【正文】 3個(gè)級(jí)別。 北侖電廠2 號(hào)爐采用自然循環(huán)方式。如元寶山電廠600 MW亞臨界參數(shù)鍋爐采用的是本生型強(qiáng)制循環(huán)直流爐。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)。在臨界點(diǎn)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。本文著重對(duì)600 MW級(jí)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(tái)超臨界參數(shù)機(jī)組、平圩電廠和北侖電廠的兩臺(tái)亞臨界參數(shù)機(jī)組為討論對(duì)象。在“八五”期間以亞臨界的300～600 MW機(jī)組為主, 從“九五”開(kāi)始逐步過(guò)渡為600 MW機(jī)組為主, 并要發(fā)展1000 MW機(jī)組。這是一項(xiàng)極其重要的工業(yè)發(fā)展政策，必須及時(shí)加以確立，長(zhǎng)期加以堅(jiān)持。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(shì)，決定了它必將成為以燃煤發(fā)電為主的中國(guó)能源工業(yè)的首選技術(shù)。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(jī)組容量的大型化將是新世紀(jì)我國(guó)火力發(fā)電廠的主要發(fā)展方向。為了緊跟世界上較為先進(jìn)的凈效率在45%～47%的超臨界機(jī)組，我國(guó)將在超臨界和超超臨界機(jī)組的研究、設(shè)計(jì)和制造能力的形成和提高上加大投人，引進(jìn)國(guó)外成熟先進(jìn)技術(shù)，發(fā)揮國(guó)內(nèi)生產(chǎn)制造能力，以降低電廠造價(jià)，并通過(guò)引進(jìn)技術(shù)的消化、吸收，縮小我國(guó)與先進(jìn)國(guó)家的差距。二． 我國(guó)超臨界機(jī)組發(fā)展前景預(yù)測(cè)經(jīng)過(guò)技術(shù)的成熟和發(fā)展，目前超臨界參數(shù)火力發(fā)電機(jī)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(dá)43%～47%，最高可到49%，這對(duì)煤炭資源的節(jié)約、發(fā)電機(jī)組的經(jīng)濟(jì)性以及環(huán)境改善，都顯示了相當(dāng)?shù)膬?yōu)越性。其中，DG1900/25. 4II型鍋爐為東方電氣集團(tuán)所屬核心企業(yè)之一— 東方鍋爐(集團(tuán))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(jì)、聯(lián)合制造的600 MW超臨界本生直流鍋爐。表2 我國(guó)已引進(jìn)的超臨界電廠主要參數(shù)統(tǒng)計(jì)電廠名制造廠臺(tái)數(shù)功率/MW參數(shù)/(MPa/9C/℃)石洞口二廠ABB /260024. 2/538/566盤山電廠前蘇聯(lián)250023. 54/540/540華能南京熱電廠前蘇聯(lián)2320營(yíng)口電廠前蘇聯(lián)2300伊敏電廠前蘇聯(lián)2500綏中電廠前蘇聯(lián)2800漳州厚石電廠三菱260024. 6/538/566外高橋電廠二期西門子/阿爾斯通29002004年11月23日，華能沁北電廠I﹟號(hào)機(jī)組順利通過(guò)168 h試運(yùn)行，并正式投人商業(yè)運(yùn)行，標(biāo)志著我國(guó)在引進(jìn)國(guó)外先進(jìn)技術(shù)基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)制造的國(guó)產(chǎn)首臺(tái)600 MW超臨界機(jī)組正式成功投運(yùn)。根據(jù)我國(guó)1994年可靠性管理中心報(bào)告資料，我國(guó)當(dāng)時(shí)6臺(tái)600 MW機(jī)組中，石洞口二廠I﹟﹑2﹟%%，%%，為國(guó)內(nèi)600 MW機(jī)組的第一、第二名。