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北仑电厂一、二期工程(5×600Mw) 总结


2.1.1 锅炉设备
北仑电厂一期工程二台机组分二次采购,二台机组的制造厂家,设备布置及特点不尽相同;二期工程是一次采购,三台机组为同一制造厂家,设备布置及特点均相同。北仑电厂五台锅炉分别来自三大制造厂家,设计煤种均为晋北烟煤。
#1锅炉由美国CE公司提供、制造的一次再热、亚临界、强制循环汽包炉、允许超压5%运行。采用单炉膛H型半露天布置、平衡通风、四角摆动喷嘴切圆燃烧、固态排渣系统。
#2锅炉由加拿大队W公司提供、制造的“卡洛琳纳”辐射型一次再热、亚临界、自然循环汽包炉,允许超压5%运行。采用单炉膛II型半露天布置、平衡通风、前后墙对冲燃烧、后烟井挡板调温方式、固态排渣系统。
#3、#4、#5锅炉由日本IN公司利用美国FW技术(Ihl-FW)制造的一次再热、亚临界、自然循环箱式汽包炉。采用单炉膛半露天布置、平衡通风、前后墙对冲燃烧、尾部挡板调温方式、固态排渣系统。
#3锅炉在钢结构吊装后安装承压部件及后部烟风道时,发现许多承力横梁及斜撑存在较大的变形,其原因是钢结构在设计时没有足够的安全余量,并且承力荷载改变后也没有采取相应的措施,最后在现场对钢结构进行加固,每台锅炉约加固了350t钢材。
2.1.2 制粉、烟风系统
五台锅炉均采用典型的冷一次风正压直吹式制粉系统,每炉配六台中速磨煤机,六台给煤机。在燃用设计煤种时,投用五台磨煤机可保证锅炉最大连续蒸发量;当燃用较差煤种时,投用六台磨煤机能满足锅炉最大连续蒸发量的要求。#1炉配用六台HP型中速磨煤
2.2.1.4 抽汽系统
五台机组均为八级抽汽回热加热系统,除#2机给水泵汽轮机用四级抽汽,其它机组用五级抽汽外,其余抽汽用户基本相同。为防止在各种起动运行条件下汽轮机的低周疲劳和冷再热蒸汽管道为碳钢的允许使用温度限制,#1、#3、#4、#5机在高压缸起动时,除采用高、中压调门联动控制,调整高压缸排汽参数外,还在一级抽汽管上设一根125A排向凝汽器的通风管。而2号机为中压缸启动,在高压缸排汽逆止阀前的冷再热蒸汽管道上设有一根 300A排向凝汽器的通风管,在高压缸暖缸及中压缸启动转换为高压缸进汽前,该管路打开。
2.2.1.5 凝汽器抽真空系统
#1、#3、#4、#5机各有四台50%容量的水环式真空泵,每个高压和低压凝汽器分别与两台真空泵连接,机组启动时,四台真空泵一起运行,可在45min内将凝汽器从大气压力抽到723.2mm水银柱真空,正常运行时两台真空泵运行。#2机高低压凝汽器共配备三台离心射流式真空泵和一台前置式射汽抽气器,另设有一台起动射汽抽气器,10min内可使凝汽器压力达到20kPa,正常运行时,视冷却水温度,由一台前置式射汽抽气器和一台或二台离心射流式真空泵串联运行。
2.2.1.6 润滑油和控制油系统
所有机组的主机润滑油系统与控制油系统是分开的,控制油为抗燃油。给水泵汽轮机除#1机的润滑油和控制油是合用油箱外,其余机组两系统均分开,控制油也为抗燃油,所有控制油系统自带油净化装置。#l、#2机组的润滑油处理设备为沉淀、过滤式,#3~#5机组的润滑油处理设备为过滤式。
2.2.1.7 循环水和开式冷却水系统
循环水采用海水作水源的直流供水系统。每台机设有两台50%容量的循环水泵,循环水和开式冷却水供应主凝汽器、水水热交换器、真空泵水箱冷却水和锅炉灰渣系统用水。
#1、#2机厂区循环水供水管采用43000mm承插式钢筋混凝土预应力管,而#3~#5机则采用43000mm承插式钢筋混凝土管和钢管的组合布置,钢管内部用环氧沥青及牺牲阴极块保护,外壁用环氧沥青漆保护。
2.2.2 主要设备的技术特点
2.2.2.1 汽轮机
#1、#2机按国产机组设计要求,即在循环水温33℃时,发电机端减去励磁损失的净出力为600Mw,以此作为铭牌出力,所有汽轮机辅机均按此要求进行设计。#3~#5机是按国际汽轮机制造业规定的背压11.8kPa(高压凝汽器侧)时发电机端减去励磁损失时能发出600Mw作为铭牌出力,所有汽轮机辅机按此要求进行设计。因此二期机组在额定进汽参数、正常背压下的机组出力余量比一期大。
