超臨界鍋爐的發(fā)展概況.ppt

1、超臨界機組發(fā)展概況,國外發(fā)展超超臨界機組的概況,1957年在美國投運第一臺試驗性超超臨界125MW機組（31MPa，621/566/538）,1959年在美國投運第二臺超超臨界325MW機組（34.4 MPa, 649/566/566）。單機容量最大為1300MW。,1953年前蘇聯(lián)首期5臺超臨界300MW機組投運； 1967年和1968年相繼投運500MW和800MW機組 ，1981年單軸1200MW投運。 日本、德國和丹麥相繼于70和90年代迅速發(fā)展超（超）臨界機組,已成為當今世界發(fā)展超超臨界發(fā)電技術領先的國家。,超（超）臨界機組的主要運行參數(shù)變遷,國外超超臨界機組發(fā)展中的主要問題,蒸汽參

2、數(shù)的選擇與金屬材料發(fā)展的匹配 50年代： 1949年原蘇聯(lián) 29.4MPa,600 , 12t/h; 1956年德國 34MPa,610/570/570 , 88MW ; 1957年美國 31MPa,621/566/538 , 125MW; 1959年美國 34.3，649/566/566 , 325MW 60年代： 降為24MPa,538-566 。 當時生產(chǎn)的奧氏體綱熱膨脹系數(shù)大、導熱系數(shù)低、抗應力腐蝕差及加工能力差等，其零部件高溫腐蝕、焊接不良、疲勞裂紋、高壓轉(zhuǎn)子熱裂紋等。設計、制造質(zhì)量問題較多；超臨界參數(shù)下300MW機組容量較小，汽輪機效率低；鍋爐不能變壓運行，負荷適應性和靈活性差 。

3、,80年代：新型鐵素體耐鋼熱開發(fā)應用和改進奧氏體綱，及環(huán)保的日趨嚴格。 90年代：末期蒸汽溫度提高到580600,相應的電廠成功投入了商業(yè)運行。 現(xiàn)在：新型鐵素體-馬氏體耐鋼熱（6-12%Cr）開發(fā)應用 未來的510年：主蒸汽溫度可達610630。 今后的1020年：現(xiàn)代化電廠將是650的機組，運行效率50%左右。那時的上限溫度預計為700，效率5255%。,超臨界機組概況,國 家,美 國,前蘇聯(lián),日 本,首臺機組,1957年,125MW,31.03MPa,621/565,/538,總?cè)萘浚菏澜绲谝唬?982年166臺,112898MW,主力機組500800MW,參數(shù)：24MPa,538/53

4、8為主,蒸氣參數(shù)最高：費城電力公司艾迪斯頓,電廠NO.1 機34.4MPa,649/566/566,單機容量最大：91300MW（雙軸）,1953年,300MW,300MW，幾乎全為超臨界機組,最大容量機組：1200MW（單軸）,1989年222臺，占火電裝機50%,主力機組 250MW800MW,蒸氣參數(shù)：25.2MPa,545/545,1967年,600MW,1985年77臺，占火電裝機51%,蒸氣參數(shù)：24.12MPa,538/566,復合變壓運行,450MW， 全為超臨界機組,概 況,超臨界機組概況（續(xù)）,國 家,首臺機組,12500MW,1992年,600MW,現(xiàn)在運行與在建各12臺

5、。,(300MW,500MW,600MW，800MW，900MW),石洞口電廠 2600MW,南京、營口電廠 4300MW,伊敏、盤山電廠 4500M,綏中電廠 2800MW,阜陽電廠 2600MW,外高橋電廠 2900MW,王曲電廠 2600MW,陡河電廠 2600MW 沁北電廠 2600MW（國產(chǎn)化示范） 玉環(huán)電廠800-1000MW（超超臨界機組）,概 況,韓 國,意大利,中 國,22600MW,我國現(xiàn)運行的超臨界機組,我國在建的超臨界機組,世界上已投運的超超臨界電廠,從2002年開始，美國能源部開始了一個用于燃煤電廠超臨界和超超臨界機組的高溫高強度合金材料研究項目。主要研究用于燃煤電廠

6、超臨界和超超臨界機組的高溫高強度合金材料。該研究項目的五個主要目標是: 確定哪些材料影響了燃煤電廠的運行溫度和效率: 定義并實現(xiàn)能使鍋爐運行于760的合金材料的生產(chǎn)、加工和涂層工藝; 參與ASME的認證過程并積累數(shù)據(jù)為成為ASME規(guī)范批準的合金材料做好基礎工作: 確定影響運行溫度為871的超超臨界機組設計和運行的因素: 與合金材料生產(chǎn)商、設備制造商和電力公司一起確定成本目標并提高合金材料和生產(chǎn)工藝的商業(yè)化程度。,日本電力(J-Power，原為EPDC)在日本通商產(chǎn)業(yè)省支持下，從政府得到50%的補助金，與其它單位共同組織超超臨界技術的開發(fā)。第一階段目標是:第一步用鐵素體鋼達到593C，第二步用奧

