采用再热温度630℃的1000 MW新一代超超临界二次再热机组可行性研究

[目的]为了推动采用再热温度630℃的1 000 MW新一代超超临界二次再热机组发展,需对某沿海电厂2×1 000 MW新一代超超临界二次再热机组的可行性进行研究。[方法]文章分析了主机参数、主机技术条件、主机设备可行性、辅机设备可行性、主要系统配置、机组经济性和热经济性指标。[结果]研究表明:1 000 MW新一代超超临界二次再热机组是可行的,已具备示范应用条件。与1 000 MW常规超超临界二次再热机组相比,1 000 MW新一代超超临界二次再热机组热效率更高,污染物排放更少,经济效益较高。该1 000 MW新一代超超临界二次再热机组热效率达到48.72%,发电标煤耗达到252.48 g/kWh,供电标煤耗达到260.16 g/kWh,为国内最优水平。[结论]我国具有自主知识产权的先进马氏体耐热钢G115和带小发电机的抽背式给水泵汽轮机可以应用于新一代超超临界二次再热机组。

超超临界二次再热π型锅炉深度调峰技术的研究和应用

一、成果研究背景伴随着我国宣布力争2030年前实现“碳达峰”、2060年前实现“碳中和”,构建以新能源为主体的新型电力系统必然会使我国的产业结构、能源结构、生产生活方式发生深刻的转变,将给用煤,特别是煤电行业带来前所未有的挑战。随着光伏、风电等新能源的发展,传统燃煤机组在电力系统中的作用将发生改变,以承担基本负荷转向调峰,机组需要具有较强的灵活性和深度调峰的能力。

浅析百万机组二次再热的关键技术及应用

本文从二次再热技术的基本原理入手,详细分析了二次再热锅炉、汽轮机设计及运行控制等核心技术内容,并结合华能莱芜发电厂、大唐雷州电厂等应用实例,展示了二次再热技术在实际应用中的显著成效。二次再热技术不仅在技术层面上显著提升了发电效率,同时在经济性与环保方面具有广泛的应用前景。通过对运行数据的深入分析,本文揭示了该技术在减少煤耗和降低污染物排放方面的优势。二次再热技术的应用为火力发电行业的技术升级提供了有力支撑,并展现了未来推广的巨大潜力。

600MW级超超临界空冷二次再热机组选型探讨

我国发电技术已经迈入世界先进水平,为进一步提高热效率,研发大容量、高参数二次再热发电机组势在必行。本文首先对空冷二次再热机组的特点进行了介绍,然后对600MW级超超临界空冷机组采用二次再热方案进行了可行性分析,最后比较了一次再热方案和两种二次再热方案的热经济性和综合投资费用。结果表明,两种二次再热方案的热经济性均好于一次再热方案,在与一次再热方案综合投资费用差额低于3072.35万元时,第一种二次再热方案的经济性更好;差额低于7205.4万元时,第二种二次再热方案的经济性更佳。

二次再热超超临界机组动态特性分析及控制策略验证

为了二次再热超超临界机组控制策略的制定和实际机组调试运行提供参考数据和预测,以莱芜1000MW二次再热超超临界机组为研究对象,采用工业过程软件apros作为仿真支撑平台开发工程分析模型,对动态特性进行试验分析并验证其主要控制策略。结果显示:二次再热超超临界机组风、煤、给水阶跃扰动,主要参数变化趋势与一次再热超超临界机组基本相同,但二次再热汽温惯性加大致控制难度增加。二次再热超超临界机组控制的关键仍然是控制煤水比和风煤比,过热汽温采取煤水比控制+二级喷水减温方式,一、二次再热汽温采取烟气再循环++烟气挡板+再热器事故喷水减温方式;在2%变负荷率以下均可以控制在合理范围内,从而满足机组安全、稳定、高效运行的需要。

超超临界二次再热发电机组热经济性分析

在一次再热机组的主蒸汽压力、主蒸汽温度、再热蒸汽温度保持不变的基础上,采用二次再热可降低汽轮机的热耗率,提高机组效率。以某参数为26.25MPa/600℃/600℃/600℃超超临界1 000MW机组为例,对其进行一次再热与二次再热循环下的各热经济指标对比发现,1 000 MW负荷工况下,二次再热机组汽轮机热耗率比一次再热机组热耗率降低了92kJ/(kW·h),供电煤耗率降低了3.47g/(kW·h),机组净效率提高了0.57%。