一期工程设计时,为保证机组的安全运行,要求汽轮机允许主汽超压5%运行,二期工程设计中不要求主汽超压5%。一期工程考虑到600MW机组为系统主力机组,为保证经济性及系统稳定等因素,考虑了FCB工况,二期工程不再考虑FCB工况。#1、#3、#4、#5机的二个主汽门与四个调试为一整体式结构,布置在车头前下方,二个中联门布置在中压缸腰部的两侧,中压缸为中部进汽双和。
中分流结构,中压缸间仅用一根连通管连接,盘车装置布置在代压缸与发电机之间,汽轮机转子轴承为门瓦块式双向中可倾瓦和椭圆瓦结构。#2机的四组高压主汽门和调门对称布置在高压缸两侧,四组中压主汽门和调门对称布置在中压缸盘车两侧,中压缸单流结构中压缸间采用二根连通管连接,盘车装轩布置在车头,除正常盘车装置外,还配有一套气体盘车装置,汽轮机转子轴承为三瓦块式可倾瓦结构。五台机组的高压缸均逆向单流布置,低压缸均为中间进汽,双向分流结构。#1汽轮机末级叶片高度为33.5in(850.9mm),#2机为42in(1072.5mm) #3~#5机为42in(1066.8mm).五台机组均采用定压一滑压一定压的运行方式。
2.2.2.2凝汽器
五台机组均为双壳体,双背压、单流程凝汽器。凝汽器前后水均采用胶防腐。#1、#2 、#3、 #4、#5机的高中压疏水通过集中联箱方式接入高压或低压凝汽器,#2机在低压凝汽器侧设有一个与之相通的疏水扩容器,以接收机组的所有疏水。凝汽器管子均为钛管。#1机管板采用复合钻板,原设计钛管与管板为胀管连接,但由于钦管与复合钛板中的钢板易胀牢,而钛管与其中的钛板部分无法胀得紧密,引起海水通过敏板胀口渗漏至钢板,造成钢板腐蚀而渗漏,因此后来对所有胀口进行焊接处理。据此教训,其余机组均采用全铁板。为清洁凝汽器钦管,五台机组均设计有胶球清洗系统。但根据北仑海水含泥沙高及循环水采用加氯处理的特点,实际上不用胶球清洗,钛管内壁己很干净,因此该胶球清洗系统没有发挥作用。
2.2.2.3 凝结水泵
每台机组采用2×100%容量的凝结水泵,#1、#3、#4、#5机凝泵设有中间抽头,供应厂内水压要求较低的用户。
2.2.2.4 给水泵汽轮机
每台机均采用2×50%BMCR容量的给水泵汽轮机。#l、#3、#4、#5机的给泵汽轮机正常用主机的五级抽汽,而#2机用四级抽汽。前者机组的备用蒸汽为主蒸汽,而后者机组备用蒸汽为冷再热汽。因此,#1机在启动使用主蒸汽或主汽轮机甩负荷后切换至主蒸汽时,易使给水泵汽轮机排汽温度升高,从而对排汽蝶阀密封件造成损坏。故在#3~#5号机设计中, 给水泵汽轮机排汽蝶阀的橡胶密封件设计温度提高到l 77C。
2.2.2.5 给水泵
五台机组均采用2×50%BMCR容量的前置泵和主给水泵,以及l×30%BMCR容量的电动给水泵组。所有主给水泵均采用带节流套、注射式的轴封装置,密封水用凝结水。
#2~#5机主泵带有中间抽头及后置级,#1机主泵只有中间抽头而无后置级。
2.2.2.6 循环水系统设备特点
所有循环水泵的动叶片可调节,其中#1、#3、#4、#5机组循环泵采用液压调节,#2机组 循环泵采用马达调节。#2机循泵的出口采用液压止回蝶阀,该阀液压打开,通过配重重锤自动关闭,既起隔离阀作用,又起逆止阀作用,并且其关闭时间比电动蝶阀来得快。#2机的平板钢闸门采用了液压千斤顶及胀紧机械,密封效果很好。
2.3 电气设备及系统
2.3.1 500kv和220kv系统
500kv系统采用一个半断路器接线,l~5号发电机均经主变压器升压后直接接入500kV系统。500kV配电装置采用SF6气体绝缘全封闭配电装置(GIS),户内式布置;一期工程建成三个断路器串(注:其中第一串为不完整串),采用ABB公司产品;二期工程扩建两个断路器串,采用日本东芝公司产品。
220kv系统为双母线接线,与500kv配电装置之间设有一台联络变压器(500/500/ 200MvA,525/230/15.75kv),220kv采用sF6气体绝缘全封闭配电装置(GIs),户内式布置,一期工程已建成六个间隔,采用ABB公司的产品。二期工程扩建五个间隔,采用日本东芝公司产品。
2.3.2 发电机及发电机主回路设备
除#2发电机采用法国阿尔斯通公司制造的无刷励磁系统外,其它四台发电机均采用东芝公司制造的机端电源静态励磁系统。#3~#5发电机还采用了数字式电压调节器(D—AVR)。发电机主回路的分相封闭母线采用微正压系统,自冷式。主变压器均为三相式,强迫油循环风冷却,55K温升。配有智能式氢气监视仪,用以连续监视变压器油中溶解的氢气浓度。
2.3.3 厂用电系统
2.3.3.1 厂用电电压及中性点接地方式