我國(guó)自20世紀(jì)80年代開(kāi)始陸續(xù)引進(jìn)并投運(yùn)了一批超臨界機(jī)組，如已投運(yùn)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(yíng)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。(8)超臨界機(jī)組運(yùn)行技術(shù)研究:包括超臨界機(jī)組合理運(yùn)行方式，超臨界機(jī)組動(dòng)態(tài)特性，超臨界機(jī)組安全經(jīng)濟(jì)在線監(jiān)測(cè)診斷技術(shù)，超臨界汽輪機(jī)末級(jí)長(zhǎng)葉片變負(fù)荷時(shí)的流場(chǎng)和動(dòng)應(yīng)力及調(diào)峰性能，超臨界機(jī)組汽水品質(zhì)控制和停機(jī)保養(yǎng)技術(shù)。(6)超臨界機(jī)組自動(dòng)控制關(guān)鍵技術(shù)研究:包括超臨界機(jī)組儀表和自動(dòng)控制系統(tǒng)，超臨界機(jī)組關(guān)鍵儀表。(4)大型超臨界單軸900 MW(百萬(wàn)千瓦級(jí))機(jī)組汽輪發(fā)電機(jī)關(guān)鍵技術(shù)研究:包括發(fā)電機(jī)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(jī)轉(zhuǎn)子通風(fēng)選擇，勵(lì)磁方式，軸系、振動(dòng)及汽輪機(jī)、發(fā)電機(jī)聯(lián)接的分析，定、轉(zhuǎn)子絕緣結(jié)構(gòu)。(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(jì)和壽命管理。在實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化后，還需要研究適合中國(guó)煤質(zhì)多變的燃燒技術(shù)和系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)以及運(yùn)行調(diào)節(jié)技術(shù)。新一代超臨界機(jī)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(dòng)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。(5)屏式過(guò)熱器管間長(zhǎng)度一致，使受熱偏差、結(jié)構(gòu)偏差和流量偏差減小。(3)保持各受熱面管排相同的橫向節(jié)距。同時(shí)，為了進(jìn)一步消除蒸汽側(cè)和煙氣側(cè)的熱偏差，還采取以下措施:(1)采用小容量的旋流式燃燒器，沿爐膛寬度均勻、對(duì)稱布置，再通過(guò)燃燒調(diào)整實(shí)現(xiàn)單只燃燒器的風(fēng)粉均勻分配，使?fàn)t膛出口煙氣流量和溫度偏差都較小。國(guó)內(nèi)運(yùn)行實(shí)踐表明，其獨(dú)特優(yōu)點(diǎn)是可以減小煙氣側(cè)的熱偏差。蒸汽參數(shù)越高，也需要采用高性能的金屬材料，造價(jià)也高。同時(shí)采用小功率旋流式燃燒器對(duì)沖布置或濃淡濃新型直流式燃燒器四角布置，在大型鍋爐上還采用單爐膛雙切圓的輻射和對(duì)流互補(bǔ)熱偏差的綜合性技術(shù)。即燃燒配風(fēng)一般采用多級(jí)布風(fēng)方式(燃燒器本身三級(jí)、燃燒器上部?jī)杉?jí)配風(fēng))，火焰燃燒經(jīng)過(guò)過(guò)量空氣系數(shù)1 的著火區(qū)和氧化氮還原區(qū)，最后才經(jīng)過(guò)過(guò)量空氣系數(shù)1的燃盡區(qū)實(shí)現(xiàn)完全燃燒。3 燃燒技術(shù)及低污染排放新一代超臨界鍋爐對(duì)燃燒技術(shù)提出了更高的要求，主要體現(xiàn)在所要求的燃燒設(shè)備既能滿足低負(fù)荷下不投油穩(wěn)定燃燒(當(dāng)燃用煙煤、30%負(fù)荷)的要求，又要求降低NO*的生成量，同時(shí)還要求降低燃燒器區(qū)域水冷壁的局部熱強(qiáng)度。