NCB型式热电联供9FB级联合循环汽轮机

徐鹏+王文斌+高志福+何成君+鲍大虎

摘 要：哈尔滨汽轮机厂有限责任公司设计制造的9FB级联合循环汽轮机为三压、再热、双缸、冲动、抽汽、背压、凝汽式，是哈汽及中国自主研发的首台NCB型式热电联供机组。该机型可以实现纯凝、抽凝、背压三种运行模式，具有极限供热能力。

关键词：汽轮机；联合循环；NCB型；热电联供；解列模式；SSS离合器

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

0 前言

NCB型式热电联供9FB级联合循环汽轮机是哈汽为大唐集团北京高井电厂研制 的，是哈汽及中国自主研发的首台NCB型式热电联供机组。该机型可以实现纯凝、 抽凝、背压三种运行模式，具有极限供热能力。汽机采用三压进汽一次中间再热方式，设有一级调整抽汽，对外供热。汽机无给水加热系统。汽轮机采用节流配汽，设计为高中压、低压两个模块。机组高中压和低压部分均采用成熟模块，既提高了可靠性，同时也具有较高的通用率。由于本机组设有低压模块解列模式，发电机布置在汽轮机高中压缸前部，从发电机向汽轮机看汽轮机为顺时针方向。

1 机组主要参数及技术规范

型 式： 三压、再热、双缸、冲动、凝汽、抽背式

额 定 功 率（纯凝）： 319.67 MW

额 定 功 率（背压）： 155.67 MW

额 定 转 速： 3000 r/min

高压蒸汽温度： 565 ℃

高压蒸汽压力： 13.02 MPa.a

高压蒸汽流量： 659.98 t/h

再热蒸汽压力： 2.703 MPa.a

再热蒸汽温度： 564.3 ℃

再热蒸汽流量： 722.85 t/h

低压蒸汽温度： 304.9 ℃

低压蒸汽压力： 0.500 MPa.a

低压蒸汽流量： 48.41 t/h

抽汽压力额定值（抽凝）： 0.500 Mpa.a

抽汽温度（抽凝）： 331.2 ℃

抽汽流量（抽凝）： 683.84 t/h

额定排汽压力（纯凝）： 4.9 kPa.a

级 数： 9+10+2X4=27 级

末级叶片长度： 1220 mm

2 技术特点

2.1 阀门

（1）高压主汽调节阀。机组设置两个高压主汽调节联合阀，每个联合阀包括一个立式主汽阀和一个立式调节阀，分别布置在高中压汽缸两侧。

（2）中压（再热）主汽调节阀。设置两个中压主汽调节联合，分别位于高中压缸两侧，每个中压主汽调节联合阀包括一个摇板式主汽阀和一个调节阀。

（3）低压主汽调节阀。低压主汽阀和调节阀采用三偏心液动碟阀，布置在运转层下方。

（4）连通管主汽蝶阀、抽汽蝶阀。连通管主汽蝶阀、抽汽蝶阀采用三偏心液动蝶阀，布置在连通管水平管段上。纯凝工况时，抽汽蝶阀处于全开状态，中压排汽全部进入低压缸做功；抽汽工况时，通过关小抽汽蝶阀来调整抽汽；背压工况（最大抽汽工况）时，连通管主汽碟阀关闭，中压排汽全部用于供热。

（5）低压模块启动阀。高中压部分以背压方式运行时低压模块无蒸汽通过，此时若需要启动低压缸则要为低压模块通入蒸汽，因连通管抽汽蝶阀的调节性能较差，无法精确控制进入低压模块的蒸汽量，不能保证低压转子稳定升速，故在连通管抽汽蝶阀旁设一旁路，旁路上裝有低压模块启动阀。背压工况低压模块启动时，连通管蝶阀保持关闭，通过低压模块启动阀来控制低压转子的升速。

2.2 汽缸

机组设有高中压和低压两个汽缸。

（1）高中压汽缸。高压段采用双层缸结构，可以缩短启动时间和提高汽轮机对负荷的适应性。高压内缸整体铸有高压蒸汽室，高压蒸汽室为全周进汽。高压内缸装有第1级至第7级隔板，高压外缸装有1级隔板套，隔板套内装有第8、9级隔板。（2）低压汽缸。低压汽缸由钢板焊接而成。由外缸、内缸组成。外汽缸上下半各由2部分组成。两部分之间通过垂直法兰连接，可以整体起吊。（3）汽缸法兰。机组汽缸法兰设计为高窄法兰结构，无法兰加热装置，起动时操作方便，适应机组快速启停。（4）汽缸支撑。高中压外缸通过下猫爪支撑在前箱和中箱上，外缸与前、中轴承箱之间通过定中心梁连接。低压缸两侧有框架式撑脚，撑脚座落在基架上承担全部低压缸重量。

2.3 连通管

连通管采用两侧落地走向形式在连通管水平管段上装有抽汽蝶阀（见2.1（4））和低压模块启动阀（见2.1（5））。

2.4 通流部分

汽轮机的通流部分由高、中、低压三部分组成，共计27级，高压9级，中压10级，低压2×4级。

2.5 隔板

全部隔板采用焊接隔板。

2.6 转子

汽轮发电机轴系由高中压转子、中间轴、低压转子和发电机转子组成。高中压转子一端发电机转子刚性连接，另一端通过中间轴与SSS离合器连接。离合器低压转子刚性连接。

2.7 SSS离合器

离合器布置在高中压转子与低压转子之间。每当低压转子尝试超过高中压转子的速度时，SSS离合器自动地连接两个转子。在开锁状态，每当低压转子相对于高中压转子减速时，离合器自动脱开。SSS离合器两端设计有支持轴承，以免脱开后偏摆。SSS离合器两端支持轴承供给润滑油。当低压模块脱开后，由于SSS离合器内部润滑油的阻尼效应，低压转子仍会以200r/min左右的转速转动。

2.8 轴承箱

汽轮机共设有三个轴承箱，均为焊接结构，前、中、后轴承箱均落地设计。

2.9 轴承

本机型共六个支持轴承，1#-5#均为可倾瓦轴承，6#轴承为椭圆瓦轴承。两个推力轴承分别位于前轴承箱与后轴承箱。1#、2#、4#、5#支持轴承均配置有高压顶轴油接口，机组盘车及汽机启动时高压顶轴油投入，将转子顶起。

2.10 润滑油系统

润滑油系统的主要作用是向汽轮发电机组的支持轴承、推力轴承和盘车装置提供润滑油。该系统能满足机组在启动、停机、正常运行和事故工况下的汽轮发电机组的供油要求。润滑油系统由电动交流润滑油泵（两台，一用一备）、直流事故油泵、冷油器、过滤器、压力调节阀、顶轴装置、排烟系统、油箱、油位指示器以及连接管道、阀门及各种监测仪表等构成。高压转子-发电机转子顶轴油系统和低压转子顶轴油系统两部分单独设计。