【導(dǎo)讀】附件一外高橋電廠二期2?

　　

【正文】 00MW 3848 303 288 275 從上表可以看出，在不考慮脫硫設(shè)施的投資和運(yùn)行費(fèi)用的情況下，按華東地區(qū)的標(biāo)煤價(jià)格，投資超臨界機(jī)組和超超臨界機(jī)組的價(jià)格性能比均優(yōu)于亞臨界機(jī)組。此外，由于超臨界機(jī)組和超超臨界機(jī)組的發(fā)電效率高于亞臨界機(jī)組，在相同的發(fā)電量下機(jī)組煤耗低，所以煙氣脫硫的運(yùn)行成本也低于亞臨界機(jī)組。因此，對(duì)于華東地區(qū)較高的煤價(jià)和年利用小時(shí)數(shù)，發(fā)展超臨界機(jī)組和超超臨界機(jī)組經(jīng)濟(jì)上是有利的。 比較超超臨界 900MW 機(jī)組和超臨界與超超臨界 600MW 機(jī)組，則超超臨界 900MW機(jī)組在經(jīng)濟(jì)上具有一定優(yōu)勢(shì)，平均 上網(wǎng)電價(jià)分別要低 2元 /MWh 和 5元 /MWh。這也進(jìn)一步說(shuō)明了超超臨界機(jī)組是比較適合于大容量機(jī)組的，特別是百萬(wàn)千瓦等級(jí)。此外，雖然從機(jī)組經(jīng)濟(jì)性的角度 600 MW 超超臨界機(jī)組不如 600 MW 超臨界機(jī)組優(yōu)越，但我們同時(shí)也要看到超超臨界降低了化石燃料的消耗，給環(huán)境保護(hù)所帶來(lái)的巨大的社會(huì)效益。 第 25 頁(yè) 附件一 外高橋電廠二期 2?900MW機(jī)組管道安裝圖 主蒸汽管道（一） 第 26 頁(yè) 主蒸汽管道（二） 第 27 頁(yè) 高溫再熱蒸汽管道 第 28 頁(yè) 低溫再熱蒸汽管道 第 29 頁(yè) 附件二 900MW 超超臨界機(jī)組汽機(jī)熱平衡圖 再熱系統(tǒng)壓降占高壓缸排汽壓力的 10% 第 30 頁(yè) 蒸汽參數(shù) 第 31 頁(yè) 蒸汽參數(shù) 第 32 頁(yè) 蒸汽參數(shù) 第 33 頁(yè) 再熱系統(tǒng)壓降占高壓缸排汽壓力的 8% 第 34 頁(yè) 蒸汽參數(shù) 第 35 頁(yè) 蒸汽參數(shù) 第 36 頁(yè) 蒸汽參數(shù) 第 37 頁(yè) 附件三 600MW及 1000MW等級(jí)超超臨界機(jī)組主廠房布置圖 2 600MW 超超臨界主廠房平面布置圖 2 900MW 超超臨界主廠房平面布置圖（四缸四排汽） 2 1000MW 超超臨界主廠房平面布置圖（五缸六排汽） 2 1000MW 超超臨界主廠房平面布置圖（雙軸雙速） 第二部分 ： 四大管道選材報(bào)告 超超臨界燃煤發(fā)電技術(shù) 子課題 1：超超臨界發(fā)電機(jī)組技術(shù)選型研究 子課題 1 研究報(bào)告 四大管道選材報(bào)告 批 準(zhǔn)： 陳仁杰 審 核： 趙瑞陽(yáng) 校 核： 陸 勤 編 寫(xiě)： 武春霖 目 錄 1 前言 ...................................................................................................... 1 2 定義 ...................................................................................................... 1 超超臨界機(jī)組 ...................................................................................................... 1 四大管道 .............................................................................................................. 1 3 超超臨界機(jī)組的發(fā)展過(guò)程 ..................................................................... 2 4 蒸汽參數(shù)與熱經(jīng)濟(jì)性 ............................................................................ 4 5 四大管道材料選擇的要求 ..................................................................... 6 6 耐高溫鋼材的發(fā)展 ................................................................................ 7 珠光體鋼 .............................................................................................................. 