7、氏體鋼達到649。第二階段目標是用新型鐵素體鋼達到630。日本三大設備制造公司對轉(zhuǎn)子、汽缸、法蘭、螺栓等主要部件進行了相應參數(shù)下的實物中間試驗，5OMW功率的中間實驗機組己經(jīng)投運。,國內(nèi)發(fā)展超超臨界機組的條件和基礎,1 國內(nèi)制造能力 己建設成一支以哈爾濱、上海、東方三大制造集團為主體的、具有相當規(guī)模、水平和實力的發(fā)電設備制造基地，形成了一支經(jīng)驗豐富、素質(zhì)較高的科研、設計和制造的隊伍，擁有一批制造工藝和裝備較先進、生產(chǎn)廠房條件好的制造企業(yè)，尤其通過對300MW、600MW亞臨界火電機組的技術引進和消化吸收、國產(chǎn)化研制和優(yōu)化設計，同時相關制造企業(yè)進行了大規(guī)模的技術改造，目前已形成了自主設計、制造1

8、5000MW/年大機組的生產(chǎn)能力。,我國300MW、600MW亞臨界機組產(chǎn)品水平和制造企業(yè)的裝備水平已與世界先進水平相接近，現(xiàn)配300MW、600MW亞臨界機組的大型鍛件 (汽輪機轉(zhuǎn)子、發(fā)電機轉(zhuǎn)子）、大型鑄件 (汽缸)基本上可以做到由國內(nèi)供給。 在耐熱鋼研發(fā)和生產(chǎn)方面，我國對電站用鋼研究很少，目前發(fā)電設備用鋼的30%需要從國際上采購。即國內(nèi)的耐熱鋼研發(fā)和生產(chǎn)尚不能滿足發(fā)展超超臨界機組的需求，其水平遠遠落后于電力工業(yè)的發(fā)展和需要。 目前從國際市場采購先進和成熟的材料是發(fā)展我國超超臨界發(fā)電技術最現(xiàn)實的途徑。但為了保證設備部件的制造加工性能以及考慮到機組安全運行和維護的需要，還應當對材料的工藝性能和

9、服役性能(蠕變、疲勞、腐蝕、氧化性能等)開展相關的試驗和研究工作。,從制造百萬千瓦級超超臨界機組的制造裝備上看，我國三大發(fā)電設備制造企業(yè)已接近世界先進水平，對于制造超臨界、超超臨界機組來說還需要進行一些工藝技術攻關和添置部分專用設備。如鍋爐對采用的熱強度高、抗高溫腐蝕的600等級材料(如9%一12%Cr鋼)的焊接、異種鋼的焊接；汽輪機對與高溫有關的涂層和特大型鐵合金葉片加工等?？梢哉f，通過國家的技術攻關項目的支持和實施，我國就將基本具備制造超超臨界機組的能力。,2 國內(nèi)科研開發(fā)能力 我國超臨界技術研究工作起步較早，但對超臨界技術的科研開發(fā)的深度和資金投入與工業(yè)發(fā)達國家相比差距較大。一些研究機構(gòu)

10、和高等院校一直在從事超臨界機組的臺架試驗和小型工業(yè)裝置的試驗，也進行過多次的600MW超臨界機組方案設計，由于技術基礎工作還做得不扎實和制造廠還不具備充足的條件，一直末能進入工程實施。,首先通過對亞臨界300MW、600MW機組引進技術的消化吸收、優(yōu)化和創(chuàng)新，比較扎實地掌握了最新的大機組設計方法，為自主開發(fā)大容量超臨界、超超臨界機組奠定了良好的基礎； 其次，引進了一批超臨界機組設備，同時帶進了一些設計制造技術，基本掌握了超臨界機組的電廠設計、安裝調(diào)試和運行維修技術； 第三，加強了中外制造企業(yè)的技術合作，充分利用國外已開發(fā)的技術成果，實現(xiàn)了跨越式發(fā)展； 第四，國家加大了對制造廠的投入，更新了一批關鍵性設備。在超臨界機組的設計、制造方面已打下了一定的基礎，但在超超臨界機組的設計和開發(fā)能力上仍有一定的差距。,3 我國發(fā)展超超臨界機組的技術路線 根據(jù)我國的現(xiàn)實情況，實現(xiàn)超臨界、超超臨界機