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機組參數(shù)匹配研究與四大管道選材研究(參考版)

2024-11-06 04:40本頁面
  

【正文】 ksv230。 第 3 頁 1989~2020 年日本大容量超超臨界機組的主要業(yè)績 機組 功率(MW) 參數(shù) (MPa/oC/ oC/ oC) 制造廠 (汽機 /鍋爐 ) 投運 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 近期歐洲大容量超超臨界機組的主要業(yè)績 機組 國家 功率 (MW) 參數(shù) (MPa/oC/ oC/ oC) 投運 日期 Sk230。在保證機組高可靠性、高可用率條件下,采用更高蒸汽壓力和溫度、更大機組容量是目前發(fā)展階段的主要特點。從 80 年代起, GE和西屋公司對已投運的 170 余臺超臨界機組進行了大規(guī)模的優(yōu)化及改造,通過改造實踐,形成了一批經(jīng)過驗證的新設 計、新結(jié)構(gòu),大大提高了機組的經(jīng)濟性、可靠性、運行靈活性。 2) 第二階段,從 80 年代起的超臨界機組優(yōu)化及新技術發(fā)展階段 從 70 年代起,美國的一些公司如 GE 及西屋公司分別將超臨界技術轉(zhuǎn)讓給日本和歐洲,超臨界機組的市場從 80 年代起也轉(zhuǎn)移到了日本和歐洲。直至 80年代,美國超臨界機組的蒸汽參數(shù)始終穩(wěn) 定在這個水平。 ? 有 5臺機組的蒸汽溫度達到 593 oC, 11 臺機組為二次中間再熱。 ? 1958 年投運的超超臨界機組,機組容量 310MW,蒸汽壓力達到 、蒸汽溫度則達到 649oC。 第 2 頁 3 超超臨界機組的發(fā)展過程 回顧幾十年世界超臨界機組的發(fā)展過程,其實際應用大致可劃分為三個階段: 1) 第一階段, 20世紀 50~70 年代,超臨界機組的發(fā)展以美國 GE和西屋公司為核心,當時的起點就采用了超超臨界參數(shù)。超超 臨界機組也稱為高效超臨界機組( High Efficiency Supercritical)。目前常規(guī)的超臨界機組蒸汽參數(shù)一般為 。 本報告即針對國產(chǎn)化超超臨界機組四大管道材料的選擇而進行的分析論證。發(fā)展大容量超超臨界機組將是我國火力發(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??梢哉f,電力技術的發(fā)展在很大程度上取決于材料技術的發(fā)展。目前國外 1000MW等級蒸汽壓力為 ~30MPa、蒸汽溫度為 580~600oC一次或兩次再熱的超超臨界機組的設計、制造、運行技術已經(jīng)成熟,已與亞臨界機組的可用率不分上下 。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,也要求加快提高機組的發(fā)電效率。 第 25 頁 附件一 外高橋電廠二期 2?900MW機組管道安裝圖 主蒸汽管道(一) 第 26 頁 主蒸汽管道(二) 第 27 頁 高溫再熱蒸汽管道 第 28 頁 低溫再熱蒸汽管道 第 29 頁 附件二 900MW 超超臨界機組汽機熱平衡圖 再熱系統(tǒng)壓降占高壓缸排汽壓力的 10% 第 30 頁 蒸汽參數(shù) 第 31 頁 蒸汽參數(shù) 第 32 頁 蒸汽參數(shù) 第 33 頁 再熱系統(tǒng)壓降占高壓缸排汽壓力的 8% 第 34 頁 蒸汽參數(shù) 第 35 頁 蒸汽參數(shù) 第 36 頁 蒸汽參數(shù) 第 37 頁 附件三 600MW及 1000MW等級超超臨界機組主廠房布置圖 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 : 四大管道選材報告 超超臨界燃煤發(fā)電技術 子課題 1:超超臨界發(fā)電機組技術選型研究 子課題 1 研究報告 四大管道選材報告 批 準: 陳仁杰 審 核: 趙瑞陽 校 核: 陸 勤 編 寫: 武春霖 目 錄 1 前言 ...................................................................................................... 1 2 定義 ...................................................................................................... 1 超超臨界機組 ...................................................................................................... 1 四大管道 .............................................................................................................. 1 3 超超臨界機組的發(fā)展過程 ..................................................................... 