杭汽反动式背压机在热电联产中的应用杭州会议课件

杭州汽轮动力集团有限公司 Hangzhou Steam Turbine Co.Ltd.引进西门子反动式积木块技术引进西门子反动式积木块技术高效反动式背压（抽背）汽轮机简介高效反动式背压（抽背）汽轮机简介 杭州汽轮机股份有限公司杭州汽轮机股份有限公司2024/6/292n 第一部分：杭汽轮动力集团及杭汽轮股份有限公司简介第一部分：杭汽轮动力集团及杭汽轮股份有限公司简介n 第二部分：高效反动式汽轮机技术特点及应用优势第二部分：高效反动式汽轮机技术特点及应用优势n 第三部分：杭汽反动式与国产冲动式背压机经济性比较第三部分：杭汽反动式与国产冲动式背压机经济性比较n 第四部分：反动式背压机在热电联产中的应用业绩第四部分：反动式背压机在热电联产中的应用业绩n 第五部分：杭汽产品设计、制造情况第五部分：杭汽产品设计、制造情况目目 录录2024/6/2931 1、杭州汽轮动力集团有限公司前身为杭州汽轮机厂，始建于、杭州汽轮动力集团有限公司前身为杭州汽轮机厂，始建于19581958年。年。2 2、2020世纪七十年代以技术买断的方式从德国西门子引进积木块世纪七十年代以技术买断的方式从德国西门子引进积木块系列反动式工业汽轮机设计制造技术。系列反动式工业汽轮机设计制造技术。3 3、19801980年产出第一台按西门子技术设计制造的工业汽轮机。年产出第一台按西门子技术设计制造的工业汽轮机。4 4、分别于、分别于8787年、年、9797年两次与西门子公司签订年两次与西门子公司签订1010年技术同步协年技术同步协议，西门子公司对积木块工业汽轮机所做的一切扩充、补充、议，西门子公司对积木块工业汽轮机所做的一切扩充、补充、改进及修订，一并转让于杭汽。杭汽进行了二次技术升级。改进及修订，一并转让于杭汽。杭汽进行了二次技术升级。第一部分：杭汽轮集团及杭汽轮股份简介第一部分：杭汽轮集团及杭汽轮股份简介2024/6/2945 5、19981998年年4 4月月2323日杭汽轮股份有限公司成立，同年日杭汽轮股份有限公司成立，同年4 4月月2828日深圳日深圳证券交易所证券交易所B B股上市，由杭汽轮集团控股经营，主导产品为汽轮股上市，由杭汽轮集团控股经营，主导产品为汽轮机及附属设备。机及附属设备。6 6、20112011年年4 4月，杭汽轮积木块工业汽轮机荣膺中国工业大奖表月，杭汽轮积木块工业汽轮机荣膺中国工业大奖表彰奖。彰奖。7 7、20112011年杭汽轮集团位列中国企业年杭汽轮集团位列中国企业500500强强274274位，制造业位，制造业500500强强143143位。位。8 8、至今，杭汽轮数十项科研成果荣获省部级以上奖项，其中，、至今，杭汽轮数十项科研成果荣获省部级以上奖项，其中，国家科技进步一等奖国家科技进步一等奖2 2次、二等奖次、二等奖2 2次，并荣获国家产品质量金次，并荣获国家产品质量金奖，中国名牌产品称号等。奖，中国名牌产品称号等。第一部分：杭汽轮集团及杭汽轮股份简介第一部分：杭汽轮集团及杭汽轮股份简介2024/6/2959 9、杭汽轮产品有冲动式和反动式两种技术体系，反动式即为引、杭汽轮产品有冲动式和反动式两种技术体系，反动式即为引进西门子高端技术，为国内工业发电领域唯一；冲动式为国产进西门子高端技术，为国内工业发电领域唯一；冲动式为国产自行发展系列，与其余汽轮机厂技术相似；自行发展系列，与其余汽轮机厂技术相似；1010、5050多年来，杭汽轮累计生产出多年来，杭汽轮累计生产出60006000余台汽轮机。其中反动余台汽轮机。其中反动式和冲动式汽轮机各占约一半，用户遍及全国各地和世界上式和冲动式汽轮机各占约一半，用户遍及全国各地和世界上3030多个国家及地区，现集团汽轮机年产量超过多个国家及地区，现集团汽轮机年产量超过500500台，台份数居世台，台份数居世界之首。界之首。