《mw超超臨界機組》教材解讀

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1、超臨界機組專題安徽電力公司培訓中心安徽電氣工程職業(yè)技術(shù)學院何鵬第一部分概述電力發(fā)展趨勢2004年我國燃煤發(fā)電機組的標準供電煤耗為379克／千瓦時，與世界先進水平相差50克／千瓦時至60克／千瓦時。因此，提高煤轉(zhuǎn)化效率，節(jié)約煤炭資源，是未來煤電發(fā)展的重要目標，是實現(xiàn)煤電可持續(xù)發(fā)展的重要保障。提高電廠煤炭利用效率的途徑，主要是提高發(fā)電設(shè)備的蒸汽參數(shù)。隨著科技的進步，煤電的蒸汽參數(shù)已由低壓、中壓、高壓、超高壓、亞臨界、超臨界、高溫超臨界，發(fā)展到了超超臨界和高溫超超臨界；發(fā)電凈效率也由低壓機組的20%，增加到了超超臨界機組的48%；發(fā)電煤耗從500克/千瓦時下降到了250克/千瓦時。機組運行壓力、溫

2、度的提高帶來的變化是連鎖的，通常機組效率每提高1%，二氧化碳的排放就會減少2%。如果超超臨界機組能比常規(guī)亞臨界機組效率提高7%，二氧化碳的排放量就可以減少14%。據(jù)預測，到2020年，我國煤電裝機容量將新增2.4億千瓦，如果新增煤電機組的90%都采用超超臨界發(fā)電技術(shù)，那么我國每年可減少二氧化硫排放180萬噸左右，減少氮氧化物排放90萬噸左右，這相當于2001年我國發(fā)電企業(yè)排放總量的23%。何為超臨界機組？有哪些特點？與同類比較優(yōu)點是什么？超臨界機組是指火力發(fā)電廠機組主蒸汽壓力大于水的臨界壓力（22.12MPa）的機組。超臨界再分為常規(guī)超臨界（SC）（24MPa/540~560℃）和高效超臨界

3、(超超臨界)機組（USC）（蒸汽溫度不低于593℃或蒸汽壓力不低于31MPa被稱為超超臨界）。蒸汽初參數(shù)與機組效率關(guān)系的一種估計從目前世界火力發(fā)電技術(shù)水平看，提高火力發(fā)電廠效率的主要途徑是提高蒸汽的參數(shù)，即提高蒸汽的壓力和溫度。發(fā)展超臨界和超超臨界火電機組，提高蒸汽的參數(shù)對于提高火力發(fā)電廠效率的作用是十分明顯的。如：亞臨界機組的蒸汽壓力及蒸汽溫度為17MPa/540℃，其電廠效率為38%，供電煤耗為324克/kW.h;超臨界機組的蒸汽壓力及蒸汽溫度為25.5MPa/567℃，其電廠效率為41%，供電煤耗為300克/kW.h;超超臨界機組的蒸汽壓力及蒸汽溫度為25~31MPa/600℃，其電廠

4、效率為48%，供電煤耗為256克/kW.h;國外已經(jīng)有蒸汽壓力及蒸汽溫度更高的機組，如高溫超超臨界機組，其壓力達到31MPa甚至更高，溫度達到700℃及以上，其電廠效率可達57%及以上，供電煤耗為216克/kW.h或更低。超臨界機組和亞臨界機組特點比較超臨界機組是指主蒸汽壓力高于臨界壓力（22.13MPa）的鍋爐和汽輪發(fā)電機組，它具有如下特點：(1）熱效率高、熱耗低。超臨界機組比亞臨界機組可降低熱耗～2.5％，故可節(jié)約燃料，降低能源消耗和大氣污染物的排放量。(2）超臨界壓力時水和蒸汽比容相同，狀態(tài)相似，單相的流動特性穩(wěn)定，沒有汽水分層和在中間集箱處分配不均的困難，并不需要象亞臨界壓力鍋爐那樣

5、用復雜的分配系統(tǒng)來保證良好的汽水混合，回路比較簡單。(3)超臨界鍋爐水冷壁管道內(nèi)單相流體阻力比亞臨界汽包爐雙相流體阻力低。(4)超臨界壓力下工質(zhì)的導熱系數(shù)和比熱較亞臨界壓力的高。(5）超臨界壓力工質(zhì)的比容和流量較亞臨界的小，故鍋爐水冷壁管內(nèi)徑較細，汽機的葉片可以縮短，汽缸可以變小，降低了重量與成本。(6）超臨界壓力直流鍋爐沒有大直徑厚壁的汽包和下降管，制造時不需要大型的卷板機和鍛壓機等機械，制造、安裝、運輸方便。同時取消汽包而采用汽水分離器，汽水分離器遠比亞臨界鍋爐的汽包小，內(nèi)部裝置也很簡單，制造工藝也相對容易，相應(yīng)地降低了成本。(7）啟動、停爐快。超臨界壓力直流鍋爐不存在汽包上下壁溫差等安

6、全問題，而且其金屬重量和儲水量小，因而鍋爐的儲熱能力差，所以其增減負荷允許的速度快，啟動、停爐時間可大大縮短。一般在較高負荷（80～100％）時，其負荷變動率可達10％/min。(8)超臨界壓力鍋爐適宜于變壓運行。(9）超臨界鍋爐機組的水質(zhì)要求較高，使水處理設(shè)備費用增加，例如蒸汽中銅、鐵和二氧化硅等固形物的溶解度是隨著蒸汽比重的減小而增大，因而在超臨界壓力下，即使溫度不高，銅、鐵和二氧化硅等的溶解度也很高，為防止它在鍋爐蒸發(fā)受熱面及汽機葉片上結(jié)垢，超臨界鍋爐需100％的凝結(jié)水精處理，除鹽除鐵。(10）超臨界壓力鍋爐的蓄熱特性不及汽包爐，外界負荷變動時，汽溫、汽壓變化快而必須有相當靈敏可靠的自

7、動調(diào)節(jié)系統(tǒng)，鍋爐機組的自控水平要求也較高一些。超臨界機組也存在著一些不足：(1)超臨界壓力鍋爐由于參數(shù)高，鍋爐停爐事故的概率比亞臨界多，降低了設(shè)備的可用率和可靠性。另外，超臨界壓力鍋爐出現(xiàn)管線破裂和起動閥泄漏故障時影響較大。(2)超臨界壓力鍋爐雖然熱效率高，但鍋爐給水泵、循環(huán)泵卻要消耗較多的電耗，壓力參數(shù)的提高又會增加系統(tǒng)的漏泄量，實際上對熱效率的提高和熱耗的減少都會有一定的影響。(3)超臨界壓力鍋爐為了保證