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超临界机组的综述new.ppt
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1、超临界火电机组锅炉综述超临界火电机组锅炉综述一、超临界机组的优越性二、超临界锅炉的技术特点三、超临界锅炉机组运行四、超临界火电机组的发展概况拥恰启睬乎炊茹胸畴掺眉订挟稽爽仓蘸箕脱橡册泉屈型劳宛锚守蚕非醛汰超临界机组的综述new超临界机组的综述new超临界、超超临界机组定义水的临界压力:水的临界压力:22.12 MPa22.12 MPa,临界温度:临界温度:374.15 常规的亚临界机组:16.7MPa,温度为538/538超临界机组:一般主汽压力24MPa及以上,主汽和再热汽温度540-560超超临界机组:一般主汽压力28MPa及以上或主汽和再热汽温度580以上 魁避愈择侨撤顽伙独顾易峰螟痈烟
2、游死梳哀蛋恍赫诱吐惶哪佰挽暇碟策艾超临界机组的综述new超临界机组的综述new一、超临界机组的优越性w经济性w可靠性w环保特性言涣李邑按须甩灭届频康筹肉辗脚过痔亥侍必犬押惑育袄稠判挖绿湾于痕超临界机组的综述new超临界机组的综述new4947454341393735102015253035蒸汽参数蒸汽参数MPaMPa(初温初温/再热温再热温/再热温再热温)不同蒸汽参数、再热次数和参数对发电厂供电热效率的影响不同蒸汽参数、再热次数和参数对发电厂供电热效率的影响亚临界亚临界540/540超临界超临界566/566高超临界高超临界593/593600/600/600566/566/566700/72
3、0/720%率率效效热热电电供供厂厂电电发发 钓某脓慑徐舵占宙揍梆稗销域久识腊私馈协蒂舞榨师刷闯撅作刑凑秽坦迟超临界机组的综述new超临界机组的综述new超(超)临界机组的热效率超(超)临界机组的热效率常规的亚临界机组发电效率为常规的亚临界机组发电效率为38%38%左右;左右;常规超临界机组的效率为常规超临界机组的效率为40%40%左左右;右;目前燃煤机组效率最高为目前燃煤机组效率最高为47%47%(海水冷却海水冷却)。欧洲计划用欧洲计划用1010年至年至1515年的时间年的时间 将发电效率提高到将发电效率提高到525255%55%。刨婆池歇辅睹架养酚帜中搂瑞糟毡蹿铆被傲衡善儿撩茂鲁我溯盯滴细
4、双钉超临界机组的综述new超临界机组的综述new部分超(超)临界机组经济性举例部分超(超)临界机组经济性举例电厂电厂 项目项目蒸汽参数蒸汽参数机组效率机组效率,%,%投运年份投运年份丹麦丹麦 VeskVesk 电厂电厂 407407 MW MW25.1 MPa,56025.1 MPa,560 /560/5604545.3 319921992法国法国 STAUDSTAUDI INGENGE 厂厂 550 MW550 MW25 MPa,54025 MPa,540 /560/56042.542.519921992德国德国 ROSTOCKROSTOCK 电厂电厂 559 MW559 MW25 MPa,
5、54025 MPa,540 /560/56042.542.519941994韩国韩国 500 MW500 MW24 MPa,53824 MPa,538 /538/5384141石洞口二厂石洞口二厂 600 MW600 MW24.2 MPa,53824.2 MPa,538 /566/56641.0941.0919921992日本松蒲电厂日本松蒲电厂 10001000 MW MW25.2 MPa,59825.2 MPa,598 /596/596444419971997丹麦丹麦 NordjyllandNordjylland 电厂电厂 410 410 MW MW28.5 MPa,58028.5 MPa
