百万千瓦超超临界机组

百万千瓦超超临界机组
————每年可节约每年可节约2亿吨煤炭
工程总投资工程总投资::1000亿元以上亿元以上
工程期限工程期限::2002年————20202020年
浙江华能玉环电厂是我国首座装备百万千瓦超超临界发电机组的电厂,规划装机容量为4台百万千瓦超超临界燃煤机组,一期建设2台百万千瓦机组。2007年11月24日,随着华能玉环电厂四台百万千瓦超超临界机组全部投产,我国建成世界上最大的百万千瓦级火电厂。
华能玉环电厂工程是国家“十五”863计划“超超临界燃煤发电技术”课题的依托工程和超超临界国产化示范项目,于2004年6月开工,投资约96亿元,机 组主蒸汽压力达到26.25兆帕,主蒸汽和再热蒸汽温度达到600摄氏度,是目前国内单机容量最大、运行参数最高的燃煤发电机组。该工程的建成,在我国电力发展史上具有里程碑的意义,标志着我国电力装备制造水平上了一个新的台阶,为国内超超临界机组的建设、运行、管理积累了经验。超超临界是目
前国际上最先进最环保的火力发电技术,发同样的电量,一台超超临界机组要比现在我国使用的火电机组少消耗15%的煤。
按去年我国发电机组的平均煤耗计算,如果我国目前普遍使用的亚临界机组全部由超超临界机组取代,每发一度电便可节省煤炭70余克,全年可少烧煤炭2亿吨以 上,按照2005年国家发改委要求,能耗较高、污染较重的30万千瓦火电机组今后不再新建,60万千瓦以上燃煤机组都必须达到超超临界机组的能耗指标,全 国关停了大批小型火力发电厂。
华能玉环电厂百万千瓦超超临界发电机组
什么是超超临界机组
火力发电厂超临界机组和超超临界机组指的是锅炉内工质的压力。燃煤发电是通过烧煤产生高温高压的水蒸汽来推动汽轮机发电的,蒸汽的温度和压力越高,发电的效率就越高。
锅炉按照蒸汽参数分为低压锅炉(出口蒸汽压力≤2.45MPa)、中压锅炉(2.94~4.90 MPa)、高压锅炉(7.8~10.8 MPa)、超高压锅炉(11.8~14.7 MPa)、亚临界压力锅炉(15.7~19.6 MPa)、超临界压力锅炉(>22.1 MPa)和超超临界压力锅炉(>27 MPa)。
水的临界状态参数为22.115MPa,374.15℃,在水的参数达到该临界点时,水的完全汽化会在一瞬间完成,水蒸汽的密度会增大到与液态水一样,这个条件叫做水的临界参数。在 临界点时,在饱和水和饱和蒸汽之间不再有汽、水共存的二相区存在,二者参数不再有分别。当机组参数高于这一临界状态参数时,通常称其为超临界参数机组。超 临界压力水的比热随着温度升高而升高,而蒸汽的比热随着温度的增加而下降。在相变区工质的比热最大,将其定义为相变点。在超临界压力时,达到相变点,工质 比容和焓值仍有迅速增加的现象,但压力的增加,其增加幅度逐渐减小。另外到达相变点,工质的动力黏度、导热系数和密度均显著下降。
超超临界只是一个商业名词,物理学中没有这个分界点;只表示超临界技术发展的更高阶段。从国际及国内已建成及在建的超临界或超超临界机组的参数选择情况来 说,只要锅炉参数在临界点以上,都是超临界机组,但对超临界和超超临界机组并无严格的界限,只是参数高了多少的一个问题。目前国内及国际上一般认为只要主 蒸汽温度达到或超过600度,就认为是超超临界机组。在国外有些也将超超临界机组称作高效超临界机组。
超临界、超超临界火电机组具有显著的节能和改善环境的效果,超超临界机组与超临界机组相比,热效率要提高1.2%,一年就可节约6000吨优质煤。未来火 电建设将主要是发展高效率高参数的超临界(SC)和超超临界(USC)火电机组,它们在发达国家已得到广泛的研究和应用。
2007年12月6日,浙江华能玉环电厂四台百万千瓦超超临界燃煤发电机组投产后的景象。
我国超超临界燃煤发电技术
超超临界燃煤发电技术是一种先进、高效的发电技术,它比超临界机组的热效率高出约4%,与常规燃煤发电机组相比优势就更加明显。可是,2002年,“超超 临界燃煤发电技术的研发和应用”项目立项时,我国连超临界机组的示范工程都尚未开始建设,国际上也仅有德国、丹麦、日本的5个电厂投产。是等待国内超临界 机组示范成功、国际上超超临界技术成熟后再来考虑我国下一代的电力技术,还是超前进行研究,以技术为先导,来推动中国电力行业的发展?
