亚临界、超临界、超超临界火电机组技术区别、发展现状与发展趋势的研究报告.docx
《亚临界、超临界、超超临界火电机组技术区别、发展现状与发展趋势的研究报告.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《亚临界、超临界、超超临界火电机组技术区别、发展现状与发展趋势的研究报告.docx(12页珍藏版)》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。
1、亚临界、超临界、超超临界火电机组技术区分、进呈现状与进展趋势的争论报告一、问题的提出通过书本上的学习我们初步了解了火电厂的工作流程和原理,在整个流程中机组选择的不同使得火电厂对发电用的蒸汽的各项参数、工件的选择、材料的要求等提出不同的标准。本小组通过对亚临界、超临界、超超临界火电机组技术区分、进呈现状与进展趋势进展争论,找出了他们的一些不同与一样之处,陈设如下不对之处还望指正。二、调查方法1. 从书籍中查找有关资料2. 在英特网中查阅有关资料三、正文我国自 1882 年在上海建立第一座火力发电厂开头, 火力发电已走过 100 多年进展历程。中国成立以后, 特别是改革开放以来, 我国的火力发电事
2、业取得了煌的成就。全国电力装机到1987 年跨上100GW 的台阶后, 经过7 年的努力, 在1995 年 3 月份突破 200GW 至 1995 年底我国电力装机容到达 217.224GW,其中水电52.184GW,火电 162.94GW,核电 2.1GW.1995 年全国发电装机容量跃居世界第三位、发电量居世界其次位。火力发电在电力构造中始终占有重要地位。从全球范围看, 火电在电力工业中起着主导作用。对中国而言, 火电在电力工业中所占比重更大, 其中煤电所占比例要比全世界平均水平更高。国内外一些机构曾对我国能源构造进展过推测分析, 虽然数字有些差异, 但结论大致一样,火力发电特别是燃煤发电
3、在将来几年及 21 世纪上半叶, 甚至更长时间内在我国电力工业中将起主导作用。我国火电机组的研制从 50 年月中期 6MW 中压机组起步, 到 70 年月已具备设计制造 200MW 超高压机组和 300MW 亚临界压力机组的力量, 但我国最大单机容量同国外先进水平的差距一般为 30-40 年, 我国机组的技术性能和牢靠性水平与国外先进水平相比有相当大的差距( 以当时的亚临界 300MW 汽轮机为例, 其热耗值比国外同类机组高出约 209KJ/KWh, 按每台机组每年运行 7000h 计算, 仅此一项每台机组每年就需多消耗近 2023t 标准煤。为尽快缩小与国外先进水平的差距, 从 80 年月初
4、开头,我国实行引进消化吸取攻关创推广应用的技术路线, 自主研制开发火电机组, 促进了电力工业在装备、设计施工、运行和治理方面跃上水平。现已进展到设计制造600MW 亚临界压力机组。电站锅炉、汽轮机的燕汽参数从中压、高压进展到超高压, 亚临界压力。汽轮发电机电压从 6.3kV 进展到 20kV 冷却方式已把握了空冷、氢冷、双水内冷、水氢氢冷等技术, 近 10 年来, 我国建火电机组容量也从以 100-200MW 为主进展到以 300-600MW 为主。之后我国引进并消化吸取国外先进技术, 提高我国火电机组研制水平,优化引进型机组, 推广应用技术, 改进提高国产机组水平,推广优化技术, 提高国产火
