，为国内超超临界机组的建设、运行、管理积累了经验，同时，也是贯彻国家结构调整、节能减排，建设资源节约型、环境友好型社会的重要实践，在节煤、节水、节材、减少占地和环境保护方面起到了积极的示范作用。

设备运行正常各项指标均达标

据了解，机组各项技术性能指标均达到设计值。其中，机组热效率高达45.4%，达到国际先进水平；二氧化硫排放浓度每立方米 17.6毫克，优于发达国家排放控制指标。中国华能集团公司副总经理乌若思指出，该机组的成功运行，标志着中国电力工业已发展到一个新水平，对于加快电力工业产业结构调整具有积极的促进作用。

另据华能玉环电厂厂长李建民介绍，根据1号、2号机组运行半年来的各项技术参数显示，机组运行稳定可靠，RB试验、甩50％和 100％负荷试验均一次成功。此外，在该机组启动调试及试验期间，等离子点火系统运行稳定，实现了锅炉冷态无油点火，节约燃油近万吨。机组投产后，等离子点火系统在机组停滑、冷态启动中实现了零油耗。机组在高效、节能、环保等方面的指标优良，显示了设备制造、施工工艺和机组调试都达到高水平。

带动国内装备制造业发展

据了解，华能玉环电厂百万千瓦超超临界火电机组的锅炉、汽轮机和发电机三大主机，分别由哈尔滨锅炉厂有限责任公司、上海汽轮机有限公司和上海汽轮发电机有限公司制造完成。为配合项目的完成，三家企业在消化吸收国外先进技术的基础上，完成了一百多个技术攻关项目，解决了设计、制造工艺、材料和监测试验等许多设计制造的难题，设计制造水平达到国内新的高度，为百万千瓦超超临界火电机组产业化创造了条件。目前，国内制造厂家已拥有34台（套）百万千瓦超超临界机组的订单。

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哈尔滨锅炉厂董事长、总经理韩建伟说：“华能玉环电厂工程是国家重点工程，为保障工程顺利实施，哈锅不断改进创新工艺方法，使生产效率不断提高。此外，企业还采用技术引进、联合设计、国内制造的方式，创出多项全国之最，最终在锅炉效率方面实现了性能达标。百万千瓦超超临界锅炉的制造成功，标志着哈锅技术引进、消化吸收和开发的成功，也标志着企业技术装备水平和制造能力达到国际先进水平。”

上海电气电站设备集团总裁郑建华介绍，为顺利完成华能玉环项目，企业结合国家863计划与上海市科教兴市项目，设立了26个子课题进行专项攻关研究。截至目前，这26个专项研究课题已全部完成并成功应用于玉环工程。不仅如此，企业还获得了13项新技术成果、12项自主知识产权，另有29项知识产权正在积极申办中。他认为，借助项目并通过引进、消化、再创新，企业已经完全具备了百万千瓦超超临界机组的自主开发能力。

对此，中国机械工业联合会副会长蔡惟慈特别强调，正是有了像华能玉环电厂这样的用户企业支持，中国的电力装备制造业才得以迅速发展。用户的信任是对国家提出的振兴装备制造业的最有力支持。

张国宝指出，华能玉环首套国产百万千瓦超超临界火电机组的成功运行，体现了中国装备制造业的技术积累和潜在实力。他相信，在各方的努力下，中国的电力工业以电力设备制造业一定能登上一个新台阶。

关键词：超超临界火电机组

在常规火电设备方面，国内正在从30万千瓦、60万千瓦亚临界机组向超临界、超超临界的60万千瓦和100万千瓦机组过渡。所谓超临界机组是指主蒸汽压力大于水的临界压力22.12兆帕的机组，而亚临界机组通常指出口压力在15.7～19.6兆帕的机组。

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习惯上，又将超临界机组分为两个层次：一是常规超临界参数机组，其主蒸汽压力一般为24兆帕左右，主蒸汽和再热蒸汽温度为 540～560℃；二是超超临界机组，其主蒸汽压力为25～35兆帕及以上，主蒸汽和再热蒸汽温度一般580℃以上。在超临界与超超临界状态，水由液态直接成为汽态，即由湿蒸汽直接成为过热蒸汽、饱和蒸汽，热效率较高，因此超超临界机组具有煤耗低、环保性能好、技术含量高的特点，机组热效率能够达到45% 左右。节煤是超超临界技术的最大优势，它比国内现有最先进的超临界机组的热效率提高2%到3%。以热效率提高1%计算，对一台30万千瓦的火电机组来说，一年就可以节约6000吨优质煤。超超临界机组发展的方向是在保持其可用率、可靠性、运行灵活性和机组寿命等的同时，进一步提高蒸汽参数，从而获得更高的效率和环保性能。[详细] 叶苏注:尽管是值得庆贺的事情, 但是火电还是很污染的, 再怎样说温室气体排放也很厉害,多建设风电太阳能还有潮汐发电才是更环保的途径,水电因为种种原因还是要谨慎.