华能玉环电厂1000MW汽轮机培训讲义
1000MW发电机组电气设备培训教材第六章
1000MW发电机组电⽓设备培训教材第六章第六章⼚⽤电系统⽕⼒发电⼚的发电机需要汽轮机来拖动，⽽驱动汽轮机的蒸汽⼜来⾃锅炉，围绕着这个主系统，有许多的⼦系统为其服务，这些⼦系统⼜都是有成百上千的电动机械组成的。
例如电⼚的锅炉在运⾏时，需要燃料系统为其服务，这系统就由翻车系统、堆料取料机系统、碎煤机系统及其⽪带输送系统组成。
⽽翻车系统⼜是由许多⼤⼤⼩⼩的系统组成的。
这些⼚⽤机械需有机的结合起来⼀起⼯作，才能保证发电机组正常运⾏，并输出电⼒。
这些为保证电⼚安全运⾏的全部电动负荷，都统归在发电⼚的⼚⽤电范围内。
⼚⽤电的接线形式与机组容量密切相关，单机容量越⼤，在电⼒系统当中占有的的地位越重要，则接线形式要求的可靠性越⾼。
此外，机组的蒸⽓压⼒、温度等参数越⾼、机组的⾃动化⽔平越⾼、相应地对供电可靠性和灵活性的要求也就越苛刻。
不仅要求机组在正常运⾏和起停时有安全可靠的供电能⼒，⽽且要求⼯艺系统的辅机故障或电⼒系统发⽣短路且系统电压波动、频率摇摆等事故状态下，都应该可靠的供电，且电压质量还应该合格。
因此，⼚⽤电系统应满⾜以下基本要求：（1）⼚⽤电系统应按机组单元⾃成体系，每台机组的⼚⽤电系统能在允许的频率、电压质量范围内正常⼯作，不受外部电⼒系统故障的⼲扰，同时⼀台机组的故障不影响其它发电机组的正常运⾏。
（2）配置合理⽽经济的启动/停机电源和备⽤电源。
当采⽤专门的启动/备⽤电源时，要求⼯作电源故障时电源的切换快速简便。
（3）在满⾜机组安全运⾏的前提下，⼚⽤电系统⼒求简洁清晰。
（4）合理地配置全⼚性公⽤负荷。
随着发电机组越来越多的采⽤超临界参数和脱硫装置，电动给⽔泵容量和⼚⽤电负荷⼤幅度增加，对⾼压⼚⽤电接线的设计提出了更⾼的要求。
第⼀节⼚⽤电的配置与国内其他电⼚相⽐，⽟环电⼚更现代化，其⼚⽤电动机械更多，供电系统也更复杂。
我们称这些电⽓负荷为“⼚⽤负荷”，⽽为其供电的供电系统为“⼚⽤电系统”，组成这套⼚⽤电供电系统的设备为“⼚⽤电设备”。
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。
1000MW汽轮机整套启动授课笔记
绥中1000MW汽轮机整套启动授课笔记一汽缸温度测点安装位置（结合DCS画面说明）二汽轮机TSI监测测点的安装位置及作用简要说明三高压缸及再热器预暖1.4.2.5高压缸投预暖高缸预暖操作应在锅炉点火前，根据具体情况估算时间，提前安排进行，以防耽误机组整体启动时间。
1）高压缸预暖的投入条件（A）确认主机处于跳闸状态。
（B）汽轮机盘车运行。
（C）高压缸调节级后内缸内壁温低于150℃。
（D）凝汽器压力不高于13.3kPa（a）。
（E）辅助预暖蒸汽参数满足：温度260℃、压力不低于0.7MPa。
（F）确认一抽逆止门处于关闭状态，门前疏水门在全开位置。
（G）冷段再热汽管道疏水门全开。
2）高压缸预暖的操作程序操作程序分为准备阶段、预暖阶段和预暖后操作。
（A）准备阶段a 确认冷段再热疏水门已经全开。
b 将高导管疏水门从100%关至20%。
c 高压缸疏水门从100%关至10%。
d 将中联门前疏水从100%关至20%。
e 关闭高压缸抽汽管道上的疏水门。
注意：应控制冷段再热管道的疏水门，避免疏水倒灌至高压缸。
（B）预暖阶段（暖缸流程、曲线及闷缸曲线见附图）a 将高压缸倒暖阀开至10%的位置,以使预暖汽源从冷段再热管道进入高缸, 确认通风阀自动关闭。
b 保持30min后，再将高压缸倒暖阀从10%打开至30%。
c 保持20min后，再将高压缸倒暖阀从30%打开至55%,待调节级后高压内缸内壁温度达到150℃后，进行闷缸。
（C）预暖后阶段a 全开高导管疏水门、高压缸疏水门、高压缸抽汽管道疏水门、中联门前疏水门、冷段再热管道疏水门。