第一部分：杭汽轮集团及杭汽轮股份简介第一部分：杭汽轮集团及杭汽轮股份简介2024/6/2961 1、冲动式和反动式的定义及特点、冲动式和反动式的定义及特点2 2、高效反动式汽轮机的设计原理及参数应用范围、高效反动式汽轮机的设计原理及参数应用范围 3 3、高效反动式背压机在热电联产中的应用优势、高效反动式背压机在热电联产中的应用优势第二部分：高效反动式汽轮机技术特点及应用优势第二部分：高效反动式汽轮机技术特点及应用优势2024/6/297衡量蒸汽在动叶栅内膨胀程度的参数叫做反动度，其定义是：衡量蒸汽在动叶栅内膨胀程度的参数叫做反动度，其定义是：在动叶栅中蒸汽膨胀的程度占级中总的应该膨胀程度的比例数，在动叶栅中蒸汽膨胀的程度占级中总的应该膨胀程度的比例数，或是在动叶栅中理想焓降与级的总焓降之比。或是在动叶栅中理想焓降与级的总焓降之比。纯冲动级的反动度为纯冲动级的反动度为0 0；反动级的约为；反动级的约为0.50.5（反动式产品）；带（反动式产品）；带反动度的冲动级小于反动度的冲动级小于0.50.5，通常为，通常为0.05-0.20.05-0.2（冲动式产品）（冲动式产品）冲动式和反动式定义冲动式和反动式定义2024/6/298两种叶片比较两种叶片比较冲动式近似等截面叶片冲动式近似等截面叶片冲动式近似等截面叶片冲动式近似等截面叶片反动式变截面叶片（杭汽）反动式变截面叶片（杭汽）反动式变截面叶片（杭汽）反动式变截面叶片（杭汽）2024/6/299将主要件将主要件汽缸、转子、导叶持环等分成若干技术成熟汽缸、转子、导叶持环等分成若干技术成熟可靠的标准积木块区段。根据用户需求，通过热力和强度可靠的标准积木块区段。根据用户需求，通过热力和强度计算，将所需区段组合起来，计算，将所需区段组合起来，组成各种不同类型的汽轮机，组成各种不同类型的汽轮机，最多可以组合成最多可以组合成600多种机型和多种机型和6000余种变型。余种变型。2、高效反动式汽轮机设计原理、高效反动式汽轮机设计原理(汽缸积木示意)2024/6/2910标准区段的各种组合标准区段的各种组合2024/6/2911前汽缸积木块示意前汽缸积木块示意法兰段法兰段延长段延长段3延长段延长段2延长段延长段1减压段减压段前区段前区段2024/6/2912功率：功率：1MW1MW100MW100MW转速：转速：3000300016000r/min16000r/min进汽参数：温度进汽参数：温度540540、压力、压力14Mpa14Mpa（a a）排汽参数排汽参数:5.5Mpa:5.5Mpa杭汽高效反动式背压机的参数应用范围杭汽高效反动式背压机的参数应用范围2024/6/29131）技术先进技术先进利用引进德国西门子反动式积木块技术进行设计、制造验收(包括材料体系、标准体系),是一套完整成熟的技术体系,具有世界先进水平,在参与竞争的中小型汽轮机领域，整体技术水平国内领先。2）量体裁衣量体裁衣完全按照每一位用户特定的参数需求单独设计（包括叶片的级数、叶片的高度、叶型的选择等），具有最好的针对性和适应性；3)部套成熟、区段标准部套成熟、区段标准积木块设计原理保证每一种机型、每一次设计、所有的部套和区段都是成熟可靠的；4)4)结构特点：结构特点：整锻转鼓形转子，不调频自带围带叶片、导叶持环等结构，使汽轮机结构紧凑，安装、调试周期缩短。5）可靠性高、维护便利）可靠性高、维护便利 上述结构特点，及执行API612、NEMA、DIN等国际标准。3、高效反动式背压机特点及优势、高效反动式背压机特点及优势2024/6/2914多级，转鼓型整锻转子多级，转鼓型整锻转子2024/6/2915汽轮机前端导叶持环结构汽轮机前端导叶持环结构2024/6/2916汽轮机后端导叶持环结构汽轮机后端导叶持环结构2024/6/29176 6）经济性优势明显）经济性优势明显额定工况下，35MW以下背压机汽耗较冲动式常规产品通常低8-12，40MW以上背压机低3-5；变工况（变负荷、变参数）汽耗优势更大，最高可超过20。