陈自雨

（华电国际邹县发电厂，山东 邹城 273522）

摘 要：随着全国联网和电力体制改革的全面展开，引进和优化单机容量900MW级以上大型超临界机组的条件已十分成熟，为缩短我国汽轮机制造行业与国际发达国家的差距，立足实际，大胆采用新技术、新工艺，对超临界大型汽轮机的低压通流进行优化。

关键词：汽轮机；低压通流；末级叶片；优化

我国发电设备制造业是1955年从捷克引进6MW火电设备制造技术起步的，历经25MW、50MW、100MW、125MW、200MW、300MW容量机组，一直发展到今天的600MW超临界压力、中间再热、单轴、三缸四排汽、冲动凝汽式机组，其间溶入了我国数代科技工作者的心血与智慧，但与国际发达国家相比，依然落后近半个世纪。美国在1955年投产第一台300MW亚临界机组，1957年投产第一台125MW超临界机组，1960年投产第一台325MW超临界机组和第一台500MW亚临界机组，1965年投产第一台1000MW超临界机组；原苏联在1960年投产第一台200MW机组，1963年投产第一台300MW机组，1967年投产第一台500MW和800MW机组。苏联列宁格勒金属工厂制造的1200MW机组于1982年12月投产，1983年5月达到额定出力，是世界上最大的单轴汽轮机；而世界上功率最大的汽轮机是由BBC公司制造、1972年在美国投产的1300MW双轴汽轮机。他们在50、60年代已取得如此辉煌成就，与之相比足见我们的差距如此之大。

随着300MW、600MW机组的大量投运和三峡水电工程700MW机组的投产，发展900MW、1000MW机组已成必然趋势，这是由于发展大容量机组能降低机组热耗、减少电厂燃料消耗、降低单位千瓦的价格和降低单位千瓦的电厂占地面积，实现减人增效的目的。同时，发展900MW级以上机组也能进一步提高我国发电设备制造业及电力行业的整体水平。

相对于末级长叶片，美国ABB公司已开发研制出50Hz，1200mm及1400 mm的钛合金长叶片，但由于美国钛元素的匮乏和第一家采用此种叶片的用户要承受运行实践的考验，所以还没有在生产中广泛应用。

国际上现有的大容量机组，为缓解蒸汽流量和汽轮机通流容积两者矛盾，通常采用超临界压力、中间再热循环的模式。这是由于汽轮机进汽量很大，若采用亚临界参数，由于进汽容积流量大，给喷咀室及调节级动叶片的结构设计和强度振动带来不便。因此，对大功率汽轮机而言：采用超临界压力不仅能降低热耗，而且有利于总体布置。另外，因其较高的循环效率和较佳的蒸汽工况，可达到较好的热耗率，从而为降低发电成本奠定了坚实基础。根据美国机械工程师协会标准（ASME:PTC-6code)，超临界中间再热式机组获得了过去20年来在机组燃料范围内的最佳热耗值。

900MW级以上超临界大容量汽轮机由于蒸汽流量大、蒸汽压力高，通流部分通常采用分流设计。这样，可以平衡掉由于蒸汽压力产生的巨大轴向推力，而且可采用比较长的、效率较高的叶片，使整个机组性能得到根本改善。

900MW级以上超临界大容量汽轮机为减少轴系长度，通常采用双轴系布置，但相同容量的机组单轴系较双轴系具有更好的“经济型规模”，因此国际上更倾向于研制较大额定功率的单轴系机组。

另外，超临界机组与亚临界机组的可用率十分接近，而超临界机组生产费用低。超临界大容量机组与亚临界机组相比，单位千瓦的制造成本、金属耗量、电站投资、发电成本、机组热耗率都显著降低。

例如：德国西门子公司制造的外高桥发电厂2×900MW超临界压力单轴五缸六排汽凝汽式汽轮机，整台机组总长约55m；美国西屋公司最近推出的单轴五缸六排汽900MW汽轮发电机组总长约60m。而现代大功率机组运行实践表明，汽轮机总体布置要求，在同一根轴上，不宜超过四缸，如采用五缸则对轴系安装、找中、机组振动不利，甚至影响机组安全运行，降低机组可靠性。