圖2 帶循環(huán)泵的啟動(dòng)系統(tǒng)給水泵高壓加熱器循環(huán)泵省煤器爐膛頂棚管力式分離器至二級(jí)噴水減溫器至對(duì)流煙道包墻至冷凝器當(dāng)然最大的質(zhì)量流速降低不只與啟動(dòng)系統(tǒng)有關(guān)，同時(shí)也和采用內(nèi)螺紋管、螺旋管傾角增大和采用多種減小熱偏差的措施有關(guān)。s)～2412 kg/(㎡例如，表1中帶循環(huán)泵的啟動(dòng)系統(tǒng)的鍋爐水冷壁最低質(zhì)量流速為723 kg/(㎡加熱器過(guò)熱器水冷壁省煤器水位控制閥給水泵除氧器擴(kuò)容器去凝汽器排水閥圖1 帶擴(kuò)容器的啟動(dòng)系統(tǒng) 帶循環(huán)泵的啟動(dòng)系統(tǒng)這種形式的啟動(dòng)系統(tǒng)略微復(fù)雜(圖2)，主要是增加了設(shè)備投資，但低負(fù)荷時(shí)的運(yùn)行調(diào)節(jié)靈活性增強(qiáng)。s) , MCR時(shí)達(dá)到2800 kg/ (㎡由于水冷壁的流量比較低，為了保證水冷壁在低負(fù)荷運(yùn)行時(shí)的安全性，防止水冷壁發(fā)生傳熱惡化的最低質(zhì)量流速要求值較高，因而高負(fù)荷時(shí)質(zhì)量流速過(guò)高。2 啟動(dòng)系統(tǒng) 啟動(dòng)系統(tǒng)主要采用帶大氣式擴(kuò)容器或帶循環(huán)泵的2種形式。可見(jiàn)，也可推遲或避免超臨界壓力下類膜態(tài)沸騰發(fā)生的問(wèn)題。s)，國(guó)內(nèi)亞臨界鍋爐的運(yùn)行證明這種水冷壁在質(zhì)量流速為1000 kg/(㎡水冷壁吸熱變化時(shí)，管內(nèi)流量變化較小。垂直管屏的優(yōu)勢(shì)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于制造和懸吊，安裝現(xiàn)場(chǎng)的焊接工作量小。因此應(yīng)使并列工作的管子根數(shù)減少，管屏寬度減小，螺旋角度相應(yīng)降低，盤旋圈數(shù)略有增加。但在高熱強(qiáng)度區(qū)域采用耐溫能力較高的合金管15CrMoG，同時(shí)采用熱偏差較小的旋流式燃燒器對(duì)沖布置方式以及用內(nèi)螺紋管的多項(xiàng)措施并舉，以保證安全裕度。增大螺旋管圈傾角，有利于避免汽水流速較低時(shí)的汽水分層問(wèn)題。從防止傳熱惡化來(lái)看，采用內(nèi)螺紋管可以避免鍋爐在亞臨界壓力運(yùn)行下的膜態(tài)沸騰，推遲或避免超臨界壓力下類膜態(tài)沸騰的發(fā)生。在高熱流密度區(qū)域采用內(nèi)螺紋管，可以降低水冷壁安全運(yùn)行所需的最低質(zhì)量流速。(m2表1列出了不同的螺旋管圈水冷壁結(jié)構(gòu)和工作參數(shù)。除了俄羅斯進(jìn)口的幾臺(tái)機(jī)組，目前引進(jìn)的超臨界機(jī)組鍋爐為了實(shí)現(xiàn)變壓運(yùn)行，在爐膛下輻射區(qū)全部采用了螺旋管圈水冷壁結(jié)構(gòu)，在爐膛上輻射區(qū)的低熱強(qiáng)度區(qū)域全部采用垂直管屏結(jié)構(gòu)。下面主要針對(duì)國(guó)內(nèi)目前采用的幾種超臨界鍋爐技術(shù)進(jìn)行分析。另一個(gè)是高效超臨界機(jī)組(High Efficiency Supercritical Cycle)，通常也稱為超超臨界機(jī)組(Ultra Supercritical)或者高參數(shù)超臨界機(jī)組(Advanced Supercritical)，～，主蒸汽和再熱蒸汽溫度為580～600 ℃。對(duì)于火力發(fā)電機(jī)組，當(dāng)機(jī)組做功介質(zhì)蒸汽的工作壓力大于水的臨界狀態(tài)點(diǎn)壓力時(shí)，稱之為超臨界機(jī)組。與較低參數(shù)的狀態(tài)不同，這時(shí)水的傳熱和流動(dòng)特性等會(huì)存在顯著的變化。第一節(jié) 超臨界機(jī)組技術(shù)分析及我國(guó)發(fā)展超臨界機(jī)組需解決的關(guān)鍵技術(shù)一、超臨界機(jī)組技術(shù)分析工程熱力學(xué)將水的臨界狀態(tài)點(diǎn)參數(shù)定義為: MPa, ℃。