我國在建設上海外高橋電廠二期（2×900mw）超臨界發電機組的基礎上，為滿足國民經濟和人民生活對電力日益增長的需求，正在加速建設一批1000mw 級效率高、汙染小的超超臨界發電機組。例如，於2004 年6 月開工建設4×1000 mw 超超臨界燃煤機組的浙江華能玉環電廠是我國首座1000mw 級超超臨界燃煤機組的示範電廠專案，預計2007 年底投產。
當前，哈爾濱、上海、東方三大電站裝置製造集團分別與國外大公司合作，引進了1000 mw 級主機設計、製造技術，均具備有1000 mw 級超超臨界燃煤機組的供貨能力和業績。由於各自的合作夥伴不同，其1000 mw 機組的熱力系統設計及主要輔機選型略有差異，當然機組的熱經濟性也不同，有待進一步優化。
下面從我院參與華能汕頭海門電廠一期1 號、2 號機組（2x1000mw）工程勘測設計投標的部分優化專題報告中摘錄若干條提高1000mw 超超臨界機組熱經濟性的設計建議，供研究與設計1000mw 超超臨界機組參考。
1 優選凝汽器設計資料
華能國際電力股份****海門電廠2×1000mw 機組設計招標檔案給定一次迴圈冷卻水為海水，設計冷卻水溫為20℃，採用雙背壓凝汽器，設計排汽壓力為4.4kpa（a）與5.4kpa（a），平均背壓為4.
9kpa（a）。澄清後將迴圈冷卻水設計溫度提高到22℃，汽輪機平均排汽壓力調整為5.3kpa（a）。
由上海汽輪機廠的1000mw 機組的熱平衡圖得知，平均排汽壓力為5.3kpa（a）時tmcr 工況的汽輪機熱耗率為7330kj/kwh。
汽輪機冷端優化後的凝汽器的換熱面積為54000 m2，選用有效長度為15330 mm、規格為
φ32×0.711 mm 的鈦管，迴圈水冷卻量（熱季）為112820t/h，在迴圈冷卻水溫度為22℃的情況下，高、低壓凝汽器的計算壓力為4.017 kpa(a)、5.
151 kpa(a)，平均壓力為4.584 kpa(a)，汽輪機熱耗率約為7308 kj/kwh，比5.3kpa（a）的澄清平均排汽壓力對應的汽輪機熱耗率低22kj/kwh。
這樣，一台1000mw 機組年節省標準煤約4000 噸。因此，在迴圈冷卻水溫較高的地區建設1000mw 機組宜選用迴圈冷卻水量較大、換熱面積較大的雙背壓凝汽器，能較大地提供機組的熱經濟性。
2 降低高壓加熱器的上端差
上世紀八十年代，我國引進美國技術設計建造300mw 及以上容量機組後，大容量機組所配的1、2、3 號高壓加熱器的設計上端差均分別為-1.7℃、0℃、0℃。用上海汽輪機廠的1000mw 超超臨界機組tmcr 工況的資料計算得知：
1 號高壓加熱器的設計上端差為-1.7℃時合適的，汽輪機一段抽汽的過熱度已得到充分利用；2、3 號高壓加熱器的設計上
端差可以降至-3.2℃、-2.7℃，能汽輪機熱耗率相應降低約1.
72kj/kwh、2.32kj/kwh。從上海動力裝置****設計的1000mw超超臨界機組單列式與雙列式高壓加熱器的外形尺寸
與結構來看，2、3 號高壓加熱器的設計上端差有條件降至0℃以下。由於三段抽汽的過熱度比一段
抽汽大得多，與1 號高壓加熱器相比，3 號高壓加熱器的設計上端差更由條件降低，至少可與1 號高壓加熱器同值，即-1.7℃，約使汽輪機熱耗率降低1.46kj/kwh，一台1000mw 機組年節省標準煤約300 噸。
3 優化低壓加熱器疏水系統
三大動力集團的1000mw 超超臨界機組均採用八級回熱系統。高壓加熱器疏水逐級自流入除氧器，低壓加熱器疏水有兩種方式：一種是沿用美國技術，與我國引進型300mw 及以上容量的機組相同，疏水逐級自流入凝汽器，每個低壓加熱器均設下端差為5.
