【正文】 采取以下措施 : (1)采用小容量的旋流式燃燒器，沿爐膛寬度均勻、對稱布置，再通過燃燒調(diào)整實現(xiàn)單只燃燒器的風粉均勻分配，使爐膛出口煙氣流量和溫度偏差都較小 。 (2)各級過熱器以及各級再熱器之間集箱間的連接采用大口徑管道左右交叉 。 (3)保持各受熱面管排相同的橫向 節(jié)距 。 (4)合理選擇各集箱內(nèi)徑，在進口集箱設(shè)計節(jié)流孔 。 (5)屏式過熱器管間長度一致，使受熱偏差、結(jié)構(gòu)偏差和流量偏差減小。 對流與輻射互補抵消熱偏差的雙切圓燃燒方式 (見圖3) 10 圖 3 對流與輻射互補的雙切圓燃燒方式 2個相對獨立的反向切圓燃燒方式，將對流熱偏差與整體單一火焰輻射系統(tǒng)的輻射熱偏差相互補償或抵消，使熱偏差盡可能減小。 新一代超臨界機組鍋爐技術(shù)發(fā)生了重要變化，主要表現(xiàn)在鍋爐水冷壁、燃燒技術(shù)、啟動系統(tǒng)、金屬材料等，其中水冷壁技術(shù)和燃燒技術(shù)處于優(yōu)先水平。采用引進技術(shù)國產(chǎn)化超臨界機組，可以彌補國內(nèi)超臨界機組技術(shù)單純依靠進口設(shè)備造成的價格過高，又及時引人新技術(shù)以縮短國內(nèi)超臨界技術(shù)與世界先進技術(shù)的差距。在實現(xiàn)國產(chǎn)化后，還需要研究適合中國煤質(zhì)多變的燃燒技術(shù)和系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計以及運行調(diào)節(jié)技術(shù)。 二．我國發(fā)展超臨界機組需解決的關(guān)鍵技術(shù) 對照國外超臨界技術(shù)發(fā)展的經(jīng)驗，結(jié)合我國目前的實際情況，可列出我國發(fā)展超臨界機組需解決的關(guān)鍵技術(shù)如下 : (1)超臨界機組系列選型及系統(tǒng)配置的研究 :包括超臨界機組鍋爐、汽輪機、發(fā)電機、主要輔機等系列選型，超臨界機組單爐膛 無雙面水冷壁 對流熱曲線 輻射熱曲線 輻射 +對流熱偏差 對流熱曲線 輻射熱曲線 輻射 +對流熱偏差 11 熱 力系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計，超臨界機組汽機旁路系統(tǒng)選型 。 (2)大型超臨界鍋爐關(guān)鍵技術(shù)研究 :包括超臨界鍋爐爐型及燃燒系統(tǒng)配置方式，關(guān)鍵受壓部件結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計和壽命管理 。 (3)大型超臨界汽輪機關(guān)鍵技術(shù)研究 :包括超臨界機組轉(zhuǎn)子動力特性，固體顆粒沖蝕特性和防護措施，末級長葉片振動應(yīng)力和疲勞壽命，高溫高壓部件溫度場、應(yīng)力場和蠕變疲勞壽命 。 (4)大型超臨界單軸 900 MW(百萬千瓦級 )機組汽輪發(fā)電機關(guān)鍵技術(shù)研究 :包括發(fā)電機轉(zhuǎn)子裝配結(jié)構(gòu)件應(yīng)力水平、配合要求及材料選擇，發(fā)電機轉(zhuǎn)子通風選擇，勵磁方式，軸系、振動及汽輪機、發(fā)電機聯(lián)接的 分析，定、轉(zhuǎn)子絕緣結(jié)構(gòu) 。 (5)超臨界機組材料的國產(chǎn)化研究 :包括超臨界汽輪機高溫材料和鍛件材料，超臨界鍋爐過熱器、再熱器材料，國產(chǎn) P91鋼管性能試驗及管件開發(fā) 。 (6)超臨界機組自動控制關(guān)鍵技術(shù)研究 :包括超臨界機組儀表和自動控制系統(tǒng)，超臨界機組關(guān)鍵儀表 。 (7)超臨界機組主要輔機設(shè)備研制 :包括超臨界機組鍋爐給水泵組，超臨界機組鍋爐再循環(huán)水泵，超臨界機組高壓閥門國產(chǎn)化 。 (8)超臨界機組運行技術(shù)研究 :包括超臨界機組合理運行方式，超臨界機組動態(tài)特性，超臨界機組安全經(jīng)濟在線監(jiān)測診斷技術(shù)，超臨界汽輪機末級長葉片變負 荷時的流場和動應(yīng)力及調(diào)峰性能，超臨界機組汽水品質(zhì)控制和停機保養(yǎng)技術(shù)。 第二節(jié) 我國超臨界鍋爐發(fā)展現(xiàn)狀及發(fā)展前景 一、 我國超臨界機組發(fā)展現(xiàn)狀 到 目前為止，我國發(fā)電量的 75%是由小于 300 MW的機組提供的，其電廠效率在 27%～ 29%，遠低于發(fā)達國家的 35%～ 40%。