1000MW超超临界机组及发展技术讲座01.pptx

超超临界1000MW机组技术讲座;水的临界状态参数为22.115MPa，374.15℃，在水的参数达到该临界点时，汽化会在一瞬间完成，即在临界点时，在饱和水和饱和蒸汽之间不再有汽、水共存的二相区存在，二者参数不再有分别。 当机组参数高于这一临界状态参数时，通常称其为超临界参数机组。而在我国通常把主蒸汽压力大于27 Mpa或者蒸汽温度大于580℃的机组成为超超临界参数机组。 而汽、水在过临界点不再有汽、水共存的二相区存在，也就决定了超临界或超超临界机组所配备的锅炉必须是直流炉。;一、国外超超临界机组的发展; 超超临界参数实际上是在超临界参数的基础上向更高压力和温度提高的过程。各国、甚至各公司对超超临界参数的开始点定义也有所不同 , 例如 : 日本的定义为压力大于等于 25MPa, 或温度大于 566 ℃ ；丹麦定义为压力大于 27.5MPa；西门子公司的观点是应从材料的等级来区分超临界和超超临界机组；我国电力百科全书则将超超临界定义为蒸汽参数高于 27MPa 的机组 , 这些说法都称为超超临界机组 , 英文为 Ultra supercritical (USC)。;1.2 超临界机组的发展历史 超超临界技术的发展至今已有 40 多年的历史 , 其间超超临界机组热力参数经历了 高-低-高的演变过程。在超超临界技术的发展初期 , 蒸汽参数取得比较高 , 超过了当时的材料技术发展水平 , 致使超超临界机组的可用率和可靠性都较低 , 热力参数一度被降低到超临界水平。九十年代以来 , 由于环保及节约能源的需要 , 超超临界机组又进入了新一轮的发展时期。世界上超超临界火电技术几十年的发展过程可划分为三个阶段 : ;第一阶段 , 以美国 GE 和西屋公司为代表的超超临界参数发展起始阶段 (50-70 年 代 ) 。西屋公司于 1959 年首台制造的超超临界机组的容量为 310MW, 进汽压力为 34.5MPa, 进汽温度达到 649 ℃ , 该机组目前仍在运行。当时有 5 台投运的超超临界机 组温度达到 593 ℃ ,11 台机组为二次中间再热。由于机组可靠性的问题 , 在经历了初期超超临界参数后 , 从 60 年代后期开始至 70 年代 , 美国超临界机组大规模发展时期所采用的参数均降低到常规超临界参数 : 压力 24.1MPa, 温度 538 ℃ /566 ℃。直至 80 年代 ,美国超临界机组的参数始终稳定在这个水平。这个时期 , 美国的超临界机组总数达到 170 余台。;第二阶段, 从 80 年代起的超临界机组优化及新技术发展阶段。从 70 年代起, 美国 GE 及西屋公司分别将超临界技术转让给日本 (GE向东芝、日立, 西屋向三菱 ) 和欧洲。经过不断完善, 美国常规超临界机组的可靠性问题得到解决, 到 1985 年, 美国超临界机组的运行可靠性己达到亚临界相同的水平。从 80 年代起 ,GE 和西屋公司对己投运的 170 台机组进行了大规模的优化及改造。通过改造 , 形成了一批经过验证的新设计方法、新结构, 大大提高了机组的经济性、可靠性、运行灵活性。与此同时, GE 及西屋又将这些新的先进技术与日本日立、东芝、三菱联合进行了一系列超超临界机组的开发设计, 使超超临界技术的发展进入了一个新的阶段。 ;第三阶段 ,90 年代新一轮超超临界参数的发展阶段。从 90 年代开始 , 以日本 、 欧洲 ( 西门子、前 ABB 〉为中心 , 超超临界火电机组又进入了新一轮的发展阶段。在保证机组高可靠性、高可用率条件下采用更高的温度、更高的压力是目前发展阶段的主要特点。按压力温度和功率的不同 , 可将这个阶段超超临界机组的发展分为三个层次 : (1) 压力在 25MPa 左右 , 采用高温参数。高温、高强度材料的成功应用使投入商业运行一系列超超临界机组的温度参数不断提高 , 近期欧洲及日本新订购机组 , 不论功率大小 (375MW~1050MW), 进汽温度均提高到 580 ℃ ~600 ℃。新投运最大功率的高效超临界机组为日本三菱公司 2000 年投运的双轴 (全/半速)1050MW 机组 , 其参数达到 25MPa/600 ℃ /610 ℃。;(2) 在采用高温的同时 , 压力也提高到 27MPa 以上 , 如按 3.445MPa 为一档 , 超超临界压力有 27.6MPa、31MPa、34.5MPa 。压力参数不仅涉及有关部件的材料及强度结构设计，而且由于汽轮机排汽湿度的原因 , 为保证机组的正常运行 , 当压力提高到某一数值 , 必须采用更高的再热温度 ( 如在 31MPa下 , 温度应在 600 ℃以上 ) 或二次中间再热循环。在目前参数下 , 二次再热热效率得益 1.3~15% 左右 , 而投资将增加 10~15%