6℃的內建式疏水冷卻段，如哈爾濱汽輪機廠生產的1000mw 超超臨界機組；另一種是採用德國siemens 公司技術，5 號低壓加熱器設下端差為5.6℃的內建式疏水冷卻段，疏水自流入無內建式疏水冷卻段的6 號低壓加熱器，再經疏水幫浦打入6 號低壓加熱器出口主凝結水管內，7、8 號低壓加熱器均不設內建式疏水冷卻段，疏水均自流入設在8 號低壓加熱器進口凝結水主管上的外接式疏水冷卻器，疏水下端差為5.6℃，冷卻後的疏水流入凝汽器（見圖1），如上海汽輪機廠為玉環電廠生產的1000mw 超超臨界機組。
1——除氧器 2——給水幫浦 3、4、6、7——5、6、7、8 號低壓加熱器 5——低加疏水幫浦8——外接式疏水冷卻器 9——軸封冷卻器 10——凝結水幫浦 11——凝汽器
圖1 設疏水幫浦及外接式疏水冷卻器的低壓加熱器疏水系統
計算表明，與四台低壓加熱器均設內建式疏水冷卻段的疏水逐級自流入凝汽器的系統相比，圖1 所示的低壓加熱器疏水系統對應的t-mcr 工況汽輪機熱耗率約降低2.7kj/kwh。可見，1000mw超超臨界機組在6 號低壓加熱器上設疏水幫浦具有較好的熱經濟性。
上海汽輪機廠生產的1000mw 超超臨界汽輪機，一台凝汽器的頸部布置7 號低壓加熱器，另一台凝汽器的頸部布置8 號低壓加熱器，與兩台凝汽器頸部各布置一台設內建式疏水冷卻段的7、8 號
共殼體的低壓加熱器相比，加熱器的結構簡單，凝結水和疏水等介面少，系統設計簡單、方便。加之，6 號低壓加熱器疏水由疏水幫浦打入主凝結水管內後，流經7、8 號低壓加熱器的疏水量少，與共殼體7、8 號低壓加熱器相比， 7、8 號低壓加熱器的獨體結構設內建式疏水冷卻段更方便。因此，上海汽輪機廠生產的1000mw 超超臨界汽輪機宜採用圖2 所示的低壓加熱器疏水系統，當7、8 號低壓加熱器的內建式疏水冷卻段下端差為5.
6℃時，汽輪機熱耗率又可降低0.7kj/kwh。1——除氧器 2——給水幫浦 3、4、6、7——5、6、7、8 號低壓加熱器5——低加疏水幫浦 8——軸封冷卻器 9——凝結水幫浦 10——凝汽器
圖2 設疏水幫浦且無外接式疏水冷卻器的低壓加熱器疏水系統
與低壓加熱器設內建式疏水冷卻段的疏水逐級自流入凝汽器的系統相比，圖2 所示的低壓加熱器疏水系統對應的t-mcr 工況汽輪機熱耗率約降低3.4kj/kwh。這樣，一台1000mw 機組年節省標準煤約490 噸。
此外，圖2 所示的低壓加熱器疏水系統相應的凝結水系統阻力小，流經凝結水幫浦的凝結水流量少，可降低凝結水幫浦的電耗。
4 凝結水系統優化
1000mw 機組的凝結水系統建議做如下優化設計。
4.1 凝結水系統裝置優選
優選下述裝置可減少凝結水系統的阻力：
1）除氧器。選用凝結水介面標高較低、凝結水膜化噴嘴壓降小（一般不超過0.05mpa）的內建式除氧器；
2）低壓加熱器疏水幫浦。象上海汽輪機廠引進德國siemens 公司技術製造的1000mw 超超臨界機組那樣，在6 號低壓加熱器上設疏水幫浦，將其正常疏水打入本加熱器凝結水出口管內。與疏水逐級自流相比，凝結水系統阻力可降低約0.
