补汽技术在大型汽轮机技术中的应用
北重阿尔斯通公司超临界600MW汽轮机技术特点及其热力性能考核试验
三缸 机组一 般 采用 双 轴 承 支 承 ， 系 设 置有 ８个 轴 主轴 承 （ 发 电机） １ 含 和 个励 磁 机轴 承 。北 重 阿尔 斯通
公 司超 临界 ６ ０Ｍｗ 机 组采 用 ＡＢ ０ Ｂ公 司 设计 的单 轴 承支 承 ， 承数 量是 ＋１ 为转子 数量 ） 仅 有 ６个 主 轴 （ ，
轴承 （ 含发 电机 ） １ 励 磁机 轴承 。由于减 少 了两个 和 个
北 重阿 尔斯通 公 司 ６ ０ Ｍｗ 机 组 的 高 、 ０ 中压 模块 都在 制造 厂 内整装 出厂 ， 、 高 中压模 块装 配精 度 和清 洁 度 均得 到有效 的保 证 ， 以充 分保 证 设 计 的精 度 要求 可 和 相对 内效率 。模块 运 抵 安 装 现 场 后 无需 解 体安 装 。 施 工现 场 的安装较 为 简便 ， 整个 高 、 中压模块 直接 放 上
。
北 电厂 投 产 而 由北 重 阿 尔 斯 通 公 司 生 产 的 首 台超 临
牲
一
定 的 经 济性
交 流
界 60 0 M
w
。
汽轮机 也 于
200 7
年
3
公 司投产 1
I
．
2
汽缸结构型式
北 重阿尔斯 通 公 司超 临界 60 0 M w
汽轮机 为 四
汽轮机 特点
缸 四 排汽 的结构 型 式 汽 轮机 包 括
淮南
自 1959 年
G E
公 司 生 产 的世 界 首 台
，
125 M w
超
1
．
1
补汽 阀
北 重 阿尔斯 通 公 司 的超 临界
，
简析1000 MW 超临界汽轮机特点及调试技术
简析1000 MW 超临界汽轮机特点及调试技术摘要：论述上汽 1000 mw 超超临界汽轮机设计特点及运行情况，对热力系统、高温材料、高温部件冷却、通流技术、末级叶片、汽缸、阀门和轴系结构等进行详细介绍，并对机组启动调试进行阐述，充分肯定了机组的先进性和可靠性。
关键词：超超临界 1000 mw 汽轮机设计特点运行调试技术大容量、高参数是提高火电机组经济性最为有效的措施，同时基于世界一次能源资源状况中煤的储量远远超过石油和天然气，环境保护对减少排放污染（特别是 co2、nox）的要求，以超超临界机组为代表的高效洁净煤发电技术已成为今后世界电力工业的主要发展方向之一。
1. 汽轮机的设计特点1.1 独特的圆筒型高压外缸高压缸由厂家整体发运。
高压缸采用双层缸设计，其双层缸由静叶持环组成的内缸和筒形外缸组成，高压缸内不设隔板，反动式的静叶栅直接装在内缸上。
外缸为筒形设计，分为进汽缸和排汽缸，其中分面大约在高压缸中部。
内缸为垂直纵向平分面结构。
采用这种设计，可以减小缸体重量，提供良好的热工况。
另外，由于缸体为旋转对称，因而避免了不利的材料集中，各部分温度可保持一致，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，热应力保持在一个很低的水平。
1.2 独特的补汽调节阀技术上汽 1000mw 汽轮机采用了补汽技术。
补汽阀相当于主汽门后的第三个高负荷调节阀，在主调节门开足的情况下，由该阀向机组供汽。
通过该阀的流量约为最大进汽量的 8%。
补汽阀布置在汽缸下部，补汽进入高压缸第五级后。
补汽阀的主要功能有：（ 1）当汽轮机的最大进汽量与 tha 工况流量之比较大时，可采用补汽技术，超出额定流量的部分由外置的补汽调节阀提供；此时主调节阀在额定流量下可设计成全开，从而提高额定负荷以下所有工况的效率，机组热耗可至少下降 40kj/kw？h。
（ 2）根据等焓节流原理，蒸汽进入第五级处的温度将降低约 30℃，通过保持一定的漏汽还可起到冷却高压汽缸作用，有利于提高高温部件的可靠性。
西门子超超临界电厂的现代汽轮机技术.pdf
October 2006 The Second Annual Conference of The Ultra-Supercritical KS12-1：超超临界电厂的现代汽轮机技术Dipl.-Ing. Werner Heine西门子发电部汽轮机生产线管理部部长,德国摘要现代的超超临界级燃煤电厂需要高效的汽轮机，以承受高达300 bars 的蒸汽压力和高达600°C 及以上的蒸汽温度。
除了经济原因，还有二氧化碳排放的环境问题，使得不仅需要在大型的1000 MW 电厂上采用最新的超超临界技术，也要在相对较小的机组，如600 MW 机组上使用该技术。
除了边界条件外，电网波动的稳定能力也是一个关键要求。
在这方面西门子公司非常重视，并通过使用额外的阀门，即补汽调节阀，提高进入高压汽机的最大主蒸汽质量流量。
利用该技术，理论上可以将功率提高达20％。
十多年来，西门子发电部已经积累了很多良好的运行经验，因此在该领域建立了完善的理论。
从经济角度看，通过补汽调节阀来扩展功率的方法，比在标准运行工况下对整个汽机节流，或使用控制级要好。
除概括地介绍西门子超超临界汽轮机技术外，还重点介绍了高压汽机的新特点，即所谓的内部旁路冷却。
配汽方案及同其他方案，如控制级的比较。
最后，介绍了一些改善600MW 机汽机热耗率研究的最终结果。
超超临界蒸汽发电厂用西门子汽轮机技术图 1: 为超超临界开发的SST 6000的3D视图几十年来，西门子公司对于汽轮机的配置，一直倾向于单独的高压和中压模块与灵活的低压模块系统相结合，从而对不同的现场工况都能适应和优化。
根据设备最高效率的要求，及随之而来的增高的蒸汽参数，西门子公司不断对模块进行地改良，从而确保西门子 汽轮机设备具有较高的可用率和可靠性。
图 2是超临界电厂用西门子高压汽机的典型设计的横向和纵向断面图。
外缸的蒸汽入口区域为铬含量10%的铸钢，其壁厚明显降低。
而外缸的高压排汽部位为铬含量1%的铸钢。
1000MW超超临界机组汽轮机设计介绍课件
随着玉环、邹县两个百万项目的投产，国产百万机组的
