我國(guó)超超臨界火電機(jī)組主要蒸汽參數(shù)的選擇

1、 126從我國(guó)現(xiàn)有設(shè)計(jì)制造基礎(chǔ)及技術(shù)可行性上考慮，1000MW 及以下容量的超超臨界鍋爐在 ... 1000MW 等級(jí)超超臨界機(jī)組方案具有效率高、單位千瓦投資省、人員少、維護(hù)費(fèi)用低及同 ...&我國(guó)超超臨界機(jī)組參數(shù)與結(jié)構(gòu)選型的研究朱寶田 苗廼金 雷兆團(tuán) 李續(xù)軍 張 心 張亞夫(西安熱工研究院有限公司,陜西省 西安市 710032)摘 要：按熱效率與蒸汽參數(shù)的關(guān)系、高溫材料、設(shè)計(jì)技術(shù)、制造技術(shù)、運(yùn)行技術(shù)、國(guó)外業(yè)績(jī)、技

2、術(shù)經(jīng)濟(jì)、環(huán)境保護(hù)等層面，對(duì)我國(guó)超超臨界火電機(jī)組技術(shù)選型的幾個(gè)主要問(wèn)題：主要蒸汽參數(shù)（主蒸汽壓力、溫度、再熱蒸汽溫度） 、再熱次數(shù)、機(jī)組容量（600MW 或 1000MW 等級(jí)） 、鍋爐主要結(jié)構(gòu)型式（爐型、燃燒方式、水冷壁型式） 、汽輪機(jī)主要結(jié)構(gòu)型式（汽缸數(shù)、排汽口數(shù)、末級(jí)葉片、單軸或雙軸布置）等進(jìn)行了研究論證。推薦了我國(guó)發(fā)展超超臨界機(jī)組的蒸汽參數(shù)：(25—28)MPa/600℃/600℃和技術(shù)選型。所推薦的方案是可行的，已開(kāi)始工程實(shí)施。

3、關(guān)鍵詞： 關(guān)鍵詞： 超超臨界機(jī)組；效率；蒸汽參數(shù)； 鍋爐；汽輪機(jī)；容量；結(jié)構(gòu)；選型1 前言根據(jù)我國(guó)的能源資源狀況和電力技術(shù)發(fā)展的水平，積極發(fā)展作為潔凈煤發(fā)電技術(shù)之一的高效、節(jié)能、環(huán)保的超超臨界火電機(jī)組是迫切的和必要的。超超臨界機(jī)組主要蒸汽參數(shù)與技術(shù)選型的研究是我國(guó)超超臨界機(jī)組的發(fā)展中是關(guān)鍵的第一步。2 超超臨界機(jī)組主要蒸汽參數(shù)與結(jié)構(gòu)選型研究的基本條件和范圍基于目前國(guó)際上可采購(gòu)到的成熟高溫材料，研發(fā)我國(guó)超超臨界發(fā)電機(jī)組。對(duì)超超臨界發(fā)

4、電機(jī)組在可行的參數(shù)范圍內(nèi)就以下幾個(gè)主要技術(shù)問(wèn)題進(jìn)行分析論證:再熱次數(shù)，主要蒸汽參數(shù)（主蒸汽壓力、溫度、再熱蒸汽溫度） ，機(jī)組容量（600MW 或 1000MW 等級(jí)） ，鍋爐主要結(jié)構(gòu)型式（爐型、燃燒方式、水冷壁型式） ，汽輪機(jī)主要結(jié)構(gòu)型式（汽缸數(shù)、排汽口數(shù)、末級(jí)葉片、單軸或雙軸布置等。3 超超臨界機(jī)組再熱次數(shù)及主要蒸汽參數(shù)3.1 3.1 超超臨界機(jī)組再熱次數(shù)、主要蒸汽參數(shù)與熱效率 超超臨界機(jī)組再熱次數(shù)、主要蒸汽參數(shù)與熱效率提高蒸汽參數(shù)

