山东电力工程咨询院-超超临界机组综述

《山东电力工程咨询院-超超临界机组综述》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、超超临界机组综述超超临界机组综述赵树成1张桂英1胡亦工1(1.山东电力工程咨询院,山东济南250013)［内容摘要］该文综述了国外超超临界机组的研究和发展历史以及今后的发展方向，对超超临界机组的了解、研究和设计具有一定的参考价值。［关键词］超超临界发展1引言提高蒸汽的初参数可以提高机组的效率、降低热耗从而降低单位发电煤耗。超超临界机组从起步到现在，已经有50多年的历史，被证明是一种成熟的技术。目前，超超临界正在国内得到发展，相继有900MW、600MW机组投产，且1000MW机组也正在设计、建造中。本文对超超临界机组的起源和发展进行了介绍，对目前的超超临界机组的研发、设计有一

2、定参考价值。2发展历程从上个世纪50年代开始，世界上以美国和德国等为主的工业化国家就已经开始了对超临界和超超临界发电技术的研究。经过近半个世纪的不断进步、完善和发展，目前超临界和超超临界发电技术已经进入了成熟和商业化运行的阶段。期间，大概经历了三个阶段：第一个阶段，从上个世纪50年代开始，以美国和德国等为代表，当时的起步参数就是超超临界参数。但因可靠性不高，美国从60年代后期开始又将超超临界机组降低到常规超临界参数。直至80年代，美国超临界机组的参数基本稳定在这个水平。山东电力工程咨询院8超超临界机组综述第二个阶段，从上个世纪80年代初开始。由于材料技术的发展，尤其是锅炉和汽

3、轮机材料性能的大幅度改进，及对电厂水化学方面认识的深入，克服了早期超临界机组所遇到的可靠性问题。同时，美国对已投运的机组进行了大规模的优化及改造，可靠性和可用率指标已经达到甚至超过了相应的亚临界机组。通过改造实践，形成了新的结构和新的设计方法，大大提高了机组的经济性、可靠性、运行灵活性。其间,美国又将超临界技术转让给日本（GE向东芝、日立，西屋向三菱），联合进行了一系列新超临界电厂的开发设计。这样，超临界机组的市场逐步转移到了欧洲及日本，涌现出了一批新的超临界机组。第三个阶段，从20世纪九十年代开始进入了新一轮的发展阶段。这也是世界上超超临界机组快速发展的阶段，即在保证机组高

4、可靠性、高可用率的前提下采用更高的蒸汽温度和压力。其主要原因在于国际上环保要求日益严格，同时新材料的开发成功和常规超临界技术的成熟也为超超临界机组的发展提供了条件。主要以日本（三菱、东芝、日立）、欧洲（西门子、阿尔斯通）的技术为主。这个阶段超超临界机组的技术发展具有以下三方面的特点：蒸汽压力取的并不太高，多为25MPa左右，而蒸汽温度取得相对较高，主要以日本的技术发展为代表。近期欧洲及日本生产的新机组，大多数机组的压力保持在25MPa左右，进汽温度均提高到了580℃～600℃左右。蒸汽压力和温度同时都取较高值（28MPa～30MPa，600℃左右），从而获得更高的效率。主要以

5、欧洲的技术发展为代表，在采用高温的同时，压力也提高到27MPa以上。压力的提高不仅关系到材料强度及结构设计，而且由于汽轮机排汽湿度的原因，压力提高到某一等级后,必须采用更高的再热温度或二次再热循环。近年来，提高压力的业绩主要来源于欧洲和丹麦一些设备制造厂家。开发更大容量的超超临界机组以及百万等级机组倾向于采用单轴方案。为尽量减少汽缸数，大容量机组的发展更注重大型低压缸的开发和应用。日本几家公司和西门子、阿尔斯通等在大功率机组中已开始使用末级钛合金长叶片。为了发展高效率的超超临界机组，从80年代初开始，美国、日本和欧洲都投入了大量财力和研究人员开展了各自的新材料研发计划，这些材

6、料分别针对不同参数级别的机组，如593℃（包括欧洲的580℃机组和日本的600℃机组）级别、620℃级别、650℃山东电力工程咨询院8超超临界机组综述级别和正在研发之中的更高温度级别的机组。新开发的耐热材料在投入正式使用之前进行了大量的实验室和实机验证试验。到目前为止欧洲已经成功投运了主汽温度为580℃的超超临界机组，日本投运了主汽温度为600℃的机组，从材料的实机验证结果来看，国际上目前成熟的材料已经可以用于建造620℃的机组，而据日本最新的报导称已经可以提供650℃机组所需的关键部件材料。据统计，目前全世界已投入运行的超临界及以上参数的发电机组大约有600多台。其中在美国

7、有170多台，日本和欧洲各约60台，俄罗斯及原东欧国家280余台。目前发展超超临界技术领先的国家主要是日本、德国和丹麦等，世界范围内属于超超临界参数的机组大约有60余台。近年来，在日本和欧洲投运的主要超超临界机组见表1-1和表1-2。表1-1日本1990年以来投运的主要超超临界机组电厂电力公司容量MW蒸汽参数MPa/℃/℃/℃投运日期川越KAWAGOE#1Chubu70031/566/566/5661989-6川越KAWAGOE#2Chubu70031/566/566/5661990-6碧南Hekina