我 12 國自 20世紀 80年代開始陸續(xù)引進并投運了一批超臨界機組，如已投運的華能石洞口二廠 2 x 600 MW、華能南京熱電廠 2 x 300 MW、華能營口電廠 2 x 300 MW,綏中電廠 2 x 800MW、外高橋電廠二期 2 x 900 MW等發(fā)電廠。經(jīng) 過一段時間的運行之后，我國已積累了常規(guī)超臨界機組較好的運行經(jīng)驗。根據(jù)我國 1994年可靠性管理中心報告資料，我國當時 6臺 600 MW機組中，石洞口二廠 I﹟﹑ 2﹟機組的等效可用率分別為 %和 %，強迫停機率為 %和 %，為國內(nèi) 600 MW機組的第一、第二名。我國已引進或在建的超臨界電廠主要參數(shù)統(tǒng)計見表 2。 表 2 我國已引進的超臨界電廠主要參數(shù)統(tǒng)計 電廠名 制造廠 臺數(shù) 功率 /MW 參數(shù)/(MPa/9C/℃ ) 石洞口二廠 ABB /ER 2 600 24. 2/538/566 盤山電廠 前蘇聯(lián) 2 500 23. 54/540/540 華能南京熱電廠 前蘇聯(lián) 2 320 /540 營口電廠 前蘇聯(lián) 2 300 伊敏電廠 前蘇聯(lián) 2 500 13 綏中電廠 前蘇聯(lián) 2 800 漳州厚石電廠 三菱 2 600 24. 6/538/566 外高橋電廠二期 西門子 /阿爾斯通 2 900 566 20xx年 11月 23日，華能沁北電廠 I﹟號機組順利通過 168 h試運行，并正式投人商業(yè)運行，標志著我國在引進國外先進技術(shù)基礎(chǔ)上設(shè)計制造的國產(chǎn)首臺 600 MW超臨界機組正式成功投運。該項目填補了 600 MW超臨界機組國產(chǎn)化空白，使我國在 600 MW超臨界發(fā)電機組這一重大技術(shù)裝備國產(chǎn)化方面實現(xiàn)了“零”的突破。其中， DG1900/25. 4II型鍋爐為東方電氣集團所屬核心企業(yè)之一 — 東方鍋爐 (集團 )股份有限公司與日本巴布科克 日立公司及東方日立鍋爐有限公司合作設(shè)計、聯(lián)合制造的 600 MW超臨界本生直流鍋爐。 168 h試運期間，鍋爐主要運行參數(shù)與設(shè)計值基本一致并保持穩(wěn)定。 二． 我國超臨界機組發(fā)展前景預(yù)測 經(jīng)過技術(shù)的成熟和發(fā)展，目前超臨界參數(shù)火力發(fā)電機組在可靠性和調(diào)峰靈活性等方面都可以得到保證，發(fā)電效率可達43%～ 47%，最高可到 49%，這對煤炭資源的節(jié)約、發(fā)電機組的經(jīng)濟性以及環(huán)境改善，都顯示了相當?shù)膬?yōu)越性。國際上超臨界機組的發(fā)展已經(jīng)歷了 40余年，無論從理論上還是從實際應(yīng)用來講，都有了相當?shù)幕A(chǔ)，有較為成熟的設(shè)計、制造、建設(shè)和運行經(jīng)驗。為了緊跟世界上較為先進的凈效率在 45%～ 47%的超臨界機組，我國將在超臨界和超超臨界機組的研究、設(shè)計和制造能力的形成和提高上加大投人，引進國 外成熟先進技術(shù)，發(fā)揮國內(nèi) 14 生產(chǎn)制造能力，以降低電廠造價，并通過引進技術(shù)的消化、吸收，縮小我國與先進國家的差距。 優(yōu)化火電結(jié)構(gòu)是個戰(zhàn)略性的大問題，它與技術(shù)環(huán)境、經(jīng)濟環(huán)境和體制、機制間有著相互的作用和反作用關(guān)系，不同的發(fā)展道路就會鑄造出不同的發(fā)展結(jié)果，直接影響今后一個相當長時期內(nèi)我國電網(wǎng)中火電主力機組的構(gòu)成。超臨界技術(shù)在優(yōu)化火電結(jié)構(gòu)方面有著特殊的作用，可以斷言，采用超 (超 )臨界參數(shù)和機組容量的大型化將是新世紀我國火力發(fā)電廠的主要發(fā)展方向。此外，超 (超 )臨界技術(shù)與循環(huán)流化床 (CFB)燃燒技術(shù)的結(jié)合，也將同時成為這一 主要發(fā)展方向的一支重要力量。 三．結(jié)論 超 (超 )臨界發(fā)電技術(shù)在電廠凈效率方面的特殊優(yōu)勢，決定了它必將成為以燃煤發(fā)電為主的中國能源工業(yè)的首選技術(shù)。