7 鐵素體 /馬氏體鋼 ................................................................................................ 7 新一代的 NF12 和鎳基合金 ................................................................................. 8 7 新型耐高溫材料的應(yīng)用 ...................................................................... 10 應(yīng)用現(xiàn)狀 ............................................................................................................. 10 適合應(yīng)用的范圍 ..................................................................................................11 綜合性能 ............................................................................................................ 12 8 國(guó)產(chǎn)化超超臨界機(jī)組的選材 ............................................................... 15 主蒸汽管道和高溫再熱蒸汽管道 .................................................................... 15 高壓給水管道和低溫再熱蒸汽管道 ................................................................ 18 9 推薦意見(jiàn) ............................................................................................. 19 附件一 銘牌功率 900MW 超超臨界機(jī)組汽機(jī)熱平衡圖（ VWO 工況） ...... 21 蒸汽參數(shù) 蒸汽參數(shù) 蒸汽參數(shù) 第 1 頁(yè) 1 前言 常規(guī)火力發(fā)電廠的效率與機(jī)組的容量和選用的蒸汽參數(shù)有著很大的關(guān)系。自七十年代世界能源危機(jī)以來(lái)，世界各國(guó)的電力行業(yè)都在潛心研究并不斷地提高機(jī)組的蒸汽參數(shù)和單機(jī)容量。此外，不斷提高的環(huán)保要求，特別是降低火力發(fā)電廠二氧化碳的排放總量，也要求加快提高機(jī)組的發(fā)電效率。在過(guò)去的 30 年內(nèi)，世界上先進(jìn)的火力發(fā)電機(jī)組蒸汽溫度提高了大約 60oC。目前國(guó)外 1000MW等級(jí)蒸汽壓力為 ~30MPa、蒸汽溫度為 580~600oC一次或兩次再熱的超超臨界機(jī)組的設(shè)計(jì)、制造、運(yùn)行技術(shù)已經(jīng)成熟，已與亞臨界機(jī)組的可用率不分上下 。這一發(fā)展與大量新型耐熱合金鋼材的開(kāi)發(fā)與應(yīng)用是分不開(kāi)的?？梢哉f(shuō)，電力技術(shù)的發(fā)展在很大程度上取決于材料技術(shù)的發(fā)展。 隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，大容量、高參數(shù)火電機(jī)組的數(shù)量也是逐年增加。發(fā)展大容量超超臨界機(jī)組將是我國(guó)火力發(fā)電提高發(fā)電效率、節(jié)約一次能源、改善環(huán)境、降低發(fā)電成本的必然趨勢(shì)。為此，國(guó)產(chǎn)化超超臨界燃煤發(fā)電機(jī)組研究已被列入國(guó)家“ 863計(jì)劃”。 本報(bào)告即針對(duì)國(guó)產(chǎn)化超超臨界機(jī)組四大管道材料的選擇而進(jìn)行的分析論證。 2 定義 超超臨界機(jī)組 對(duì)于火力發(fā)電機(jī)組，當(dāng)機(jī)組作功介質(zhì)蒸汽的工作壓力大于水的臨界狀態(tài)點(diǎn)壓 力（ Pc=）時(shí)，我們稱之為超臨界機(jī)組。目前常規(guī)的超臨界機(jī)組蒸汽參數(shù)一般為 。 所謂超超臨界機(jī)組（ Ultra Supercritical）是相對(duì)于常規(guī)超臨界機(jī)組的蒸汽參數(shù)而言的，我國(guó)電力百科全書(shū)中稱：通常把蒸汽壓力高于 27MPa 的超臨界機(jī)組稱為超超臨界機(jī)組；國(guó)際上普遍認(rèn)為在常規(guī)超臨界參數(shù)的基礎(chǔ)上壓力和溫度再提升一個(gè)檔次，也就是工作壓力超過(guò) 或者主蒸汽（或再熱蒸汽）溫度超過(guò) 566oC，都屬于超超臨界機(jī)組的范疇。