b 将高压缸预暖阀关至10%，保持5min后在5min内逐步全关，确认通风阀自动开启。
c 高压缸内压力恢复正常。
d 将冷段再热管上的疏水门控制模式切为自动模式。
3）高压缸预暖期间注意事项（A）维持高压缸内缸蒸汽压力0.39～0.49MPa，不允许超过0.7MPa，否则会产生附加的推力。
（B）在预暖过程中，应以高压内缸的金属温升率限制和高压缸内压力为主要依据，通过调整倒暖阀、高导管疏水门、再热冷段疏水门的开度来调整高压内缸金属温升率。
华能玉环电厂1000MW培训讲义
• 当汽轮机参与电网一次调频时，通常设定δ在4.5％～5.5％之间。一 般希望将δ设计成连续可调，即视运行情况可进行调整。
• 在机组处于空负荷区段以及额定负荷区段，δ取大一些，在中间负荷 区段，δ可取相对小一些。在空负荷区段速度变动率取大一些，目的 是为了提高机组在空负荷时的稳定性，以便机组顺利并网；在额定 负荷区段，速度变动率取大一些，可使机组在经济负荷运行时稳定 性较好。
上海交通大学 热能工程研究所
第二节 汽轮机数字电液控制系统（DEH）
• 为了实现机炉协调控制，要求机、炉、电及与之有关的各工作系统 在工况变化时，有及时、准确的监测手段，并迅速地发出相应的指 令，使机、炉、电及有关系统能在新的工况下，协调、稳定地工作 。采用电液调节方式是达到上述要求的最有效方法。
• δ也不能太大，以免动态过程发生严重超速。
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迟缓率ε
• 在调速系统调节过程中,存在着迟缓现象,使得调速系统的静态特性
线不再是一根,而是一条带状区域。通常用迟缓率ε 来表示迟缓程度
的大小：
n1 n2 100%
• 迟缓率表示在一定功率下n，0 上行特性线与下行特性线之间的转速差
低，锅炉根据流量、压力的变化讯号控制燃烧调节系统,以维持新汽 压力不变。这种控制方式的特点是暂时利用锅炉的蓄存能量以适应 外界负荷的变化。当负荷变化较小时，能实现快速响应,可参加一次 调频,但在负荷变化较大时,由于锅炉燃烧的迟滞时间较长，主蒸汽 压力的变化较大。
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• (3)机炉协调控制方式 这种控制方式综合了前两种控制方式的特点，将功率变化指令同时 发给锅炉及汽轮机控制系统，对调节阀开度及锅炉燃烧进行同步调 整，协调控制。其特点在于它一方面可利用锅炉蓄存能量，使汽轮 机出力迅速作出调整；另一方面又可同时改变锅炉的出力，共同适 应外界负荷变化的要求，使新汽压力波动较小。
第一章 1000MW汽机
第一章概述汽轮机是以水蒸汽为工质的旋转式热能动力机械，它接受锅炉送来的蒸汽，将蒸汽的热能转换为机械能，驱动发电机发电。
与其它类型的原动机相比，它具有单机功率大、效率高、运行平稳、单位功率制造成本低和使用寿命长等一系列优点，不仅是现代火力发电厂和核电站中所普遍采用的发动机，而且还广泛用于冶金、化工、船运等部门用来直接驱动各种泵、风机、压缩机和船舶螺旋桨等。
汽轮机设备是火力发电厂的三大主要设备之一，汽轮机设备包括汽轮机本体、调节保安及供油系统和辅助设备等。
第一节汽轮机的基本工作原理一．汽轮机级的工作原理1．级的基本概念多级汽轮机是由同一轴上的若干级串联组合而成的，1000MW机组由4个缸体共67级组成。
汽轮机级由喷嘴栅和与之相匹配的动叶栅组成，它是汽轮机做功的基本单元。
当具有一定温度和压力的蒸汽通过汽轮机级时，在动叶栅中将其动能转化为机械能，从而完成汽轮机做功的任务。
图1-1-1 蒸汽在冲动级中的流动 图1-1-2 蒸汽在反动级中的流动 1⎯喷嘴 2⎯动叶蒸汽的动能转变为机械能，主要是利用蒸汽通过动叶时，发生动量变化对该叶栅产生冲击力，使动叶栅转动做功而获得的。
