文档介绍：独特结构、独特性能的超超临界汽轮机
何阿平阳虹彭泽瑛
摘要:在直接与汽轮机有关的高效洁净燃煤发电技术:超超临界参数、提高汽轮机内效率以及冷端优化三个领域内,起关键作用的是汽轮机的结构设计。SEPG在超超临界汽轮机中采取了一系列新颖独特的结构,通过从进口到出口与传统结构进行逐段的对比分析表明,%以上。玉环4×1000MW及外高桥-III等大量机组的实测高中压缸效率及热耗均达到了保证及设计值,验证了独特结构设计具有稳定的低损失,高效率特性。
关键词:超超临界参数汽轮机热耗
自1997年至今,百万千瓦燃煤发电超超临界汽轮机走过10年的历程之际,我们有必要对目前产品技术的状况进行总结和分析,以明确下一步的发展方向。从节约有限资源和环境保护的角度,“节能减排”不仅是提高电力企业经济效益,而且是整个社会持续发展的要求,汽轮机产品技术发展所面临的形势是:
(1)提高效率的要求更为迫切,产品技术的“优胜劣汰”将是必然趋势
据我国2007年的统计,燃煤火电量占总电量的78%,消耗了50%以上的煤以及40%的工业用水;在全年排放中火电占据的份额为:渣的70%、灰的20%,SO2的52%以及24亿吨的CO2,由于排放直接与效率有关,随着京都议定书关于CO2减排目标的实施,提高燃煤火力发电效率的要求更为迫切。
随着经济手段对环保和排放控制的杠杆作用,效率提高,热耗下降的经济效益大小成为决定汽轮机产品能否立足市场的关键。根据欧洲的经验,如果按热耗效益的经济杠杆相对每1kW,每1kJ//kWh ;%热耗差值,。显然这个经济杠杆将促进形成一个“为环保和效益买好设备”的市场运作机制,使电厂和制造商在保证热耗中商务因素所承担的风险越来越大,促进开发和应用效率更高的技术和设备。
当然,要使我国装备业和电厂从目前“尽一切可能降低设备成本,提高企业效能”向“尽一切可能采用先进技术提高效率”方针转变的前提、基础、动力和压力是必须形成以社会层面的“大成本”取代企业自身“小成本”的机制。国际节能减排的经验表明,只有实施一定的行政(政策)干预加上排放市场化的运作规则才能形成“严法之下高价格对应的高效率和低排放”,产品技术必须“按效率高低实施优胜劣汰”等共识。
(2)目前产品技术状况的正确评估,明确继续提高效率的发展方向
自2003年“863”课题确定发展≧600MW容量超超临界机组以来,第一个超超临界依托工程,华能玉环电厂创记录的在4年中建成投运4台机组;机组热耗及汽轮机内效率全面达到设计和保证值,“863”提出的稳妥、起步目标已圆满实现,目前上海电气电站设备有限公司(下简称SEPG)具有成熟的传统结构和独特结构两种型式的汽轮机,其中在制的独特结构600MW~1100MW超超临界汽轮机组已多达6种,总数超过70余台。在确定下一步发展目标时,有必要对现有两种产品技术的性能状况作出一个全面的评估,明确不同结构型式的效率差异多大?提高效率的关键技术有那些? 下一步产品技术的发展方向是什么?
℃参数比亚临界热耗相对低4%,%
600℃高温强度达到95MPa左右的9%-11%Cr铁素体材料是目前这一轮超超临界产品的基础。SEPG正在设计制造VWO容量为1050MW、1060MW、1096MW凝汽和抽汽、三缸和四缸660MW等6种超超临界机型,其蒸汽压力有25MPa、、27MPa,温度为600℃/600℃。
根据热力学基本原理,采用超超临界参数的经济性得益是非常清晰的,正如国家863“超超临界燃煤发电技术”课题/子课题1的“我国发展超超临界发电机组的技术选型研究”报告指出(1),主蒸汽压力提高1MPa,%~%(%计算);主蒸汽温度提高10℃,%~%(%);再热蒸汽温度提高10℃,%~%(%)。下表1为有关超超临界参数对机组热耗和热效率得益的分析。
表1 超超临界参数的热耗对比()
参数kPa/℃
热耗(相对)下降%
热效率增加值%
热耗(以亚临界600MW为基准)kJ/kWh
目前各种机型保证热耗水平kJ/kWh
基准
基准
7796
7621
25/600/600
7500
7309(某电厂投标)
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