6 空冷机组机炉电匹配探讨

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表2-1 常规湿冷机组机炉电匹配原则

工况 项目汽机功率 能力工况 最大连续工况T-MCR 阀门全开工况VWO 额定工况 THA 额定功率 (经济功率) 额定功率 最大连续功率 阀门全开功率 (铭牌功率) (最大期望功率) 排汽压力额定排汽压力 额定排汽压力 额定排汽压力 补水率0% (设计水温) 设计值 补水率0% (设计水温) 最大进汽量 进汽量) 锅炉最大连续 相应, 相应 蒸发量 （B-MCR等于1.08～1.10倍额定进汽量） 允许降低冷却介质温度 允许降低冷却介质温度，提补水率0% (设计水温) 计算值 (额定进汽量) 主要技术条件 汽机进汽量 11.8kPa 补水率3% 设计值 (铭牌进汽量) (铭牌进汽量) (1.05倍铭牌锅炉进汽量 相应 发电机条件 全部额定 全部额定 高氢压 根据DL5000－2000《火力发电厂设计技术规程》第8.1.1条和10.1.7条关于机炉电匹配的原则“锅炉最大连续蒸发量（B-MCR）应与汽轮机调节阀全开（VWO）时的进汽量相匹配”。 “汽轮机调节阀全开时的进汽量，应不小于汽轮机最大连续出力（T-MCR）时进汽量的105%”。

然而在DL5000－2000条文说明第8.1.1条又允许“B-MCR不小于T-MCR进汽量的103%”，这样机炉电匹配需根据工程具体情况确定。 2.2 空冷汽轮机技术条件的确定原则

空冷汽轮机背压高，变化范围大，这些特点直接影响机组的性能和安全，由于汽耗量的增加，直接关系到机炉电的匹配，大功率空冷汽轮机的设计通常有三种方式：

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(1)机组在全年任何气温对应的背压下，都能发出额定功率。这种方式要求进汽量增加较大，锅炉MCR必须加大。

(2)对湿泠机组进行设计改造，根据当地气象条件和工程特点，选择湿冷机组设计背压较高的机型，采取针对性的技术改造措施，以适应空冷机组的要求。目前我国投运的8台200MW空冷机组均属这种方式，它的主要问题是过夏能力较差。

(3)以性能好的湿冷汽轮机为基础，进汽参数、进汽量不变，高、中压通流部分不变，仅对低压缸及末几级叶片重新设计。这种方式汽机、锅炉辅机以及热力系统基本上与湿冷机组通用，国外大功率空冷机组也一般都是采用这种方式。目前我国已有200MW空冷汽轮机改造设计的经验，引进型300MW、600MW积木化设计，也可以用在空冷汽轮机的设计中。在我国,考虑标准化因素，长期以来三大主机形成系列，它的确给设计、制造、施工和运行以及管理工作带来方便。这种方式相当于把空冷机组纳入现有系列，非常符合我国国情，它将是我国空冷机组设计的有效途径。

因而，以湿冷机组为基础，结合我国国情，汽轮机高、中压通流部分基本不变，仅对低压部分重新设计，这是确定空冷机组技术条件的首要原则。因此，空冷机组机炉电匹配原则应参照湿冷机组来确定。

3 国内在建空冷机组的主要数据

我国第一批8台200MW空冷机组已经投运多年，为我国空冷电厂的建设奠定了良好的基础，但这些机组都是以湿冷机组为基础改造而成，末级叶片较长，使机组渡夏能力受到一定的限制。新一批空冷机组正在建设中，目前，太原二电厂1台200MW空冷机组已经投运，大同平旺2台200MW空冷机组即将建成，已有一台投产发电；随着漳泽、榆社、古交等300MW级直接空冷机组的开工和投运,大同二厂、正蓝、托三、运城、武乡等电厂600MW空冷机组也在建设之中。新的一批空冷机组大多为直接空冷汽轮机，都是根据当地气象条件，采用空冷技术进行了优化设计，将使我国的空冷机组设计和制造技术定得到长足的发展。按机组容量收集和整理这些空冷机组的主要数据，作为研究空冷机组机炉电匹配方法的基础，对直接空冷汽轮机技术条件的确定具有十分重要的指导意义。