2 4 蒸汽參數(shù)與熱經(jīng)濟性 ............................................................................ 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用 ...................................................................... 10 應用現(xiàn)狀 ............................................................................................................. 10 適合應用的范圍 ..................................................................................................11 綜合性能 ............................................................................................................ 12 8 國產(chǎn)化超超臨界機組的選材 ............................................................... 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 ............................................................................................. 19 附件一 銘牌功率 900MW 超超臨界機組汽機熱平衡圖( VWO 工況) ...... 21 蒸汽參數(shù) 蒸汽參數(shù) 蒸汽參數(shù) 第 1 頁 1 前言 常規(guī)火力發(fā)電廠的效率與機組的容量和選用的蒸汽參數(shù)有著很大的關系。這也進一步說明了超超臨界機組是比較適合于大容量機組的,特別是百萬千瓦等級。因此,對于華東地區(qū)較高的煤價和年利用小時數(shù),發(fā)展超臨界機組和超超臨界機組經(jīng)濟上是有利的。 不同類型機組的上網(wǎng)電價 機組類型 單位投資(元 /kW) 含稅電價(元 /MWh) 10% 5000小時 +10% 國產(chǎn)亞臨界 2 600MW 3372 309 294 282 國產(chǎn)超臨界 2 600MW 3507 305 290 277 國產(chǎn)超超臨界 2 600MW 3647 309 293 280 國產(chǎn)超超臨界 2 900MW 3848 303 288 275 從上表可以看出,在不考慮脫硫設施的投資和運行費用的情況下,按華東地區(qū)的標煤價格,投資超臨界機組和超超臨界機組的價格性能比均優(yōu)于亞臨界機組。 不同類型機組的投資對比 機組類型 靜態(tài)總投資 (萬元) 單位靜態(tài)投資 (元 /kW) 增幅 國產(chǎn)亞臨界 2 600MW 404640 3372 國產(chǎn)超臨界 2 600MW 420826 ~3507 較國產(chǎn)亞臨界 600MW 機組增加 ~4% 國產(chǎn)超超臨界 2 600MW 437659 ~3647 較國產(chǎn)亞臨界 600MW 機組增加 ~% 國產(chǎn)超超臨界 2 900MW 692615 ~3848 單位投資較國產(chǎn)亞臨界 600MW 機組增加 ~% 注:工程項目總投資不含脫硫設施。 亞臨界、超臨界以及超超臨界機組技術經(jīng)濟比較 性能指標 項目 600MW 亞臨界機組 600MW 超臨界機組 600MW 超超臨界機組 900MW 超超臨界機組 蒸汽參數(shù) 538/538oC 566/566oC 600/600oC 600/600oC 電廠效率 ~% ~% ~% ~% 鍋爐效率 % % % % 汽機熱耗 7827 kJ/kWh 7560 kJ/kWh 7400 kJ/kWh kJ/kWh 標準煤耗 294 g/kWh 284 g/kWh 278 g/kWh 276 g/kWh 電廠效率提高的百分比 0(基數(shù)) ~% ~% ~% 工程投資 目前,我國的國產(chǎn)亞臨界 600MW 機組已基本趨于成熟,按照國家電力公司規(guī)劃設計總院 2020 年限額設計,國產(chǎn) 2 600MW 亞臨界 機組的單位投資的控制指標為3372 元 /kW。 7 主要經(jīng)濟技術指標及工程投資 不同參數(shù)的熱經(jīng)濟指標對比 綜合國外超超臨界機組發(fā)展特點及成熟技術,包括現(xiàn)在材料技術的發(fā)展情況,并根據(jù)國內(nèi)相關部門所作的研究工作,以國內(nèi) 900MW 單軸、四缸四排汽、一次再熱超超臨界機組,蒸汽參數(shù) 、 , 包括同外高橋電廠二期 2 900MW 常規(guī)超臨界機組的比較見下表: 項目 外高橋二期 2 900MW 2 900MW 超超臨界機組 2 900MW 超超 臨界機組
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