性能将得到进一步的验证和完善提高。
4、国内三大动力厂百万超超临界汽轮机的合作方式 （上汽－西门子）目前上海汽轮机有限公司(STC)为中
德合资企业，由中德双方共同参与经营管理。通过玉环 4×1000MW超超临界项目的技术转让及合作设计制造， STC的技术设计开发体系也将与SIEMENS同步接轨。 （东汽－日立）东方汽轮机厂通过邹县2×1000MW超 超临界项目的技术转让及合作设计制造引进了日本日立 公司的超超临界汽轮机技术。 （哈汽－东芝）哈尔滨汽轮机厂通过泰州2×1000MW 超超临界项目的技术转让及合作设计制造引进了日本东 芝公司的超超临界汽轮机技术。
5、哈汽、东汽原则性热力系统
5、上汽原则性热力系统
5、上汽疏水系统特点
1）末两级低加进入疏水冷却器 2）#6低加采用疏水泵
6、技术支持方相近机型情况
上述参数、容量的机型均处于世界已运行单轴机组的前沿，在与国内制 造厂合作之前，基本上没有相同投运机型，因而只能考虑接近机型。
东芝有8台1000MW机组业绩，单轴机组有碧南#4、#5机（60Hz）， 其余6台为双轴机组；只有1台机组（橘湾#1机）主、再热蒸汽温度达 到600/610℃，其高、中压模块与泰州机型接近。东芝汽轮机48”末 级叶片2006年5月在意大利Torviscosa电厂投运。
关于对水泥窑5.4MW余热发电机组闪蒸补汽系统的技术改造
一
１ 蠢
关于对 水 泥窑 ５ ． ４ Ｍ Ｗ 余 热 发 电 机 组
闪 蒸 补 汽 系 统 的 技 术 改 造
于金龙
、 － 一 — 些年 ， 余热 发 电系 统 已经成 为 水泥 厂 回转 既减少 了熟料生产线 的热量损 失及 粉尘排
张
磊
Ｊ － ｌ 广 窑熟料生产线的必不可少的配套系统， 它
用 的余热机组寥寥无几 。 下面 ， 笔 者将 亲身参 与的冀东 水泥某 公 司 ５ ． ４ ＭＷ 余 热 发电机组 闪蒸 补 汽系 统 的技 术改 造 的全 过程 呈 现 给 大 家， 希望能起 到抛砖 引玉的作用 。
一
扰， 同时也使一 起 回收的各道疏水参 数更为接 近 ， 避 免 了撞 管 。回头再看这套 闪蒸补 汽管 道 的疏水 系统 ， 问题 就显 而 易见 了， 在 补汽暖管过 程 中 ， 汽轮机 已经 是热 态 了 ， 疏水 膨 胀箱也有一定 的温度 ， 而第 一道 疏水 管排 出 的却 是 具一 定 压力的冷水 ， 与第 三道疏 水 （ 与气 缸 内参数接 近 ） 有 较大 的 参数差异 ， 第 二道疏水 是静 压 的冷水 ， 水 量很 少 ， 应无 冲击
．
（ ２ ） 补 汽速 断阀在开 、 关时汽 轮机 自动 主汽 门会 伴 随小 幅的开度波动 。 （ ３ ） 补 汽速 断阀单独关闭时动作迅 速有力 ， 但是 与汽 轮 机 自动主汽 门联动时却感觉动作较慢 而且无 力 。 （ ４ ） 控制速 断 阀油 路 的电磁 阀 的线 圈在 系统 停 用期 间 连续烧毁两次 。 上面发生的种种问题一时问确实让人 感到扑朔迷 离， 这 套闪蒸补汽系统也 就只好暂 时 闲置 不用 了。当时笔者 正好
压 力 油 从 自动 主 汽 门安 全 油 管 路 引 出 ， 而 补 汽 阀在 开 、 关 时 是 通 过 电磁 阀对 压 力 油 进 行 换 向 ， 开 阀 时压 力 油 接 人 活 塞 下腔 ， 回油与活塞上 腔接通 ， 关阀 时相 反 ； 这 就 造 成 了压 力 油管道油压 的波动 ， 影响 了安全油 的油压 ， 从而使 自动 主汽 门发生开度波动 。具体 见图 ２ 。 ５ ． 对 补 汽 阀开 关 干扰 自动 主 气 门 问 题 的解 决 方 案 。根 据上文 的分析 ， 我们 要解 决补 气 阀操 作 时造成 自动主 气 门 开度变化 的问题 ， 有两种可行 的办法 ． 下面我们逐一分 析。
补汽调节阀技术
补汽调节阀技术在百万千瓦全周进汽汽轮机中的应用标题：补汽调节阀技术在百万千瓦全周进汽汽轮机中的应用作者：彭泽瑛顾德明来源：互联网引言环保经济高速发展，一次能源的资源状况使清洁煤发电成为当今世界能源技术发展的主要方向。
绿色环保政策的实施，要求在评价经济性时引入环保经济效益的新概念使提高发电效率成为燃煤发电技术发展的首要目标。
将单机容量提高到百万千瓦等级，采用超超临界参数是其中两项主要措施。
我国华能玉环4×1000MW超超临界机组集中应用了当今世界最先进的、可用的一系列技术，使机组的整体性能达到了世界顶尖水平。
本文介绍的“补汽调节阀技术”就是为提高经济性、安全可靠性、运行灵活性，在百万千瓦超超临界高压缸中所采用的一项先进技术。
1 喷嘴调节级设计的明显不足长期以来，对功率为600MW~700MW等级的亚临界或超临界参数汽轮机，其高压进汽端的设计有两种风格：喷嘴不分组段的全周进汽形式及喷嘴分组的非全周进汽形式。
对全周进汽的结构形式，机组无调节级，第一级叶片与其它级一样，其进汽压力及焓降均与流量成正比。
机组运行模式为“定-滑压”的单阀控制模式，只能通过节流或滑压降低进汽压力的方式调节汽轮机的进汽量及功率。
这种设计的高压第一级叶片不存在部分进汽引起的冲击载荷，叶片应力与机组负荷同步变化，使该级叶片在任何工况均处在温度虽然高，但应力水平却较低的安全状态，彻底解决了高压第一级叶片的强度问题。
对喷嘴分组的非全周进汽形式，机组有调节级，可通过改变部分进汽度的大小影响机组的流量和级的进汽压力、焓降。
最为经济的运行模式为“最小部分进汽度下的滑压运行”。
对这种结构，第一级（调节级）叶片在低负荷、最小部分进汽时应力远大于额定负荷工况，加上部分进汽的冲击载荷等因素，使该级叶片的动强度设计成为整个机组安全性关键环节之一。
通常的设计措施是：（1）受蒸汽流量及压差载荷的限制，随着机组单机容量的增大，允许的最小部分进汽度逐步增加，由25%、33%提高到50%。
浅析大型超超临界汽轮机组全周进汽与补汽阀