06mpa；
3）低壓加熱器與外接式疏水冷卻器。上海汽輪機廠生產的1000mw 超超臨界汽輪機，6 號低壓加熱器設疏水幫浦，宜在7、8 號低壓加熱器內疏水冷卻段並取消外接式疏水冷卻器，可降低凝結水系統阻力約0.06mpa。
這樣， 7、8 號低壓加熱器的凝結水系統可實現小旁路設計，與 7、8 號低壓加熱器和外接式疏水冷卻器採用大旁路凝結水系統相比，可減少此三颱裝置之一發生故障的影響範圍，提高機組執行的熱經濟性；
4）汽封蒸汽冷卻器。選用凝結水側阻力小的分流式汽封蒸汽冷卻器；
5）凝結水精處理裝置。建議執行人員根據凝結水精處理裝置的過濾器與混床的正常執行週期不同的特點，錯開過濾器的反洗時間和混床的再生時間，將凝結水精處理裝置的最大設計壓降控制在0.35mpa 以內。
4.2 凝結水管道優化
1000mw 超超臨界機組熱井至凝結水幫浦之間的主凝結水管道較短，一般選用φ1020×11mm 的鋼管。凝結水幫浦至除氧器之間的主凝結水管道優化選用φ610×19mm 鋼管，與選用φ530×17mm 鋼管相比，流動阻力約低0.13mpa。
另外，低壓加熱器等設施的旁路管道可選用比主管通徑小的鋼管，如選用φ480×15mm 鋼管，可帶來降低投資等諸多好處。4.3 除氧器水位調節閥優選1000mw 超超臨界機組的凝結水主管管徑大，從降低投資的角度來看選用調節蝶閥比較合適。
諮詢得知調節蝶閥的額定cv 值相當大，計算表明此類閥門可調性相當差，難以用來調節凝結水流量並控制除氧器的水位。因此，建議1000mw 超超臨界機組選用可調比較大、**較高的調節球閥，其cv 設計值（與vwo 工況下1970t/h 凝結水量對應）宜取2200。此時，調節閥的設計壓降只有0.
108mpa，但在tmcr 工況下調節閥的執行壓降將不低於0.767 mpa，因而具有很好的可調性。如此選用除氧器的水位調節閥，凝結水幫浦的設計揚程可降低25m h2o。
另外，建議將除氧器的水位調節閥設在凝結水幫浦與凝結水精處理裝置之間。這樣，相關設施的執行壓力至少降低1.5mpa，既可降低凝結水精處理系統的造價和執行費用，又可降低凝結水再迴圈調節閥的壓降，從而解決電廠中普遍存在的凝結水再迴圈管道的劇烈振動問題。
4.4 凝結水幫浦選型
1000mw 超超臨界機組優化後的凝結水系統配2×100%容量的凝結水幫浦時，可選用設計流量為2250t/h、設計揚程為272m h2o 的凝結水幫浦。與1000mw 超超臨界機組所配的設計流量2250t/h、設計揚程341 m h2o 的凝結水幫浦相比，電動機的功耗約減少520kw，當機組年執行時間按7500 小時計時，凝結水幫浦年節電約390 萬kwh，約合標準煤1000 噸。
另外，由此選用的凝結水幫浦，在tmcr 工況下，除氧器水位調節閥的壓降不低於0.767 mpa。
此調節閥的壓降偏大，為了減少此壓降和凝結水幫浦的電耗，可選用圖3 所示的帶後繼幫浦的凝結水中壓精處理系統。當後繼幫浦的設計流量為2250t/h、設計揚程為40m h2o 時，凝結水幫浦的設計揚程相應降低40mh2o，電耗可減少約300kw，1000mw 超超臨界機組一年又可多節電約225 萬kwh。1-凝汽器熱井、2-凝結水幫浦、3-凝結水精處理裝置、4-旁路閥、5-凝結水後繼幫浦
