超临界大型火电机组安全控制技术.doc

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1、行业资料：________超临界大型火电机组安全控制技术单位：______________________部门：______________________日期：______年_____月_____日第1页共7页超临界大型火电机组安全控制技术目前，国内装机容量已突破4亿千瓦，引进和建设低煤耗、大容量的超临界大型火电机组可以提高我国发电厂的经济性，同时也能满足节能、环保的要求，国内已投产600MW、800MW、900MW级超临界燃煤机组多台，邹县电厂2×1000MW超超临界燃煤机组立项在建。随着超临界燃煤机组占国内装机容量的比重越来越大，其运行情况将对电网安全产生很大影响。所以根

2、据超临界大型火电机组的特点，实施科学合理的安全控制监测，将对确保电力安全生产发挥积极的作用。1超临界机组安全生产的特点超临界大型火电机组蒸汽参数高（压力≥22.12MPa、温度≥540℃），和亚临界机组相比在运行过程中存在的问题有所不同。其主要问题有：①过热器进出口的部分管子过度磨损和水冷壁管、再热器管的泄漏，这些问题大多与燃料的含灰量和烟气流速有关；②汽机高压缸第一级叶片根部腐蚀，此种现象在机组投运6～8年后渐渐严重，蒸汽品质是主要的原因；③高压阀门的泄漏问题。超临界大型火电机组的不可用率（包括强迫停炉、维修与计划停运）的影响因素是多方面的，超临界压力锅炉的不可用率约为汽轮机、

3、发电机和电站辅机的3倍。水冷壁管泄漏是锅炉方面的主要问题，大部分是由于过热所致。管壁结垢和水冷壁中质量流量过低、管内紊流程度不够，使锅炉在高热负荷区发生核态沸腾所引起。造成上述问题的原因大多是锅炉水冷壁无法得到足够的冷却和缺少凝结水除盐设备或除盐设备不完善。水的品质对于超临界机组的可靠运行极为重要。第5页共7页与锅炉相比汽轮机受超临界压力的影响较小。超临界汽轮机的主要问题是汽轮机叶片和阀门受固体粒子的侵蚀，严格控制汽水品质并采用内置式分离器可解决上述问题。再者，腐蚀可能促成叶片（低压缸叶片）裂缝，造成强迫停运。现已得知，含氧量高、pH值低及Na+、Cl-含量高，均会降低12%Cr不锈

4、钢叶片的疲劳强度。如果凝汽器中的循环水漏入凝结水，可能会增加氯化物和其他的污染，再加上如果凝结水深度除盐装置运行不当，则杂质就会经锅炉而进入汽轮机。因此，汽水品质控制和防止凝汽器泄漏是重要的防范措施。机组启停期间，旁路系统设计是否得当，对阀门的运行十分重要。在机组启停过程中阀门全开时，大量的高温高压蒸汽对阀门密封面进行冲刷；特别是机组事故停机时，大量的额定参数的蒸汽对阀门密封面的冲刷更为严重，就可能引起问题。一般认为，经过约20次启动后，阀门需要检查、维护和修理。2超临界机组安全控制重点第5页共7页(1)主要设备材料选择。对于管道和联箱的壁厚部分，除了提高蠕变强度外，消除或减小热疲劳

5、影响是一个主要问题。出于这个考虑，合金的应用发展集中在包含9%～12%Cr的铁素体钢。优化钢中的强化元素Cr、Nb、Mo和V含量以及用合金元素W来部分的替换Nb，在9%～12%Cr铁素体钢中便产生了3种新型合金HCM12A、NF616和E911（P92、P122和E911），可将蒸汽参数提高到620℃/34MPa。若超过620℃，抗氧化能力则成为一个附加的限制因素，尤其对9%Cr钢。含有Co和更多W的12%Cr的新型合金NF12和SAVE12，所承受的工作温度范围在650℃以内。当温度超过650℃可能需要奥氏体钢和镍基合金；对于过热器/再热器管子,除了提高蠕变强度外，蒸汽侧氧化和烟气侧

6、抗腐蚀能力是主要的问题。此外，管壁金属实际温度通常超过蒸汽温度约28℃。所以铁素体钢之中的任何一种在蒸汽温度为565℃的过热器/再热器管子末段中使用是不太可能的，在这些比较高的温度下需要用奥氏体钢。根据煤的腐蚀性，较高含量的Cr钢或包覆层是必须的。在蒸汽温度为620℃和非腐蚀的运行条件下，超级304H、TempalloyAA1、Esheat1250、17CWMo材料是可接受的。在腐蚀比较严重的情况下，则推荐20%～25%Cr的合金。例如HR3C、NF709和IN72覆层。一些备选合金如Incone1617、NF709和Cr30A合金等，在具有Incone1617（50%Cr）覆层的情

7、况下可使用在650℃的蒸汽环境下；如果将分别包含25%Cr、12%HCM2（T23）和HCM12的两种新钢种应用在上水冷壁部分，单纯从蠕变强度的观点来看，其在595～650℃的蒸汽温度范围中是适当的，但在锅炉中烟气侧腐蚀问题存在时，这些合金将必须包覆或覆焊含超过18%～20%Cr的合金层；只有遵循以上原则合理科学地选择锅炉各部件的金属材料，才能有效地避免金属疲劳损坏，确保机组安全运行。(2)加强受热面冷却。为了对处于较低工质流量下的每根管子提