浅析大型超超临界汽轮机组全周进汽与补汽阀摘要：随着火力发电的发展，锅炉主蒸汽参数越来越高，对于超超临界汽轮机第一级叶片的要求越来越高，温度决定了汽轮机第一级叶片的材质，压力决定了汽轮机第一级叶片的厚度。
从热力循环和发挥整个电厂设备的潜力角度，全周进汽的滑压运行模式并没有用足蒸汽压力的能力。
全周进汽时，汽轮机的进汽压力与流量成正比，即机组仅在最大流量（通常称VWO）工况运行时，进汽压力才达到额定值。
所以大型超超临界机组采用补汽阀技术来达到在额定工况下使得压力被充分利用，提高汽轮机焓降和经济性。
只有在机组最大流量比额定工况流量大得多的情况下，才有必要配置补汽阀。
采用补汽阀来满足大型超超临界机组额定工况下使得压力被充分利用，提高汽轮机焓降和经济性。
关键词：汽轮机；全周进汽；补汽阀一、概述高参数汽轮机逐渐发展为没有调节级的采用全周进汽的机组，运行中不存在单阀和顺阀的切换。
对于全周进汽的进组，第一级与其他级一样，机组不存在调节级，机组的进汽压力与流量成正比，也就是说焓降与流量成正比，即机组仅在最大流量（通常称VWO）工况运行时，进汽压力才达到额定值。
只能通过节流或滑压降低进汽压力的方式调节汽轮机的进汽量及功率。
在夏季高背压或机组出现老化时，机组在达到额定压力而流量难以达到热耗保证工况流量，如果不装补汽阀只能通过增加主蒸汽流量来克服，但是随着流量的增加压力也会随之增大，就会造成汽轮机第一级叶片超压，给机组增加了运行的危险性，而且压力仍然没有充足利用。
另外，对于全周进汽机组高压第一级叶片不存在部分进汽引起的冲击载荷，叶片应力与机组负荷同步变化，使该级叶片在任何工况均处在温度虽然高，但应力水平却较低的安全状态，彻底解决了高压第一级叶片的强度问题。
喷嘴分组及部分进汽在超超临界参数下将更容易形成汽隙激振源，不利于机组部分负荷下的安全运行。
二、补汽调节阀结构及工作原理单流高压缸原配有两个主汽门和两个调节阀。
在每个主汽门后、调门前引出一个管道，接入一个或两个外置的补汽调节阀，该阀门结构类同于主调门，是一个单座阀，位于高压缸下部（或上下部）。
柯文石-超超临界机组新技术的应用
2.3 发电机及其系统
发电机为上海汽轮发电机有限公司引进德国西门子公司技术生产的THDF 125/67型三相同步汽轮发电机。发电机额定容量1112 MVA，发电机最大连续输 出功率1000 MW（额定条件且发电机冷却器冷却水温35℃），发电机输出额定 功率1000 MW（额定条件且发电机冷却器冷却水温38℃）。 发电机采用水氢氢冷却方式：定子绕组水内冷，转子绕组和定子主出线氢内
油泵、直流事故油泵、氢气密封油泵、顶轴盘车装置、冷油器、排烟系统、主油 箱等组成。
汽轮机保安系统未设计机械式超速保安装置，只设计两套电子式超速保安装
置，通过危急跳闸ETS系统危急遮断，能确保机组在设备出现危险工况时快速有 效的执行汽轮机跳闸命令，保障设备的安全。汽轮机配用一套EH高压抗燃油系 统。 汽轮机监视仪表TSI采用瑞士VIBROMETER公司生产的VMS6000系列。 锅炉给水系统配置两台汽动给水泵和一台电动给水泵，机组正常运行为两台 汽动给水泵运行，电动给水泵作为机组启动用，也可作为备用泵。每台汽动给水 泵调速、保安、润滑共用一套油系统。
锅炉设内置式启动系统，由启动循环泵、启动分离器、贮水箱、疏水扩容
器、水位控制阀（WDC阀）、凝结水疏水泵等设备组成。
2．2 汽轮机及其系统
玉环电厂汽轮机是上海汽轮机有限公司引进德国西门子技术生产的1000MW 超超临界汽ห้องสมุดไป่ตู้发电机组。型号为N1000-26.25/600/600（TC4F）。汽轮机型式是
三、玉环电厂新技术的应用
3.1等离子点火燃烧技术
·
等离子点火燃烧技术在玉环电厂是首次在一百万机组应用。玉环电厂锅炉的 点火原设计采用燃烧轻油来实现的，近年来，随着世界性的能源紧张，原油价格不 断上涨，火力发电燃油愈来愈受到限制。因此锅炉点火和稳燃用油被做为一项重要 的指标来考核，为了减少燃油的耗量，玉环电厂改为采用 DLZ-200型等离子煤粉点 火燃烧器来实现无油点火，该种方式采用直流空气等离子体作为点火源，可点燃挥 发份较低的（10%）贫煤，实现锅炉的无油冷态启动。在四台机组调试及投产后的
国产引进型超超临界参数1000 MW汽轮机组优化、创新后经济指标论述
2021 年第 42 卷第 3 期36东北电力技术NORTHEAST ELECTRIC POWER TECHNOLOGY国产引进型超超临界参数1000 MW 汽轮机组优化、创新后经济指标论述杨 明】，佟丹丹】，聂 雨2,王 野】，赵伟光1(1.国网辽宁省电力有限公司电力科学研究院，辽宁 沈阳110006； 2.上海汽轮机厂有限公司，上海200240)摘要：介绍了国产引进型第I 代超超临界参数1000 MW 汽轮机组技术指标、结构和实测经济性能。
该型机组经十几 年参数、回热系统优化已经进入第川代，通过性能考核试验，表明机组热耗率明显下降。
在科技创新引领下，又发展至二次再热和高低位分轴布置超超临界参数机组，热耗率达6882 kJ/kWh,煤耗比I 代机组降低了 15. 7 g/kWh 。