5、电机组水平。在“ 九五” 期间及以后又致力于乐观开发大容量超临界压力机组,开发大型空冷和热电联供机组,研制能燃用劣质煤的大型电站锅炉,开发燃汽/蒸汽联合循环,提高火力发电环保水平,作好现有火电厂老机组改造,研制高效优质辅机, 提高电站成套水平,乐观开发、研制高效自动扮装置的工作并取得了极大的成果。1. 技术区分亚临界机组炉亚临界是指电厂锅炉的蒸汽参数,具体是指过热器出口蒸汽的额定表压力。在 14-22.2MPa 之间的称为亚临界压力锅炉。燃煤:是指以煤为动力燃料的发电机组。亚临界机组炉内水处理为了保障热力系统中的水、汽品质,避开发生腐蚀、结垢、积盐,需对水汽系统工质进展化学处理。亚临界机组的化
6、学处理点一般为分散水、给水、炉水给水系统水质调整为氨联胺处理,炉内承受低磷酸盐处理另外机组设有以除盐水做为工质的闭式冷却水系统,对其只承受联胺处理。系统设置有化学加药系统,其中包括加氨、加联胺、加磷酸盐处理 3 个子系统。系统设置格外简洁,联胺、磷酸盐溶药箱各2 个,氨溶药箱1 个加药泵都为柱塞式隔膜泵,整个加药系统布置于锅炉零米。由于凝汽器使用了钛管,因此系统未设置分散水精除盐装置。为除去分散水中悬浮杂质和腐蚀产物,于分散水泵后设有分散水除铁系统 2 台管式过滤器。管式滤元为不锈钢构造并外绕聚丙稀纤维,滤元直径 50,长度 1780。分散水最大流量:857/。滤元有两种规格,10滤元为启动时
7、使用,5滤元为正常运行时使用。失效点用进出口压差掌握 ,设置反洗水泵用于过滤器定期反洗 , 反洗周期为 10过滤器的启动、反洗、运行,可实现自动程序运行。这样,虽然钛管比较昂贵,但设备投资并没有增加太多。亚临界的水动力特性亚临界的水动力特性,不仅影响着水冷壁的传热特性和安全性,而且在很大程度上影响着汽温特性、调峰性能,甚至影响到燃烧调整性能。由于锅炉水冷壁的水动力特性主要打算于循环方式,而循环方式不仅取决于锅炉的容量及参数, 而且取决于不同燃烧方式所需的炉型构造。因此亚临界参数锅炉的循环方式趋于多样化,消灭自然循环、掌握循环和强制流淌等多种形式。亚临界参数 600Mw 锅炉机组当承受四角燃烧方
8、式时,由于炉膛周界的限制,适合承受掌握循环方式: 承受对冲燃烧方式时可以扩大炉膛周界或选择管径较大的水冷壁,适合承受自然循环方式。明显水冷壁的水动力特性不再是一个孤立的问题,它受到很多简单条件的制约,反过来又影响到锅炉的综合性能。(1) 压力对循环特性的影响运行和实测数据说明,亚临界参数自然循环锅炉的汽包压力到达 20678 MPa时,自然循环仍旧不成问题。压力由 150MPa 提高到 200MPa,下降管内工质密度大约削减 20,上升管内工质密度几乎不变,循环流淌压头只有微小的降低,因而对循环特性的影响不大,由此可见压力不是影响循环特性的主要因素。由理论分析可以知道,压力对于循环特性的影响具
9、有双重作用:一方面压力提高使循环流淌压头略有削减;另一方面压力提高使水冷壁管内工质的汽化潜热减 小。(2) 炉型构造对循环特性的影响锅炉炉型构造首先取决于锅炉燃烧条件,即取决于燃料的燃烧特性和结渣特性以及燃烧方式;其次取决于锅炉蒸发量和限制产生膜态沸腾的安全裕度。对于亚临界参数锅炉,随着锅炉容量增大相对于单位蒸发量的炉膛周界减小,管内质量含汽率增大,到达 03-04,循环流速到达 1720 ms。30MCR 时的循环流速能保持 1 ms 的水平。试验数据说明,循环流速到达 O4ms,水冷壁管内的工质流淌就不会产生停滞和倒流现象。当水冷壁承受内螺纹管时,质量含汽率即使到达 0,6,也不会消灭膜态
