当前位置: 燃汽轮机 >> 燃汽轮机发展 >> 聚焦当今主流大型火力发电机组发展介绍
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01超临界机组简介超临界火电机组是常规蒸汽动力火电机组的自然发展和延伸。提高蒸汽初参数一直是提高这类火电厂效率的主要措施。当蒸汽压力提到高于22.1MPa时就称为超临界机组,如果蒸汽初压力超过27MPa,则称为超超临界火电机组。目前一些发达国家中,超临界和超超临界机组巳是火电结构中的主导机组或是占据一个举足轻重的比例,也就是说火电结构巳经"超临界化"了。以超临界化为特点的对火电结构的更新换代早在20世纪的中叶就已开始。超临界化可以说是火电发展的一种模式,一条道路,是被多国实践证明的成功模式。所谓超临界化指的是经过若干年的努力应使超临界机组和超超临界机组在我国火电结构中占据一个举足轻重的比例,而且这些机组的规格、造价和主要性能指标,包括环保性能等应不逊于同类机组的国际水平。我国的超临界化起步晚,现在已比火电先进国家晚了40多年,但要优化我国的火电结构,这似乎是必经的模式。优化我国火电结构,发展超临界乃至超超临界火电机组,参数等级和容量等级是需要讨论的一个问题。关于容量等级的意见比较一致,多认为MW的容量似乎太小,以MW为起步容量酌情分成几个容量系列较为适当。关于参数主要是两种意见,一是从超临界的最低参数起步,即由现在的亚临界参数16.7MPa/℃/℃,单纯通过提高蒸汽压力过渡到超临界参数24.2MPa/℃/℃;另一种意见则是从更高一些的起点开始我们的国产化研制。蒸汽初参数与机组效率有着密切的关系。一般而言,采用亚临界的机组,在计入脱硫与脱硝后的净效率约38%,把亚临界参数过渡到超临界的25MPa//℃℃,净效率最多可提高到40%~42%。把亚临界机组格局转换为超临界或超超临界机组格局,意味着降低16~32g/kWh的供电煤耗。迄今水蒸汽循环电厂蒸汽初参数的提高,从本质上讲主要是不断使用改进的金属材料的结果,金属材料的水平与火电厂初参数的水平有着相互依存和相互促进的紧密关系。通过采用更高的的初参数使供电效率每提高1%降低煤耗约7g/kWh,但要求使用的则是不同的金属材料和不同的部件结构,它们又直接地与设备造价、机组的可用率和负荷适应能力相关联。国际上八十年代以后,大量铁素体耐热钢开发成功,在~℃范围内替代了奥氏体钢,从而使电站的蒸汽参数得以提高,在28~31MPa、~℃或24~25MPa、~℃的参数范围内具有良好的可靠性。以25MPa//℃℃一次再过热的某MW机组为比较标准,其背压是Pa.这种机组使用的是X20CrMoV钢,不使用奥氏体。下一步对主蒸汽区(如过热器联箱,管道,汽轮机)将使用X10CrMoVNb91(即P91钢),至于过热器管道还要使用奥氏体。对参数与效率的关系作了估计。如采用了二次再过热,则效率可再提高约0.8%。从效率和经济效益的观点,P91钢使用的最佳场合可能是27MPa/℃。在日本正在发展一种叫做Nf的钢,欧洲则是E,它们均是非奥氏体钢,研究目标是在℃时的蠕变强度达到N/mm2,而P91才90N/mm2,所以有时把前者称为N/mm2钢。这种钢可用于31MPa/℃的蒸汽参数,它比奥氏体钢导热性好,热胀率低,在某些场合有希望代替奥氏体钢,而奥氏体钢的极限使用温度则有希望从℃扩展到℃。目前国际上即使是超超临界机组所采用的参数也还是过渡性的。FLS/BWE公司巳公布了发展下一代超临界机组的计划,蒸汽初温将从现在的℃提高到~℃,相应的压力将从目前的30MPa提高到40MPa,供电效率将达到50~55%。建国以来,我国一直在追踪世界先进技术研制国产化火电机组,从6MW开始,经历了几乎所有的参数和容量等级,成绩很大,但道路既不平坦也不笔直,特别是MW以上大机组的研制,经过了不少曲折。至今我国制造的MW、MW、MW机组与从国外引进同容量同参数机组还有一些差距。我国在电站用钢方面还相对落后,表现为规格不全,性能不高且进展缓慢。这种现状使我们对于超临界参数的发展一直持非常谨慎的态度。在新的世纪里,可持续发展战略已成为全世界的共识,它对火电生产不仅要求减排硫氧化物和氮氧化物,而且对二氧化碳和其他温室气体的排放总量也加强了限制,这是通过京都议定书的形成变成了世界公众和各国政要所