亞臨界與超臨界鍋爐講稿

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1、亞臨界與超臨界參數(shù)鍋爐上海電力學(xué)院能環(huán)學(xué)院孫堅(jiān)榮第一節(jié)發(fā)展高參數(shù)發(fā)電機(jī)組的背景近二十年來在中國電力工業(yè)的裝機(jī)容量中，火電機(jī)組裝機(jī)容量一直保持在75％左右?；痣姍C(jī)組的發(fā)電量占總發(fā)電量的80％以上，其中燃煤電站占總發(fā)電量的76％。目前，我國發(fā)電消耗的煤炭約占煤炭總產(chǎn)量的40％以上，且這一比例還會逐年上升。我國電力工業(yè)總體發(fā)展水平與國外先進(jìn)水平相比有較大差距，能耗高和環(huán)境污染嚴(yán)重是目前我國火電廠中存在的兩大突出問題，并成為制約我國電力工業(yè)乃至整個(gè)國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要因素。因此，在增產(chǎn)煤炭的同時(shí)，必須更加重視節(jié)約發(fā)電用煤工作，提高機(jī)組

2、的熱效率以實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗，同時(shí)盡量降低污染物的排放。為節(jié)約能源和減輕環(huán)境污染，國內(nèi)外正在開發(fā)多種潔凈煤發(fā)電技術(shù)，所謂“潔凈煤發(fā)電技術(shù)”就是指“潔凈煤技術(shù)”中與發(fā)電相關(guān)的技術(shù)項(xiàng)目。它的重點(diǎn)是為了提高發(fā)電機(jī)組的效率和控制因燃煤而引起的污染物的排放。目前“潔凈煤發(fā)電技術(shù)”主要有以下幾種：*超臨界燃煤電站加脫硫脫硝裝置（SC+FGD+De-NOx）*循環(huán)流化床鍋爐燃燒技術(shù)（CFBC）*增壓流化床燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電（PFBC－CC）*整體煤氣化燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電（IGCC）盡管在同等蒸汽參數(shù)情況下，聯(lián)合循環(huán)的效率比蒸汽循環(huán)的效率

3、高10％左右，但是，由于我國的PFBC和IGCC尚處于試驗(yàn)或示范階段，在技術(shù)上還存在許多不完善之處，而超臨界技術(shù)已十分成熟，且積累了良好的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，國外已有一套完整而成熟的設(shè)計(jì)和制造技術(shù)。因此，技術(shù)成熟的大容量亞臨界、超臨界和超超臨界機(jī)組將是我國清潔煤發(fā)電技術(shù)的主要發(fā)展方向，也是解決電力短缺、能源利用率低和環(huán)境污染嚴(yán)重等問題的比較現(xiàn)實(shí)和有效的途徑。其基本設(shè)計(jì)思想是：提高機(jī)組的發(fā)電效率，減少燃料的消耗，降低發(fā)電成本并減少有害物質(zhì)的排放。超臨界發(fā)電技術(shù)則是在技術(shù)已很成熟的傳統(tǒng)燃煤發(fā)電機(jī)組技術(shù)基礎(chǔ)上進(jìn)一步改善，采用更高的蒸汽初參數(shù)

4、和先進(jìn)的煙氣脫硫脫硝技術(shù)。國外在發(fā)展先進(jìn)的大型超臨界火電機(jī)組方面已經(jīng)取得了很大進(jìn)展，技術(shù)日益成熟，并被廣泛應(yīng)用，取得了顯著的節(jié)能和環(huán)保效益。為迅速扭轉(zhuǎn)我國火電機(jī)組煤耗長期居高不下的局面，縮小我國火電技術(shù)與國外先進(jìn)水平的差距，發(fā)展國產(chǎn)大容量的超臨界火電機(jī)組是十分必要的，以達(dá)到煤電機(jī)組“高效、節(jié)能、環(huán)?！钡哪繕?biāo)。蒸汽動(dòng)力裝置循環(huán)理論分析表明，提高循環(huán)蒸汽的初參數(shù)和降低循環(huán)的終參數(shù)都可以提高循環(huán)的熱效率。除此之外，采用再熱循環(huán)和回?zé)嵫h(huán)也可以提高循環(huán)的熱效率。事實(shí)證明，提高蒸汽參數(shù)并與發(fā)展大容量機(jī)組相結(jié)合是提高常規(guī)火電廠效率及降低

5、單位容量造價(jià)最有效的途徑。與同容量亞臨界火電機(jī)組的熱效率相比，在理論上采用超臨界參數(shù)可提高效率2％～2.5％，采用超超臨界參數(shù)可提高4％～5％。目前，世界上先進(jìn)的超超臨界機(jī)組效率已達(dá)到47％～49％。而超超臨界高溫機(jī)組效率可達(dá)到52％～55％。不同蒸汽參數(shù)機(jī)組經(jīng)濟(jì)性比較(鍋爐出口參數(shù))機(jī)組類型蒸汽壓力MPa蒸汽溫度℃電廠效率%供電煤耗g/kWh亞臨界機(jī)組17.0540/54038324超臨界機(jī)組25.5567/56741300高溫超臨界25.0600/60044278超超臨界機(jī)組30.0600/600/60048256高溫超

6、超臨界30.070057215國外部分超臨界機(jī)組經(jīng)濟(jì)性舉例電廠項(xiàng)目蒸汽參數(shù)機(jī)組效率,%投運(yùn)年份丹麥Vesk電廠407MW25.1MPa,560℃/560℃45.31992法國STAUDINGE廠550MW25MPa,540℃/560℃42.51992德國ROSTOCK電廠559MW25MPa,540℃/560℃42.51994韓國500MW24MPa,538℃/538℃41日本松蒲電廠1000MW25.2MPa,598℃/596℃441997丹麥Nordjylland電廠410MW28.5MPa,580℃/580℃/580℃

7、471998西門子設(shè)計(jì)400-1000MW27.5MPa,589℃/600℃>451999歐洲FutureⅠ33.5MPa,610℃/630℃>502005歐洲FutureⅡ40.0MPa,700℃/720℃52-552015工程熱力學(xué)將水的臨界狀態(tài)點(diǎn)的參數(shù)定義為：壓力為22.115MPa,374.15C。當(dāng)水的狀態(tài)參數(shù)達(dá)到臨界點(diǎn)時(shí)，在飽和水和飽和蒸汽之間不再有汽、水共存的二相區(qū)存在。與較低參數(shù)的狀態(tài)不同，這時(shí)水的傳熱和流動(dòng)特性等也會存在顯著的變化。當(dāng)水蒸氣參數(shù)值大于上述臨界狀態(tài)點(diǎn)的壓力和溫度值時(shí)，則稱其為超臨界參數(shù)。超臨界

8、定義：超超臨界定義：日本的定義為壓力大于24.2MPa,或溫度達(dá)到593℃；丹麥定義為壓力大于27.5MPa；西門子公司的觀點(diǎn)是應(yīng)從材料的等級來區(qū)分超臨界和超超臨界機(jī)組等等。我國電力百科全書則將超超臨界定義為：蒸汽參數(shù)高于27MPa。常規(guī)超臨界機(jī)組（conventionalsupercri