NCB型式熱電聯(lián)供9FB級聯(lián)合循環(huán)汽輪機

徐鵬+王文斌+高志福+何成君+鮑大虎

摘 要：哈爾濱汽輪機廠有限責任公司設(shè)計制造的9FB級聯(lián)合循環(huán)汽輪機為三壓、再熱、雙缸、沖動、抽汽、背壓、凝汽式，是哈汽及中國自主研發(fā)的首臺NCB型式熱電聯(lián)供機組。該機型可以實現(xiàn)純凝、抽凝、背壓三種運行模式，具有極限供熱能力。

關(guān)鍵詞：汽輪機；聯(lián)合循環(huán)；NCB型；熱電聯(lián)供；解列模式；SSS離合器

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.11.031

0 前言

NCB型式熱電聯(lián)供9FB級聯(lián)合循環(huán)汽輪機是哈汽為大唐集團北京高井電廠研制 的，是哈汽及中國自主研發(fā)的首臺NCB型式熱電聯(lián)供機組。該機型可以實現(xiàn)純凝、 抽凝、背壓三種運行模式，具有極限供熱能力。汽機采用三壓進汽一次中間再熱方式，設(shè)有一級調(diào)整抽汽，對外供熱。汽機無給水加熱系統(tǒng)。汽輪機采用節(jié)流配汽，設(shè)計為高中壓、低壓兩個模塊。機組高中壓和低壓部分均采用成熟模塊，既提高了可靠性，同時也具有較高的通用率。由于本機組設(shè)有低壓模塊解列模式，發(fā)電機布置在汽輪機高中壓缸前部，從發(fā)電機向汽輪機看汽輪機為順時針方向。

1 機組主要參數(shù)及技術(shù)規(guī)范

型 式： 三壓、再熱、雙缸、沖動、凝汽、抽背式

額 定 功 率（純凝）： 319.67 MW

額 定 功 率（背壓）： 155.67 MW

額 定 轉(zhuǎn) 速： 3000 r/min

高壓蒸汽溫度： 565 ℃

高壓蒸汽壓力： 13.02 MPa.a

高壓蒸汽流量： 659.98 t/h

再熱蒸汽壓力： 2.703 MPa.a

再熱蒸汽溫度： 564.3 ℃

再熱蒸汽流量： 722.85 t/h

低壓蒸汽溫度： 304.9 ℃

低壓蒸汽壓力： 0.500 MPa.a

低壓蒸汽流量： 48.41 t/h

抽汽壓力額定值（抽凝）： 0.500 Mpa.a

抽汽溫度（抽凝）： 331.2 ℃

抽汽流量（抽凝）： 683.84 t/h

額定排汽壓力（純凝）： 4.9 kPa.a

級 數(shù)： 9+10+2X4=27 級

末級葉片長度： 1220 mm

2 技術(shù)特點

2.1 閥門

（1）高壓主汽調(diào)節(jié)閥。機組設(shè)置兩個高壓主汽調(diào)節(jié)聯(lián)合閥，每個聯(lián)合閥包括一個立式主汽閥和一個立式調(diào)節(jié)閥，分別布置在高中壓汽缸兩側(cè)。

（2）中壓（再熱）主汽調(diào)節(jié)閥。設(shè)置兩個中壓主汽調(diào)節(jié)聯(lián)合，分別位于高中壓缸兩側(cè)，每個中壓主汽調(diào)節(jié)聯(lián)合閥包括一個搖板式主汽閥和一個調(diào)節(jié)閥。

（3）低壓主汽調(diào)節(jié)閥。低壓主汽閥和調(diào)節(jié)閥采用三偏心液動碟閥，布置在運轉(zhuǎn)層下方。

（4）連通管主汽蝶閥、抽汽蝶閥。連通管主汽蝶閥、抽汽蝶閥采用三偏心液動蝶閥，布置在連通管水平管段上。純凝工況時，抽汽蝶閥處于全開狀態(tài)，中壓排汽全部進入低壓缸做功；抽汽工況時，通過關(guān)小抽汽蝶閥來調(diào)整抽汽；背壓工況（最大抽汽工況）時，連通管主汽碟閥關(guān)閉，中壓排汽全部用于供熱。

（5）低壓模塊啟動閥。高中壓部分以背壓方式運行時低壓模塊無蒸汽通過，此時若需要啟動低壓缸則要為低壓模塊通入蒸汽，因連通管抽汽蝶閥的調(diào)節(jié)性能較差，無法精確控制進入低壓模塊的蒸汽量，不能保證低壓轉(zhuǎn)子穩(wěn)定升速，故在連通管抽汽蝶閥旁設(shè)一旁路，旁路上裝有低壓模塊啟動閥。背壓工況低壓模塊啟動時，連通管蝶閥保持關(guān)閉，通過低壓模塊啟動閥來控制低壓轉(zhuǎn)子的升速。