工作蒸汽的质量流量越大，速度变化量越大，作用力也越大。
这种作用力分为冲动力和反动力。
当汽轮机在动叶通道内不膨胀加速，而只是随汽道形状改变其流动方向时，汽流改变流动方向对汽道产生的离心力，叫冲动力。
这时蒸汽所作的机械功等于它在动叶栅中动能的变化量。
这种级叫冲动级，如图1-1-1。
当蒸汽在动叶汽道内随汽道改变流动方向的同时，仍继续在膨胀加速，即汽流不仅改变方向而且因膨胀使其速度也有较大的增加，则加速的汽流流出汽道时，对动叶栅施加一个与汽流流出方向相反的反作用力，这个作用力叫反动力。
依靠反动力推动的级叫反动级，如图1-1-2。
从图1-1-1和图1-1-2中还可以看出，冲动级叶片和反动级叶片断面形状不同，冲动级叶片断面形状沿其中心线对称，而反动级叶片则不然。
《汽轮机培训讲义》课件
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1000MW机组电气培训教材第一章
第一篇一次设备第一章 1000MW汽轮发电机第一节概述自从1888年第一台旋转电枢交流发电机（4800r/min）问世来，由于理论分析、实验研究的进步和新材料的发展，发电机单机容量越来越大，目前单机容量已达1333MVA（3000r/min）和1650MVA（1800r/min）,且正在研制2000-2500MVA两极或四极的发电机组。
大容量、高参数是提高火电机组经济型最为有效的措施。
同时，由于世界一次能源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提出要求，京都协议书为控制地球温室效应确定减少CO2排放目标等原因，高效洁净燃煤发电技术将成为今后世界电力工业的主要发展方向之一。
1993年应用新一代600o C贴素体高温材料的首台温度593o C的700MW机组在日本投运，标志着世界汽轮机技术的发展进入了一个新的“超超临界参数”发展阶段。
相对热力学的超临界概念，超超临界参数是一种商业性称谓，以表示汽轮机组具有更高的压力和温度，有的公司也将超超临界机组称为高效超临界机组。
目前世界各公司对超超临界参数没有统一的定义。
国外发达国家，百万级火电技术已有较成熟经验，高技术含量的l0OOMW级单轴全速火电机组国际上有十几台运行业绩，各方面性能及经济效益很好，因此l0OOMW级火电受到了国内用户的欢迎，得到了全面发展的机遇和空间。
SIEMENS lOOOMW级发电机具有非常好的技术和运行经验，已有8台3000r/min1000MW级发电机在国际上投人运行，处于国际领先水平。
上海汽轮发电机有限公司依托SIEMENS公司1000MW级发电机的先迸技术，从2001年分包制造THDFl25/67型发电机，到2003年全面引进，经过长期的研究、消化、吸收和国产化工作，已完全拥有该l0OOMW级发电机的先迸技术以及生产制造能力，成为国内首家拥有国际先进水平的单轴全速10OOMW级发电机技术及生产制造能力的厂家。
THDF l25/67发电机采用德国SIEMENS集团的最新技术，性能优良，为具有国际先进水平的成熟产品，发电机出力裕度大。
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• 汽轮机设备是火力发电厂的三大主要设备之一，汽轮机 设备及系统包括汽轮机本体、调节保安及供油系统、辅 助设备及热力系统等。
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汽轮机的分类
• 按工作原理分类
（1）冲动式汽轮机：主要由冲动级组成，在级中蒸汽基本上在喷嘴栅（或静叶栅）中 膨胀，在动叶栅中只有少量膨胀。