关键词：超超临界参数；汽轮机；热耗率；供电煤耗:中图分类号］TK269:文献标志码］A :文章编号］1004-7913(2021)03-0036-05Discussion on Economic Indicators after Optimization and Innovation of DomesticImported Ultra-Supercritical Parameter 1000 MW Stea ； Turbine UnitYANG Ming 1, TONG Dandan 1, NIE Yu 2, WANG Ye 1, ZHAO Weiguang 1(1. Electric Power Research Institute of State Grid Liaoning Electric Power Co., Ltd., Shenyang , Liaoning 110006, China ；2. Shanghai Steam Turbine Co., Ltd., Shanghai 200240, China)Abstract : It introduces the domestic import type I generation ultra-supercritical parameter 1000 MW steam turbine unit technical in dicators ,structure , and the measured economic performance. This type of machine after more than ten years of regenerative system pa rameters ,the optimization has entered the 川 generation. Through performance test , the unit heat consumption rate is significantly low er. Under the guidance of scientific and technological innovation , it develops to the secondary reheating and the arrangement of ultra-su percritical parameter units with high and low level sub-axes. The heat consumption rate is up to 6882 kJ/kWh, and the coal consump tion decreases by 15. 7 g/kWh than I generation unit.Key words : ultra-supercritical parameter ； steam turbine ； heat rate ； net coal consumption rate2003年上海汽轮机厂与德国西门子公司联合设计制造国产引进型超超临界参数1000 MW 机组⑴。
1000MW 级汽轮机补汽阀调频问题及应对策略
1000MW 级汽轮机补汽阀调频问题及应对策略发表时间：2018-10-14T10:54:46.307Z 来源：《电力设备》2018年第19期作者：魏新明[导读] 摘要：补气阀是汽轮机组的重要组成设备之一，关系到机组的正常、稳定运行。
(神华国华清远发电有限责任公司广东清远 513000)摘要：补气阀是汽轮机组的重要组成设备之一，关系到机组的正常、稳定运行。
本文对全周进汽加补汽阀技术机型汽轮机展开了介绍，指出了汽轮机补气阀的调频问题，并提出相应的应对策略，以期能为有关需要提供参考。
关键词：汽轮机；补气阀；调频问题；应对策略随着我国电力行业的快速发展，汽轮机作为电力厂的重要设备，在电力生产中发挥着至关重要的作用。
而电网频率是保障电能质量的重要指标，汽轮机的调频问题也越来越受重视。
若汽轮机补气阀在调频时存在问题，将会影响到机组的运行效益和安全。
基于此，本文针对部分汽轮机中补气阀的调频问题，展开了相关探讨。
1.全周进汽加补汽阀机型的一些设计理念全周进汽加补汽阀技术机型采用“HMN”（高压单流Ｈ型积木块，中压双流M型积木块，低压双流Ｎ型积木块）设计，摒弃了美、日等双流调节级的设计理念，采用全周进汽和圆筒形单流高压缸设计，效率较高，热耗低至7245KJ/（KW•h），供电煤耗设计值可低于279ｇ/（KW•h），能效指标先进。
在汽轮机调节阀方面，最初的设计理念是：在30％～100％负荷范围内，采用滑压运行方式，调节阀全开，尽量减少节流损失，以带基本负荷为主；在机组参与一次调频时使用补汽阀。
该设计方案主要有两个目的：一是在额定流量下，使滑压运行机组进汽压力达到额定值，弥补全周进汽滑压运行模式下没有用足蒸汽压力的缺陷；二是在机组运行时，不必通过主调阀的节流就具备调频功能，调频速度快（3ｓ以内），具有足够的能量储备，在迅速增加负荷的同时，主蒸汽压力变化小（不到1％），可减少锅炉的压力波动。
2.部分机组补汽阀调频时的问题在实际运行中发现，对于部分早期投运的1000MW 等级机组，汽轮机补汽阀的开启会诱发轴系振动。
汽轮机过载补汽技术在百万电厂中的运用
广 东 粤 电 平 海 电 厂 一 期 建 设 ２台 １ ０ ＭＷ 超 超 临 界 汽 轮 发 电 机 ２ 过载 补汽 阀的 结构 及 补 汽技 术 的 工 作原 理 ００ 组 。汽轮 机 为引 进 德 国西 门子 公 司 技术 ． 由上 海 汽 轮 机 有 限 公 司 （ 汽 上 过 载 补汽 阀 的结 构（ １类 同于 其 它 调 节 汽 阀， 图 ） 是一 只单 阀座 的阀 厂） 成套 供 货 。 据西 门子 公 司 的设 计 特 点 ， 无 调 节 级， 根 机组 采用 全 周 进 门， 于 高压 缸 下 部 。阀 门 由电 液 控制 系 统 调 节 开度 ， 位 由弹 簧 快 速关 闭 。 汽 方 式 用 了 过 载 补 汽技 术 。过 载 补 汽 技 术 是 从 某 一 工 况 开 始 从 主 采 经 过 过 载 补 汽 阀 的补 汽分 ２路从 高 压 缸 下 部 的 供 汽 管 道 进 入 高 压 缸 汽 阀后 、 调节 汽 阀前 引 出一 股 新 蒸 汽ｆ 汽 量 的 ５ ｌ％）经 过 载 补 汽 进 ％～ ０ ， ｆ ２。 图 】 阀 节 流后 低 参 数ｆ 汽 温度 约降 低 ３ ￣／ 蒸 ｏｃ进入 高压 缸 某 级 动 叶 后 汽 室 ， 主 流蒸 汽 混 合 后 在 以后 各 级 继 续膨 胀 做 与
