660MW超超临界汽轮机设备及系统介绍
660MW超临界空冷汽轮机
迷宫式汽封中蒸汽压力下降图
蒸汽在迷宫式汽封中的膨胀过程
各汽源的调节阀压力整定值
在正常运行时，靠高中压缸两端轴封 漏汽作为低压缸两端的轴封供汽，不 需另供轴封用汽，这种系统叫做自密 封系统。
下降，油膜将难以形成；
但粘度太大，会使油的
分布不均匀，增大摩擦
二、径向支撑轴承
损失 ，减小偏心距。
F
G为重力； F为油膜
F’ F2 F1
o
支撑的合
力。
o1
G=F
G
G
一旦出现扰动，则合垂直方向，前者使轴回到原中心 位置，而后者使轴颈绕原中心位置o涡动，经计算其涡动 频率为转速的一半
大型汽轮机汽缸结构
一、采用双层缸结构
双层缸的优缺点: 缸壁内外表面之间的温度差较小。 气缸壁和法兰厚度较薄。 贵重金属材料消耗少。 结构复杂，零件增多。 内缸承受蒸汽的温差小、压差大，而外缸承受的温差大、压
差小。因此内缸壁中温度梯度不大，引起的热应力较小；外 缸承受大温差，但由于缸壁承压小，在工况变化过程中，能 承受较大的热应力。 将一定压力的蒸汽引入夹层，使蒸汽的总压差、温差分别由 内、外壁承担。减小单层汽缸壁厚、法兰厚度，减小热应力
汽缸
汽缸的作用是将汽轮机的通流部分与大气隔开，将蒸 汽包容在汽缸中膨胀做功，完成其能量转换过程。
汽缸内部装有喷嘴室、喷嘴、隔板套、隔板和汽封等部 件。分成高压缸、中压缸和低压缸。
一般汽缸都是上下缸结构，中间通过法兰螺栓连接 但大机组、尤其是超临界机组高压缸为了减小热应力，采用 了一些其它方式。 西门子公司： 外缸为圆筒形结构；内缸有中分面，用螺栓固 定；内缸受外缸约束、定位。 石洞口二电厂（ABB）、元宝山电厂等 内缸无法兰螺栓，而采用7只钢套环将上下缸热套紧箍成一圆 筒，仅在进汽部分加四只螺栓来加强密封。 同时外缸可采用较薄的法兰和细螺栓，减小对汽机启停的限 制。
660MW超超临界汽轮机(三缸)
冷却室可以在汽轮机停机后降低汽轮机上缸的金 属温度，进而就能防止上缸和下缸之间出现大的温差。 停机后满足以下三个条件，才可提供冷却空气 ：
a.上缸和下缸之间的金属温度差≥0℃； b.盘车运行； c.调节级出口金属温度≥250℃。
1029mm末级动叶片的低压缸模块
末级静叶采用弯扭加前掠 弯扭静叶片
转子冷却蒸汽系统
转子蒸汽冷却试验
调节级喷嘴
子午面收缩 表面渗硼 固粒腐蚀下降为原材料0.2
焊接喷嘴 刚性好热应力小 热膨胀性好
高中压缸结构特点：
调节级动叶片
三胞叶片，高强度
多层缸设计
弹性密封
热膨胀性能好 运行时无泄漏
高 压 进 汽
全三维反动式自带围带叶片
静叶
动叶
上汽缸冷却系统
汽轮机停机以后，由于下缸冷却较快，故上缸和 下缸之间存在温差，会引起引汽缸变形，俗称“猫 背”。由于汽缸下半向上变形，转子轴向中央部位附 近和汽缸下半发生接触，导致汽封齿碰磨。特别是多 次启停机组后会导致机组下半汽封片磨损严重，甚至 引起转子的磨损，导致通流间隙不断增大，进而影响 机组效率。因此为了降低停机后汽缸上下温差，在汽 缸上半设置了冷却腔室，如下图所示：
mm
17 通流级数：
18 高压缸
级
19 中压缸
级
20 低压缸
级
21 机组外型尺寸（长、宽、高）
660MW超超临界汽轮机控制保护系统
功能强大的FM458处理器
用于高速的汽轮机控制
高性能闭环控制和运算处理 高速响应能力用于转速控制和 紧急遮断 高分辨率用于位置控制 128 MHz, 64bit RISC 浮点处 理器 最小循环周期 0.1 ms , 一般为 0.5 ms.
