文档介绍：张忠孝
上海交通大学
高效燃煤700℃超超临界发电基础科学问题研究
1 需求与重要性
煤是最脏的能源,中国现在和未来还离不开它
1949_2009 共消耗约500亿吨煤。至2050 还要消耗1000亿吨
2010 年,%
到2020年,我国火力发电仍然有3-4亿千瓦的缺口
2 煤炭发电必须走高效、低碳之路
项目单位亚临界 超临界超超临界 600℃超超临界 700℃超超临界
供电量亿kW•h 30 30 30 30 30
供电效率 % ≥45 ≥50
供电煤耗 g/kWh 327 272 246
年耗标煤 万吨
亚临界产权技术
超临界超超临界 600℃超超临界许可证技术黑匣子技术壁垒
700℃超超临界待形成技术
基本科学体系、公式、数据、图表严重缺失
每度电节约1克煤,CO2减排1000万吨,。
欧洲“AD700”计划:欧盟主持,丹麦ELSAM电力公司组织、德国大电厂技术协会VGB组织等40家机构参与
3 国际研究进展
美国“VISION”计划:美国能源部针对其国内高硫煤质的特点,计划开发蒸汽参数为35MPa/760℃/760℃/760℃的大功率超超临界火电机组
日本“A-USC”研制计划:由日本政府组织,明确在2015年达到35MPa/700℃/720℃以及2020年实现750℃/700℃的开发目标,参与单位包括日立、东芝、三菱、国家材料研究中心等
4 700度高温部件研发状况
TES700
5 学术思想和关键科学问题
拟解决关键科学问题
气固多相燃烧、汽液多相流水动力的理论
镍基合金氧化、腐蚀产生的热阻影响燃烧与水动力耦合传热的机理
高效汽轮机内部复杂非定常流动机理
7
学术思想
建立700℃超超临界极端热力参数下高效热质热功传递、转换科学体系
学术思想与关键科学问题
、
燃烧热量释放与传递
3. 界面两侧热阻的发展特性及其对热效率的影响研究
与灰阻特性研究
5. 高效高参数汽机热力系统研究
热质传递过程系统模拟与优化
2. 700℃超超临界
水动力特性研究
6 主要研究内容
煤非均相容积反应、燃烧热量释放与传递
700℃超超临界水动力特性研究
界面两侧热阻的发展特性及其对热效率的影响研究
煤中矿物质的演变与灰阻特性研究
700℃高效汽轮机内部复杂非定常流动研究
热转功过程系统模拟与优化
9
煤非均相容积反应、燃烧热量释放与传递
复杂边界、大尺度受限空间多相流动与复杂非均相燃烧反应之间的耦合机理,建立多相流气固燃烧模型
2. 不同煤种颗粒燃烧温度—时间历程,确立气固多相流容积非均相反应热量释放特性
热流量分布
燃烧及着火特性
燃烧温度的时间历程
1. 复杂边界条件下,煤粉着火、燃烧、燃尽、灰体颗粒、RO2、火焰特征基础,确立移动火焰的辐射传热模型