5、（蒸汽的初始?jí)毫蜏囟龋?、采用再熱系統(tǒng)、增加再熱次數(shù)，都是提高機(jī)組效率的有效方法。一般，常規(guī)亞臨界機(jī)組的典型參數(shù)為 16.7MPa/538℃/538℃，其發(fā)電效率約為 38％。常規(guī)超臨界機(jī)組的主蒸汽壓力一般為 24MPa 左右，主蒸汽和再熱蒸汽溫度為 538℃～560℃；常規(guī)超臨界機(jī)組的典型參數(shù)為 24.1MPa/538℃/538℃，對(duì)應(yīng)的發(fā)電效率約為 41％。超超臨界機(jī)組的主蒸汽壓力為 25MPa～31MPa 及以上，主蒸汽和再熱蒸

6、汽溫度為 580℃～600℃及以上。常規(guī)超臨界機(jī)組的熱效率比亞臨界機(jī)組的高 2%～3%左右，而超超臨界機(jī)組的熱效率比常規(guī)超臨界機(jī)組的高 4%以上。在超超臨界機(jī)組參數(shù)范圍的條件下，主蒸汽壓力提高 1MPa，機(jī)組的熱耗率就可下降0.13%～0.15%；主蒸汽溫度每提高 10℃，機(jī)組的熱耗率就可下降 0.25%～0.30%；再熱蒸汽128圖 2 一次再熱機(jī)組熱效率相對(duì)提高值圖 3 二次再熱機(jī)組熱效率相對(duì)提高值3.2

7、 3.2 再熱次數(shù) 再熱次數(shù)（1）二次再熱將進(jìn)一步提高機(jī)組的熱效率采用二次再熱的目的是為了進(jìn)一步提高機(jī)組的熱效率，并滿足機(jī)組低壓缸最終排汽濕度的要求。在所給參數(shù)范圍內(nèi)，采用二次再熱使機(jī)組熱經(jīng)濟(jì)性得到提高，其相對(duì)熱耗率改善值約為1.43%～1.60%。（2）二次再熱使機(jī)組更加復(fù)雜有兩個(gè)再熱器——鍋爐結(jié)構(gòu)復(fù)雜化；增加一個(gè)超高壓缸，增加一根再熱冷管與再熱熱管，增加一套超高壓主汽、調(diào)節(jié)閥，機(jī)組長(zhǎng)度增加，軸系趨于復(fù)雜——汽輪機(jī)結(jié)構(gòu)復(fù)雜化。存在大量

8、需要解決的技術(shù)問(wèn)題。（3）近五年來(lái)新投運(yùn)的超超臨界機(jī)組基本上沒(méi)有采用二次再熱除了早期美國(guó)的三臺(tái)機(jī)組外，只有日本川越電站兩臺(tái)700MW機(jī)組(31MPa/566℃/566℃/566℃/1989年)和丹麥二臺(tái)415MW(28.5 MPa,580/580/580/1998)機(jī)組采用二次再熱的超超臨界機(jī)組。近五年來(lái)新投運(yùn)的超超臨界機(jī)組沒(méi)有采用二次再熱。（4）二次再熱機(jī)組的技術(shù)經(jīng)濟(jì)性較差在目前參數(shù)下，二次再熱的經(jīng)濟(jì)性得益為 1.4%—1.6%左右，

9、但機(jī)組的造價(jià)要高10%~15%，而機(jī)組的投資一般約占電廠總投資的 40%~45%左右，電站投資要增加 4%—6.8%。技術(shù)經(jīng)濟(jì)性較差。(5)采用一次再熱是適宜的采用二次再熱存在大量需要解決的技術(shù)問(wèn)題，國(guó)外制造運(yùn)行業(yè)績(jī)少，技術(shù)經(jīng)濟(jì)性較差。我國(guó)在發(fā)展開(kāi)始超超臨界機(jī)組的階段采用一次再熱是適宜的。3.3 3.3 主蒸汽溫度和再熱蒸汽溫度 主蒸汽溫度和再熱蒸汽溫度0.002.004.006.008.0010.0018 20 22 24 26 28