1000MW汽轮机控制系统 600MW汽轮机控制系统
上海电气 上海汽轮机有限公司
主汽门/再热主汽门油动机
快关电磁阀 方向阀
过滤器 快关弹簧 阀门
油缸
回油
压力油
1000MW汽轮机控制系统 600MW汽轮机控制系统
上海电气 上海汽轮机有限公司
EH油动机
调 门
主汽门
油动机
1000MW汽轮机控制系统 600MW汽轮机控制系统
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EH油动机
整套系统采用德国BOSCH-REXROTH公司产品
1000MW汽轮机控制系统 600MW汽轮机控制系统
上海电气 上海汽轮机有限公司
EH油站
供油系统(组合油箱)
冗余的EH油泵 冗余的过滤器 再生装置（分子筛+离子交 换器） 蓄能器（4-50L） 电子设备（液位开关、压 差开关 等） 在线循环系统(循环泵、冷 油器、滤油器）（各两只）
1000MW汽轮机控制系统 600MW汽轮机控制系统
上海电气 上海汽轮机有限公司
转速监视器原理图
1000MW汽轮机控制系统 600MW汽轮机控制系统
上海电气 上海汽轮机有限公司
电子保护系统(EPS)
汽轮机电子保护系统接受传感器、热电偶等重要的保
护信号。当这些信号超过预设的报警值时，发出报警。 当参数继续变化超过遮断值时，发出遮断信号，通过 TTS系统动作停机电磁阀，遮断机组。 标准的保护包括三取二组态（除振动信号采用二取 二）。 汽轮机保护条件通过模拟量测量，信号不间断的进行 监视和比较。通过数字化自动系统执行信号处理。采 用这种设计，可以精确完成所有汽轮机组保护回路而 不需要进行额外的试验。
660MW超超临界汽轮机设备及系统介绍
660MW超超临界汽轮机设备及系统介绍
一、基本原理
660MW超超临界汽轮机是一种采用超超临界循环技术的汽轮机，其工作原理主要是利用燃烧产生的高温高压蒸汽驱动汽轮机转动发电机发电。
该汽轮机采用超超临界循环技术，能够在高温高压状态下工作，提高了燃烧效率和发电效率，同时减少了CO2排放。
二、结构特点
1.燃烧系统：采用先进的燃烧技术，能够高效燃烧，减少NOx和SOx 排放。
2.锅炉系统：采用超超临界循环技术，实现高温高压循环，提高了锅炉效率。
3.汽轮机系统：采用先进的涡轮设计和材料，能够实现高效率的能量转换。
4.发电机系统：采用高效率的发电机设计，能够实现高效率的发电。
三、系统组成
1.燃烧系统：包括燃烧室、燃烧器和燃气管道等，用于将燃料燃烧产生高温高压蒸汽。
2.锅炉系统：包括锅炉本体、过热器、再热器和除尘器等，用于将燃烧产生的高温高压蒸汽转化为动能。
3.汽轮机系统：包括高压汽轮机、中压汽轮机和低压汽轮机等，用于将高温高压蒸汽的动能转化为机械能。
4.发电机系统：包括同步发电机、变压器和电气设备等，将汽轮机转动的机械能转化为电能。
660MW汽轮机技术介绍
通流部分叶片级的详 细逐级热力计算 汽轮机热力系统热平 衡计算 供通流部分叶片级设 计用参数 机电炉参数协调 用户及电厂设计
信息输出 热平衡图自动绘制 性统
通流部分自动 优化设计系统 叶型及叶片 数据库 典型的结构 设计准则 各种气动及 强度程序 通流部分自动设计程序 自动决定尺寸及叶型 各种叶片气动及 强度计算程序 叶片及隔板参数化 CAD程序
STC引进并形成的现代汽轮机技术开发体系
两个15年向三菱技术转让 90年代十年的联合开发 西门子-西 屋公司现 代汽轮机 技术体系 1996-2005年 所有超临界技术产品 向STC技术转让 日本三 菱MHI
MHI600MW超临界 等四个产品-1998年 STC合 资公司
高效超临界汽轮机产品发展的技术路线
三 三 技 技 术 术 路 路 线 线 结 结 构 构 特 特 点 点
世界超临界汽轮机的发展
第一次大规模发展
美国西屋,GE首先发展超临界机组（50-70年代） 1959年，GE公司第一台125MW 31/621/566/538 1975年已停运。 1959年，西屋310MW-34.5/649/566/566,至今仍在 运行。世界运行时间最长的超临界机组。 西屋共计生产了60余台，其中11台为两次再热,5台 温度达到593°C以上。