（反动式效率曲线平滑，高效率区宽广；冲动式高效区窄）7 7）热负荷调峰能力和综合效益高。）热负荷调峰能力和综合效益高。变工况特性好（包含运行安全可靠性和高效区宽广）高效反动式背压机特点及优势高效反动式背压机特点及优势2024/6/2918级的相对内效率其定义为级的有效比焓降与级的理想能量的比级的相对内效率其定义为级的有效比焓降与级的理想能量的比值。即：值。即：rri ih hi i/E/E0 0=1-=1-n n-b b-l l-e e-f f-x x-(1-(1-u u1 1)c)c2 2,其中，其中，n n、b b、l l、e e、f f、x x、c2c2分分别为静叶流动损失、动叶流动损失、叶高损失、扇形损失、部别为静叶流动损失、动叶流动损失、叶高损失、扇形损失、部分进汽损失（鼓风损失和斥汽损失之和）、叶轮摩擦损失、漏分进汽损失（鼓风损失和斥汽损失之和）、叶轮摩擦损失、漏汽损失、湿汽损失、余速损失的能量损失系数。汽损失、湿汽损失、余速损失的能量损失系数。杭汽高效反动式背压机效率高的原因分析杭汽高效反动式背压机效率高的原因分析2024/6/2919研究和实验表明：研究和实验表明：1 1）反动级的动叶流动损失、叶栅的端部损失、湿汽损失等较冲）反动级的动叶流动损失、叶栅的端部损失、湿汽损失等较冲动级小。动级小。2 2）反动级无部分进汽损失和扇形损失。）反动级无部分进汽损失和扇形损失。3 3）冲动式叶栅对相对节距的变化、对冲角影响及对汽流出口马）冲动式叶栅对相对节距的变化、对冲角影响及对汽流出口马赫数均较反动式敏感，这进一步降低反动式叶栅的损失及增强赫数均较反动式敏感，这进一步降低反动式叶栅的损失及增强其变工况特性。其变工况特性。根据国内外研究和试验证明，反动级的相对内效率较冲动级高，根据国内外研究和试验证明，反动级的相对内效率较冲动级高，变工况特性好。变工况特性好。杭汽高效反动式背压机效率高的原因简析杭汽高效反动式背压机效率高的原因简析2024/6/2920由于杭汽背压机为高效率反动式变截面窄叶片；级数多（是由于杭汽背压机为高效率反动式变截面窄叶片；级数多（是冲动式的冲动式的2 24 4倍），焓降分配均匀倍），焓降分配均匀 ；汽封漏汽量小；多数；汽封漏汽量小；多数机型转速高；几无余速损失，加之，杭汽对西门子技术的充机型转速高；几无余速损失，加之，杭汽对西门子技术的充分消化、吸收、再创新等；其整机相对内效率较国产冲动式分消化、吸收、再创新等；其整机相对内效率较国产冲动式高，根据许多用户的实际运行值和竞标理论数据分析比较，高，根据许多用户的实际运行值和竞标理论数据分析比较，优势如前述。优势如前述。杭汽高效反动式背压机效率高的原因简析杭汽高效反动式背压机效率高的原因简析2024/6/2921nB30-8.83/0.98nB12-4.9/0.98nB15-8.83/0.98第三部分：第三部分：杭汽高效反动式与国产冲动式背压机经济性比较杭汽高效反动式与国产冲动式背压机经济性比较2024/6/2922典型机型典型机型1经济性分析经济性分析比较项目比较项目冲动式汽轮机冲动式汽轮机杭汽反动式汽轮机杭汽反动式汽轮机机型机型B30-8.83/0.98B30-8.83/0.98B30-8.83/0.98B30-8.83/0.98进汽参数进汽参数8.83MPa/5358.83MPa/5358.83MPa/5358.83MPa/535排汽参数排汽参数0.98MPa/0.98MPa/2852850.98MPa/0.98MPa/266266回热抽汽回热抽汽2.88MPa/13.2t/h2.88MPa/13.2t/h2.88MPa/12.8t/h2.88MPa/12.8t/h汽耗汽耗8.3-8.5kg/kW.h8.3-8.5kg/kW.h（实际运行值，取（实际运行值，取8.38.3计算）计算）7.53kg/kW.h7.53kg/kW.h（实际运行值）（实际运行值）转子形式转子形式套装转子套装转子整锻转鼓型转子整锻转鼓型转子转子级数转子级数10101111级级3333级级2024/6/2923典型机型典型机型1经济性分析经济性分析比较项目比较项目冲动式汽轮机冲动式汽轮机 