超50%效率的630℃等级燃煤机组关键技术研究

我国资源禀赋决定了我国燃煤机组在相当长时间内依然在电力能源领域占有重要份额,因此持续提升燃煤机组效率打造高效新动能具有重要现实意义。文章回顾了当前高效超超临界机组发展概况,提出了火电机组进一步升级参数到630℃等级实现机组发电效率超过50%的技术路线,并着重探讨了630℃等级燃煤机组研制中应关注和开展研究的关键技术点。

630～650℃超超临界汽轮机高温转子锻件研发难点

介绍了630~650℃超超临界汽轮机高温转子锻件的研发难点。通过论述合金元素对9%~12%Cr铁素体耐热钢性能的影响,分析了超级铁素体耐热钢转子锻件研发存在的难点,如Ⅳ型裂纹失效、抗氧化性、N/B比例和组织稳定性问题等。分析表明,只有解决这些难点问题,才能保证转子在630~650℃下长期稳定运行。

630℃高效超超临界二次再热机组关键技术研究

针对630℃高效超超临界二次再热机组,重点介绍了G115、Sanicro25等新型耐高温材料的性能特点,并对水冷壁、主再蒸汽管道等关键部件的选材方案进行了分析,对630℃机组的关键参数和热力系统进行了研究。分析表明,目前我国的技术发展已足以支撑煤电机组采用630℃初参数,且630℃技术将成为我国高效清洁能源技术发展的重要方向。

630~650℃更高等级超超临界锅炉关键技术探讨

630~650℃超超临界火电技术作为下一代超超临界发电技术,可以得到更高的供电效率。对于煤炭资源的节约、发电机组的经济性以及环境改善,都显示了优越性。为攻克锅炉材料、汽温提高和热偏差等诸多因素的制约,本文提出了630~650℃超超临界锅炉整体设计方案,提出针对性解决措施,为后续工程持续优化提升做好技术储备。

630℃煤电锅炉用S31035管材的高温腐蚀性能

目的研究630℃煤电锅炉高温级换热部件候选管材S31035耐高温硫腐蚀性能。方法涂覆高碱、低碱两类煤灰的S31035试样被置于充满模拟烟气(700℃、SO_(2)体积分数为0.3%)的试验装置中进行反应。试验期间,对样品进行多次称量,进而绘出腐蚀动力学曲线。观察试样宏观特征,且采用X-射线衍射设备、电子显微镜和能谱分析设备等,对腐蚀生成物的表面/截面微观形貌及成分进行分析。结果试样在低碱煤灰中腐蚀,表面生成了相对致密的(FeCr)_(2)O_(3)氧化膜,腐蚀生成物层很薄,腐蚀轻微。而对应高碱煤灰,腐蚀生成物分层生长且严重剥离,腐蚀2000 h失重27 mg/cm^(2),且在腐蚀层中出现了Cr和S富集,发生了较严重的高温硫腐蚀。煤灰的碱金属含量是影响S31035耐高温硫腐蚀性能的关键因素。在相同的高硫环境中,涂覆低碱煤灰时,试样的耐高温腐蚀性能良好;涂覆高碱煤灰时,试样的耐高温腐蚀性能较差。结论S31035可应用于630℃煤电锅炉高温级换热部件,当燃用高硫煤时,可通过加强清除部件表面煤灰来抑制高温腐蚀。

630℃高效二次再热锅炉关键技术研究

630℃参数锅炉是在现有材料体系下进一步挖掘潜力,对锅炉进行优化设计完成的.本文深入探讨了630℃二次再热锅炉的设计难点,重点对锅炉高温受热面的材料选取进行论证并对部分材料进行工艺试验研究,同时对锅炉的汽温调节方式、烟气侧偏差控制、蒸汽侧偏差控制和水力偏差控制进行了详细研究分析,对设计中的关键技术提出切实有效的解决措施.630℃机组经济指标在投运620℃机组基础上提升明显.

630℃超超临界二次再热塔式锅炉热力特性与壁温耦合计算研究

630℃超超临界火电技术作为下一代超超临界发电技术,对于煤炭资源的节约、发电机组的经济性以及环境改善,都显示了优越性。目前630℃超超临界锅炉的热力计算还缺乏相关研究。本文以某1000MW超超临界二次再热塔式锅炉布置方案为例,将锅炉管道、炉膛、高温受热面作为串联管路计算,在工质侧将热力计算与管路计算进行耦合建立数值分析模型。该计算模型能够同时得到比实现水动力和热力计算更精细的结果,对后续700℃工程持续优化提升做好技术储备。