时任国家电力公司科技环保部主任的张晓鲁等人争取到了科技部的支持,决定对国际上的先进技术进行论证,基于我们能采购到的、成熟商业应用的高温合金材 料,研究在中国发展超超临界的技术类型和技术路线,希望以此指导我国电力装备业新一代设备的研发,为我国电力行业的产业升级提供技术储备。
中国华能集团公司、中国电力投资集团公司、哈尔滨锅炉厂、东方汽轮机有限公司、国家电站燃烧工程技术研究中心……23家单位的100多名研究人员通力 合作,首次提出了我国发展超超临界火电机组的技术选型方案,完成了3种不同型式100万千瓦超超临界锅炉、汽轮机的设计开发、制造软件包研制和材料加工性 能研究,自主设计了超超临界电站,自主调试成功了100万千瓦和60万千瓦机组,申请了17项国家技术专利,形成了我国完整的超超临界电站开发基础。
技术储备很快就派上了大用场。从2003年开始,我国电力行业进入高速发展期,年装机容量从过去十多年里每年1000多万千瓦急速攀升到5000万千 瓦、6000万千瓦,2006和2007两年达到1亿千瓦左右。到
2007年底,国产60万千瓦超超临界机组的订货量达到90多台,100万千瓦的订货数 也有将近50台。预计到2010年,我国投产的百万千瓦超超临界机组将占全世界的一半以上。
世界银行的代表到已是中国电力投资集团公司副总经理的张晓鲁,说现在看来,要减少燃煤发电温室气体和污染物排放,最有效的技术就是超超临界技术,打算拿一笔钱支持中国开展这方面的研究。张晓鲁回答:“谢谢你,我们已经跨过了这个阶段。”
2008年1月8日,中共中央、国务院隆重举行国家科学技术奖励大会,由中国华能集团公司承接,联合有关设计、制造、应用单位共同研发和应用的超超临界燃煤发电技术获得2007年度国家科学技术进步一等奖。
该技术的节能环保示范作用十分显著,作为示范工程的华能玉环电厂项目,于2007年11月全部建成投产,成为世界上超超临界百万千瓦级容量最大的火电 厂。工程应用了大量该课题的研究成果,2台100万千瓦超超临界发电机组(参数26.25MPa、600℃/600℃)是当今国际上参数最高、容量最大、 同比效率最高的超超临界机组,经实际运行,效率高达45.4%,供电煤耗283.2克/千瓦时,比2006年全国平均供电煤耗366克/千瓦时低82.8 克/千瓦时,大幅节约了煤
炭资源,每年可少排放二氧化碳50多万吨、二氧化硫2800多吨、氮氧化物约2000吨,具有国际先进的能耗和环保水平,企业经济效益和社会环境效益前景巨大。      现在发电供热用煤占全国煤炭生产总量
的50%左右,而且污染物排放量也很大。据统计,全国二氧化硫的排放量中,90%是由煤电产生的。百万千瓦超超临界机组的研发和应用对实现我国火电结构调整、节能降耗,建设资源节约型、环境友好型社会,电力工业可持续发展具有重要意义。
国电泰州发电有限公司2×100万千瓦超超临界燃煤发电机组
世界超临界世界超临界、、超超临界机组发展
蒸汽温度不低于593℃或蒸汽压力不低于31 MPa 被称为超超临界。在1985~1990年,美、苏、日、德、法等国已着手研制开发可实际运行的超超临界机组,并制定了超超临界机组的两步发展计划,其中第一步目标是主蒸汽参数为30 MPa,593℃;第二步目标是主蒸汽参数为34.5 MPa,649℃。第二步目标比目前常规的蒸汽参数为24.1MPa,538/566℃的超临界机组(国内机组)净效率提高8.8%。

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