２１年 ０ Ｌ Ｇ Ｎ Ｏ Ｍ ＴＯ ＣＥ Ｃ Ｅ Ｈ Ｏ Ｏ ＹＩＦ Ｒ Ａ Ｉ Ｎ
ｏ电力与能源。
科技信息
汽轮机过载补汽技术在百万电厂中的运用
葛 蕾 （ 广东省 电力设计 研究 院 广 东 广州 ５０６ ） １６３ ＇
【 摘 要】 介绍 了粤 电平海电厂超超临界 １０ ＭＷ 汽轮机过载补汽技术。采用过载补汽技 术， ００ 在额定 工况以下补汽阀未开启时机组 经济性 有 很 大提 高， 具 备调 频 能 力 。 额 定 工 况 以上 ， 汽 阀 开 启时 ， 并 在 补 因节 流机 组 经 济 性 下 降 。 汽 阀是 一 项 提 高机 组 调 频 灵 活 性 、 高效 率 和 可 靠性 补 提
汽轮机过载补汽技术在百万电厂中的运用
２０１０年第２９期。
电力与能源０科技僖●汽轮机过载补汽技术在百万电厂中的运用葛（广东省电力设计研究院蕾广东广州５１０６６３）【摘要】介绍了粤电平海电厂超起临界１０００ＭＷ汽轮机过截补汽技术。
采用过裁补汽技术，在额定工况以下补汽阀未开启时机组经济性有很大提高，并具备调频能力。
在额定工况以上。
补汽网开启时，因节流机组经济性下降。
补汽同是一项提高机组调频灵活性、提高效率争可靠性的成熟技术。
【关键词】超超临界１０００ＭＷ汽轮机；过裁补汽；额定工况【．削ＪｓｔｒｓｅｔＩＴｈｅｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｏｆａｄｄｉｔｉｏｎａｌｌｙｓｕｐｐｌｙｉｎｇｓｔｅａｍａｔｏｖｅｒｌｏａｄｔｏｕｌｔｒａｓｕｐｅｒｅｒｉｔｉｃａｌ１０００ＭＷｓｔｅａｍｔｕｒｂｉｎｅｉｎＰｉ｜１９Ｉ“ＰｏｗｅｒＰｌａｎｔｈａｓｂｅｅｎｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇｌｙｐｒｅｓｅｎｔｅｄ．Ａｄｏｐｔｉｎｇｓａｉｄｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ｔｈｅｅｃｏｎｏｍｉｃｂｅｈａｖｉｏｒｏｆｓａｉｄｕｎｉｔｈａｓｂｅｅｎｇｒｅａｔｌｙｅｎｈａｎｃｅｄｉｎｃａ跎ｗｉｔｈｏｕｔ叩ｅＩｌｉｎｇｔｈｅｓｕｐｐｌｅｍｅｎｔａｒｙｓｔｅａｍｖａｌｖｅｂｅｌｏｗｒａｔｅｄｏｐｅｒａｔｉｎｇｃｏｎｄｉｔｉｏｎ，ａｎｄｈａｖｉｎｇｃａｐａｂｉｌｉｔｙｏｆｒｅｇｕｌａｔｉｎｇｆｒｅｑｕｅｎｃｙ．ｂｕｔｔｈｅｅｃｏ∞ｍｉｃｂｅｈａｖｉｏｒ０ｆｓａｉｄｕｎｉｔｉｓｄｅｃｒｅａｓｅｄｄｕｅｔｏｔｈｒｏｔｔｌｅａｔｔｈｅｔｉｍｅｏｆｏｐｅｎｉｎｇｔｈｅｓｕｐｐｌｅｍｅｎｔａｒｙｓｔｅａｍｖａｌｖｅａｆｔｅｒｒａｔｅｄｏｐｅｒａｔｉｎｇｃｏｎｄｉｔｉｏｎ．ｎｅｏｖｅｒｌｏａｄｖａｌｖｅｉｓｐｒｏｖｅｎｄｅｓｉｇｎｃｏｎｃｅｐ｜ｗｉｔｈｈｉｇｈｌｙｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙａｎｄｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙｉｍｐｒｏｖｅｆｒｅｑｕｅｎｃｙｍｏｄｕｌａｔｉｏｎｆｌｅｘｉｂｉｌｉｔｙｏｆｔｈｅｔｕｒｂｉｎｅｕｎｉｔ．【Ｋｅｙｗｏｒｄｓ］Ｕｌｔｒａ－－ｓｕｐｅｒｅｒｉｔｉｃａｌ１０００ＭＷｓｔｅａｍｔｕｒｂｉｎｅ；Ａｄｄｉｔｉｏｎａｌｌｙｓｕｐｐｌｙｉｎｇｓｔｅａｍｏｖｅｒｌｏａｄ；ＲａｔｅｄｏｐｏｍｆｉＩｌｇｃｏｎｄｉｔｉｏｎ广东粤电平海电厂一期建设２台ｌ０００ＭＷ超超临界汽轮发电机组。
补汽技术在大型汽轮机技术中应用.pptx
中国电机工程学会火力发电分会论文交流
图 2 过载补汽阀在高压缸的接口
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• 主调联合汽阀结构介绍
一般主调情况下，这种结构的主汽阀和调节阀组成联合汽阀，每台机组有 两组这样的阀门，分别位于高压缸的两侧，补汽阀的来汽口接在调节阀的壳体上， 这种主调联合汽阀，不仅结构紧凑，没有主汽阀与调节阀之间的导汽管道，不仅 可以降低昂贵金属的消耗、便于安装，降低机组的造价，而且将主蒸汽的节流损 失降到最小，有利于提高机组运行的经济性。
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VWO2 605.633 24.281
560.8 4.617 314.8 4.321 564.6 0.591 283.0 87.55 92.53 7809.3 7555.4 608.608
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（1）补汽阀开启后，可以提高机组的带负荷能力，使得机组的试验电功率增加， 约6.88%，二类修正后电功率增加，约6.40%；
• 2、补汽阀的特点
• 补汽阀的优点分析
2.1.1 使滑压运行机组在额定流量下，进汽压力达到额定值；
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2.1.2 提高机组运行的经济性：当汽轮机的最大进汽量与THA工况流量之比较大时， 补汽阀 开启，将超出额定流量的部分由这个外置的补汽调节阀提供；此时主调节阀 在额定流 量下就可设计成全开，没有节流损失，从而提高额定负荷及以下所有工况的 效率。可 使机组的热耗率在额定负荷降低12~45kJ/kWh，负荷越低这种收益就越大， 长期运行， 节能效果将非常可观；
超超临界汽轮机的结构特点
补汽阀的主要功能