百万等级超超临界二次再热机组整体经济性研究

本文对百万等级超超临界二次再热机组的整体经济性进行研究,通过对影响整体经济性的各个因素的分析,结合一次再热、二次再热机组实例,定量分析机组经济性的差别,并根据实例机组性能考核试验结果,对二次再热机组实际性能进行了评判。研究结果表明:已投产的百万等级超超临界二次再热机组,除二次再热热力循环本身及参数的优势外,还在回热系统设计、降低管道压损、烟气余热回收利用、提高锅炉热效率、降低厂用电率等方面采取了一系列优化措施,这些因素共同作用使百万等级二次再热机组供电煤耗率设计值较一次再热机组降低了约5.7%;采用二次再热、蒸汽参数提升和回热系统优化大幅降低了机组热耗率,是二次再热机组整体经济性提升的主要原因;国内已投产的百万等级超超临界二次再热机组整体经济性满足设计要求,达到了目前燃煤机组的最高水平。

超超临界二次再热机组塔式锅炉再热器管壁温度优化调整试验

在再热器管壁不超温的前提下提升再热蒸汽温度是当前的一项重大课题。本文以1 000 MW二次再热机组塔式锅炉为研究对象,阐述了在提升再热蒸汽温度的同时保证管壁不超温的优化调整思路,即将2层再循环烟气水平摆角由对冲布置调整至下层再循环烟气水平摆角正切最大、上层正切居中,燃尽风水平摆角由无序布置调整至对冲布置,磨煤机组合运行方式由ABCDEF方式运行调整至ABCDE方式运行。优化调整后,额定负荷下,高/低压再热蒸汽温度由调整前的603.4℃/601.4℃提高至612.5℃/612.7℃,提升效果明显。但受限于管屏间吸热偏差,两侧管壁温度均存在低值,壁温最高点和最低点偏差改善并不明显。建议采取节流圈或受热面改造的办法,增加壁温低点的吸热量或降低壁温高点的吸热量。

超超临界二次再热机组的发展

在不提高当前超超临界机组参数的情形下,采用二次再热技术是提高机组效率、减少二氧化碳和氮氧化物等燃烧污染物排放的重要途径之一。对国外超超临界二次再热技术的发展状况进行了综述,详细介绍了我国正在建设的二次再热机组的基本情况,探讨了二次再热关键技术难点及研究热点,旨在推动我国二次再热技术的研究工作。

超超临界二次再热机组高温受热面S30432钢微观组织分析

针对某超超临界二次再热机组锅炉高温受热面用S30432奥氏体不锈钢(S30432钢)服役约6 200 h后组织性能变化,采用扫描电镜、X射线能谱分析仪、透射电镜等,观察该锅炉高压再热器、末级过热器和低压再热器管样运行后氧化层的表面形貌和元素分布特征,并对晶内、晶界析出相和位错组态进行分析对比。结果表明:运行后各部件组织稳定性较好,试样表面有致密的Cr_2O_3生成,厚度约200~400 nm;晶内有大量细小的ε-Cu相和Nb C(N)颗粒析出,分别约为10~20 nm和50 nm,在晶内均匀分布,能有效钉扎位错;晶界及三叉晶界处有颗粒状的M23C6不连续分布,尺寸在100~400 nm;高压再热器管由于服役温度较高,析出相的平均尺寸略大于其他试样。

超超临界二次再热机组再热蒸汽温度模型辨识

二次再热机组锅炉再热蒸汽温度(再热汽温)动态特性与一次再热机组差异较大。本文基于由仿真支撑软件APROS和虚拟控制器VDCS搭建的超临界1 000 MW二次再热机组仿真平台,结合差分进化算法和广义损失函数,编制再热汽温模型辨识程序,对再热汽温系统进行扰动试验,得到100%和75%额定工况下烟气调节挡板开度、烟气再循环挡板开度以及再热器喷水阀开度扰动下的再热汽温传递函数模型。仿真结果表明,该再热汽温模型辨识精度高,且传递函数模型能很好地解释再热汽温在各扰动下的动态特性。

1000MW二次再热超超临界机组再热汽温控制策略及工程应用

通过分析锅炉各调温手段对再热汽温的影响,提出了一种1 000 MW二次再热超超临界机组再热汽温控制方案,从锅炉吸热面布置、摆动燃烧器喷嘴、烟气挡板、一、二次再热器微量喷水减温器、一、二次再热器事故喷水减温器方面做出了设计说明,介绍了某1 000 MW二次再热超超临界机组一、二次再热汽温控制回路的设计及主、再热汽温控制的解耦方法,实践证明本控制方案应用效果良好。