中压厂用母线采用10.5kV和3.15kV两个电压等级,低压厂用母线电压为400V。
2000kW及以上电动机采用10kV额定电压,200~2000kW电动机采用3kV额定电压,200kW及以下电动机采用380V额定电压,75~200kW电动机由400V动力中心供电,75kW以下电动机由低压电动机控制中心供电。厂变10.5kV绕组中性点采用中电阻接地方式,单相接地时动作跳闸;厂变3.15kV绕组中性点及400V绕组中性点经高电阻接地,单相接地时发信号。照明变压器二次侧的中性点直接接地。
2.3.3.2 中压厂用电接线
每台机组装设两台相同容量的风冷式、绕组温升55K的单元厂变,该厂变为三绕组变压器,两个次级绕组的电压分别为10.5kV和3.15kV。每台机组的10.5kV和3.15kV厂用母线分为A、B两列,分别对应于单元厂变A和B相应电压等级的二次侧绕组。一期工程中压厂用电系统全部采用SF6断路器,中压开关柜采用法国梅兰日兰公司生产的手车式开关柜。二期工程主厂房中压厂用电系统全部采用真空断路器,中压开关柜采用日本东芝公司生产的VX型手车式开关柜,使用绝缘母线。单元厂变的高压侧直接支接于发电机主回路的封闭母线上。单元厂变配有智能型氢气监视仪。
2.3.3.3 启动/备用变压器
所有启备变均为油浸风冷式、温升65K,配有智能型氢气监视仪。#1、#2机组合用一组(2台)启备变,每台启备变容量为55MVA(HV)/40MVA(10.5kV)/l 5MVA(3.15kV)。
#3、#4机组合用一组(2台)启备变,每台启备变容量为50MVA(HV)/38MVA(10.5kV)/12MVA(3.15kV)。#5机组单独配一组(2台)启备变,容量为40MVA(HV)/30MVA(10.5kV)/10MVA(3.15kV)。启备变电源取自220kV系统。每组启备变合用一台220kV断路器和一回220kV电力电缆。为便于单台启备变的检修或退出运行,二期工程中在每一台启备变前设置一组220kV三相隔离开关。全部高压厂变和启备变的10.5kV和3.15kV桩头与中压开关室10.5kV和3.15kV母线之间均采用分相封闭母线连接。
2.3.3.4 低压厂用电接线原则
低压厂变成对配置、互为暗备用,即每个400V厂用配电装置设两台低压厂变,分别供电给400V母线A段和B段,正常运行时,400V母线联络断路器断开。主厂房所有户内布置的低压厂用变压器均为干式变压器。对于#2~#5机组的主厂房厂用配电装置,当某一台低压厂变因保护动作被切除时,联络断路器将自动投入。低压MCC有两个进线闸刀,两个电源,但除少数MCC外,大部分MCC均不考虑备用电源自动投入的方式。与国内设计不同之处在于MCC回路中包括了电动阀门回路。每台机组设有两段保安,布置于汽机房内,供机、炉岛所有保安负荷共用。每段保安设置有两个正常电源。
每台机组设置一台空冷型柴油发电机组作为本单元的应急保安电源,发电机容量分别为800kW(对于#1、#2机组)和1000kW(对于#3~#5机组),能满足各保安负荷的需要。
柴油发电机组的出线连接到保安电源动力中心,再由该动力中心馈电给保安MCC。
2.3.4.2 静态交流不停电电源(SUPS)
每台机组配置1套75kW的SUPS装置。其供电对象为机组分散控制和数据采集系统(DCDA6)、火焰检测系统、汽轮机DEHC、汽轮机振动监视系统、汽轮机旁路系统、变送器辅助电源、除灰控制系统和厂内呼叫通信系统等。
2.3.5 直流、控制和继电保护
2.3.5.1 直流系统
主厂房直流系统,每台机组设有两组115V铅酸蓄电池组,10h放电容量为1900Ah/组, 每组蓄电池配有一台充电器,另有一台充电器作为两组蓄电池的备用充电器。同时每台机组设有一组230V铅酸畜电池组,10h放电容量为3000Ah/组。#1机和#2机、#3机和#4机的230V蓄电池除各有一台充电器,另有一台充电器作为两台机组公共的备用,#5机单独配置有两台充电器。每个煤场配电装置的直流系统,由一组免维护蓄电池组和两套充电装置组成。
2.3.5.2 控制
发电机及中压厂用电源的控制采用硬接线的控制方式,发电机控制盘布置在单元主控制室中。主要控制发电机所对应的500kV断路器,中压厂用母线段的工作电源进线断路器和备用电源进线断路器的控制以及两个电源间自动/手动切换;起备变有载调压分接开关的控制等。中压厂用备用电源的自动投入采用快速切换方式