低压通流部分
LP:BB0474C
7 级压力级，整体围带动叶片 静叶片全马刀型设计，前端动叶马刀 全三元气动设计
马刀型静叶片与隔板
全三元气动 设计技术
低压缸设计特点 （双流）
改进的单层低压内缸 设计，加强内缸刚性 1050mm末级叶片
更合理的撑筋支撑，加强外缸刚性
低压长叶片采用ILB设计
典型设计参数：
组（1987-1997的JDP计划Join Development Program）：
660MW超超临界汽轮机(三缸)
660MW超超临界汽轮机(三缸)随着能源需求的不断增长，传统的火力发电已经无法满足能源供应的需求。
超超临界汽轮机作为一种新型的发电设备，具有高效率、低排放的特点，成为发电行业的重要方向之一。
超超临界技术简介超超临界技术是指在常规火力发电设备的基础上，通过提高工作流体的压力和温度，使其达到超过临界点的状态。
这种状态下的工作流体具有更高的热效率和更低的排放。
超超临界汽轮机在提高发电效率的，还能减少二氧化碳等有害气体的排放。
660MW超超临界汽轮机(三缸)的特点660MW超超临界汽轮机是一种三缸式的发电设备，具有以下特点：1. 高效率：通过采用超超临界技术，该汽轮机可以达到更高的热效率，提高发电效率，降低燃料消耗。
2. 低排放：超超临界汽轮机在燃烧过程中排放的二氧化碳等有害气体较少，对环境的影响较小。
3. 稳定性好：该汽轮机采用三缸式结构，可以更好地平衡各个缸的工作状态，提高整机的稳定性和可靠性。
4. 减少水的消耗：超超临界汽轮机采用闭式循环，可以减少对水的消耗，更加环保节能。
5. 多用途：超超临界汽轮机不仅可以用于发电，还可以用于工业生产过程中的动力输出。
应用前景660MW超超临界汽轮机的应用前景广阔。
随着国内外能源需求的持续增长，超超临界汽轮机将成为发电行业的主流技术。
其高效率、低排放的特点符合环境保护的要求，也能够满足能源供应的需求。
小结660MW超超临界汽轮机(三缸)是一种具有高效率、低排放的发电设备。
通过提高工作流体的压力和温度，它能够达到超过临界点的状态，提高发电效率，降低燃料消耗。
超超临界汽轮机在发电行业的应用前景广阔，将成为推动清洁能源发展的重要技术之一。
660MW超临界空冷汽轮机及运行
660MW超临界空冷汽轮机及运行随着社会对能源需求的日益增长，汽轮机作为重要的能源转换设备，其效率和可靠性对于满足人们的能源需求至关重要。
本文将重点介绍660MW超临界空冷汽轮机及其运行。
一、超临界空冷汽轮机简介超临界空冷汽轮机是一种高效、清洁的能源转换设备，它采用了超临界蒸汽技术，可以在高温高压下提高蒸汽的效率，从而实现能源的高效利用。
这种汽轮机主要应用于大型火力发电厂、石油化工等领域，为工业生产和人们的生活提供稳定的电力供应。
二、660MW超临界空冷汽轮机结构及特点1、结构：660MW超临界空冷汽轮机主要由进汽系统、主轴、叶片、发电机、控制系统等组成。
其中，进汽系统负责将锅炉产生的蒸汽引入汽轮机，主轴是支撑整个机组的核心部件，叶片则用于将蒸汽的动能转化为机械能，发电机将机械能转化为电能，控制系统则对整个机组进行监控和调节。
2、特点：660MW超临界空冷汽轮机具有效率高、容量大、可靠性强的特点。
其采用超临界蒸汽技术，可以在高温高压下运行，提高蒸汽的效率。
该汽轮机还采用了先进的密封技术和控制系统，保证了设备的可靠性和稳定性。
三、660MW超临界空冷汽轮机的运行1、启动：在启动660MW超临界空冷汽轮机之前，需要进行全面的检查和准备工作，包括确认设备状态良好、控制系统正常等。
启动后，汽轮机需要经过暖机、加速等阶段，直至达到额定转速。
2、运行：在正常运行过程中，660MW超临界空冷汽轮机需要保持稳定的转速和负荷，以实现高效的能源转换。
同时，需要对设备进行定期检查和维护，确保设备的正常运行。
3、停机：在停机时，需要进行逐步减速、停机等操作，同时进行设备的检查和维护。
还需要对设备进行定期的保养和维护，以延长设备的使用寿命。