• 当汽轮机的最大进汽量与THA工况流量之比较大时， 可采用补汽技术，将超出额定流量的部分由这个外置 的补汽调节阀提供；此时主调节阀在额定流量下就可 设计成全开，从而提高额定负荷以下所有工况的效率。 以玉环机组为例,机组热耗可至少下降40kJ/kWh 。 • 对超超临界高温汽轮机，补汽还能起到对汽缸的冷却 作用。该阀通过保持一定的漏汽，充分利用补汽温度 始终低于主蒸汽30度的特点，对汽缸起到冷却作用。 这个额外的得益有利于提高高温部件的可靠性。 • 经德国电网技术的研究，补汽阀还具有提高变负荷速 率的功能，有利于提高大电网的稳定性。
（二）高压缸的结构特点 高压内缸由具有垂直中分面的内缸和圆筒形轴向前后垂直剖分的 外缸组成，第一级独特的斜置静叶。 1、轴向垂直剖分面结构的横截面积远小于水平中分面的面积， 轴向作用力小，因此螺栓的轴向密封应力要求低； 2、圆筒形结构能做到整个汽缸壁厚沿圆周方向一致，减少了应 力集中； 3、沿着轴向分成的垂直中分面结构可以根据工作温度的不同而 采用不同的材料，降低了成本； 4、适应更高压力、温度参数的内外缸承载结构 5、斜置静叶同时起到导流作用且无径向漏汽，结构合理紧凑， 损失小。
3、机组配置了补汽调节阀
采用补汽的目的： （1）保证额定参数、额定功率时高压调节阀全开，若机组调频 时需要短期过负荷，补汽调节阀开启，增加进汽量； （2）在滑压运行时，可保持高压调节阀全开，且具有快速加负 荷的调频功能。
补汽技术
• 玉环汽轮机整体结构特点基本与外高桥900MW汽轮机相同，所不 同的是玉环汽轮机采用了补汽技术。补汽技术是西门子公司特有 的技术，是从某一工况（玉环工程在TMCR工况）开始从主汽阀后、 主调阀前引出一些新蒸汽（额定进汽量的5~10%，玉环工程约为 8%），经补汽阀节流降低参数（蒸汽温度约降低30℃级继续膨 胀做功的一种措施。补汽技术提高了汽轮机的过载和调频能力， 它使全周进汽机型的安全可靠性、经济性全面超过喷嘴调节机型。 西门子供国内的阳城电厂6台350MW机组就采用了补汽技术。 • 与补汽阀相关的高压缸结构是： 在高压外缸与内缸之间有一个封闭腔室，该腔室通过高压内缸上 的径向孔与高压通流部分第五级动叶出口相通，因此该腔室的压 力相当于高压通流部分第五级动叶的出口压力。由补汽阀来的蒸 汽经过该腔室再流人高压通流部分。由于该腔室的压力和温度要 低于主蒸汽压力和温度，因此，对于高压汽缸是非常有利的。
超超临界汽轮机本体结构介绍
• 再热门与汽缸通过法兰连接， 无导汽管，损失小，阀门直接支 撑于基础上，对汽缸附加力小。
超超临界1000MW凝汽式汽轮机
独特的中压进汽结构
•中压双流切向进汽，全部为T型叶根，漏汽损失小。 •第一级斜置静叶，20%反动度，大的轴向动静距离防冲蚀。
高压外缸 高压内缸 汽缸螺栓 中压内缸 主汽门阀体 主汽门阀壳 主汽门螺栓 再热阀体 再热阀壳
进汽缸：GX12CrMoWVNbN10-1-1 高压第一级动叶
排汽缸：G17CrMoV5-10 GX12CrMoVNbN9-1
高压第一级斜置静叶
X19CrMoNbVN11-1
中压第一级动叶
GX12CrMoVNbN9-1
超超临界1000MW凝汽式汽轮机
感谢各位领导、专家指导！
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机组外形尺寸 ~29*10.4*7.75m
396
机组总重
1570t
超超临界1000MW凝汽式汽轮机
机组外型布置图
低压部分
• 低压外缸现场焊接。避免了超 大部件运输困难问题。
• 阀门与汽缸直接连接，无导汽 管
中压部分
•高压缸可采用补汽阀。
发电机
•全周进汽提高了机组运行的经
高压部分
济性和安全可靠性 。相对于喷 嘴调节不存在高温叶片强度和汽
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百万等级超超临汽轮机 总体介绍
超超临界1000MW凝汽式汽轮机
介绍内容
1。总体结构 2。高压缸部分 3。中压缸部分 4。低压缸部分 5。主要部件材质 6。大型部件外形尺寸及重量 7。小结
超超临界1000MW凝汽式汽轮机
补汽阀投用对1000MW机组夏季运行工况的影响
上 汽 引 进 ＳＩ ＥＭＥＮＳ 技 术 生 产 的 １０ ０ ＭＷ 汽 ０
明 显 比 其 他 几 台 机 组 高 ． 表 １所 示 如 表 １的 数 据 来 自 于 电 网 侧 ， 中 可 以 看 出 ． 仑 从 北
７号 机 组 虽 然 是 供 热 机 组 ． 但 由 于 补 汽 阀 作 了 一 定
轮 机 ． 用 独 特 的 补 汽 阀 技 术 机 组 无 调 节 级 ． 用 采 采
全 周 进 汽 方 式 ． 首 次 采 用 了 过 载 补 汽 技 术 过 载 补 并
汽 技 术 是 从 某 一 工 况 开 始 从 主 汽 阀后 、 调 节 汽 阀 前 引 出 １股 新 蒸 汽 （ 汽 量 的 ５ ～ ０ ） ． 过 载 补 进 ％ １％ … 经 汽 阀 节流 后 以低 参 数 （ 汽 温 度 约 降 低 ３ 蒸 ０℃ ） 入 进 高 压 缸 第 ５级 动 叶 后 汽 室 ． 与 主 流 蒸 汽 混 合 后 在 以 后 各 级 继 续 膨 胀 做 功 的 一 种 措 施 该 技 术 可 以 提 高
别 是 上 汽 引 进 的 德 国 Ｓ ＥＭ ＥＮＳ 汽 轮 机 、 汽 引 进 的 Ｉ 东
１ 机组运行工况 比较
国 电 北 仑 电 厂 三 期 工 程 ６、 号 机 组 是 ７ ２ 台
１０ ０ＭＷ 机 组 ， 中 ６号 机 组 的 补 汽 阀 阀 限 设 置 为 ０ 其
日本 日立 汽 轮 机 和 哈 汽 引 进 的 日本 东 芝 汽 轮 机 其
关键 词 ：补汽 阀 ： １ ０ ０ＭＷ 机 组 ；ＡＧＣ； 经 济 性 ０
中 图 分 类 号 ：Ｔ ２ Ｋ３
文 献标 志 码 ：Ｂ
文 章 编 号 ：１ ０９ ４ （ ０ １ ０ —０ ３０ ４
简析1000MW超临界汽轮机特点及调试技术
移 ｜ ｌ