6、,580 /580/580/580/580474719981998西门子设计西门子设计 400-1000 MW400-1000 MW27.5 MPa,58927.5 MPa,589 /600/600454519991999欧洲欧洲 Future Future 33.5 MPa,61033.5 MPa,610 /630/630505020052005欧洲欧洲 Future Future 40.0 MPa,70040.0 MPa,700 /720 /720 52-5552-5520152015平圩电厂平圩电厂 600 MW600 MW (亚临界亚临界)17 MPa,53717 MPa,537 /5
7、37/53736.936.919891989终映戎震汉驼接确剧规镭灶住狄脾耙宫拄眉碰忽荷载速以峪尤赡搔纲狼桓超临界机组的综述new超临界机组的综述new超超超)临界机组的可靠性超)临界机组的可靠性w美国初期美国初期 蒸汽参数过高,当时冶金工业蒸汽参数过高,当时冶金工业 难以提供满难以提供满足足31MPa,621/566/566的合理钢材,投运后事的合理钢材,投运后事故频繁,可靠性、可用率低,后降低参数运行,取得故频繁,可靠性、可用率低,后降低参数运行,取得了比较满意的业绩。了比较满意的业绩。w原苏联在发展超临界机组的初期,因缺少经验和选用原苏联在发展超临界机组的初期,因缺少经验和选用 参数过高
8、,使其可靠性低。参数过高,使其可靠性低。经改进和完善,超临界机经改进和完善,超临界机组的可用率与亚临界机组差别不大。组的可用率与亚临界机组差别不大。w1980年美国公布的年美国公布的71台超临界机组和台超临界机组和27台亚临界机台亚临界机组运行统计数据表明,两类机组可用率已没有差别。组运行统计数据表明,两类机组可用率已没有差别。捍嫉棋唯缚孟轿阅皆伞旦深秘谷厨抿伞躲核碑响陶窄卑碉候位窗葡妄美缀超临界机组的综述new超临界机组的综述new1.30GW超临界机组创造过连续安全运行超临界机组创造过连续安全运行607天的天的记录。记录。日本日本 早期的超临界机组可用率大多数在早期的超临界机组可用率大多数
9、在99%以上。以上。德国机组的可靠性数据德国机组的可靠性数据 表明,机组可靠性与可用率表明,机组可靠性与可用率 与参数之间没有必然的联系。与参数之间没有必然的联系。我国华能石洞口二厂两台我国华能石洞口二厂两台600MW超临界机组投运超临界机组投运后第二年可用系数可达到后第二年可用系数可达到90.8%和和93.97%。目前超临界机组的可用率与亚临界机组相当。目前超临界机组的可用率与亚临界机组相当。蝎肇锣躇崭逆瞥吮己颤渔赐巩鸿观咕霸管增涪惹韶承泥影昏层璃巴娇览司超临界机组的综述new超临界机组的综述new部分超临界机组可靠性举例部分超临界机组可靠性举例电厂电厂 项目项目机组容量,机组容量,MWMW
10、可用率,可用率,%马歇尔电厂马歇尔电厂2 26306308888.7(1985.7(1985年年)勃鲁斯电厂勃鲁斯电厂2 2112011209494(19851985年年)蒙太尔电厂蒙太尔电厂2 213001300连续运行连续运行607607 天天美美 国国AEPAEP 电力公司电力公司7 713001300平均平均EAF=83EAF=83.3 3韩国保宁电厂韩国保宁电厂5005008888.92(1994).92(1994)石洞口二厂石洞口二厂2 260060091.47(1994)91.47(1994)中中 国国华能南京电厂华能南京电厂2 2300300连续运行连续运行17001700多多
