我国超超临界发电机组容量和蒸汽参数选择探讨

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1、我国超超临界发电机组容量和蒸汽参数选择探讨国电热工研究院（西安710032）李续军安敏善[摘要]根据各国超超临界发电机组容量和蒸汽参数的演绎及发展历史的回顾，对一个超超临界发电机组的热力系统的不同蒸汽参数下的机组热效率进行了计算，并对目前超超临界机组的主要用钢进行了介绍和分析，提出了我国超超临界发电机组机组容量和蒸汽参数的选择方案。[主题词]超超临界机组容量蒸汽参数0.前言从历史发展的过程来看，蒸汽动力装置的发展和进步就一直是沿着提高参数的方向前进的。提高蒸汽参数并与发展大容量机组相结合是提高常规火电厂效率及降低单位容量造价最有效的途径[11。根据我国的能源资源状

2、况和电力技术发展的水平，发展高效、节能、环保的超超临界火力发电机组则势在必行。为此，国家有关部委已经制定了超超临界火力发电机组的研发计划和示范工程的试点。1．国外超超临界发电机组发展历史和研发计划1.1世界主要发达国家超超临界机组的发展概况[11[21[31前苏联限于燃料成本与奥氏体钢价格之间的关系，苏联的超临界机组蒸汽参数大多为常规超临界参数，选用24.12MPa、545/545℃。俄罗斯目前正在开发二次中间再热机组，今后计划研制功率为800～1000MW，参数为31.5MPa、650／650℃的汽轮机，同时将研制单机功率等级为1600MW的汽轮机。日本1989

3、年日本投运了世界上第一台采用超超临界参数的川越电厂1号机组，该机组为中部电力公司设计制造的700MW机组，燃液化天然气，主蒸汽压力为31MPa,主蒸汽温度和再热蒸汽温度为566/566/566℃，机组热效率为41.9％。日本在通过吸收美国技术，成功发展超临界技术的基础上，进一步自主开发超超临界机组。日本投运的超超临界机组蒸汽参数逐步由566℃/566℃提高到566/593℃、600/600℃，蒸汽压力则保持24～25MPa,容量为1000MW为多。以三菱、东芝、日立等公司为代表的制造业，将发展超超临界汽轮机参数的计划分为三个阶段，第一阶段24.5MPa、600／6

4、00℃已完成。第二阶段计划采用31.4MPa、593／593／593℃参数。第三阶段则采用更高的34.5MPa、649／593／593℃的蒸汽参数。美国美国是世界上发展超超临界压力火电机组最早的国家之一。美国于1957年在俄亥俄州费洛（Philo）电厂投产了世界上第一台试验性的高参数超临界压力机组。机组容量为125MW，蒸汽参数为31MPa、蒸汽温度为621/566/566℃，二次中间再热。由B&W公司制造。1959年，艾迪斯顿电厂又投运了一台325MW,34.4MPa((350kgf/cm2),蒸汽温度为650/566/566℃,二次中间再热机组,热耗为8630

5、kJ／(kw·h),该机组同时打破了当时发电机组最高出力、最高压力、最高温度和最高效率4项纪录。该机组后来将参数降为32.4MPa，610/560/560℃运行。美国电力研究院(EPRl)从1986年起就一直致力于开发32MPa、593／593／593℃带中间负荷的燃煤火电机组。德国德国也是发展超超临界技术最早的国家，但其单机容量较小。1956年参数为29.3MPa、600℃（无再热）的117MW超超临界机组投运。德国近年来很重视发展超超临界机组，目前最具有代表性的超临界机组是199210年投运的斯道丁格电站5号机组，该机组容量为535MW，参数为26.2MPa、

6、545/562℃，机组净效率可达43%。德国西门子公司20世纪末设计的超超临界机组，容量在400～1000MW范围内，蒸汽参数为27.5MPa,589/600℃，机组净效率在45%以上。丹麦丹麦Nodjyllandsvaerker电站1台容量为411MW，参数为28.5MPa、580／580／580℃，二次再热的燃煤超超临界机组于1998年投入运行，由于汽轮机排汽的冷却水温降到10℃，锅炉排烟温度降到100℃，锅炉效率达95％，厂用电率为7.6％，机组的净效率达到47％，是当今世界上效率最高的超超临界火电机组。1.2．国外超超临界机组的研发计划为进一步降低能耗和减

7、少污染物排放，改善环境，在材料工业发展的支持下，超超临界机组正朝着更高参数的技术方向发展。国外超超临界机组发展的近期目标为1000MW级机组，参数为31MPa,600/600/600℃,并正在向更高的水平发展。一些国家和制造厂商已经公布了发展下一代超超临界机组的计划，蒸汽初温将提高到700℃，再热汽温达720℃，相应的压力将从目前的30MPa左右提高到35～40MPa,机组的发电厂供电效率可达到50～55%。SIEMENS公司在1997～2001年期间将制造八套功率在750～1000MW、蒸汽参数为25MPa／580℃／600℃的蒸汽轮机。根据英国贸工部对超临界蒸

8、汽发电的预