新世紀中，超 (超 )臨界發(fā)電技術(shù)的普遍采用，必將為我國經(jīng)濟發(fā)展和環(huán)境保護帶來巨大的收益，成為我國經(jīng)濟、社會和環(huán)境持續(xù)、健康、協(xié)調(diào)發(fā)展的重要保障之一。這是一項極其重要的工業(yè)發(fā)展政策，必須及時加以確立，長期加以堅持。 第三節(jié) 600MW 超臨界鍋爐與亞臨界機組比較 隨著國民經(jīng)濟和電力負荷的迅速增長 , 電網(wǎng)容量將隨之增長 , 必須采用大容量、高參數(shù)機組。在“八五”期間以亞臨界的 300～ 600 MW 機組為主 , 從“九五”開始逐步過渡為 600 MW機組為主 , 并要發(fā)展 1000 MW 機組。電網(wǎng)中這些主力機組集中了當前世界上發(fā)電設(shè)備的許多先進技術(shù) , 代表著我國電力工業(yè)技術(shù)發(fā)展的趨勢。本文著重對 600 MW 級超臨界與亞臨界參數(shù)鍋爐作技術(shù)比較 , 主要以石洞口二廠兩臺超臨界參數(shù)機組、平圩電廠和北侖電廠的兩臺亞臨界參數(shù)機組為討論對象。 15 1 蒸汽參數(shù)與爐型 水的臨界壓力為 , 臨界溫度為 347. 12 ℃。在臨界點上 , 水與汽的參數(shù)完全相同 , 兩者的差別消失 , 汽化潛熱趨向于零 , 即汽化在一瞬間完成。鍋爐的型式主要取決于蒸汽參數(shù)和容量 , 有自然循環(huán)爐、控制循環(huán)爐、直流爐及復(fù)合循環(huán)直流爐 4 種。直流爐適合于超臨界及亞臨界參數(shù) , 自然循環(huán)及控制循環(huán)爐只適宜于亞臨界及亞臨界以下壓力參數(shù)。如采用亞臨界參數(shù) , 則直流爐、自然循環(huán)和控制循環(huán)汽包爐都是可選用的方案。如元寶山電廠 600 MW亞臨界參數(shù)鍋爐采用的是本生型強制循環(huán)直流爐 。 北侖電廠 1 號爐和平圩電廠兩臺 600MW鍋爐采用控制循環(huán)汽包爐 。 北侖電廠 2 號爐采用自然循環(huán)方式。 采用超臨界參數(shù)時均采用強制循環(huán)直流鍋爐。目前國際上超臨界參數(shù)鍋 爐的過熱蒸汽 (汽機進口 ) 壓力一般采用 、 和 3個級別 。 過熱和再熱蒸汽溫度通常設(shè)計為538 ℃ , 也有采用 566 ℃的 。 大多采用一次再熱 , 采用兩次再熱的只占超臨界機組中的 15 % , 因兩次再熱雖能改善經(jīng)濟性 , 但管路復(fù)雜 , 耗用鋼材也多。石洞口二廠兩臺 600 MW超界參數(shù)鍋爐采用的是超臨界螺旋管圈直流鍋爐 , 過熱蒸汽 (鍋爐出口 ) 壓力為 , 溫度為 541 ℃ , 中間再熱級數(shù)為一次 ,再熱蒸汽溫度為 569 ℃。 2 技術(shù)經(jīng)濟分析 可靠性 美國和前蘇聯(lián)在 發(fā)展超臨界機組的初期 , 由于缺乏經(jīng)驗 , 設(shè)計和運行都存在問題 , 機組可靠性低。經(jīng)過幾十年不斷完善發(fā)展 , 現(xiàn)在的技術(shù)早已成熟。美國《發(fā)電可用率數(shù)據(jù)系統(tǒng)》 1980 年的分析報告中 , 公布了 71 臺超臨界機組和 27 臺亞臨界機組 16 的運行統(tǒng)計數(shù)據(jù) , 兩類機組的平均運行可用率、等效可用率和強迫停運率已經(jīng)沒有差別。據(jù)美國 EPRI 的統(tǒng)計 , 容量為 600～835 MW具有兩次中間再熱的超臨界機組整機可用率已達 90 %。日本的超臨界機組可用率在 90 %以上 , 事故率在 1 %以下。德國超臨界機組的運行情況也表明 , 機組的可靠性 同參數(shù)之間沒有什么必然的聯(lián)系。 石洞口二廠兩臺 600 MW超臨界機組投運第 2年可用系數(shù)分別達到 %和 %。目前運行的超臨界機組的運行可靠性已經(jīng)不低于亞臨界機組的數(shù)值 , 有的甚至還要更高一些。 經(jīng)濟性 超臨界機組雖然沒有汽包耗鋼量減少 , 但過熱器、再熱器采用高級合金鋼 , 閥門價格也提高 , 故總成本增加。據(jù)石洞口二廠分析 , 機爐主設(shè)備比亞臨界高 6 %～ 7 %(設(shè)備費占電廠投資1/3) , 工程建設(shè)費用僅增加 2 %～ 3 %左右。根據(jù)技術(shù)經(jīng)濟比較 , 對于 300～ 600