此外，煤炭產(chǎn)地與高用電負(fù)荷地區(qū)相分隔，導(dǎo)致煤炭的運(yùn)輸一直是制約電力工業(yè)發(fā)展的重要因素。 根據(jù)相關(guān)資料，我國(guó)已探明的煤炭?jī)?chǔ)量約為一萬(wàn)億噸，人均擁有煤儲(chǔ)量在世界上屬中等水平。燃煤電站的突出問(wèn)題是：機(jī)組效率低，供電煤耗高。就超臨界鍋爐在國(guó)內(nèi)的相繼投產(chǎn)后運(yùn)行中暴露出來(lái)的四管泄漏問(wèn)題進(jìn)行深入的分析，對(duì)國(guó)內(nèi)超臨界機(jī)組自投產(chǎn)以來(lái)四管泄漏事例現(xiàn)象原因進(jìn)行了介紹，從設(shè)計(jì)安裝、檢修、運(yùn)行等方面提出了解決問(wèn)題的方法及主要檢修策略。分類號(hào)　　　　　　　　　　　　安徽電氣工程學(xué)院畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論 文） 題目 600MW超臨界鍋爐四管泄露運(yùn)行檢修問(wèn)題分析 系部　動(dòng)力工程系　　　 　 專業(yè)　火電廠集控運(yùn)行 　姓名　　 　 　　 　班級(jí)　 12集控　　 指導(dǎo)教師　 　　　　 職稱　 教授　　 　論文報(bào)告提交日期　 2015年5月 　 安徽電氣工程學(xué)院摘 要隨著電力形勢(shì)的發(fā)展，超臨界發(fā)電機(jī)組以其經(jīng)濟(jì)性、可靠性、運(yùn)行靈活性，成為我國(guó)電力生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)。論文回顧超臨界機(jī)組發(fā)展歷史，分析其發(fā)展的現(xiàn)實(shí)意義、經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益，指出我國(guó)發(fā)展超臨界機(jī)組需解決的關(guān)鍵問(wèn)題，分析我國(guó)超臨界發(fā)電技術(shù)的發(fā)展前景，介紹我國(guó)超臨界機(jī)組的發(fā)展現(xiàn)況及分布情況。關(guān)鍵詞：超臨界鍋爐；運(yùn)行問(wèn)題；四管泄露；檢修目錄第一章：超臨界鍋爐技術(shù)概述及發(fā)展?fàn)顩r分析第一節(jié) 超臨界機(jī)組技術(shù)分析及我國(guó)發(fā)展超臨界機(jī)組需解決的關(guān)鍵技術(shù)第二節(jié) 我國(guó)超臨界鍋爐發(fā)展概況及發(fā)展前景第三節(jié) 600MW超臨界鍋爐與亞臨界機(jī)組比較第4節(jié) 我國(guó)超臨界機(jī)組分布狀況第二章 我國(guó)超臨界鍋爐運(yùn)行中存在的主要問(wèn)題第一節(jié) 機(jī)組運(yùn)行主要問(wèn)題概述第二節(jié) 機(jī)組運(yùn)行問(wèn)題統(tǒng)計(jì)表第三章 超臨界鍋爐四管泄露問(wèn)題概述 第一節(jié) 四管泄露問(wèn)題產(chǎn)生的主要原因 第二節(jié) 四管泄露問(wèn)題檢修及預(yù)防的主要措施第三節(jié) 四管泄露問(wèn)題案例分析結(jié)束語(yǔ)參考文獻(xiàn)附表 第一章 超臨界鍋爐技術(shù)概述及發(fā)展?fàn)顩r分析我國(guó)是以煤炭作為發(fā)電主要燃料。高效超臨界技術(shù)基本思想：提高發(fā)電效率，減少燃料消耗，降低比電價(jià)并減少有害物質(zhì)的排放。但可采量及開(kāi)采能力受一定條件的限制，我國(guó)的煤炭供需矛盾仍很突出，并將隨火電的發(fā)展而進(jìn)一步擴(kuò)大。因此在建設(shè)中加速采用國(guó)際上先進(jìn)的超臨界機(jī)組，對(duì)節(jié)約能源、減少污染無(wú)疑具有非常重要的意義。當(dāng)水的狀態(tài)參數(shù)達(dá)到臨界點(diǎn)時(shí)，在飽和水與飽和蒸汽之間不再有汽、水共存的兩相區(qū)存在。