简析 ｌ ０ ０ ０ ＭＷ 超古北方 蒙西 发电有 限责任 公司 内蒙古 乌海 ０ １ ６ ０ １ ４ ） 要： 论述上汽 １ ０ ０ ０ＭＷ 超超 ｌ 临界汽轮机 设计特 点及运行情况， 对热力系统 、 高温材料 、 高温部件冷却 、 通 流技术、 末级叶片、 汽缸 、 阀门和轴 系结 构等进行详细介绍， 并对机组启动调试进行阐述， 充分肯定了机组 的先进性和可靠性。 关键 词： 超超临界 １ ０ ０ ０ Ｍｗ 汽轮机 设计特点 运行调试技术
使超速保护更加可靠； 另外 ， 还节约了电厂运行成本 。 采用机械超速 ， 在超速 试验时不但要消耗大量的燃料 ， 而且试验对汽轮机转子的寿命还有影响。 （ ３ ） 不采用停机电磁阀和超速保护 电磁阀， 无安全油和 ＯＰ Ｃ油设计 ， 每 只油动机设 ２只冗余的快关 电磁阀。系统结构简单 ， 调试维护方便 ， 部套间 不存 在 相 互 影 响 的 问题 。 （ ４ ） 油箱和油动机之间的管道连接不采 用总管形式 ，而是每组 阀门用 单独 的压力油管和 回油管， 避 免了油动机之间的相互影响 。 （ ５ ） 行程 反馈 采用 内置式 的磁滞 式位 移传感器 ， 信 号更加 稳定、 可靠 。 安装在油动机活塞杆 内， 减少了设备的机械磨损 ， 避 免了常规的 Ｌ ＶＤ Ｔ由于 安 装 不 同心 将 线 圈磨 坏 的 情 况 。 ２ ． 调 试 关 键 技 术 ２ ． １ 高 低 加 调试 关 键 点 调试高加时， 如只 有 １条 高 压给 水 管线 在 运 行 ， 即由 ＿ 丁 ． 某种 故障， 流 经 ３台高加（ Ａ列或 Ｂ列） 的高压给水量须减小到 ７ ５ ％ 额定负荷下。因为在较 大的高压给水量情况下， 系统即使只运行很短 的时间， 也会导致管子和壳体 内部 结 构件 发 生 损 坏 。 ２ ． ２ 轴承座的真空度 为 防 止 轴 封 处 泄 漏 油蒸 汽 ，轴 承座 中 的真 空 度 应 当 调整 一２ ５～ 一 ４ ０ｍｍ水柱。 主润滑油箱也要调整到合适 的真空度。 由于润滑油回油管会 出 现额外的吸力， 即使每个轴承座的节流 阀关闭， 仍会产生过高的真空度 。如 有必要 ， 改变节流 阀的位置。任何节流 阀挡板位 置发生变化后 ， 轴承座真空 度就会改变。 运 行 期 间节 流 阀 挡板 位 置 发 生 改变 之 后 ， 在 进 行 盘 车 操 作 时必 须 重新 检 查 压 力 。 ２ ． ３汽 轮机 启 动 过 程 中 的温 度 制约 与实 践 上汽 ｌ ０ ０ ０Ｍｗ 汽 轮 机 设 计 的 快速 启 动 方式 受 温 度 准 则 和温 度 限制 的 制约， 特殊情况下前者的快速性与后者的不易实现存在矛盾。 温度准则和温 度限制不易满足的原因很多， 其 中主蒸汽温度对此影 响最大。 启动初期主蒸 汽＇ 濡 度控 制 困难 ， 汽 温 波 动直 接 影 响 到 主汽 门 与调节 汽 门的 内外 壁温 差 ， 经 常造成主汽 门和调节汽 门的温度裕景不满足要求而使启动受阻，不能发挥 快速启动 的作用。 超临界直流炉的运行特点 与高负荷时汽轮机跳 闸后， 因电 泵出 口 压力较低而被迫降低主蒸汽压力所带来的主蒸汽温度下降是该机 组 在极热态启动时较难克服的障碍 。 为此， 通过分析每个准则的实 际意义和偏 差要求， 在机组整套启动过程 中， 提前加强运行参数 调整， 使汽温 保持匀速 缓 慢 的变化 ， 缩短启动时间。
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3、展望与结语
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1、过载补汽技术介绍
1.1 过载补汽阀的结构及工作原理
过载补汽技术实际上是一个在主汽门后与主调门并列而引出的调节阀，阀门布置
在汽缸下部，经过载补汽阀节流后，进入高压缸的某几级（华能玉环的电厂的进入高
2.1.2 提高机组运行的经济性：当汽轮机的最大进汽量与THA工况流量之比较大时，补汽阀 开启，将超出额定流量的部分由这个外置的补汽调节阀提供；此时主调节阀在额定流 量下就可设计成全开，没有节流损失，从而提高额定负荷及以下所有工况的效率。可 使机组的热耗率在额定负荷降低 12~45kJ/kWh，负荷越低这种收益就越大，长期运行， 节能效果将非常可观； 2.1.3 在牺牲一定经济性的条件下，可以提高机组的出力； 2.1.4 机组的通流能力不需要设计很大，大大提高了机组在部分负荷下的经济性； 2.1.5 使机组实际运行时，不必通过主调阀的节流就具有调频功能，可避免节流损失，而且 调频反应迅速，并可以减少锅炉的压力波动；
2.2 补汽阀不利因素分析
2.2.1 由于补汽进入汽轮机的方向垂直于汽缸内蒸汽流动方向，对高压缸内原有轴向流 动的蒸汽造成扰动。当补汽阀开启后，汽轮机高压转子部分的振动会有所上升；
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2.2.2 补汽阀的设置，使得汽轮机进汽系统变得更复杂些，除了阀门、油动机以及控制 系统外，还要增加近百米价格昂贵的管道材料，使得机组的一次性投资成本增加； 2.2.3 利用率不高：正常运行时补汽阀很少开启，有的运行人员称：从没有看到补汽阀开 启过，以至于有些人认为补汽阀仅是一种虚假的摆设； 2.2.4 补汽阀开启，机组的高压缸效率会降低，热耗率会升高，经济性下降。
过载补汽技术在现代汽轮机技术中的应用
主讲人：刘晓宏 职 称：高 2013 年 8 月 工 西安热工研究院有限公司
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内容提要
1、过载补汽技术介绍
1.1 过载补汽阀的结构及工作原理 1.2 过载补汽阀相关的高压缸结构 1.3 主调联合汽阀结构介绍
2、过载补汽技术的特点
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的。
