提高蒸氣初參數(shù)技術(shù)經(jīng)濟(jì)可行性

1、1河南理工大學(xué)河南理工大學(xué) 機(jī)械與動(dòng)力工程學(xué)院機(jī)械與動(dòng)力工程學(xué)院熱力發(fā)電廠熱力發(fā)電廠主講主講: 盛偉盛偉E-mail:2022年2月4日15時(shí)56分22第二章第二章 熱力發(fā)電廠的蒸汽參數(shù)及其循環(huán)熱力發(fā)電廠的蒸汽參數(shù)及其循環(huán) ( 提高熱力發(fā)電廠熱效率的方法提高熱力發(fā)電廠熱效率的方法) 方法一：方法一： 提高蒸汽初參數(shù)提高蒸汽初參數(shù) 方法二：方法二： 降低蒸汽終參數(shù)降低蒸汽終參數(shù) 方法三：蒸汽再熱循環(huán)方法三：蒸汽再熱循環(huán) 方法四：給水回?zé)嵫h(huán)方法四：給水回?zé)嵫h(huán) 方法五：方法五： 熱電聯(lián)產(chǎn)循環(huán)熱電聯(lián)產(chǎn)循環(huán) 方法六：燃?xì)夥椒喝細(xì)?蒸氣聯(lián)合循環(huán)發(fā)電蒸氣聯(lián)合循環(huán)發(fā)電33方法一：方法一： 提高蒸汽初參

2、數(shù)提高蒸汽初參數(shù)包括兩個(gè)專題：一、提高蒸汽初參數(shù)的熱經(jīng)濟(jì)性分析二、提高蒸汽初參數(shù)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)可行性44專題二：提高蒸汽初參數(shù)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)可行性專題二：提高蒸汽初參數(shù)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)可行性55提高蒸汽初參數(shù)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)可行性提高蒸汽初參數(shù)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)可行性（一）影響提高蒸汽初參數(shù)的主要因素；（二）最有利的初壓；（三） 蒸汽系列初參數(shù)；2022年2月4日15時(shí)56分二、全球超臨界蒸汽參數(shù)大容量機(jī)組的發(fā)展情況二、全球超臨界蒸汽參數(shù)大容量機(jī)組的發(fā)展情況一、提高機(jī)一、提高機(jī)組蒸汽初參組蒸汽初參數(shù)的影響因數(shù)的影響因素素66（一）影響提高蒸汽初參數(shù)的主要因素（一）影響提高蒸汽初參數(shù)的主要因素1、提高蒸汽初參數(shù)可提高熱經(jīng)濟(jì)

3、性和節(jié)約燃料；2、提高初溫受金屬材料的制約；3、提高初壓受末端蒸汽濕度限制；4、提高初參數(shù)將影響電廠鋼材消耗和總投資；5、機(jī)組的等效可用率；一、提高機(jī)一、提高機(jī)組蒸汽初參組蒸汽初參數(shù)的影響因數(shù)的影響因素素771、提高蒸汽初參數(shù)可提高熱經(jīng)濟(jì)性和節(jié)約燃料、提高蒸汽初參數(shù)可提高熱經(jīng)濟(jì)性和節(jié)約燃料凈熱耗率的減少凈熱效率的增加882、提高初溫受金屬材料的制約、提高初溫受金屬材料的制約 一般優(yōu)質(zhì)碳素鋼或低合金鋼的允許蒸汽溫度在450以下，中合金鋼為510520 ，高級(jí)合金鋼如珠光體鋼為560570 ，奧氏體鋼可在580600 高溫下使用。 金屬材料的強(qiáng)度極限，主要取決于其金相結(jié)構(gòu)和承受的工作溫度。993、

4、提高初壓受末端蒸汽濕度限制、提高初壓受末端蒸汽濕度限制提高初壓，汽輪機(jī)末端蒸汽濕度增加，對(duì)汽輪機(jī)安全運(yùn)行有很大影響。末端蒸氣濕度的增加問題，如何解決？1010現(xiàn)代大型汽輪機(jī)現(xiàn)代大型汽輪機(jī)的蒸汽膨脹終了的蒸汽膨脹終了時(shí)的濕度，允許時(shí)的濕度，允許值為值為9%10%3、提高初壓受末端蒸汽濕度限制、提高初壓受末端蒸汽濕度限制11114、提高初參數(shù)將影響電廠鋼材消耗和總投資、提高初參數(shù)將影響電廠鋼材消耗和總投資初參數(shù)提高，承壓部件、管道厚度增加，耐熱合金鋼用量增加；汽輪機(jī)級(jí)數(shù)增加、回?zé)嵯到y(tǒng)、再熱系統(tǒng)增加但是但是初參數(shù)提高，蒸汽耗量下降，鍋爐受熱面減少；初參數(shù)提高，熱效率增加，煤耗減少，節(jié)省運(yùn)輸和制粉系統(tǒng)

