我國超超臨界火電機組主要蒸汽參數(shù)的選擇

1、 126從我國現(xiàn)有設(shè)計制造基礎(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 等級超超臨界機組方案具有效率高、單位千瓦投資省、人員少、維護費用低及同 ...&我國超超臨界機組參數(shù)與結(jié)構(gòu)選型的研究朱寶田 苗廼金 雷兆團 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)計技術(shù)、制造技術(shù)、運行技術(shù)、國外業(yè)績、技

2、術(shù)經(jīng)濟、環(huán)境保護等層面，對我國超超臨界火電機組技術(shù)選型的幾個主要問題：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)、機組容量（600MW 或 1000MW 等級） 、鍋爐主要結(jié)構(gòu)型式（爐型、燃燒方式、水冷壁型式） 、汽輪機主要結(jié)構(gòu)型式（汽缸數(shù)、排汽口數(shù)、末級葉片、單軸或雙軸布置）等進行了研究論證。推薦了我國發(fā)展超超臨界機組的蒸汽參數(shù)：(25—28)MPa/600℃/600℃和技術(shù)選型。所推薦的方案是可行的，已開始工程實施。

3、關(guān)鍵詞： 關(guān)鍵詞： 超超臨界機組；效率；蒸汽參數(shù)； 鍋爐；汽輪機；容量；結(jié)構(gòu)；選型1 前言根據(jù)我國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組是迫切的和必要的。超超臨界機組主要蒸汽參數(shù)與技術(shù)選型的研究是我國超超臨界機組的發(fā)展中是關(guān)鍵的第一步。2 超超臨界機組主要蒸汽參數(shù)與結(jié)構(gòu)選型研究的基本條件和范圍基于目前國際上可采購到的成熟高溫材料，研發(fā)我國超超臨界發(fā)電機組。對超超臨界發(fā)

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

5、（蒸汽的初始壓力和溫度） 、采用再熱系統(tǒng)、增加再熱次數(shù)，都是提高機組效率的有效方法。一般，常規(guī)亞臨界機組的典型參數(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)超臨界機組的典型參數(shù)為 24.1MPa/538℃/538℃，對應(yīng)的發(fā)電效率約為 41％。超超臨界機組的主蒸汽壓力為 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)超臨界機組的熱效率比亞臨界機組的高 2%～3%左右，而超超臨界機組的熱效率比常規(guī)超臨界機組的高 4%以上。在超超臨界機組參數(shù)范圍的條件下，主蒸汽壓力提高 1MPa，機組的熱耗率就可下降0.13%～0.15%；主蒸汽溫度每提高 10℃，機組的熱耗率就可下降 0.25%～0.30%；再熱蒸汽128圖 2 一次再熱機組熱效率相對提高值圖 3 二次再熱機組熱效率相對提高值3.2

7、 3.2 再熱次數(shù) 再熱次數(shù)（1）二次再熱將進一步提高機組的熱效率采用二次再熱的目的是為了進一步提高機組的熱效率，并滿足機組低壓缸最終排汽濕度的要求。在所給參數(shù)范圍內(nèi)，采用二次再熱使機組熱經(jīng)濟性得到提高，其相對熱耗率改善值約為1.43%～1.60%。（2）二次再熱使機組更加復(fù)雜有兩個再熱器——鍋爐結(jié)構(gòu)復(fù)雜化；增加一個超高壓缸，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，機組長度增加，軸系趨于復(fù)雜——汽輪機結(jié)構(gòu)復(fù)雜化。存在大量

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

9、但機組的造價要高10%~15%，而機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)問題，國外制造運行業(yè)績少，技術(shù)經(jīng)濟性較差。我國在發(fā)展開始超超臨界機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