超超 臨界機(jī)組也稱為高效超臨界機(jī)組（ High Efficiency Supercritical）。 四大管道 四大管道指火力發(fā)電廠的主蒸汽管道、高溫再熱蒸汽管道（熱段）、低溫再熱蒸汽管道（冷段）和高壓給水管道。 第 2 頁(yè) 3 超超臨界機(jī)組的發(fā)展過(guò)程 回顧幾十年世界超臨界機(jī)組的發(fā)展過(guò)程，其實(shí)際應(yīng)用大致可劃分為三個(gè)階段： 1) 第一階段， 20世紀(jì) 50~70 年代，超臨界機(jī)組的發(fā)展以美國(guó) GE和西屋公司為核心，當(dāng)時(shí)的起點(diǎn)就采用了超超臨界參數(shù)。 ? 1957 年世界上首臺(tái)超超臨界機(jī)組投運(yùn)，機(jī)組容量 125MW，蒸汽壓力 31MPa、蒸汽 溫度 621 oC。 ? 1958 年投運(yùn)的超超臨界機(jī)組，機(jī)組容量 310MW，蒸汽壓力達(dá)到 、蒸汽溫度則達(dá)到 649oC。該機(jī)組目前仍在運(yùn)行。 ? 有 5臺(tái)機(jī)組的蒸汽溫度達(dá)到 593 oC， 11 臺(tái)機(jī)組為二次中間再熱。 由于電廠可靠性及材質(zhì)的問(wèn)題，經(jīng)歷了初期超超臨界參數(shù)后，從 60 年代后期開(kāi)始至 70 年代，美國(guó)超臨界機(jī)組大規(guī)模發(fā)展時(shí)期所采用的蒸汽參數(shù)均降低到常規(guī)超臨界參數(shù)：壓力 3500psi（ ）、溫度 1000 oF/1050 oF（ 538 oC/566 oC）。直至 80年代，美國(guó)超臨界機(jī)組的蒸汽參數(shù)始終穩(wěn) 定在這個(gè)水平。這個(gè)時(shí)期，美國(guó)的超臨界機(jī)組總數(shù)達(dá)到 170余臺(tái)。 2) 第二階段，從 80 年代起的超臨界機(jī)組優(yōu)化及新技術(shù)發(fā)展階段 從 70 年代起，美國(guó)的一些公司如 GE 及西屋公司分別將超臨界技術(shù)轉(zhuǎn)讓給日本和歐洲，超臨界機(jī)組的市場(chǎng)從 80 年代起也轉(zhuǎn)移到了日本和歐洲。同時(shí)經(jīng)過(guò)不斷的完善，美國(guó)早期超臨界機(jī)組發(fā)生的可靠性問(wèn)題得到了徹底解決，到 1985年，美國(guó)超臨界機(jī)組的運(yùn)行可靠性已達(dá)到亞臨界機(jī)組相同的水平。從 80 年代起， GE和西屋公司對(duì)已投運(yùn)的 170 余臺(tái)超臨界機(jī)組進(jìn)行了大規(guī)模的優(yōu)化及改造，通過(guò)改造實(shí)踐，形成了一批經(jīng)過(guò)驗(yàn)證的新設(shè) 計(jì)、新結(jié)構(gòu)，大大提高了機(jī)組的經(jīng)濟(jì)性、可靠性、運(yùn)行靈活性。 3) 第三階段， 90年代新一輪超超臨界參數(shù)的發(fā)展階段 隨著常規(guī)超臨界機(jī)組技術(shù)的成熟及新型馬氏體、奧氏體合金鋼的開(kāi)發(fā)，在環(huán)保及提高經(jīng)濟(jì)性目標(biāo)的驅(qū)動(dòng)下，從 90年代開(kāi)始，世界又進(jìn)入了以日本和歐洲為中心的新一輪超超臨界機(jī)組的發(fā)展階段。在保證機(jī)組高可靠性、高可用率條件下，采用更高蒸汽壓力和溫度、更大機(jī)組容量是目前發(fā)展階段的主要特點(diǎn)。日本及歐洲近期超超臨界機(jī)組的應(yīng)用業(yè)績(jī)分別見(jiàn)下面二表。 第 3 頁(yè) 1989~2020 年日本大容量超超臨界機(jī)組的主要業(yè)績(jī) 機(jī)組 功率(MW) 參數(shù) (MPa/oC/ oC/ oC) 制造廠 (汽機(jī) /鍋爐 ) 投運(yùn) 日期 川越（ Kawagoe） 2 700 碧南（ Hekinan） 3 700 能代（ Noshiro） 2 600 七尾太田（ Nanaoohta） 1 500 原町（ Haramachi） 1 1000 三隅 1 1000 原町（ Haramachi） 2 1000 七尾太田（ Nanaoohta） 2 700 松浦（ Matsuura） 2 1000 橘灣（ Tachibanawan） 1 1050 ,GE/IHI 2020/7 敦賀 2 700 橘灣（ Tachibanawan） 2 1050 磯子 1 600 苫東厚真 4 700 碧南（ Hekinan） 5 1000 苓北（ Reihoku） 2 700 常陸那珂（ Hitachimaka） 1 1000 広野 5 600 舞鶴 2 900 第 4 頁(yè) 近期歐洲大容量超超臨界機(jī)組的主要業(yè)績(jī) 機(jī)組 國(guó)家 功率 (MW) 參數(shù) (MPa/oC/ oC/ oC) 投運(yùn) 日期 Sk230。rb230。ksv230。r