杭汽反动式汽轮机杭汽反动式汽轮机30MW30MW电功率进汽量电功率进汽量249t/h249t/h226t/h226t/h同等流量同等流量249t/h249t/h电电功率功率30MW30MW33.068MW33.068MW年运行小时数年运行小时数7200h7200h7200h7200h年发电量年发电量2160021600万度万度2380823808万度万度上网平均电价上网平均电价0.50.5元元 1080010800万元万元95239523万元万元同等供热流量下超额电量的收益同等供热流量下超额电量的收益11041104万元万元/年年2024/6/2924典型机型典型机型2经济性分析经济性分析比较项目比较项目国产冲动式汽轮机国产冲动式汽轮机杭汽反动式汽轮机杭汽反动式汽轮机机型机型B12-4.9/0.98B12-4.9/0.98B12-4.9/0.98B12-4.9/0.98进汽参数进汽参数4.9MPa/4704.9MPa/4704.9MPa/4704.9MPa/470排汽参数排汽参数0.98MPa/0.98MPa/3103100.98MPa/0.98MPa/283283汽耗汽耗11.58kg/kW.h11.58kg/kW.h10.5kg/kW.h10.5kg/kW.h转子形式转子形式套装转子套装转子整锻转鼓型转子整锻转鼓型转子转子级数转子级数4-64-6级级2121级级2024/6/2925典型机型典型机型2经济性分析经济性分析比较项目比较项目冲动式汽轮机冲动式汽轮机杭汽反动式汽轮机杭汽反动式汽轮机12MW12MW电功率进汽量电功率进汽量139t/h139t/h（实际运行值）实际运行值）126t/h126t/h（实际运行值）实际运行值）同等流量同等流量139t/h139t/h电电功率功率12MW12MW13.24MW13.24MW年运行小时数年运行小时数7200h7200h7200h7200h年发电量年发电量86408640万度万度9532.89532.8万度万度上网平均电价上网平均电价0.50.5元元43204320万元万元47664766万元万元同等供热流量下超额电量的收益同等供热流量下超额电量的收益446446万元万元/年年2024/6/2926典型机型典型机型3经济性分析经济性分析比较项目比较项目冲动式汽轮机冲动式汽轮机杭汽反动式汽轮机杭汽反动式汽轮机机型机型B15-8.83/0.98B15-8.83/0.98B15-8.83/0.98B15-8.83/0.98进汽参数进汽参数8.83MPa/5358.83MPa/5358.83MPa/5358.83MPa/535排汽参数排汽参数0.98MPa/0.98MPa/2852850.98MPa/0.98MPa/265265汽耗汽耗约约8.4kg/kW.h8.4kg/kW.h（实际运行值）（实际运行值）7.6kg/kW.h7.6kg/kW.h（实际运行值）（实际运行值）转子形式转子形式套装转子套装转子整锻转鼓型转子整锻转鼓型转子转子级数转子级数7 78 8级级20-2120-21级级2024/6/2927典型机型典型机型3经济性分析经济性分析比较项目比较项目冲动式汽轮机冲动式汽轮机 杭汽反动式汽轮机杭汽反动式汽轮机15MW15MW电功率进汽量电功率进汽量127.5t/h127.5t/h114t/h114t/h同等流量同等流量127.5t/h127.5t/h电功率电功率15MW15MW16.776MW16.776MW年运行小时数年运行小时数7200h7200h7200h7200h年发电量年发电量1080010800万度万度1207812078万度万度上网平均电价上网平均电价0.50.5元元 