资料介绍
超超临界压力锅炉的发展及应用
节约一次能源,加强环境保护,减少有害气体的排放,降低地球的温室效应,已越来越受到国内外的高度重视。我国电力总装机容量已逾3 亿KW,但火电机组平均单机容量不足10 万kW,平均供电煤耗达399g/(kW·h),比国外先进水平高70~80g/(kW·h),高出25%以上,资源浪费太大,废气排放严重。从目前世界火力发电技术水平来看,提高火电厂效率的方法除整体煤气化联合循环(IGCC)、增压流化床联合循环(PFBC)外,还有超超临界压力技术(USC)。我国已经把大幅度提高发电效率、加速发展洁净煤技术的超超临界机组作为我国可持续发展、节约能源、保护环境的重要措施。
1 超超临界压力锅炉的发展
世界上第一台实验性的超临界锅炉是西门子公司根据捷克人马克·本生1919 年的专利方案制造的。超超临界机组并不是按步就班由22.2MPa、538℃/538℃向上发展的,蒸汽参数经历高—低—高的过程。1949 年原苏联安装了第一台超超临界试验机组,直流锅炉出口参数为29.4MPa、600℃(12t/h),经节流至15MPa 后通入汽轮机,以后又生产了29.4MPa、650℃型号为P—100—300 的100MW 机组,作为改造中压机组的前置级。1956 年西德投运
1 台参数为34MPa、610℃/570℃/570℃、容量为88MW 的机组。
美国在50 年代末投运了2 台具有代表性的超超临界机组,菲罗电厂6 号机组,容量为125M
W、参数为31MPa、621℃/566℃/538℃;艾迪斯顿电厂1 号机组,参数为34.3MPa、
649℃/566℃/566℃、容量为325MW。费城电力公司的这台艾迪斯顿1 号机从1960 年开
始按设计参数运行8 年,后因出现一些故障,主要是材料问题,1968 年起参数降为31MPa、610℃/557℃/557℃。美国一开始就试制这样高参数的超超临界机组,不可避免地频繁发生事故,故不得不降低参数运行。在开发初期,过高的蒸汽参数超越了当时的技术水平。以后将蒸汽降至24.1MPa、538℃~566℃,并逐步完善,这种蒸汽参数保持了20 余年。日本引进美国的技术并结合欧洲的适合变压运行的本生式直流炉,成功地开发了超超临界机组。在1989 年和1991 年成功地投运2 台700MW、31MPa、566℃/566℃/566℃的机组,运行情况良好,可用率水平很高。1998 年投运主蒸汽和再热蒸汽温度均为600℃的原町2 号1000MW 机组,该机组实测发电机端效率达44.7%。
欧洲在1995~1999 年间至少投运9 台蒸汽压力28.5MPa~31.0MPa、温度545℃~58
7℃的超超临界机组,在建的还有10 台,并将蒸汽温度提高至600℃以上。其中丹麦已投运的2 台超超临界机组的热效率可达47%~49%。
2 蒸汽参数的选择
机组的蒸汽参数是决定机组热经济性的重要因素。一般,压力是16.6~31.0MPa、温
度在535℃~600℃的范围内,压力每提高1MPa,机组的热效率上升0.18%~0.29%;
新蒸汽温度或再热蒸汽温度每提高10℃,机组的热效率就提高0.25%~0.3%;如果采用二次再热的机组就比一次再热机组的热效率高1.5%~2.0%。现在常规的超临界机组采用的蒸汽参数为24.1MPa、538℃/566℃。超超临界机组一般采用二次再热,其参数为:31.0MPa、566℃/566℃/ 566℃或31.0MPa、593℃/593℃/593℃或34.5 MPa、64
9℃/593℃/593℃。超超临界机组的供电端效率见表1 所示。
节约一次能源,加强环境保护,减少有害气体的排放,降低地球的温室效应,已越来越受到国内外的高度重视。我国电力总装机容量已逾3 亿KW,但火电机组平均单机容量不足10 万kW,平均供电煤耗达399g/(kW·h),比国外先进水平高70~80g/(kW·h),高出25%以上,资源浪费太大,废气排放严重。从目前世界火力发电技术水平来看,提高火电厂效率的方法除整体煤气化联合循环(IGCC)、增压流化床联合循环(PFBC)外,还有超超临界压力技术(USC)。我国已经把大幅度提高发电效率、加速发展洁净煤技术的超超临界机组作为我国可持续发展、节约能源、保护环境的重要措施。
1 超超临界压力锅炉的发展
世界上第一台实验性的超临界锅炉是西门子公司根据捷克人马克·本生1919 年的专利方案制造的。超超临界机组并不是按步就班由22.2MPa、538℃/538℃向上发展的,蒸汽参数经历高—低—高的过程。1949 年原苏联安装了第一台超超临界试验机组,直流锅炉出口参数为29.4MPa、600℃(12t/h),经节流至15MPa 后通入汽轮机,以后又生产了29.4MPa、650℃型号为P—100—300 的100MW 机组,作为改造中压机组的前置级。1956 年西德投运
1 台参数为34MPa、610℃/570℃/570℃、容量为88MW 的机组。
美国在50 年代末投运了2 台具有代表性的超超临界机组,菲罗电厂6 号机组,容量为125M
W、参数为31MPa、621℃/566℃/538℃;艾迪斯顿电厂1 号机组,参数为34.3MPa、
649℃/566℃/566℃、容量为325MW。费城电力公司的这台艾迪斯顿1 号机从1960 年开
始按设计参数运行8 年,后因出现一些故障,主要是材料问题,1968 年起参数降为31MPa、610℃/557℃/557℃。美国一开始就试制这样高参数的超超临界机组,不可避免地频繁发生事故,故不得不降低参数运行。在开发初期,过高的蒸汽参数超越了当时的技术水平。以后将蒸汽降至24.1MPa、538℃~566℃,并逐步完善,这种蒸汽参数保持了20 余年。日本引进美国的技术并结合欧洲的适合变压运行的本生式直流炉,成功地开发了超超临界机组。在1989 年和1991 年成功地投运2 台700MW、31MPa、566℃/566℃/566℃的机组,运行情况良好,可用率水平很高。1998 年投运主蒸汽和再热蒸汽温度均为600℃的原町2 号1000MW 机组,该机组实测发电机端效率达44.7%。
欧洲在1995~1999 年间至少投运9 台蒸汽压力28.5MPa~31.0MPa、温度545℃~58
7℃的超超临界机组,在建的还有10 台,并将蒸汽温度提高至600℃以上。其中丹麦已投运的2 台超超临界机组的热效率可达47%~49%。
2 蒸汽参数的选择
机组的蒸汽参数是决定机组热经济性的重要因素。一般,压力是16.6~31.0MPa、温
度在535℃~600℃的范围内,压力每提高1MPa,机组的热效率上升0.18%~0.29%;
新蒸汽温度或再热蒸汽温度每提高10℃,机组的热效率就提高0.25%~0.3%;如果采用二次再热的机组就比一次再热机组的热效率高1.5%~2.0%。现在常规的超临界机组采用的蒸汽参数为24.1MPa、538℃/566℃。超超临界机组一般采用二次再热,其参数为:31.0MPa、566℃/566℃/ 566℃或31.0MPa、593℃/593℃/593℃或34.5 MPa、64
9℃/593℃/593℃。超超临界机组的供电端效率见表1 所示。
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