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图 2 过载补汽阀在高压缸的接口
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1.3主调联合汽阀结构介绍
一般主调情况下，这种结构的主汽阀和调节阀组成联合汽阀，每台机组有两组这样 的阀门，分别位于高压缸的两侧，补汽阀的来汽口接在调节阀的壳体上，这种主调联 合汽阀，不仅结构紧凑，没有主汽阀与调节阀之间的导汽管道，不仅可以降低昂贵金
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1.2 补汽阀相关的高压缸结构
在高压外缸与内缸之间有一个封闭腔室，该腔室通过高压内缸上的径向孔与高压通 流部分某一级动叶出口相通，因此该腔室的压力相当于高压通流部分某级动叶的出口 压力，详见图2。由补汽阀来的蒸汽经过该腔室再进入高压通流部分。根据等焓节流原 理，蒸汽进入该级处的温度将降低约 30 ℃，使得补汽阀的蒸汽与主流蒸汽的温差明显 缩小。加上该汽流与主汽流来源相同，焓相同，因此补汽与主汽的温差在所有工况下 均是稳定的，汽缸不存在附加的热应力，对于高压汽缸的安全、可靠运行是非常有利
从（1）、（2）的数据可知，补汽阀开启后，机组出力可以增加约6.40%，而经济 性影
响约为0.78%，这在夏天或其它用电高峰来说，用牺牲一点经济性，来提高机组出力的办法 是非常划算的。
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3 展望与结语
补汽阀的存在，使得主调联合汽阀可以全开无节流方式运行，既满足电网一次调频 的需要（快速升负荷的能力，可以提高大电网的稳定性，这对国家电网的安全运行尤 为重要），而且可以使机组在额定及以下负荷的经济性有所提高：在机组整个寿命期 内，可使机组的热耗率在额定负荷附近降低12~45kJ/kWh，负荷越低这种收益就越大， 节能效果将非常可观。可以这样说补汽阀控制的主蒸汽流量实际上是机组通流能力裕 量（超出额定负荷部分）的一个体现，这对在低负荷段运行机组的经济性非常有利， 很好的解决了其它类型机组因通流能力过大，而导致机组在低负荷段经济性较差的问 题。节流配汽方式+过载补汽技术+主调阀联合汽阀类型机组，相对与其它结构类型的 机组而言，具有更高的经济性、可靠性，在一定程度上代表着汽轮机技术的发展趋势。
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2.1.6 在部分负荷时具有负荷调节功能； 2.1.7 对超超临界高温汽轮机，补汽还能起到对汽缸的冷却作用。该阀通过保持一定的 漏汽，充分利用补汽温度始终低于主蒸汽30℃的特点，对汽缸起到冷却作用。这 个额外的得益有利于提高高温部件的可靠性； 2.1.8 具有提高变负荷速率的功能，有利于提高大电网的稳定性，这是它的主要功能； 2.1.9 它使全周进汽型汽轮机的安全可靠性、经济性全面超过喷嘴调节机型。
647.557
564.6 0.591 283.0 87.55 92.53 7809.3 7555.4
608.608
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（1）补汽阀开启后，可以提高机组的带负荷能力，使得机组的试验电功率增加41.654MW， 约6.88%，二类修正后电功率增加38.949MW，约6.40%； （2）补汽阀开启后，由于主蒸汽未在高压前几级做功，造成高品质蒸汽的浪费，导致机组 的试验热耗率增加约77.1 kJ/kWh，二类修正后热耗率增加约59.2 kJ/kWh，经济性响 影约0.78%； （3）补汽阀开启后，进入高压缸的主蒸汽流量加大，高压缸排汽压力和温度有所升高，导 致高压缸效率会下降约1.96%℃
MPa
5.031 330.5
4.703
4.617 314.8
4.321
再热蒸汽温度 中压缸排汽压力 中压缸排汽温度 高压缸效率 中压缸效率 试验热耗率 二类修正后热耗率
二类修正后电功率
℃ MPa ℃ % % kJ/kWh kJ/kWh
MW
565.6 0.643 283.1 85.59 92.58 7886.4 7614.6
2.3 对机组性能的影响分析
以平圩第二发电有限责任公司4号汽轮机B修前性能试验为例进行分析，阀全开一 （VWO1）工况：主调阀全开+两个补汽阀全开、阀全开二（VWO2）工况：主调阀全 开+两个补汽阀全关，由表1中的数据可以得到：
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表 1 主要计算结果汇总表 试验工况 试验电功率 主蒸汽压力 主蒸汽温度 单位 MW MPa ℃ VWO1 647.287 24.042 561.8 VWO2 605.633 24.281 560.8
压缸第六级，平圩电厂进入第五级），在以后各级继续膨胀做功的一种措施，见图 1 过载补汽阀（下文简称补汽阀）的管道布置。当汽轮机的最大进汽量与 THA工况流量 之比较大时，或者从 TMCR （或 THA ）工况起，补汽阀开启，将超出额定流量的部分 （约占额定主蒸汽流量的5~10%）由这个外置的补汽阀提供，因此它又可称为过载调节 阀。总之，补汽阀可以看作汽轮机的一个调节阀，只是控制的主蒸汽流量进入高压缸 的位置不同而已。
属的消耗、便于安装，降低机组的造价，而且将主蒸汽的节流损失降到最小，有利于
提高机组运行的经济性。
2、补汽阀的特点
2.1补汽阀的优点分析
2.1.1 使滑压运行机组在额定流量下，进汽压力达到额定值；
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