（2）反动式汽轮机：主要是由反动级组成，蒸汽在汽轮机的静叶栅和动叶栅中都有相当 程度的膨胀。
• 按热力特征分类
凝汽式汽轮机 、背压式汽轮机 、抽汽背压式汽轮机 、中间再热式汽轮机
- 欧洲：1997/1998丹麦两台29MPa，两次再热415MW机组，西门子也 有较高业绩
- 但目前大功率机组的进汽压力均不超过26.5MPa;
• 机组容量
- 双轴——三菱 1050MW
2001年投运
- 单轴——东芝 （60Hz）1000MW
2002年投运
西门子 1025MW最大，多台900MW 98年后
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目前超超临界汽轮机容量和参数情况
• 进汽温度
- 日本：主汽均达到600℃，再热最高610 ℃
- 西门子：ISOGO 600 ℃/ 610 ℃
- 不论功率大小，所有机组均采用580-600 ℃
• 进汽压力
- 日本：除89年东芝2X700MW外（31MPa），其余90年以来均 25MPa；
• 锅炉最大连续蒸发量(B-MCR)：应与汽轮机的设计流量 （即计算最大进汽量）相匹配，不必再加裕量。若汽轮 机按VWO工况计算最大功率， B-MCR蒸发量等于汽轮 机VWO工况的最大进汽量；若采用美国设计的机组，则 B-MCR蒸发量可等于汽轮机VWO工况＋５％OP工况的最 大进汽量。
1000MW发电机组电气设备培训教材第五章
第五章电厂主接线及运行发电厂电气主接线是指在电力系统中的发电厂中，为满足预定的功率传送方式和运行等要求设计的、表明高压电气设备之间相互连接关系的传送电能的电路。
其中的高压设备指：发电机、变压器、母线、开关电器、保护电器、输电线路等设备。
发电厂电气主接线的确定与机组容量、电气设备的选择、配电装置的布置、继电保护和控制方式等的拟定有着密切的关系。
主接线设计是否合理、不仅关系到电厂的安全经济运行，也关系到整个电力系统的安全、灵活和经济运行。
电厂容量愈大，在系统中的地位愈重要，则影响也愈大。
因此，发电厂电气主接线的设计应综合考虑电厂所在电力系统的特点；电厂的性质、规模和在系统中的地位；电厂所供负荷的范围、性质和出线回路数等因素，并满足安全可靠、运行灵活、检修方便、运行经济和远景发展等要求。
大型发电厂典型的电气主接线，一般分为有母线和无母线两类，有母线类接线包括单母线、双母线及带旁路母线的接线等；无母线类主接线包括桥形、多角形和单元接线。
第一节大型发电厂主接线的基本要求电气主接线的选择正确与否对电力系统的安全、经济运行，对电气系统的稳定和调度的灵活性，以及对发电厂的电气设备的选择，配电装置的布置，继电保护及控制方式的拟定等都有重大的影响。
在选择电气主接线时，应满足下列基本要求。
1.运行的可靠性发、供电的安全可靠性，是电力生产和分配的第一要求，主接线必须首先给予满足。
因为电能的发、送、用必须在同一时刻进行，所以电力系统中任何一个环节故障，都将影响到整体，事故停电不仅是电力部门的损失，更严重的是会造成国民经济各部门的损失。
主接线若不能保证安全可靠的工作，发电厂就很难完成生产和输送数量和质量均符合要求的电能。
而主接线的可靠性并不是绝对的。
同样形成的接线对某些发电厂来说是可靠的，但对另一些发电厂就不能满足可靠性要求。
所以在分析主接线的可靠性时，不能脱离发电厂在系统中的地位、作用以及用户的负荷性质等。
衡量主接线的可靠性可以从以下几个方面去分析：（1）断路器检修时是否影响供电；（2）设备或线路故障或检修时，停电线路数目的多少和停电时间的长短，以及能否保证对重要用户的供电。
华能玉环电厂1000MW培训讲义