10、沸腾导致的传热恶化现象,因而自然循环具有较大的安全裕度。超临界机组:工程热力学将水的临界状态点参数定义为:压力 22.115MPa,温度 374.15 。当水的状态参数到达临界点时,在饱和水和饱和蒸汽之间不再有汽、水共存的两相区存在。与较低参数的状态不同,这时水的传热和流淌特性等会存在显著的变化。当蒸汽参数值大于上述临界状态点的压力和温度值时,则称其为超临界参数。超临界机组是指一般主汽压力 24MPa 及以上,主汽和再热汽温度 540-560的火电厂 ,效率比亚临界机组高约 2%。超临界机组的使用和推广需要我们把握直流锅炉的设计技术。如汽水循环系统及水冷壁的设计,锅炉启动系统及其水分别器技术,
11、耐高温高压的经书材料和阀门,受压件的强度设计及应力分析技术,超临界锅炉受压部件的制造。其中技术关键是水冷壁,超临界锅炉水冷壁管圈主要有螺旋管圈和垂直管圈两种型式。超临界锅炉水冷壁的循环倍率通常只有 1 或小于 1(当过热器减温水量较大时),变压运行的超临界机组低负荷时流量较小,这打算了水冷壁需要较小的管径和特别的管圈型式,以确保管内有足够高的质量流速,保证冷却管壁, 使其不超温。经过长期的进展,超临界锅炉水冷壁管圈主要有螺旋管圈水冷壁和垂直管圈水冷壁两种型式。它们的不同点是螺旋管圈是适用于变压运行,而垂直管屏适用于定压运行。它们的共同点是在高负荷运行工况下,水冷壁都在超临界压力下工作,管内工质
12、温度随着吸热量的增加而提高。1 螺旋管圈水冷壁为了适应电网中调峰和滑压运行的要求,先后开发的螺旋管圈水冷壁构造的超临界锅炉。管子自炉膛低部以肯定的倾角沿着炉膛四周盘旋上升到炉膛出口处(一般 1520 圈),上部改为垂直上升管子,以利于管子穿墙及悬吊构造的布置。只要转变螺旋管圈的倾角,就可以格外简洁的削减炉膛四周的管子数量而不增加管子间的间隙,保证必要的管内质量流速,同时可选用较粗的管子,增加水冷壁的刚性。2 垂直管圈水冷壁垂直管圈水冷壁又分为一次上升式和屡次上升一下降两种,沿炉膛四周周界垂直的管子组成假设干管屏。一次上升垂直管圈的全部管屏都是并联的,从省煤器来的工质引入炉底进口集箱,在管屏中一
13、次向上流淌至炉顶出口集箱。而屡次上升一下降管圈,工质从炉底进入几片管屏,向上流淌到炉顶后,经过下降管引到炉底,再在另外几片管屏中向上流淌,视不同状况可有几次上升下降。屡次垂直上升一下降管圈工质具有较高的质量流速,但由于相邻管屏间工质温度不一样引起相邻管屏外侧两根相邻管子之间壁温差大,只适用于定压运行的锅炉。对于变压运行的超临界锅炉承受一次上升的垂直管圈水冷壁 (如华能玉环电厂 1000NW 机组),为了得到较高的质量流速,一般要求锅炉容量较大并承受较细的管径。同时为了抑制亚临界压力下炉膛水冷壁传热恶化、强化管内侧换热和确保水冷壁管工作的安全性,在热负荷较高的部位承受内螺纹管。为了减小水冷壁出口
14、的温度偏差,保证水冷壁系统水动力工作的牢靠性,整个水冷壁系统依据炉膛内沿宽度热负荷分布状态和构造特点,在回路的进水导管上和每根水冷壁管的人口同时装设节流圈即承受二级节流方式来掌握各管子的流量。600MW 超临界机组与其他机组相比有一些不同的要求如: 锅炉局部由于超临界锅炉的温度和压力比亚临界锅炉高,因此对锅炉提出了一些特别的要求:超临界锅炉受热面工作条件就较亚临界锅炉为差,故对于受热面钢种、管道规格等选择上提出较高的要求。尤其是过热器管选择时,更应留意所用钢材的抗腐蚀性和晶粒度指标。沁北电厂承受 SUS347 替代在亚临界压力锅炉上常用的 SUS321,就是考虑到SUS321 的晶粒度大,易形