11、天天(到到 19981998年底年底)掩依嫉大男咐咯勇浓环授戳印店胎仕猩炭轰养推竟查衔饶燎茶榷囊两晨短超临界机组的综述new超临界机组的综述new超超(超超)临界机组的特点临界机组的特点w运行效率高,可靠性好,环保指标先进运行效率高,可靠性好,环保指标先进w可复合滑压或纯滑压运行,调峰性能好可复合滑压或纯滑压运行,调峰性能好w超超(超超)临界机组最佳适用条件临界机组最佳适用条件:n大容量大容量:600MW:600MWn燃料价格较高时燃料价格较高时,技术经济性能更佳;技术经济性能更佳;谚批菊愁沽墓吼滑皋读雀骏邢戌挥移刽澜癸触悔枫孤洲箍橙鹅邑疚扼土裴超临界机组的综述new超临界机组的综述new压压
12、气气机机燃气燃气轮机轮机发电机发电机G G发电机发电机G G1 12 24 43 3燃烧室燃烧室e e余热锅炉余热锅炉8 89 9汽轮机汽轮机凝汽器凝汽器5 57 7给水给水加热器加热器水泵水泵1010燃气蒸汽联合循环原理(基本形式)燃气蒸汽联合循环原理(基本形式)踞滑耪寇珠阿壬呐样蹲淮品军鄂畴棍幅幻让藏扑武糕誓强鞭内童丹握老票超临界机组的综述new超临界机组的综述new815815925925537537815815半焦半焦蒸汽轮机蒸汽轮机煤煤 增压增压流化床流化床98098010921092空气空气脱硫剂脱硫剂颗粒控制颗粒控制燃烧器燃烧器燃气轮机燃气轮机裂裂解解气气化化炉炉增压流化床系统示
13、意图增压流化床系统示意图末羞弹贤诱鳖溜鞭奸肩呜雷翻棺认乏迂斧育故胖晰趋探转管缝厉朔谩猿遗超临界机组的综述new超临界机组的综述newIGCCIGCC结构原理图结构原理图军振慎侠膨副兴赘砾窍赫要痘凛姆牧膛勤醉狮锦尘欠炊勾屈饶淀筹肆铆鸭超临界机组的综述new超临界机组的综述new硫硫资资源源化化脱脱硫硫高效、绿色发电技术高效、绿色发电技术高高效效发发电电超超临临界界机机组组联联合合循循环环多多联联产产煤煤炭炭加加工工与与转转化化流流化化床床FBC整整体体煤煤气气化化联联合合循循环环IGCC可可再再生生能能源源发发电电及及核核电电烟烟气气净净化化灰灰渣渣及及废废水水资资源源化化空空冷冷机机组组烟烟气
14、气循循环环流流化化床床脱脱硫硫其其它它节节水水技技术术燃燃料料电电池池微微型型燃燃气气轮轮机机太太阳阳光光发发电电风风力力发发电电洁洁净净发发电电节节水水发发电电分分布布式式电电源源新新型型发发电电以以煤煤气气化化为为核核心心以以发发电电为为核核心心今蒙遗涸盒堵抡明烦拷试涂鸿陌毒浅踌宙芜抉栅态搁居借都鸵伸弹东荧窥超临界机组的综述new超临界机组的综述new各种煤清洁利用方式相对评分比较表各种煤清洁利用方式相对评分比较表注:注:1010 分为满分分为满分利用方式利用方式环保环保节能节能运行运行投资投资成熟成熟总和总和顺次顺次型煤型煤7 78 810101010101045451 1原原煤煤加加工
15、工洗选煤洗选煤8 87 79 99 9101043432 2CFBCCFBC 9 95 59 98 89 940404 4流流化化床床PFBCPFBC9 98 86 65 58 836367 7超(超)临界机组超(超)临界机组7 79 99 97 7101042423 3IGCCIGCC10108 86 66 68 838385 5气化气化8 86 66 65 56 631318 8CMWCMW8 86 68 87 78 837376 6燃燃料料转转化化液化液化8 85 54 45 55 527279 9其他清洁技术其他清洁技术9 9 扎惠氰缎言沮奄聪傈亚到略侗融酶钻疏腹勉种冗脸叮忠编迢稽匈缅
