海外工程660MW超超临界汽轮机机型选择研究论文_徐永松1,刘东亚2,贾荣3

摘要：本文对东汽660MW超超临界一次中间再热汽轮机的三缸四排汽、三缸两排汽、四缸四排汽三种机型在本体及相关数据、汽机房尺寸、热经济性三方面进行比较，结合三种机型背压适应性及机型地区应用，对海外工程660MW机组汽轮机选型进行总结。

关键词：660MW超超临界汽轮机；三缸四排汽；三缸两排汽；四缸四排汽；背压

前言

近几年海外660MW超超临界机组工程地区应用差别明显，为合理选择汽轮机机型，介绍了660MW超超临界发展及研发方向，将重点从本体数据、汽机房尺寸、热经济性三方面比较东汽660MW超超临界三缸四排汽、三缸两排汽、四缸四排汽机型，总结以上机型在海外各地区背压应用情况，提出660MW超超临界汽轮机机型选择的综合推荐性意见。

一、660MW超超临界汽轮机发展及研发方向

国内660MW超超临界汽轮机代表参数如下：（25MPa/600℃/600℃）、28MPa/600℃/620℃、31MPa/600℃/620℃/620℃；代表机型:三缸四排、四缸四排、三缸两排汽机型。660MW超超临界二次中间再热汽轮机参数发展为31MPa/600℃/620℃/620℃，甚至二次再热的温度达到650℃[1]。机组全厂发电效率在43.8%～45.4%，随着更高参数的630℃、700℃/720℃/超超临界机组，其发电效率预计可达47%～53%[2]。继续研发更高参数在700℃以上的镍基合金大口径材料的工程应用是汽轮机技术的研发的关键。

二、660MW超超临界汽轮机机型比较

主要介绍东汽660MW超超临界一次中间再热汽轮机三缸四排汽、三缸两排汽、四缸四排汽三种机型在本体及相关数据、汽机房尺寸、机组热经济性这三方面的比较。

1、汽机本体及相关数据[3][4]

表1：汽机本体及相关数据

从表1可见，三缸四排汽、三缸两排汽比四缸四排汽机型少一个低压缸，轴系短约7m；三缸两排汽比另外两种机型总重量轻240t，基座稳定性更好。三缸两排汽比三缸四排汽、四缸四排汽机型宽度方向大1m。起吊高度因最大缸体尺寸和运转层高度均要大，从而行车起吊高度高约2米。三种机型的凝汽器换热有效面积相当。凝汽器管束长度差别1m，三缸两排汽机型是汽轮机轴系方向较短，同时汽轮机排汽口少，势必凝汽器高度会更高。三缸两排汽机型运转层高度一般15.5m，三缸四排、四缸四排汽机型运转层高度一般为13.7m。

2、三种机型汽机房尺寸比较[5]

表2：两种机组汽机房尺寸比较（纵向布置）

从表2可见，三缸四排汽、三缸两排汽比四缸四排汽机型汽机房纵向布置，前者轴系方向短约6.5m，两台机组在纵向前者短两跨约18m。三缸四排汽、三缸两排汽比四缸四排汽机型凝汽器的总体横向长度差别不大，三种机型的汽机房AB跨度取33m。三缸两排汽机组凝汽器底排管束位置较高，排汽末级叶片1200mm。三缸四排汽、四缸四排汽末级叶片1010mm，运转层高度取15.5m和13.7m。在吊钩到中心线10.2m的情况下，轨顶标高约为28.5m和26.2m。汽机房屋顶下弦标高32.1m和29.9m。三缸两排汽机型汽机房比三缸四排汽、四缸四排汽汽机房要高3.2m左右。土建成本比较，从汽机房体积计算和每立方土建400的成本价算，四缸四排汽机型比三缸四排汽、三缸两排汽机组多土建费用约为：（167245.65-149485.05）；×400=710.4万元。

3、三种机型热经济性比较

表3：机组热经济性

表3是可见，660MW超超临界机组四缸四排汽比三缸两排汽、三缸四排汽机型热耗低约49kJ/KW.h、低约95kJ/KW.h，在年利用5500小时条件下，年节约发电煤量为1452吨、12560吨煤。按750元/吨的标煤价格考虑，一年节约费用：109、942万元。

4、660MW超超临界汽轮机背压适应性及地区应用推荐

表4：三种机型背压适应性及地区推荐

国外工程一般背压大于8kpa的地区，采用三缸两排汽的湿冷机组，或者直接空冷机组较多。适应地区有印度、印尼等冷却水温较高的国家，实际的工程应用有印度伊诺项目等。背压小于8kpa的地区，倾向采用四缸四排汽的湿冷机组，适应地区有越南、孟加拉、非洲等冷却水温相对较低地区。

三、总结

1、从热经济性和汽机房成本上看，三缸四排汽机型很成熟，四缸四排汽机型比三缸两排汽机型更有优势，机型选择逐渐向四缸四排汽机型的汽轮机过度。

2、在气象水文条件上看，空冷机组可倾向选三缸两排汽机型汽轮机。

3、背压条件在8kpa及以下，建议优先四缸四排汽机型汽轮机，否则选三缸两排汽、三缸四排汽机型汽轮机。

4、三种机型都是成熟的、国内外都有实际应用的工程，原则上满足边界条件背压，场地、水资源情况等的同时，综合选择效率高、成本低的汽轮。

参考文献

[1]陈显辉等.东方超超临界二次再热660MW汽轮机热力设计特点[J].东方汽轮机2014，4：1-3.

[2]陈硕翼等.先进超超临界发电技术发展现状与趋势[J].科技中国2018,9:14-17.

[3]晁浏宏,张荣欣.660MW超超临界汽轮机配汽方式的节能优化[J].节能与环保,2018(4):64-68.

[4]冯继勇.2×660MW超超临界汽轮机设备及系统优化技术[J].重庆电力高等专科学校学报,2019(3).

[5]胡琨,马雪松.两种660MW超超临界机组机型比较[J].电力勘测设计.2010，2.

论文作者:徐永松1,刘东亚2,贾荣3

论文发表刊物:《电力设备》2020年第1期

论文发表时间:2020/4/22

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