15、成氧化层Fe3O4,脱落后将引起汽轮机的“硬粒冲蚀”的问题。保证锅炉在各种工况下水动力的牢靠性,在各种负荷下,从超临界压力到亚临界压力广泛的运行工况范围内,各水冷壁出口温度上下幅度须限定在规定范围内,确保水动力稳定性不受破坏;尤其当水冷壁悬吊管系中设有中间联箱时, 必需实行措施避开在启动分别器干湿转换、工质为两相流时,联箱中消灭流量安排不均匀而使悬吊管温差超限,导致悬吊管扭曲变形等问题。超临界变压运行锅炉水冷壁对炉内热偏差的敏感性较强,当承受四角切园燃烧方式时必需实行有效的消退烟气温度偏差的措施锅炉出口两侧最大烟温差不得大于 50。沁北电厂承受前后墙对冲燃烧的方式。汽轮机局部对于汽轮机本体来说
16、,由于超临界压力机组是由直流炉供汽,溶解于蒸汽中的其他物质较多,蒸汽在汽轮机的通流局部做功后压力降低,原先在高压下溶解的物质会释放出来,产生固体硬粒冲蚀。针对超临界机组固体硬粒冲蚀这一突出问题哈尔滨汽轮机厂实行了对通流部件进展外表硬化处理;从防磨角度优化通流局部进汽角度,减轻对叶片的冲蚀;承受全周进汽和调整汽门合理治理系统AMS 以降低启动流速,减小硬粒冲击能量等。超临界汽轮机由于主蒸汽参数及再热蒸汽参数的提高,特别是温度的提 高,一些亚临界机组使用的材料,已不能适应超临界汽轮机的工作状况,因此, 在选材问题赐予了高度重视。主汽调整阀壳体和主蒸汽管承受 9%Cr 锻钢,以适应主蒸汽温度和压力变
17、化的要求。低压缸进汽温度由亚临界的 320升至 370, 亚临界使用的一般 30Cr2Ni4MoV 转子材料的长期时效脆性敏感性高,不能满足长期安全运行的要求。因此承受了超纯 30Cr2Ni4MoV 转子材料,降低材料的长期时效脆性敏感性,使超临界的低压转子能够长期安全运行。构造设计上实行防止蒸汽旋涡振荡的措施,避开由于高压缸入口压力高、汽流密度大,使调整级复环径向间隙处发生蒸汽旋涡振荡所引起的轴承不稳定振动。通常以高压调整级处消灭蒸汽振荡的可能性最大,设计上承受有成熟阅历的叶型,并进展动强度核算,避开轮系振动频率与喷嘴尾迹扰动力频率重合所产生的共振。在辅机配套方面,除了高压给水泵的扬程和高压
18、加热器管侧压力超临界机组比亚临界机组高以外,其余的设备超临界机组和亚临界机组根本一样。相比于亚临界机组超临界机组有着显著的优势: 1.热效率高。热耗低我国火电机组 平均煤耗比超临界机组 高7080 g/kW.h,比超超临界机组高104g/kW.h。1998年火电发电量938.8TW.h,如一半由超超邻界机组发出, 则每年可节约约300040005000万吨标准煤。2. 应用超临界蒸汽参数的Benson型强迫循环锅炉可以提高电厂效率。3. 应用超临界蒸汽参数的Benson型强迫循环锅炉可以提高机组的机动性, 有力量使得机组对于负荷变化做出快速反响。4. 技术包括承受滑压运行方式、高强度材料、承受
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 临界 火电 机组 技术 区别 发展 现状 发展趋势 研究 报告
限制150内