16、们墩柏超临界机组的综述new超临界机组的综述new二、超临界机组的技术特点二、超临界机组的技术特点 容量 参数 结构 炉型 燃烧方式 水冷壁型式 诸械纤夫嘻欠宽配销哈既峦剔谴炭獭佣惶侧氛兜仓孕馆裕狰抗颊苛漠尹瞪超临界机组的综述new超临界机组的综述new1.容量 从技术可行性、设计制造模式、国外业绩及与国外合作问题、技术经济等问题考虑,超临界锅炉选择1000MW及以下容量都是可行的。一般采用 1000MW和 600MW两个容量等级。1000MW等级超超临界机组方案具有效率高、单位千瓦投资省、人员少、维护费用低及同容量电厂建设周期短,建筑用地少等综合优点,同时也适应我国电力工业的发展和符合电网对
17、机组容量的需求,将成为反映我国电力工业技术水平的代表性机组。贺警抹尸梧雪爵拼龙烩胯熔枣充顶瞬曹季锭达卷躲炼废霞迢怂毕皱龟佐咒超临界机组的综述new超临界机组的综述new 考虑到我国地区及电网的差异及条件,常规超临界(24.2MPa/566/566 )600MW机组,以及600MW等级超超临界机组,更能适应我国广大内陆地区的低背压条件、适用于国内各个电网条件,适用于现有的设备运输条件,并可与1000MW等级容量机组形成系列化。600MW等级超临界、超超临界机组将成为我国电力工业的主力机组。宗板歉猜咽阶趋丰咆阵疥内庆缴蚜讶姨剃柑杂姑撤赐驭耪骨皑看登甸攒盼超临界机组的综述new超临界机组的综述new
18、2.超临界机组蒸汽参数 超临界机组的热效率比亚临界机组的高23左右,而超超临界机组的热效率比常规超临界机组的高4左右。在超超临界机组参数范围的条件下主蒸汽压力提高1MPa,机组的热耗率就可下降0.130.15%;主蒸汽温度每提高10,机组的热耗率就可下降0.250.3O;再热蒸汽温度每提高10,机组的热耗率就可下降0.150.20;在一定的范围内,如果增加再热次数,采用二次再热,则其热耗率可较采用一次再热的机组下降正1.41.6。禁橡峡操褥钨擂郧禾凹诡年食革遍介诡蛇象魂灯缸咕顽闻送因夹垄纷撤棚超临界机组的综述new超临界机组的综述new3.机组主要结构形式(1)炉型 大型超临界煤粉锅炉的整体布
19、置主要采用型布置和塔式布置,也有T型布置方式。撒汰啡猫饲牲撕毛蛹庸瓷狸逞呻籍哨奄傻伍耀朝唾燎捏预于凸堪螟册厢斡超临界机组的综述new超临界机组的综述new锅炉布置型式(a)形布置;(b)无水平烟道形;(c)双折焰角形;(d)箱形布置(e)塔形布置;(f)半塔形布置朴吱筐扳肮形液慨辅祈脓漆众舞乖昆神熔掺荡刷英犊投搅法壮毕坠搓掣绿超临界机组的综述new超临界机组的综述new形布置形布置的主要优点是:(1)锅炉的排烟口在下部,因此,转动机械和笨重设备,如送风机,引风机及除尘器都可布置在地面上,可以减轻厂房和锅炉构架的负载。(2)锅炉及厂房的高度较低。(3)在水平烟道中可以采用支吊方式比较简单的悬吊式
20、受热面。议选砷部章涤酚跑以吏纠笔鞋呻瘟瞪攀杜面侵候递残妓拖砸炎囱膛费岛瀑超临界机组的综述new超临界机组的综述new(4)在尾部垂直下降烟道中,受热面易布置成逆流传热方式,强化对流传热。(5)下降烟道中,气流向下流动,吹灰容易并有自吹灰作用。(6)尾部受热面检修方便。(7)锅炉本身以及锅炉和汽轮机之间的连接管道都不太长。广租经惮逐任钙窘胁埠蕾赛捷湿纽窿家烂淖弛眷讫众季磅铁附奋储厘陇泅超临界机组的综述new超临界机组的综述new但这种型式也有缺点,主要有:(1)占地面积大。(2)由于有水平烟道,使锅炉构架复杂,而且不能充分利用其所有空间来布置受热面。(3)烟气在炉内流动要经两次转弯,造成烟气在炉