• 本机组设有两级串联的高、低压旁路系统。该旁路系统配置瑞士CCI AG/SULZER公司制造的AV6＋旁路控制系统，由高低压旁路控制装置 、高低压控制阀门、液压执行机构及其供油装置等组成。该旁路系 统具有40％BMCR高压旁路容量和40%BMCR+高旁喷水量的低压旁路 容量。主蒸汽管与汽机高压缸排汽逆止阀后的冷段再热蒸汽管之间 连接高压旁路，使蒸汽直接进入再热器；再热器出口管路上连接低 压旁路管道使蒸汽直接进入凝汽器。在机组启停、运行和异常情况 期间，旁路系统起到控制、监视蒸汽压力和锅炉超压保护的作用。
第三章 华能玉环电厂1000MW汽轮机 蒸汽系统及其设备
• 基本热力系统 • 主蒸汽、再热蒸汽系统 • 旁路系统 • 轴封蒸汽系统 • 辅助蒸汽系统 • 回热抽汽系统
第一节 基本热力系统
• 汽水流程图
• 高压缸设有一级抽汽,第二级抽汽采用高压缸排汽，中压缸、低压缸 各有三级抽汽，分别供给三只高加,一只除氧器，四只低加。第四级 抽汽还供给两只给水泵小汽轮机用汽。
1000MW汽轮机高低压旁路系统
• 高压旁路每台机组安装一套，从汽机入口前主蒸汽联络 管接出，经减压、减温后接至再热（冷段）蒸汽管道， 高压旁路的减温水取自汽动给水泵和电动给水泵出口的 给水系统。
• 低压旁路每台机组安装二套，从汽机中压缸入口前热再 热蒸汽两根支管分别接出，经减压、减温后接入凝汽器 。减温水取自凝结水精处理装置出口的凝结水系统。
华能玉环电厂1000MW.
• 按主蒸汽参数分类
（1）低压汽轮机：主蒸汽压力小于1.5MPa。 （2）中压汽轮机：主蒸汽压力为24MPa。 (3) 高压汽轮机：主蒸汽压力为610MPa。 （4）超高压汽轮机：主蒸汽压力为1214MPa。 （5）亚临界压力汽轮机：主蒸汽压力为1618MPa。 （6）超临界压力汽轮机：主蒸汽压力为22.15MPa。 （7）超超临界压力汽轮机：主蒸汽压力大于32MPa。
• 调节汽阀全开（VWO）时计算功率：机组在调节汽阀全开时
，通过计算最大进汽量和额定的主蒸汽、再热蒸汽参数工况下，并 在额定排汽压力为4.9kPa(a)、补水率为0%条件下计算所能达到的功 率。
机、炉、电容量匹配
• 发电机容量：一般发电机的功率应与VWO工况的功率相 匹配，即等于VWO工况功率／功率因数(MVA) • 锅炉最大连续蒸发量(B-MCR)：应与汽轮机的设计流量 （即计算最大进汽量）相匹配，不必再加裕量。若汽轮 机按VWO工况计算最大功率， B-MCR蒸发量等于汽轮 机VWO工况的最大进汽量；若采用美国设计的机组，则 B-MCR蒸发量可等于汽轮机VWO工况＋５％OP工况的最 大进汽量。
900MW机组T-S图
超超临界定义：
日本的定义为压力大于24.2MPa,或温度达到593℃； 丹麦定义为压力大于27.5MPa； 西门子公司的观点是应从材料的等级来区分超临界和超 超临界机组等等。我国电力百科全书则将超超临界定义 为：蒸汽参数高于27MPa。
综合以上观点，一般将超超临界机组设定在蒸汽压力大 于25MPa，蒸汽温度高于580℃的范围。
超／超超临界汽轮机
• 超临界汽轮机(supercritical steam turbine)有明确的物理意义。由水蒸汽 性质图表知道，水的临界点参数为临界 压力pc=22.129MPa，临界温度 tc=374.15oC，临界焓hc=2095.2kJ/kg， 临界熵sc=4.4237kJ/(kg· K)，临界比容 vc=0.003147m3/ kg。当水的压力p<pc， 水在定压下加热变为蒸汽的汽化阶段， 呈现湿饱和蒸汽状态，汽化过程处于水 与蒸汽两相共存的状态。当水的压力 p=pc，水的汽化阶段缩为一点(临界点) ，即汽化在一瞬间完成；水在c下定压 加热到tc时就立即全部汽化，无水与蒸 汽两相共存的汽化过程，但有相变点(pc ，tc)。当水的压力p>pc，水在定压下加 热逐渐变为过热蒸汽，无汽化过程，无 相变点。工程上，把主蒸汽压力p0<pc的 汽轮机称为亚临界汽轮机，把p0>pc的汽 轮机称为超临界汽轮机。