54005400万元万元48314831万元万元同等供热流量下超额电量的收益同等供热流量下超额电量的收益639639万元万元/年年2024/6/2928背压式汽轮机结构示意图2024/6/2929第四部分：热电联产领域的应用业绩第四部分：热电联产领域的应用业绩n区域供热区域供热n自备电厂自备电厂n改造工程（以背代抽）改造工程（以背代抽）n前置机（高背压）前置机（高背压）2024/6/2930用户型号功率 MW进汽参数 MPa(a)/抽/排汽参数 MPa(a)转速 r/min汽耗Kg/kw.h嵊州新中港热电B18-12.9/0.7851812.9/535/128.5抽:4.89/13；19.3/11.5排:0.785/203.5 65117.14区域供热典型用户区域供热典型用户1注：产品已成功投入运行。注：产品已成功投入运行。2024/6/2931用户型号功率 MW进汽参数 MPa(a)/t/h排汽参数 MPa(a)非调抽汽参数MPa(a)/t/h转速 r/min汽耗汽耗Kg/kw.hKg/kw.h德清中能热电B12-9.5/0.98129.5/535/95t/h0.98/2592.41/360/9.865007.927.9212.39.34/538/94.620.96/2582.44/？/9.165007.697.69区域供热典型用户区域供热典型用户2注：该机组已投运数年注：该机组已投运数年,以上数据第一行是杭汽签约的以上数据第一行是杭汽签约的理论值理论值,第二行是用户实际运行值。第二行是用户实际运行值。2024/6/2932用户用户型号型号功率功率 MWMW进汽参数进汽参数 MPa(a)MPa(a)/抽抽/排汽排汽参数参数 MPa(a)MPa(a)转速转速 r/minr/min绍兴远东热电绍兴远东热电CB23-11.2CB23-11.2/2.4/0.98/2.4/0.9822.922.98.83/535/1808.83/535/180抽抽:2.45/40:2.45/40排排:0.98/264:0.98/264 60006000自备电厂典型用户自备电厂典型用户注：机组已投运约注：机组已投运约2 2年。年。2024/6/2933用户型号功率 MW进汽参数 MPa(a)/t/h排汽参数 MPa(a)转速 r/min汽耗汽耗Kg/kw.hKg/kw.h诸暨八方热电B12-4.9/0.98124.9/470/126t/h0.98/283 300010.510.5汽轮机改造工程（以背代抽）典型用户汽轮机改造工程（以背代抽）典型用户注：产品已运行。注：产品已运行。2024/6/2934用户型号功率 MW进汽参数 MPa(a)/t/h排汽参数 MPa(a)转速 r/min山东王晁电厂龙口丛林热电B7-8.83/3.6378.83/535/130t/h3.63/425 7683/3000前置机（高背压）典型用户前置机（高背压）典型用户注：产品运行二年以上注：产品运行二年以上2024/6/2935高效反动式背压（抽背）机组业绩高效反动式背压（抽背）机组业绩12MW12MW以上（含以上（含12MW12MW）汽轮机累计：）汽轮机累计：超过超过250250台；台；6-12MW6-12MW（不含（不含12MW12MW）汽轮机累计：）汽轮机累计：逾逾200200台。台。截止截止20122012年年5 5月，反动式背压（抽背）机组月，反动式背压（抽背）机组2024/6/2936第五部分：产品设计、制造情况第五部分：产品设计、制造情况n先进的设计手段先进的设计手段n精密的制造装备精密的制造装备n完善的质保体系完善的质保体系n良好的售后服务良好的售后服务2024/6/2937进取的研发团队进取的研发团队研发工作围绕技术储备与新产品开发进行。研发团队是设计部门创新的主力军。这个平均年龄35岁，硕士以上学历。勤奋、活跃、自信、执着是这个研发团队最大特点。