2.2 汽缸

機組設(shè)有高中壓和低壓兩個汽缸。

（1）高中壓汽缸。高壓段采用雙層缸結(jié)構(gòu)，可以縮短啟動時間和提高汽輪機對負荷的適應(yīng)性。高壓內(nèi)缸整體鑄有高壓蒸汽室，高壓蒸汽室為全周進汽。高壓內(nèi)缸裝有第1級至第7級隔板，高壓外缸裝有1級隔板套，隔板套內(nèi)裝有第8、9級隔板。（2）低壓汽缸。低壓汽缸由鋼板焊接而成。由外缸、內(nèi)缸組成。外汽缸上下半各由2部分組成。兩部分之間通過垂直法蘭連接，可以整體起吊。（3）汽缸法蘭。機組汽缸法蘭設(shè)計為高窄法蘭結(jié)構(gòu)，無法蘭加熱裝置，起動時操作方便，適應(yīng)機組快速啟停。（4）汽缸支撐。高中壓外缸通過下貓爪支撐在前箱和中箱上，外缸與前、中軸承箱之間通過定中心梁連接。低壓缸兩側(cè)有框架式撐腳，撐腳座落在基架上承擔全部低壓缸重量。

2.3 連通管

連通管采用兩側(cè)落地走向形式在連通管水平管段上裝有抽汽蝶閥（見2.1（4））和低壓模塊啟動閥（見2.1（5））。

2.4 通流部分

汽輪機的通流部分由高、中、低壓三部分組成，共計27級，高壓9級，中壓10級，低壓2×4級。

2.5 隔板

全部隔板采用焊接隔板。

2.6 轉(zhuǎn)子

汽輪發(fā)電機軸系由高中壓轉(zhuǎn)子、中間軸、低壓轉(zhuǎn)子和發(fā)電機轉(zhuǎn)子組成。高中壓轉(zhuǎn)子一端發(fā)電機轉(zhuǎn)子剛性連接，另一端通過中間軸與SSS離合器連接。離合器低壓轉(zhuǎn)子剛性連接。

2.7 SSS離合器

離合器布置在高中壓轉(zhuǎn)子與低壓轉(zhuǎn)子之間。每當?shù)蛪恨D(zhuǎn)子嘗試超過高中壓轉(zhuǎn)子的速度時，SSS離合器自動地連接兩個轉(zhuǎn)子。在開鎖狀態(tài)，每當?shù)蛪恨D(zhuǎn)子相對于高中壓轉(zhuǎn)子減速時，離合器自動脫開。SSS離合器兩端設(shè)計有支持軸承，以免脫開后偏擺。SSS離合器兩端支持軸承供給潤滑油。當?shù)蛪耗K脫開后，由于SSS離合器內(nèi)部潤滑油的阻尼效應(yīng)，低壓轉(zhuǎn)子仍會以200r/min左右的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動。

2.8 軸承箱

汽輪機共設(shè)有三個軸承箱，均為焊接結(jié)構(gòu)，前、中、后軸承箱均落地設(shè)計。

2.9 軸承

本機型共六個支持軸承，1#-5#均為可傾瓦軸承，6#軸承為橢圓瓦軸承。兩個推力軸承分別位于前軸承箱與后軸承箱。1#、2#、4#、5#支持軸承均配置有高壓頂軸油接口，機組盤車及汽機啟動時高壓頂軸油投入，將轉(zhuǎn)子頂起。

2.10 潤滑油系統(tǒng)

潤滑油系統(tǒng)的主要作用是向汽輪發(fā)電機組的支持軸承、推力軸承和盤車裝置提供潤滑油。該系統(tǒng)能滿足機組在啟動、停機、正常運行和事故工況下的汽輪發(fā)電機組的供油要求。潤滑油系統(tǒng)由電動交流潤滑油泵（兩臺，一用一備）、直流事故油泵、冷油器、過濾器、壓力調(diào)節(jié)閥、頂軸裝置、排煙系統(tǒng)、油箱、油位指示器以及連接管道、閥門及各種監(jiān)測儀表等構(gòu)成。高壓轉(zhuǎn)子-發(fā)電機轉(zhuǎn)子頂軸油系統(tǒng)和低壓轉(zhuǎn)子頂軸油系統(tǒng)兩部分單獨設(shè)計。