當(dāng)蒸汽參數(shù)值大于上述臨界狀態(tài)點(diǎn)的壓力和溫度值時(shí)，則稱其為超臨界參數(shù)。超臨界機(jī)組一般可分為兩個(gè)層次:一個(gè)是常規(guī)超臨界機(jī)組(Conventional Supercritical)，主蒸汽和再熱蒸汽溫度為540～560 ℃。新一代超臨界鍋爐的技術(shù)進(jìn)步主要表現(xiàn)在:水冷壁、啟動(dòng)系統(tǒng)、燃燒技術(shù)、低污染排放、金屬材料、消除熱偏差等方面。1 水冷壁水冷壁無(wú)一例外地采用膜式壁結(jié)構(gòu)。但在具體結(jié)構(gòu)上還是有較大的變化。表1 螺旋管圈水冷壁結(jié)構(gòu)供貨單位管徑/mm節(jié)距/mm螺旋管數(shù)/螺旋傾角/℃盤旋圈數(shù)質(zhì)量流速/kgs)1材料管型北京巴威有限公司Φ35 X 6505981241215CrMoGSA213 T12內(nèi)螺紋光管三井巴布科克有限公司Φ38 X 49212 150SA213 T12內(nèi)螺紋光管上海鍋爐廠有限公司543263 0851 047SA213 T12光管 螺旋管圈水冷壁采用內(nèi)螺紋管新一代超臨界鍋爐技術(shù)的重要變化是螺旋管圈水冷壁采用內(nèi)螺紋管和增大螺旋管圈傾角且增加管屏寬度。從壓降損失來(lái)看，由于內(nèi)螺紋管增加的阻力被降低質(zhì)量流速所抵消。除灰斗區(qū)域以外，所有螺旋管圈水冷壁區(qū)域內(nèi)都使用內(nèi)螺紋管。降低質(zhì)量流速，就要增加管屏寬度，兩者對(duì)減輕熱偏差都不利。不使用內(nèi)螺紋管時(shí)，水冷壁的質(zhì)量流速必須提高，以避免發(fā)生膜態(tài)沸騰和類膜態(tài)沸騰。 垂直管屏內(nèi)螺紋管水冷壁垂直管屏內(nèi)螺紋管水冷壁變壓運(yùn)行技術(shù)已經(jīng)成熟，日本已經(jīng)有采用這種技術(shù)的1 000 MW超臨界鍋爐投入運(yùn)行，國(guó)內(nèi)浙江玉環(huán)電廠1 000MW超臨界鍋爐采用這一技術(shù)。運(yùn)行中灰渣容易脫落，積灰結(jié)渣減少。垂直管屏內(nèi)螺紋管水冷壁技術(shù)可以降低質(zhì)量流速，新一代超臨界鍋爐水冷壁的質(zhì)量流速已經(jīng)降低到2 150 kg/(㎡s)就足以避免在亞臨界壓力運(yùn)行下的膜態(tài)沸騰。內(nèi)螺紋管的批量生產(chǎn)已經(jīng)國(guó)產(chǎn)化，完全有條件實(shí)現(xiàn)這種技術(shù)。 帶大氣式擴(kuò)容器的啟動(dòng)系統(tǒng)這種形式的啟動(dòng)系統(tǒng)比較簡(jiǎn)單(圖1)，設(shè)備投資較低，運(yùn)行操作和控制也比較簡(jiǎn)易，但低負(fù)荷調(diào)節(jié)性能較差。國(guó)內(nèi)石洞口電廠超臨界鍋爐采用帶擴(kuò)容器的啟動(dòng)系統(tǒng)，水冷壁為光管，最低質(zhì)量流速設(shè)計(jì)值為980 kg/ (㎡s)。因?yàn)樵诘拓?fù)荷時(shí)水冷壁中有循環(huán)流量通過(guò)，因此易于保持低負(fù)荷時(shí)有足夠的流量并達(dá)到水冷壁冷卻要求的質(zhì)量流速，高負(fù)荷時(shí)的質(zhì)量流速就不至于過(guò)高。s)，最大質(zhì)量流速為2150 kg/(㎡s)。但起決定作用的還是采用帶有循環(huán)泵啟動(dòng)系統(tǒng)和內(nèi)螺紋管。本文簡(jiǎn)要敘述主要的技術(shù)方向。而新技術(shù)的主要特點(diǎn)是實(shí)現(xiàn)在火焰內(nèi)脫氮和爐內(nèi)脫氮。4 金屬材料超臨界機(jī)組的主要技術(shù)特征是隨著蒸汽參數(shù)的大幅度提高，鍋爐、汽輪機(jī)、蒸汽管道、高壓加熱器等需要采用新材料，以提高耐高溫、抗蠕變能力和承受超臨界壓力的強(qiáng)度，并減小壁厚，提高機(jī)組對(duì)快速負(fù)荷變化的適應(yīng)能力。5 消除熱偏差技術(shù) 采用小功率旋流式燃燒器對(duì)沖燃燒方式引進(jìn)技術(shù)國(guó)產(chǎn)化600 MW 超臨界鍋爐采用對(duì)沖燃燒方式?！?。(2)各級(jí)過(guò)熱器以及各級(jí)再熱器