新产品开发新产品开发热力分析热力分析CAE领域领域CAD领域领域动态仿真动态仿真CFD领域领域技术技术研发研发2024/6/2938专业学术组专业学术组学术组是杭汽轮设计部门的特色，是技术进步的核心力量。各学术组均由各专业专家组成，他们有着多年的工作经验，能够从实践中发现问题，解决问题。学术组学术组计算计算本体本体调节调节仪控仪控装置装置工艺工艺2024/6/2939三维设计三维设计2024/6/2940汽缸工作状态分析汽缸工作状态分析工作状态：汽缸内表面的蒸汽温度与压力2024/6/2941蒸汽流道分析蒸汽流道分析2024/6/2942流固耦合分析流固耦合分析2024/6/2943叶片强度分析叶片强度分析2024/6/2944汽缸中分面接触应力、汽缸中分面螺栓拉应力分析汽缸中分面接触应力、汽缸中分面螺栓拉应力分析2024/6/2945转子温度应力分布分析、轴系不平衡响应分析转子温度应力分布分析、轴系不平衡响应分析2024/6/294630303030多个计算机软件组多个计算机软件组多个计算机软件组多个计算机软件组成的工业汽轮机计算成的工业汽轮机计算成的工业汽轮机计算成的工业汽轮机计算机设计程序包，给汽机设计程序包，给汽机设计程序包，给汽机设计程序包，给汽轮机的设计计算提供轮机的设计计算提供轮机的设计计算提供轮机的设计计算提供了优化、高效的条件，了优化、高效的条件，了优化、高效的条件，了优化、高效的条件，使汽轮机的热效率达使汽轮机的热效率达使汽轮机的热效率达使汽轮机的热效率达到最佳值。到最佳值。到最佳值。到最佳值。先进的设计程序先进的设计程序2024/6/2947德国数控五联动工具磨德国数控五联动工具磨2024/6/2948意大利数控立车2024/6/2949德国数控转子车床德国数控转子车床2024/6/2950德国数控龙门铣2024/6/2951意大利数控镗铣床2024/6/2952瑞士五轴联动叶片加工中心2024/6/2953英国三坐标测量仪2024/6/2954德国辛可高速动平衡室2024/6/2955每一台汽轮机安装完毕后通蒸汽空载试车每一台汽轮机安装完毕后通蒸汽空载试车2024/6/2956正在制造厂内空载试车的汽轮机正在制造厂内空载试车的汽轮机2024/6/2957汽轮机总装现场汽轮机总装现场（图片显示为（图片显示为150MW150MW机组总装）机组总装）2024/6/2958用户运行现场用户运行现场（图片显示为（图片显示为22MW22MW抽背机组）抽背机组）2024/6/2959完善的质保体系完善的质保体系 n 1997 1997年通过年通过GB/T19022-ISO GB/T19022-ISO 1001210012测量设备的计量确认体系测量设备的计量确认体系认证；认证；n 1995 1995年首次通过年首次通过GB/T19001-GB/T19001-ISO 9001ISO 9001质量体系认证；质量体系认证；n 之后于之后于19981998、20012001、20042004、20072007、20102010年分别完成了换证年分别完成了换证审核。审核。2024/6/29606S6S管理现场管理现场2024/6/2961良好的售后服务良好的售后服务 2024/6/2962地址：杭州下城区石桥路地址：杭州下城区石桥路357357号号电话：电话：0571-857816130571-85781613、8578024785780247手机：手机：1358883259913588832599传真：传真：0571-85780240 0571-85780240 邮编：邮编：310022310022网址：网址：感谢各位领导、专家！杭州汽轮机股份有限公司 Hangzhou Steam Turbine Co.Ltd.2024/6/2963 杭州汽轮机股份有限公司 Hangzhou Steam Turbine Co.Ltd.欢迎各位领导、专家莅临杭汽轮考察指导！欢迎各位领导、专家莅临杭汽轮考察指导！