圖3 帶後繼幫浦的凝結水中壓精處理系統
5 抽汽系統優化
高壓加熱器宜採用單列式。這樣，不僅方便給水管道、抽汽管道、主廠房布置，而且汽輪機的
一、二、三段抽汽管道由「一分為二」變為單管，管徑大沿程阻力小，閥門等附件少區域性阻力小，可提高機組回熱系統的熱經濟性。汽輪機的四段抽汽是除氧器、汽動給水幫浦的小汽機和輔助蒸汽聯箱等用汽設施的主汽源。為了提高汽輪機執行的安全性，汽輪機廠均隨主機配供兩個相同的四段抽汽動力逆止閥（如氣動逆止閥）。
常規設計的四段抽汽系統中，兩個動力逆止閥已用的幾種聯鎖保護方式均存在缺陷。
1-汽機中壓缸 2-除氧器 3-輔汽聯箱 4-給水幫浦小汽機 5-抽汽第一道逆止閥
6-抽汽第二道逆止閥 7-除氧器側非動力逆止閥8-除氧器側電動閘閥
9-逆止閥上游疏水閥 10-逆止閥下游疏水閥
圖4 常規設計的汽輪機四段抽汽系統示意圖
優化後的汽輪機四段抽汽系統見圖5，它將第二道動力逆止閥移至除氧器側並取消非動力逆止閥，可降低四段抽汽系統的阻力，提高除氧器的執行壓力和除氧器的出水溫度，「排擠」三段抽汽，提高機組的熱經濟性。對於1000mw 超超臨界機組，減少乙個逆止閥的阻力係數按2（其值一般在0.8～9.
4 範圍內）考慮時，在tmcr 工況下機組出力約增加18kw。更重要的是兩個動力逆止閥可分別由疏水罐12、13 控制，並實現五道保護，提高四段抽汽系統和機組的安全性。1-汽輪機中壓缸 2-除氧器 3-輔汽聯箱 4-給水幫浦小汽機 5-抽汽第一道逆止閥6-抽汽第二道逆止閥 8-除氧器側電動閘閥 9-逆止閥上游疏水閥10-逆止閥下游疏水閥11-供輔汽逆止閥 12-逆止閥上游疏水罐 13-除氧器側疏水罐 14-除氧器側疏水閥
圖5 優化後的汽輪機四段抽汽系統示意圖
6 結束語
上述優化建議若用於1000mw 超超臨界機組，不僅提高機組的熱經濟性，節省煤炭資源，而且提高機組執行的可靠性和安全性，還可降低電廠的造價和執行費用。實際上，這些建議也適用於其他容量的機組，希望在今後建設的機組能夠得到應用。
超超臨界1000MW機組執行除錯關鍵技術分析
超超臨界1000mw機組執行除錯關鍵技術分析作者 程輝 中國科技縱橫 2014年第04期 摘要 本文結合當前我國超超臨界1000mw機組的發展現狀，以徐州發電 2 1000mw機組的除錯過程為例，從超超臨界機組的啟動及執行 機組的可靠性和效率 節能技術幾個方面對執行除錯技術要點進行了詳細闡述。關鍵詞...
1000mw超超臨界汽輪機現場安裝介紹
一 汽輪機安裝概述 安裝人員應當對涉及的工作步驟以及檢查 檢測等活動有乙個總體的概念。安裝一台汽輪機需要專業的知識，這些專業知識不可能全部用書面檔案寫下來，因此，當工程師要進行一項安裝工作而所有的安裝人員中又沒有人具備這方面的基本專業知識時，應當叫供貨方的專家到場。為保證汽輪機可靠地執行，首先必須建...
1000MW火電機組方案
配置原則 百萬千瓦級火電機組具有以下特點 中性點和出線側通常只能引出3個端子，對定子 轉子繞組的絕緣檢測要求很高，定子迴路時間常數較大，機組熱容量較小，轉子電壓較高，直軸次暫態電抗大，慣性時間常數較小，失磁後非同步執行的滑差大，通常為自並勵勵磁方式，主變壓器將大量選用三單相變壓器形式等。百萬千瓦級機...