国外超超临界机组技术的发展状况

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1、国外超超临界机组技术的发展状况一、超超临界的定义水的临界状态点:压力22.115MPa,温度374.15℃;蒸汽参数超过临界点压力和温度称为超临界。锅炉、汽轮机系列(通常以汽轮机进口蒸汽初压力划分等级):次中压2.5MPa,中压3.5MPa,次高压6.5MPa,高压9.0MPa,超高压13.5MPa,亚临界16.7MPa,超临界24.1MPa。超超临界(UltraSuper-critical)(也有称高效超临界HighEfficiencySupercritical))的定义:丹麦人认为:蒸汽压力27.5MPa是超临界与超超临界的分界线;日本人认为:压力>2

2、4.2MPa,或温度达到593℃(或超过566℃)以上定义为超超临界;德国西门子公司的观点:从材料的等级来区分超临界和超超临界;我国电力百科全书:通常把蒸汽压力高于27MPa称为超超临界。结论:其实没有统一的定义,本质上超临界与超超临界无区别。二、国外超超临界技术发展趋势(一)超超临界机组的发展历史超超临界机组发展至今有50年的历史,最早的超超临界机组于1957年投产,建在美国俄亥俄州(Philo电厂6#机组),容量为125MW,蒸汽进汽压力31MPa,进汽温度621/566/566C(二次再热)。汽轮机制造商为美国GE公司,锅炉制造商为美国B&W公司。世

3、界上超超临界发电技术的发展过程一般划分为三个阶段:第一阶段(上世纪50-70年代)以美国为核心,追求高压/双再的超超临界参数。1959年Eddystone电厂1#机组,容量为325MW,蒸汽压力为34.5MPa,蒸汽温度为649/566/566C(二次再热),热耗为8630kJ/kWh,汽轮机制造商美国WH公司,锅炉制造商美国CE公司。其打破了最大出力、最高压力、最高温度和最高效率的4项记录。1968年降参数(32.2MPa/610/560/560C)运行直至今,但至今仍是世界上蒸汽压力和温度较高的机组。结果,早期的超超临界机组,更注重提高初压(30MPa

4、或以上),迫使采用二次再热。使结构与系统趋于复杂,运行控制难度更难,并忽视了当时技术水平和材料水平,使机组可用率不高。第二阶段(上世纪80年代)以材料技术发展为中心,超超临界机组处于调整期。锅炉和汽轮机材料性能大幅度提高,电厂水化学方面的认识更趋深入,美国对已投运的超临界机组进行大规模的优化和改造,形成了新的结构和新的设计方法,使可靠性和可用率指标达到甚至超过了相应的亚临界机组。其后,美国将超临界技术转让给日本,GE公司转让给东芝和日立公司,西屋公司转让给三菱公司。第三阶段(上世纪90年代开始)迎来了超超临界机组新一轮的发展阶段。主要原因是国际上环保要求日

5、趋严格,新材料的开发成功,常规超临界技术的成熟。大规模发展超超临界机组的国家以日本、欧洲(德国、丹麦)为主要代表。日本以川越电厂31MPa/654℃/566℃/566℃超超临界为代表,开拓了一条从引进到自主开发,有步骤有计划的发展之路,成为当今超超临界技术领先国家。其值得我们认真学习。 三、各国超超临界发电技术情况 1、美国早期只生产了三台超超临界机组之后便停止生产。到80年代,又退回到超临界参数,大力发展常规超临界机组。目前,美国超临界机组在数量上居世界第二位,并拥有9台世界上最大的超临界机组,单机容量为1300MW(见下表)。美国现役单机容量最大的13

6、00MW火电机组 电站(厂)锅炉蒸发量运行方式主汽压力主/再汽温投运时间Cumberland1&2B&W4535定压24.2539/5391972/1973Amos3B&W4433定压26.5543/5381974Gavin1&2B&W4433定压26.5543/5381974/1975Mountainaneer1B&W4433定压26.5543/5381980Rockport1&2B&W4433定压26.5543/5381984/1989ZimmerB&W4433定压26.5543/5381990另外,美国也是采用二次再热超临界机组较多的国家。为了提高机

7、组可用率,美国超临界机组的参数多为:主汽压力为24.1MPa,主汽温度为538C,一次再热温度538C,二次再热时552/565C。2、俄罗斯尚无投产的超超临界机组,常规超临界参数压力为24.1MPa,温度为545/545℃基本形成四个容量等级,300MW(首台投运时间1963年),500MW(首台投运时间1968年),800MW(首台投运时间1968年),1200MW(首台投运时间1981年)。已有近200台(1200MW仅一台)超临界机组运行,占全国35%电力。目前正在设计30~32MPa,580~600/580~600℃超超临界机组。3、日本在吸收美

8、国技术,成功发展超临界技术的基础上,开发超超临界机组。下一步目标是

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