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3.1 在建200MW空冷机组

太原第二热电厂五期工程

太原第二热电厂五期工程装设1台200MW表凝式间接空冷机组，该项目为四期工程的续建机组，系统及主要设计参数与四期工程基本一致。该工程于1999年已完成主设备招投标，锅炉东锅中标，汽轮机东汽中标，发电机东电中标，目前已经投产发电。

在编标和招标过程中，针对四期工程存在的问题，提出了一些改进要求，通过招标达到了预期的目标，与四期工程相比，汽轮机主要进行了如下改进：

1) 汽轮机末级叶片长度减小，背压运行范围加大，满发背压提高，也就是汽轮机渡夏能力提高。

2) 汽轮机通流部分优化，采用了新的叶型等新技术，使热耗有所降低。 3) 凝汽器采用不锈钢管材，使热力系统水质控制简单，可避免电位腐蚀。为了提高传热效率，并控制凝汽器长度，东方汽轮机厂推出了螺旋槽型不锈钢管子，可望改善冷却效果。

汽轮机主要技术条件如下：表3-1 工况 TRL TMCR VWO THA 由上可见，锅炉最大连续蒸发量是汽机铭牌进汽量(T-MCR)的1.023倍，不能满足新版DL5000-2000的要求。若要满足要求，锅炉容量需适当增大；若用减小汽机保证进汽量的办法来满足规程要求，则汽轮机满发背压会降低，汽轮机不满发小时数将有所增加。

大同第一热电厂技改工程

大同第一热电厂技改工程，装设2x200MW直接空冷供热机组，为大同市城市供热的主要热源点。该工程于1999年底完成主设备招投标，锅炉武锅中标，汽轮机

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功率（MW） 200 217 222 204 汽机铭牌进汽量（t/h） 655 655 670 610 补水（％） 3 0 0 0 背压（Kpa） 30.69 10.79 10.79 10.79 2003年热机专业技术交流资料之一 空冷机组机炉电匹配探讨

和发电机分别由东汽和东电中标。该工程目前已经投产发电，是国内第一个200MW直接空冷机组。根据业主要求，汽轮机应能在全年全部满发，汽轮机主要技术条件如下：

表3-2 工况 TRL TMCR VWO THA 阻塞背压工况 功率（MW） 200 213 216 200 200 汽机铭牌进汽量（t/h） 659 659 690 611 598 补水（％） 3 0 0 0 0 背压（Kpa） 37.27 16 16 16 7.45 由上表可见，若要满足DL5000-2000版的要求，锅炉最大连续蒸发量应为692t/h。经过与锅炉厂协商，锅炉最大连续出力增加20t/h (670x3%)，不加价，已写入正式的技术协议，这样既可满足规程要求，又能满足业主提出的机组全年满发的要求。

3.2 在建300MW空冷机组

古交发电厂新建工程

古交发电厂是国内第一个招标的300MW直接空冷机组。该工程与2001年8月完成主机招投标，锅炉由哈锅中标，汽轮机由东汽中标，发电机由上电中标，并已签定主机合同。该工程目前正在进行施工图设计，汽轮机主要技术条件如下：

表3-3 工况 TRL1 TMCR VWO THA TRL2 TRL3 阻塞背压工况 功率（MW） 300 315 331 300 300 300 300 汽机铭牌进汽量（t/h） 1005 1005 1065 945 1025 1045 919 补水（％） 3 0 0 0 3 3 0 背压（Kpa） 27.5 15 15 15 32.5 37.5 6.96 山西省电力勘测设计院（SXED） 第5页