5、等費(fèi)用1212提高蒸汽初參數(shù)，可降低煤耗量，但多耗耐熱合金鋼材，因此技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較的實(shí)質(zhì)，可概括為鋼煤比價(jià)的比較。隨著冶金技術(shù)水平提高，鋼材特別是耐熱高合金的價(jià)格下降，隨著冶金技術(shù)水平提高，鋼材特別是耐熱高合金的價(jià)格下降，而能源緊張，煤價(jià)不斷上漲，因此，趨向采用高初參數(shù)、大而能源緊張，煤價(jià)不斷上漲，因此，趨向采用高初參數(shù)、大容量的機(jī)組。容量的機(jī)組。4、提高初參數(shù)將影響電廠鋼材消耗和總投資、提高初參數(shù)將影響電廠鋼材消耗和總投資13135、機(jī)組的等效可用率、機(jī)組的等效可用率76%1996國產(chǎn)300MW機(jī)組可用率統(tǒng)計(jì)情況200082%85%機(jī)組可用率1992美國400-799MW機(jī)組可用率統(tǒng)計(jì)情況19

6、8878%199282.1%82.5%機(jī)組可用率1991%100統(tǒng)計(jì)期間小時(shí)降低出力等效停運(yùn)小時(shí)可用小時(shí)等效可用系數(shù)EAF1414（二）最有利的初壓（二）最有利的初壓1515 (三三)蒸汽系列初參數(shù)蒸汽系列初參數(shù)1616二、全球超臨界蒸汽參數(shù)大容量機(jī)組的發(fā)展二、全球超臨界蒸汽參數(shù)大容量機(jī)組的發(fā)展（一）（一） 國外超臨界和超超臨界汽輪發(fā)電機(jī)組國外超臨界和超超臨界汽輪發(fā)電機(jī)組（二）（二） 我國超臨界機(jī)組的發(fā)展概況我國超臨界機(jī)組的發(fā)展概況超臨界壓力機(jī)組超臨界壓力機(jī)組（分兩個(gè)層次）：（分兩個(gè)層次）：1、常規(guī)超臨界壓力機(jī)組（conventional supercritical）,主蒸汽壓力一般為24MP

7、a;主蒸汽和再熱蒸汽溫度一般為： 540560；2、高效超臨界機(jī)組（high efficiency supercritical）,或稱為超超臨界壓力機(jī)組（ultra supercritical）,主蒸汽壓力一般為：28.530.5MPa，主蒸汽和再熱蒸汽溫度一般為：580600；1717（一）（一） 國外超臨界和超超臨界汽輪發(fā)電機(jī)組國外超臨界和超超臨界汽輪發(fā)電機(jī)組 超臨界機(jī)組的應(yīng)用與發(fā)展已有40年左右的歷史,原蘇聯(lián)、美國、日本、德國、意大利、丹麥和韓國等國家已廣為采用；其中，原蘇聯(lián)、美國和日本，超臨界機(jī)組已占火電廠容量的40%50%1818（一）（一） 國外超臨界和超超臨界汽輪發(fā)電機(jī)組國外超臨

8、界和超超臨界汽輪發(fā)電機(jī)組 美國賓夕法尼亞州費(fèi)城埃迪斯通發(fā)電廠1959年投運(yùn)的燃煤1號(hào)機(jī)，額定容量為325MW，新汽參數(shù)為34.5MPa、650/566/566，是世界上第一臺(tái)投運(yùn)的超臨界機(jī)組；到1980年，美國已有167臺(tái)超臨界機(jī)組，最大的單機(jī)容量為1300MW；到1992年底，新投107臺(tái)800MW以上的火電機(jī)組，均為超臨界機(jī)組；美國美國1919（一）（一） 國外超臨界和超超臨界汽輪發(fā)電機(jī)組國外超臨界和超超臨界汽輪發(fā)電機(jī)組 原蘇聯(lián)第一臺(tái)超臨機(jī)機(jī)組于1963年投運(yùn)，新汽參數(shù)為23.5MPa、580/566；最大的單機(jī)容量為1200MW；到1985年底，已有182臺(tái)超臨界機(jī)組，占當(dāng)時(shí)火電容量的5