百万级燃煤机组630℃二次再热方案增量投资及经济分析

与常规的一次再热机组相比,高参数、高性能指标的燃煤发电技术在提高火电机组发电效率、污染物排放控制、节能减排等方面有明显的优势。但同时,先进工艺设备和技术的投入必然引起投资的增加,其经济性值得探讨。依据国内数个百万级燃煤机组工程,在实际运行状况和数据分析的基础上,阐述了百万级燃煤机组630℃二次再热方案与常规600℃一次再热方案相比的增量投资及其主要组成,并结合节煤效益进一步分析其增量投资的经济性。分析结果表明,增量投资约13亿元,三大主机是投资增加的主要因素。在目前给定的条件下测算,15年左右才能回收增量投资,回收期偏长。

630～650℃参数机组锅炉关键材料分析

提高燃煤发电机组效率是我们不懈的追求,国内正在研发630~650℃超超临界机组(ultrasupercritical,USC),而蒸汽参数的提高离不开材料技术。本文对国内外超超临界燃煤机组锅炉耐高温材料的现状以及材料发展的沿革进行了回顾,分析了现有材料对机组参数进一步提高的限制因素,并对国内外研发中的新材料进行了分析介绍,对630~650℃超超临界机组锅炉关键耐高温材料进行了分析。

P92和G115在630℃超超临界电站机组管材选用分析

提高汽轮机蒸汽初参数是提高火电机组发电效率的主要手段之一,材料的发展是制约机组参数提升的关键因素。对高温管材P92和G115进行比较,针对拟采用蒸汽初参数为35 MPa/615℃/630℃/630℃的电站机组主蒸汽、高温再热系统的管道规格进行计算比较,对主蒸汽和高温再热管道管材的选择提出建议。

我国超超临界汽轮机高温转子锻件材料研发建议

文章论述欧洲、日本及国内超超临界高温转子锻件材料研发情况,结合国内9%～12%Cr铁素体耐热钢转子锻件的实际研发情况,给出我国超超临界汽轮机高温转子锻件材料的研发建议。

630-700℃超超临界燃煤电站耐热管及其制造技术进展

迄今,600℃超超临界是世界最先进商用燃煤电站技术。630~700℃超超临界燃煤电站研发将奠定我国火电技术的国际领先地位,对实现国家节能减排目标具有重要战略意义。耐热材料是制约火电机组蒸汽温度进一步提升的技术瓶颈,本文简述了国内外630~700℃超超临界电站耐热材料研制现状,指出了我国急需研发的关键耐热材料。阐述了作者团队在多年实践中总结的电站耐热材料"全流程选择性冶金过程设计和选择性强韧化设计"观点,重点介绍了在该设计观点指导下,我国成功研发了用于630~650℃的马氏体耐热钢G115~?,用于650~700℃的固溶强化型镍基耐热合金C-HRA-2~?、C-HRA-3~?,以及用于700~750℃的析出强化型镍基耐热合金C-HRA-1~?,系统构建了我国630~700℃超超临界燃煤锅炉耐热材料体系,并已成功制造了上述新型耐热材料锅炉管。

更高参数二次再热超超临界锅炉关键技术探讨

中国正在开展630℃二次再热技术研究。为攻克锅炉研制面临的诸多难点,通过总体方案优化设计、新材料应用、再热汽温调节、壁温偏差控制以及水冷壁设计与制造等关键技术研究,提出针对性解决措施。结果表明:锅炉采用前后墙对冲燃烧、Π型布置及三烟道挡板调温技术,可有效满足630℃参数需求。

提高二次再热机组参数的技术经济研究

我国投运的超超临界二次再热机组的蒸汽参数基本为31 MPa/600℃/620℃/620℃。通过介绍目前耐高温材料研究现状,对可工程应用的二次再热机组高蒸汽参数进行分析,研究比较采用高蒸汽参数方案(35 MPa/615℃/630℃/630℃)和常规蒸汽参数方案的二次再热机组的技术经济性。结果表明,当标煤价格高于820元/t时,630℃等级二次再热机组的经济性更优。若考虑未来的碳排放交易收益,两种方案经济性平衡点的标煤价格约为690元/t。

新型马氏体耐热钢G115大口径厚壁无缝钢管制造技术

G115马氏体耐热钢是钢铁研究总院历时十余年自主研制的新型马氏体耐热钢,是国家630℃先进超超临界燃煤电站示范项目唯一可选材料。利用3.6万t垂直立式挤压机热挤压G115大口径厚壁无缝钢管,针对G115大口径厚壁管制造关键技术展开论述,包括原材料准备、制坯、热挤压成型和热处理,同时对成品钢管进行组织与性能检验,结果表明:钢管表面质量良好,各项指标满足标准要求。目前,该工艺路线已固化,可批量稳定挤压G115钢管,为国家630℃示范电站提供坚实的材料基础。