四、结论660MW超临界空冷汽轮机作为一种高效、清洁的能源转换设备，对于满足人们的能源需求至关重要。
在实际运行中，需要采取科学合理的措施进行设备的监控和维护，以确保设备的稳定性和可靠性。
660MW超临界空冷汽轮机及运行
660MW超临界空冷汽轮机及运行660MW超临界空冷汽轮机及运行概述结构660MW超临界空冷汽轮机由压气机、燃烧室、高压涡轮机、中压涡轮机、低压涡轮机和空冷设备等组成。
压气机负责将空气压缩，通过燃烧室与燃料混合燃烧产生高温高压燃气。
高压涡轮机、中压涡轮机和低压涡轮机将燃气的能量转化为转动机械能，最终带动发电机发电。
空冷设备用于将汽轮机排出的废热通过空气冷却，提高装置的热效率。
超临界空冷技术可以有效降低冷却塔和水泵等设备的使用数量，减少水资源的消耗。
原理超临界空冷汽轮机采用超临界循环技术，利用高温高压的态势增加了汽轮机的发电效率。
超临界循环是一种介于常规汽轮机循环与超临界循环之间的状态，具有较高的过热温度和较高的过热压力。
超临界循环的特点是在液相区域具有较高的比熵，使得过热器的温差减小，进而降低了对锅炉管材的性能要求。
由于工质在液相时有较高的比熵，故压缩度小，外排温度升高，进而降低了冷却水的使用量。
空冷技术则通过利用环境空气对汽轮机的散热进行冷却，减少了对水资源的依赖。
相比传统的湿冷循环，空冷技术具有热效率高、环境保护性好的优势。
运行情况660MW超临界空冷汽轮机的运行情况非常良好。
其高效率和环保性使得其在电力行业得到了广泛的应用。
超临界空冷汽轮机的高效率使得发电成本得到了降低，进一步促进了可持续发展。
空冷技术的应用也减少了对水资源的压力，提升了能源的可持续利用性。
除此之外，超临界空冷汽轮机还具有运行稳定、可靠性好等特点。
其高负荷运行和快速启停的能力满足了电力行业对供电的需求。
，660MW超临界空冷汽轮机以其高效率、环保性以及运行稳定性，将成为电力行业的重要发展方向。
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机组外形布置图
发电机 低压缸
中低压连通管
中压缸
中调门
高压缸
中主门 高调门 补汽阀管 主汽门
主要设计参数
• 单流高压缸通流为20级反动式，包括1 级 低反动度级和19级扭转叶片级 • M型双流中压缸： 发电机侧：通流为16级 反动式，包括1 级低反动度和15级扭转叶 片级。 汽机侧：通流为16级反动式，包括 1级 低反动度和15级扭转叶片级 • 双流低压缸每侧通流为5级反动式，包 括2 级扭转叶片级和标准低压末3级
（2）辐（周）流式：蒸汽沿着转子轮周方向流动；
二、汽轮机型号 Δ ×××—×××/×××/×××
例如：NJK660-27/600/610
额定功率为600MW的间接空冷凝汽式汽轮机，主 蒸汽压力为27MPa，温度为600ºC，再热蒸汽温 代 。 度610ºC 型式 代号 型式 号 N 凝汽式 CB 抽汽背压式
超超临界660MW汽轮机设备及 系统介绍培训课件
生产准备部
2016.12.31
汽轮机设备介绍
火电厂概述分类 电力生产过程 汽轮机的基本概念 汽轮机工作原理 汽轮机组成 本厂汽轮机介绍
火力发电厂的分类
火力（热力）发电厂：通过燃料燃烧将化学能变为电能。
1
按火电厂供电、供热的产品分 按使用的一次能源分 按火电厂的服务规模分
高加内部结构图一
高加内部结构图二
660MW机组本体结构及主要部件
• 1-1汽轮机简介： ####发电有限公司2×660MW超超临界汽轮 机由上海汽轮机有限公司（STC）与西门子西屋 公司联合设计制造。本汽轮机型号为：NJK66027/600/610型间接空冷汽轮机，汽轮机型式：超 超临界、一次中间再热、三缸两排汽、单轴、间 接空冷凝汽式机组、八级回热抽汽；额定出力 660MW；机组设计寿命不少于30年。机组采用复 合变压运行方式，汽轮机的额定转速为3000转/分。 机组外形图演示。
• 三维示意图
1-3汽机本体结构
汽轮机纵剖面图1.1
汽机膨胀示意图 绝对死点与相对死点（推力盘位置）均设在2瓦处：