9、2.4%；原蘇聯(lián)原蘇聯(lián)2020（一）（一） 國外超臨界和超超臨界汽輪發(fā)電機(jī)組國外超臨界和超超臨界汽輪發(fā)電機(jī)組 日本第一臺(tái)超臨機(jī)機(jī)組于1967年投運(yùn)，機(jī)組容量為600MW；最大的單機(jī)容量為1000MW；到1985年底，已有82臺(tái)超臨界機(jī)組，占當(dāng)時(shí)火電容量的51%；日本日本2121（一）（一） 國外超臨界和超超臨界汽輪發(fā)電機(jī)組國外超臨界和超超臨界汽輪發(fā)電機(jī)組 德國第一臺(tái)超臨機(jī)機(jī)組于1972年投運(yùn)，機(jī)組容量為430MW，蒸汽參數(shù)為， 24.5MPa、535/535 ；有代表性的是1992年投運(yùn)的553MW超臨界機(jī)組，蒸汽參數(shù)為26.2MPa、545/562 ，可在20%100%負(fù)荷范圍內(nèi)運(yùn)行，凈效率

10、達(dá)到43%；德國德國2222（一）（一） 國外超臨界和超超臨界汽輪發(fā)電機(jī)組國外超臨界和超超臨界汽輪發(fā)電機(jī)組其他國家：其他國家：丹麥1972年投運(yùn)一臺(tái)超臨機(jī)機(jī)組，機(jī)組容量為350MW，蒸汽參數(shù)為， 25.1MPa、560/560，供電效率達(dá)45.3%，供電煤耗率約為0.272kg/(kw.h) ；意大利660MW機(jī)組已投運(yùn)22臺(tái)，均為超臨界機(jī)組；韓國的550MW超臨界機(jī)組已投運(yùn)12臺(tái)，并列為該國標(biāo)準(zhǔn)化機(jī)組。2323（一）（一） 國外超臨界和超超臨界汽輪發(fā)電機(jī)組國外超臨界和超超臨界汽輪發(fā)電機(jī)組 發(fā)展超臨界機(jī)組的原因：發(fā)展超臨界機(jī)組的原因：熱經(jīng)濟(jì)性高，節(jié)約一次能源，降低火電成本 ；降低機(jī)組單位造價(jià)，

11、縮短工期，減少占地面積；可靠性已相當(dāng)高。24242525提高蒸汽參數(shù)要多耗鋼材，增加總投資，但增大單機(jī)容量，卻可使單位容量的投資降低。2626經(jīng)各國幾十年的努力，目前超臨界機(jī)組可用率已接近甚至超過亞臨界參數(shù)機(jī)組。據(jù)美國電力研究所EPRI統(tǒng)計(jì)，容量在600835MW范圍，具有兩次再熱的超臨界機(jī)組的整機(jī)可用率達(dá)到90%。我國石洞口二廠引進(jìn)兩臺(tái)600MW超臨界機(jī)組的等效可用系數(shù)分別為90.8%，93.37%，較國內(nèi)同類亞臨界600MW機(jī)組高出10幾個(gè)百分點(diǎn)。2727（一）（一） 國外超臨界和超超臨界汽輪發(fā)電機(jī)組國外超臨界和超超臨界汽輪發(fā)電機(jī)組2828（二）（二） 我國超臨界機(jī)組的發(fā)展概況我國超臨界機(jī)組的發(fā)展概況 必要性 ；可能性；實(shí)施；2929（二）（二） 我國超臨界機(jī)組的發(fā)展概況我國超臨界機(jī)組的發(fā)展概況 必要性必要性我國能源結(jié)構(gòu)已形成以煤炭為主，多種能源互補(bǔ)的格我國能源結(jié)構(gòu)已形成以煤炭為主，多種能源互補(bǔ)的格局。今后在相當(dāng)長時(shí)間內(nèi)，仍將以煤電為主，也即電力局。今后在相當(dāng)長時(shí)間內(nèi)，仍將以煤電為主，也即電力工業(yè)必然以火電為主；工業(yè)必然以火電為主；超臨界機(jī)組效率高，占地省、收效快等特點(diǎn)符合我國超臨界機(jī)組效率高，占地省、收效快等特點(diǎn)符合我國能源與經(jīng)濟(jì)快速增長的需要；