超超临界1350MW二次再热机组汽轮机优化设计

为研究轴系布置和轴速对超超临界1 350 MW二次再热机组热效率和经济性的影响,构建了4种汽轮机型式的方案进行模拟和计算,分析了汽轮机排汽口数目、单双轴布置型式和轴速对机组经济性和热效率的影响。结果表明:对超超临界1 350 MW二次再热机组,宜优先选用4排汽,双轴,全、半速各一轴方案,厂净效率可达46.01%;其次可以考虑6排汽、单轴、全速方案;4排汽、单轴、全速方案和6排汽,双轴,全、半速各一轴方案皆因存在技术性限制或投资经济性劣势而不宜采纳。

1000MW二次再热超超临界汽轮机组摩擦故障分析与处理

国电泰州电厂3号机组为1000 MW二次再热超超临界机组,机组调试期间超高压转子、高压转子和低压转子发生不稳定振动,振动不断爬升,严重影响机组的安全稳定运行。通过对振动数据的分析,指出摩擦故障是导致超高压转子、高压转子和低压转子不稳定振动的根本原因,现场分析故障原因,改变机组启动方式,并采取现场动平衡处理,处理后摩擦故障消除,机组稳定运行。

超超临界二次再热机组高精度多功能仿真系统开发

国内首批超超临界二次再热机组投运前,缺乏相应的运行技术人员和实际运行经验。对此,本文以超超临界二次再热机组为研究对象,开发了超超临界二次再热机组高精度多功能仿真系统,并在该仿真系统上进行再循环烟气量、燃烧器摆角、烟气挡板开度等动态特性试验,制定了实际机组二次再热汽温等控制策略。在实际机组投运前实现超超临界二次再热机组控制策略验证和运行技术验证,并且进行运行人员操作培训和事故演练,解决超超临界二次再热机组运行技术人员和实际运行经验缺乏的问题,为超超临界二次再热机组顺利建设和安全稳定运行提供了保障。

超超临界二次再热机组凝结水节流变负荷技术分析

随着新能源的逐渐规模化并网,为了确保电网安全稳定运行,提高传统火电机组的调峰能力和变负荷速率成为发电行业关注的重点。本文分析了某超超临界1 000 MW二次再热汽轮发电机组的5级低压加热器回热系统特性,建立凝结水变负荷的稳态及动态模型,仿真评估凝结水节流变负荷技术的应用效果。结果表明:机组理论凝结水变负荷能力与实际系统仿真试验基本一致,可快速释放的总蓄热量为2 789~4 605 MJ,是提升机组变负荷初期速率的有效手段;二次再热机组的凝结水节流变负荷能力及机组节能效果比常规亚临界汽包炉更有优势,未来具有较强的研究意义及实用价值。

1000MW二次再热超超临界机组技术特点及经济性

简要介绍了火力发电厂二次再热机组的发展情况,并以1000MW容量为例,从机组的参数选择、主机、主要热力系统三方面阐述了二次再热超超临界机组技术的特点,并从煤耗和投资的变化两方面对1000MW二次再热机组与一次再热机组的经济性进行了比较,对二次再热技术的应用提出了建议。

超超临界二次再热机组响应特性及控制策略

超超临界二次再热机组与同容量的一次再热机组存在较大差异,导致动静态响应特性和控制策略发生较大变化。本文对国内首批建设的超超临界二次再热机组的静态响应特性、动态响应特性及运行验证技术和关键控制技术研究进行了概述,对其主要研究内容、研究成果和应用情况进行了阐述,在工程分析试验平台模拟负荷变动试验与机组投运后的实际负荷变动试验结果基本吻合,研究成果为超超临界二次再热机组顺利实施和按期投产提供了技术保障。

超超临界二次再热机组炉膛安全监控系统设计方案

超超临界二次中间再热燃煤机组锅炉工艺配置复杂,相应的热工保护系统的复杂性也大幅上升。炉膛安全监控系统是锅炉侧最重要的热工保护系统。本文介绍了炉膛安全监控系统的常规功能设计,结合某1000MW超超临界二次再热燃煤发电机组工程,介绍了机组工艺系统配置及锅炉炉膛安全监控系统相关设备概况,汇总了系统控制对象,提出了炉膛安全监控系统的功能设计方案。

超超临界二次再热机组再热汽温调节方案应用分析

二次再热机组相对一次再热机组的热力系统具有更加复杂的结构,且国内二次再热技术的应用刚刚起步,缺乏建设与运行经验,从而导致新建二次再热机组难以确定调节方案。对国内新投产华能安源660MW、国电泰州1 000 MW超超临界二次再热机组再热汽温的调温原理、控制方案以及投运效果进行了详细的总结分析。分别给出了这2种典型调节方案的优势与缺陷,并基于此给出了改进建议,为二次再热机组再热汽温调节方案的选取与改进提供参考。