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日志

 
 

大型超临界机组关键技术  

2008-09-13 10:16:24|  分类: 默认分类 |  标签: |举报 |字号 订阅

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一、技术概述

大型超临界火电机组已成为世界发达国家电力设备的主导产品,机组容量指600MW及以上,超临界压力指蒸汽压力从亚临界参数过渡到超临界参数,即主蒸汽压力从17Mpa提高到24~25Mpa;主蒸汽温度从530℃提高到540℃,由一级中间再热改进为两级中间再热,使温度再提高到566℃及以上;供电煤耗小于300克/千瓦时,机组效率比同容量亚临界机组提高2~2.4%。以60万千瓦机组为例,超临界机组比亚临界机组,每年可节省约2.5万吨标准煤。

大型超临界机组的研制需解决一批重大的关键技术,包括设计技术、生产工艺、材料技术、自动化技术、运行技术。

二、现状及国内外发展趋势

纵观国内外火电设备技术发展态势,其最主要的特点和要求是:不断提高供电效率和可靠性、降低能耗、减少环境污染;发电设备的技术结构从最初的小容量中压机机组,逐步发展到中等容量的高压机组和超高压机组,乃至近代水平的大型容量亚临界机组,及现代超临界机组和多种联合循环机组,供电效率从初期水平25%提高到现代水平40%以上。

从全世界电力工业的构成分析、火电仍是主要构成部分,只有少数国家如法国和北欧几个国家的核电、水电已成为该国电力工业的主体。近三十年来,世界发电机组的发展上已达到了很高水平,而且在制造、运行和可靠性上与亚临界火电机组相当或更佳,积累了丰富的经验。在欧洲一些国家和日本已开始研制超临界参数火电机组。

我国火电技术与当今世界火电技术的发展趋势是基本一致的。我国已引进并掌握了亚临界300MW,600MW机组技术。进口的超临界火电机组已投入运行。当前应抓紧落实超临界机组的依托工程项目,采取引进技术,技贸结合等方式,攻克超临界机组的关键技术,加快超临界机组的研制。

三、“十五”目标及主要研究内容

1.目标

根据我国目前电力工业的实际情况和国民经济发展的需要,“十五”期间或至2010年将是一个很好的结构调整时期。应以攻关关键技术、发展大型超临界机组为重点来发展和加强发电装备工业。预计2005年前攻克主要关键技术、国产大型超临界机组试制完成投入运行,并使其具有商品化生产能力,机组参数为600MW,压力24.2MPQ、温度538/566℃。

(1)考虑我国电力工业的现状和今后发展需要,为了做好大型超临界机组开发研制,原机械部、电力部组织专家曾进行过多次论证研究,对超临界机组的容量系列有一明确的意见。其系列为600MW级、900MW级、1200MW级三个档次。选择600MW机组为起步容量,主要是国内已有二台进口机组投入运行,有运行及维护经验可借鉴,可靠性较高。另一方面与亚临界600MW机组的容量类同,在主机制造上较为有利;并可采用现有的辅机配套,有利于减少其成套设备的研制。

(2)900MW和1200MW大型超临界机组作为中、长期即2005年后发展的目标,在600MW大型超临界机组取得成功经验,并批量生产、形成主力机组后再予以发展,避免低水平的重复。要尽早进行技术准备工作,重点研究900MW机组采用单轴、单炉膛的问题,并对1200MW机组采用双轴技术方案作综合分析,以便与单轴的900MW机组作比较。

(3)大型超临界机组的发展对辅机提出更高的要求,在引进600MW超临界机组过程中,国内已承担过部分辅机的制造任务。超临界机组辅机国产化重点是解决给水泵、高压阀门、水处理设备等研制问题和仪表与自控系统软件的开发;选择最佳的控制系统与方式。

(4)国内对亚临界机组钢材国产化已进行过许多工作,为超临界机组材料国产化打下了基矗超临界机组系统进口初参数为24.2Mpa、538/556℃或24.2Mpa、566/566℃,因此要抓紧有关材料国产化的开发工作,如过热器,再热器,主汽管和高温集箱用钢管;高、中压缸用钢铸件、转子锻件;“超纯”低压转子钢锻件和钛合金长叶片。

2.主要研究内容

(1)超临界机组系列选型及系统配置的研究:包括超临界机组锅炉、汽轮机、发电机、主要辅机等系列选型;超临界机组热力系统优化设计;超临界机组汽机旁路系统选型。

(2)大型超临界锅炉关键技术研究:包括超临界锅炉炉型及燃烧系统配置方式;关键受压部件结构优化设计和寿命管理。

(3)大型超临界汽轮机关键技术研究:包括超临界机组转子动力特性;固体颗粒冲蚀特性和防护措施;末级长叶片振动应力和疲劳寿命;高温高压部件温度尝应力场和蠕变疲劳寿命。

(4)大型超临界单轴900MW(百万kw级)机组汽轮发电机关键技术研究:包括发电机转子装配结构件应力水平、配合要求及材料选择;发电机转子通风选择;励磁方式;轴系、振动及汽轮机-发电机联接的分析;定、转子绝缘结构。

(5)超临界机组材料的国产化研究:包括超临界汽轮机高温材料和锻件材料;超临界锅炉过热器、再热器材料;国产P91钢管性能试验及管件。

(6)超临界机组自动控制关键技术研究:包括超临界机组仪表和自动控制系统;超临界机组关键仪表。

(7)超临界机组主要辅机设备研制:包括超临界机组锅炉给水泵组;超临界机组锅炉再循环水泵;超临界机组高压阀门国产化。

(8)超临界机组运行技术研究:包括超临界机组合理运行方式;超临界机组动态特性;超临界机组安全经济在线监测诊断技术;超临界汽轮机末级长叶片变负荷时流场和动应力及调峰性能;超临界机组汽水品质控制和停机保养技术。

(来自:www.china-machine.com)

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