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2006年第4期

(总第285期)

节能

ENERGYCONSERVATION

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高效低污染超临界发电技术

田成文,范庆伟,杜娟

(西安交通大学,陕西西安710049)

摘要:本文介绍了超临界压力火电机组的一些概念以及形成超临界压力火电技术的理论基础,对超临界

与亚临界火电机组在许多方面做了相应的比较;同时对超临界压力火电机组的技术特点进行了分析与

总结。

关键词:火电机组;高效;低污染;超临界

中图分类号:TM611文献标识码:A文章编号:1004-7948(2006)04-0025-03

1引言机组都是有可能的。提高蒸汽参数的得益部分来自

现代高新技术的发展,再加上能源短缺,火力发排汽量的减少,即排至凝汽器热量的减少。提高蒸

电机组的经济性备受关注。世界上许多国家,如美汽压力还可增加抽汽量,这样又进一步减少了排汽

国、日本、前苏联、西德、英国、法国等都采用了大容量。

量高参数锅炉,包括超临界压力参数锅炉。就发电

系统而言,锅炉参数对电厂的经济性具有更加重要

的意义。目前我国燃煤电站存在的突出问题有:机

组效率低;供电煤耗高;由于煤燃烧造成环境污染,

今后发电用煤的质量会进一步降低,将有更多的高

灰分和高硫煤用于发电,这些问题给我们提出了采

用高效低污染发电技术的要求。我国的电力供给还

是以煤电为主,采用先进技术提高燃煤机组的效率,

实现节能降耗,减少环境污染一直是我国电力工业

图1Rankine循环图

发展的重要及紧迫任务。超临界技术经过几十年的欲获取最大的热耗收益,汽温与汽压必须同步

发展,已经日趋成熟,其效率比亚临界机组有较大幅增加。以某一定汽压、汽温为基准,提高汽压,热耗

度的提高,因而在同样发电量下,煤耗比亚临界机组随之减少,至一定程度后,热耗的减少量会逐渐缩

低,排放的污染物也比较少。在发达国家中广泛应小,此时,如能同时提高汽温,节能效果仍能有较显

用并取得了显著的节能和环保效果。目前国外超临著的提高。蒸汽压力高则高压级的容积流量减少,

界一次再热机组热效率一般可达40%以上。经过

泄漏损失及其他叶片损失相应增加。其他改善工况

不断的改进,超临界机组的可用率、可靠性和运行灵以降低热耗的措施,如增加再热次数、加热级数、提

活性也都达到了亚临界机组的水平;由于其高效、节高给水温度及蒸汽温度等也都存在类似制约条件,

能和环保的明显优势,它在本世纪燃煤火电机组中

也有优化问题。

具有很大的竞争力。由图1可知,1～2是蒸汽在汽轮机中绝热膨

2理论基础胀,并对外做功;2～3是膨胀终了的湿蒸汽在冷凝

火力发电技术主要是由锅炉和汽轮机来完成器中对冷却水定温定压放热并凝结成饱和水;3～4

的,为了节约能源,必须提高机组的发电效率。众所为凝结水在给水泵中被绝热压缩,压力升高,再次进

周知,从锅炉出来的蒸汽初参数对整个发电的效率入锅炉;4～1为高压水在锅炉中定压吸热,从未饱

有着直接影响(见图1)。由Rankine循环可知:提高

和水加热到过热蒸汽。

汽压、汽温的主要目的是改善热循环效率。汽压与

211蒸汽初温的影响

汽温不是能相互完全独立的两个变量,必须予以协由图1可以看出,在初压p1和背压p2不变的

调考虑,以做到排汽不过热,也不含湿过多,对再热情况下,提高初温可提高循环的平均吸热温度,从而

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提高循环的热效率。此外提高初温还可以增大乏汽在开发更高参数的超临界火电机组。

的干度从而改善汽轮机的工作。但是初温的提高受

311热效率高,节约燃料到锅炉中过热器和汽轮机中叶片材料耐高温的限可用率与亚临界不相上下。我国石洞口二厂2

制,不能一味地追求高温。从理论上讲:当压力不

×600MW可用率分别达到88124%和96153%。

变,主蒸汽和再热蒸汽温度从538℃提高到566℃

312可调性

时,汽轮机热耗约下降016%～017%。

配备有较好的热工自控系统,具有良好的调节

212蒸汽初压的影响

性能,超临界机组与亚临界机组都采用变压运行(定

在保持背压p2和初温T1不变而升高初压p1

的情况下,提高p1可以提高平均吸热温度?T1,从而

-滑-定),调峰性能好,变负荷速率达到设计要求,

因为是直流锅炉,启动速度快。

提高循环的热效率,然而提高初压会降低汽轮机排

313投资成本

汽的干度