文档介绍：大别山电厂培训讲稿
第一章概述
第一节超临界机组的热力工作过程
超临界压力机组已是世界上一项比较成熟的技术,其效率比亚临界机组有大幅度提高,因而在同样发电量下,发电煤耗比亚临界机组低,排放的污染物比较少。加快建设和发展高效超临界火电机组是解决电力短缺、提高能源利用率和减少环境污染的最现实、最有效的途径。
按水循环方式分,锅炉可分为自然循环炉、多次强制循环炉、直流锅炉和复合循环炉。由于超临界压力时水与汽的密度差很小,无法进行汽水分离,所以超临界参数锅炉不能采用带汽包的循环锅炉,只能采用直流锅炉或复合循环锅炉。鉴于600MW超临界机组采用复合循环经济性不高,所以600MW超临界锅炉通常采用直流锅炉。
第二节超临界锅炉的发展现状与趋势
一、国内外超临界机组发展
美国于1957年投运第1台125MW试验性的高参数超临界机组(31MPa、621/566/538℃),由于初期直流锅炉采用了过高的蒸汽参数,超出当时的技术发展水平,使得机组在运行中暴露出许多问题,降低了机组运行可靠性水平。但以后陆续投运的机组中在降低了蒸汽参数后,情况有所好转。到20世纪70年代末,已有100多台超临界机组运行,占当时全部火电容量的30%。1972年投运了首台世界上单机容量最大的1300MW超临界机组,至1994年此类机组共投运9台。据统计,截止1985年,、主汽温度和再热温度为538℃~566℃。1990年前后,超临界机组的温度和压力又趋于提高。
俄罗斯超临界机组的研制主要立足于国内自主开发。1963年投运首台300MW超临界机组,其后所有300MW及以上的机组都采用超临界技术。迄今,基本上形成300MW、500MW、800MW、1200MW等4个容量等级,、540/540℃。超临界机组占火电容量50%以上,最大单机容量为1200MW。目前俄罗斯的列宁格勒金属工厂和莫斯科动力学院又设计了新一代高参数超临界机组,蒸汽参数为(30~32)MPa/580~600/580~600℃,给水温度300℃。当凝汽器压力为(~)kPa时,预计电站的效率为44%~46%。
日本发展超临界机组虽然起步较晚(20世纪60年代中期),但发展快、收效大。其采取引进、仿制、创新的技术路线,与俄罗斯形成鲜明的对比。日本于1967年从美国进口首台600MW超临界机组,两年后仿制的同型机组就已投运;而1971年投运的600MW超临界机组则有效地利用了日本自己的技术。80年代以后,日本吸取了欧洲的经验,自行开发了能带中间负荷滑压运行的超临界直流锅炉。现在容量为450MW以上的机组均采用超临界参数,
℃,一次再热;℃℃,二次再热。目前,日本超临界机组已占其火电容量的50%以上,最大单机容量为1000MW。而且开始向更高参数发展,蒸汽温度多在566℃~593℃的范围内。1989年日本投运了世界上第1台采用超超临界参数的川越电厂1号机组,其主蒸汽压力为31MPa,温度为566/566/566℃(二次再热)。
国际上通常把主蒸汽压力在28MPa以上和主蒸汽、再热蒸汽温度在580℃及其以上的机组定义为高效超临界(high efficiency supercritical)机组或高参数超临界(advanced supercritical)机组。之所以这样定义是因为这个参数是锅炉、汽轮机只需使用现代超临界机组用钢上限,超过这个参数高温高压部件就必须采用改进或新开发的耐热钢种。
我国自80年代开始引进超临界压力机组,600MW超临界机组在上海石洞口第二发电厂于1992年投入运行以来,克服了许多技术上的难关,机组达到设计指标,经济效益良好。
前几年国内先后引进的多台300MW、500MW、600MW、800MW等超临界火电机组也投运良好,取得了一些重要的调试和运行经验。近几年来国内三大动力集团在电站设备设计和制造方面的技术、经验、能力和技术装备水平等都有了很大的进步和发展。所有这些,都为加速我国大型超临界火电机组的研制步伐和实现批量生产,提供了必要的条件和基础。
600MW级机组在技术上属于成熟产品,考虑到国内电网对单机容量600MW的需求和国内已有亚临界600MW火电机组产品的实际情况(有些配套可以通用),我国发展超临界火电机组的起步容量定为600MW;从技术性、经济性以及机组配用材料方面考虑,参数初步定为压力24~25MPa、温度538℃~566℃、一次再热。
超临界压力锅炉蒸发受热面(水冷壁)有垂直管屏和螺旋管