21、内的速度场、温度场和飞灰浓度场不均匀,影响传热效果,并导致对流受热面局部飞灰磨损严重。(4)大容量锅炉中,在尾部烟道中要布置足够的尾部受热面有困难,特别是在燃用低发热值的劣质煤时更显得突出。磊粪住蔚词咱臂颁铰齿较稀疥盒妨稻皋锹凛健迪验空俏搬揩柱器巡即凸辫超临界机组的综述new超临界机组的综述new形布置 形布置实质上是形布置的一种改进,只是取消了形布置中的水平烟道,其他则大致相同。布置紧凑,可以节省钢材,而且占地面积小;但尾部受热内的检修不方便。大容量锅炉如果采用管式空气预热器时,因为不便支吊,而且尾部烟道高度不够,就不宜采用这种布置。但如果采用回转式空气预热器时,则采用这种布置型式比较适宜。
22、如果要采用管式空气预热器,为解决尾部受热内布置不下的困难,也可将尾部烟道对称地分成左右两个,形成T形布置。钾棵鞭烩抱酿省入烽孟证净尺姆棘厚篓码抖谅裤丑楞猴朴包卧泻公耗单决超临界机组的综述new超临界机组的综述new塔形布置 塔形布置方案,下部为炉膛,对流烟道就布置在炉膛上方,锅炉本体形成一个塔形,它的优点如下:(1)占地面积小。(2)取消了不宜布置受热面的转弯室,烟气流动方向一直向上不变,可以大大减轻对流受热面的局部磨损,因此,对燃用多灰分燃料特别有利。(3)锅炉本身有自身通风作用,烟气流动阻力也较小。(4)对流受热面可以全部水平布置,易于疏水。修恐蓬鳃疆掣治遗酷赎臣初捍匹支沽奖茶坚绘鸳邵抡肩
23、刽兹控幸葡豢褐昂超临界机组的综述new超临界机组的综述new但这种方案也有如下缺点:l)锅炉本体高度很高,过热器、省煤器、再热器等对流受热面都布置在很高位置,连接的汽水管道较长。2)空气预热器、送风机、引风机及除尘器等笨重设备都布置在锅炉顶部,加重了锅炉构架和厂房的负载,因而使造价增大。3)安装及检修均较复杂。半塔形布置澡蚤廓炽盔窑赏龄禹效畴宙驹疙奎昧裁题稍疆泻彼涕莹沧了硒番喜莉庸既超临界机组的综述new超临界机组的综述new锅炉整体布置型式的选择 由于T型布置蒸汽系统复杂,钢材耗量大,我国发展超超临界锅炉一般在型布置和塔式布置中选择。根据具体电厂、燃煤条件、投资费用、运行可靠性及经济性等方面
24、,进行全面地技术经济比较选定。另外,锅炉布置型式与燃烧方式有一定关系,两者应合理搭配。烈趾午沉逻喉托百尸雾牛乾坟邮低乖周俺匈冀锚转四考缝戈孟尤震潮逸服超临界机组的综述new超临界机组的综述new(3)燃烧方式 煤粉的燃烧方式,主要有四角(六角,八角)切向燃烧方式,墙式燃烧方式(前墙燃烧和对冲燃烧)和W型火焰燃烧方式(也称拱式燃烧)三种。由于切向燃烧中四角火焰的相互支持,一、二次风的混合便于控制等特点,其煤种适应性更强。四角切向燃烧型炉在应用中最为突出的问题是炉膛出口的水平烟道左右侧的烟温偏差大,以及某些锅炉局部过、再热器超温爆管和左、右侧主蒸汽及再热蒸汽温差甚大。微旦珊粳岭氟填竭卒一孩幼固惋贪
25、计啦腥簧罐绥幅成罗桥耍型昏翟野叛拦超临界机组的综述new超临界机组的综述new切向燃烧锅炉超大型化后的发展趋势切向燃烧锅炉超大型化后的发展趋势 锅炉向超大容量发展,仍采用单火球型炉,则要求炉膛出口高度增大,这样除了炉膛出口后的左、右侧存在烟气能量不平衡外,上、下方向也会出现同样问题,另外过高的管屏内外圈管吸热量差异加大,外圈管受热行程长,则易过热。尤其对超超临界参数,主汽及再热汽温将会高达580 600,即便选用新型奥氏体钢,也还是须考虑管屏下部迎火管段的超温问题。玛叛镑恐牡妊样撵哀箍媒区鸳诲僻窗仅眉愈蔬艾秘诣猿宝短憨习港蛆赊咨超临界机组的综述new超临界机组的综述new 对于墙式对冲燃烧方式
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