3、汽轮机的保护系统 防止汽轮机转速过高，造成损坏。 4、汽轮机的主要辅助设备 • 润滑油系统：油泵、油冷却器 • 凝结水系统：凝汽器、凝结水泵、低压加热器 • 除氧器系统：除氧器 • 给水系统：给水泵、高压加热器
凝汽器：一是建立并维持高度真空，使汽轮机 内蒸汽充分膨胀；二是将汽轮机排汽凝结成水， 回收工质。 除氧器：将给水中所含的氧等气体除掉，防止 腐蚀金属表面。 回热加热器：利用从汽轮机中间级引来的作过 部分功的蒸汽加热给水，提高效率。
上海电气集团有限公司（上海汽轮机）
机组设计特点
• 本机组为具有超群的热力性能、高度可靠性、高效率、高 稳定性、容易维护、检修所花时间少、运行灵活、快速启动及 调峰能力。机组形式为三缸两排汽、中间再热机组。机组的设 计蒸汽参数、功率、转速等均标在汽轮机的铭牌上。 • 机组的高、中压缸均可采用厂内精装出厂，整体发运现场 的先进的组装形式。 • 汽轮机采用全周进汽+补汽阀的配汽方式，高、中压缸均 为切向进汽。高、中压阀门均布置在汽缸两侧，阀门与汽缸直 接连接，无导汽管。 • 蒸汽通过高压阀门和单流的高压缸后，从高压缸下部的两 个排汽口进入再热器。蒸汽通过再热器加热后，通过两只再热 门进入双流的中压缸，由中压外缸顶部的中低压连通管进入双 流的低压缸。
发电厂和热电厂
2
燃煤电厂、燃油电厂、余热电厂
电力系统中发电厂 、孤立电厂、 自备电厂 亚临界、超临界、超超临界
3
4
按锅炉、汽轮机的蒸汽初参数分
其他类型的发电厂
１
原子能发电厂(核电站) 水力发电厂
２
３
风力、地热及潮汐发电站等
电力生产的特点及基本要求
安全可靠
节约能源
力求经济
电力生产 基本要求
保护环境
3、按蒸汽压力分
汽轮机类别 低压汽轮机 中压汽轮机 高压汽轮机 超高压汽轮机 亚临界压力汽轮机 超临界压力汽轮机 超超临界压力汽轮机
主蒸汽压力（MPa) 0.12~1.5 2~4 6~10 12~14 16~18 >22.7 >26
4、按照结构分 （1）单级和多级汽轮机； （2）单缸、双缸和多缸汽轮机； （3）单轴、双轴汽轮机； 5、按汽流方向分 （1）轴流式：蒸汽沿着转子轴向流动；
保证电能质量
控制污染
火电厂运行集控室
火力发电厂的三大设备
三大主机
锅炉
汽轮机
发电机Biblioteka 力发电厂的组成及能量转换过程锅 化学能 (燃料)
炉
发电机 电能
热能
机械能
汽轮机分类
一、汽轮机的分类 1、按照工作原理分 （1）冲动式汽轮机：蒸汽主要在喷嘴中膨胀； （2）反动式汽轮机：在喷嘴中膨胀程度与在动叶 中膨胀的程度相同；调节级采用冲动级，其它级 均为反动级。 2、按照热力特性分 （1）凝汽式 汽轮机排汽排入凝汽器； （2）背压式 排汽在高于大气压力下排出，排汽可 供给工业或采暖等热负荷； （3）调整抽汽式 除作为驱动原动力外，还利用抽 汽供给工业或采暖，抽汽压力一定范围内可以进 行调节；
• 1-2设备主要技术规范
名称 机组形式 汽轮机型号 额定主蒸汽压力/再热压力 额定主蒸汽温度/再热温度 额定流量 额定出力 额定最终给水温度 配汽方式 给水回热级数 额定排汽压力 生产厂家 kpa MPa ℃ t/h MW ℃ 单位 技术参数 超超临界、一次中间再热、三缸两排汽、表凝式间 接空冷 NJK660-27/600/610 27/5.272 600/610 1877.3 660 299 全周进汽+补汽阀 8（3高+1除氧+4低） 11
B
C
背压式
一次调整抽汽 式
CY
Y
船用
移动式
汽轮机工作原理
工作过程分两步完成： 在喷嘴中将蒸汽的热 能转变为动能； 然后在动叶中将蒸汽的 动能转变为轴上的机 械能。
三、汽轮机的组成 汽轮机由汽轮机本体、调节系统、保护系统、 油系统及辅助设备组成。 1、汽轮机本体 由静止和转动两大部分构成。静止部分称作 “静子”包括喷管、隔板、汽缸和轴承等主要 部件；转动部分就是指转子，它由动叶、叶轮、 主轴及联轴器等组成。 2、汽轮机的调节系统 当外界负荷变化时，及时调节汽轮机的进汽 量，使其输出的功率与外界负荷相适应，维持 转速不变。