菱重工超超临界机组技术中.ppt

1,三菱重工超超临界机组技术 2005年7月 三菱重工,2,1. 日本国内超超临界机组的发展过程与特征, Chugoku EPCO MISUMI POWER STATION COMMERCIAL OPERATION : 1998 CAPACITY : 1000MW STEAM CONDITION : 25.0MPa x 600/600 C,Boiler&SCR,Steam Turbine &Generator,ESP,FGD,Stack,CoalSilo,3,1-1蒸汽参数发展趋势,200,300,500,400,600,20.0,30.0,Temperature,Pressure,Temperature (),Pressure (MPa(g),1910 1920 1930 1940 1950 1960 1970 1980 1990 2000,538,566,600,593,16.5MPa(g),24.1MPa(g),24.5MPa(g),31.0MPa(g),10.0,610,24.9MPa(g),4,1-2 高蒸汽条件化的优势,Sub-Critical 538/538 16.6Mpa,USC 600/600 25Mpa,MHI IGCC Air blown dry feed G type G/T,5,2 三菱重工超超临界锅炉技术,广野5号锅炉 USC 600MW（600/600）,6,2-1日本国内锅炉市场占有率 到2005年5月止,三菱重工,MW basis,7,2-2 MHI超临界锅炉供货记录 到2005年5月止,USC ：8units,8,2-3 MHI超临界和超超临界燃煤锅炉业绩示例（垂直水冷壁）,Soma Joint EPCO. Shinchi P/S U#2 1,000MW 24.1MPa538/566 (1995),Tohoku EPCO. Haramachi P/S U#1 1,000MW 24.5MPa566/593 (1997),Tokyo EPCO. Hirono P/S U#5 600MW 24.5MPa600/600 (2004),Kobe Steel IPP Kobe P/S U#1 700MW 24.1MPa538/566 (2002),Kyushu EPCO. Matsuura P/S U#1 700MW 24.1MPa538/566 (1989),Chugoku EPCO. Misumi P/S U#1 1,000MW 24.5MPa600/600 (1998),Kansai EPCO. Maizuru P/S U#1 900MW 24.5MPa595/595 (2004),Chubu EPCO. Hekinan P/S U#1 700MW 24.1MPa538/566 (1991),三隅电站,松浦电站,神户制钢电站,舞鹤电站,碧南电站,新地电站,原町电站,广野电站,9,2-4三隅电站#1锅炉特点,蒸汽参数 25.4MPa.g 604/602,PM燃烧器和 MACT,MRS磨煤机,内螺纹管垂直水冷壁,蜂巢型垂直式催化脱硝装置,抗高温 热强钢,10,2-5垂直管圈水冷壁 与螺旋管圈水冷壁的比较,垂直水冷壁 （内螺纹管）,螺旋管水冷壁 （光管）,11,垂直管圈水冷壁与螺旋管圈水冷壁相比的优点 对高可靠性所作的贡献,(1) 结构简单 易于制造和安装 安装周期较短 热应力较小 (2) 水冷壁阻力较低 优良的流动稳定性，导致较小的温度偏差 降低了厂用电 (3) 结渣较少 易于用吹灰器清除结渣 不会产生局部堆渣,12,2-6 超临界滑压运行锅炉炉膛的发展过程,首台螺旋管圈水冷壁锅炉,首台垂直管圈水冷壁锅炉,Spiral,13,Smooth Tube,Rifled Tube,Film Boiling,Mass Velocity 1500 kg/m2s,Mass Velocity 3100 kg/m2s,Nucleate Boiling,Nucleate Boiling,DNB,2-7 与光管相比，内螺纹管优良的传热特性,核态沸腾,偏离核态沸腾,核态沸腾,质量流速3100 kg/m2s光管,质量流速1500 kg/m2s内螺纹管,膜态沸腾,14,2-8 高热强钢使用范围实例,：纯铁体,：奥氏体, , , ,15,2-9 低NOx PM 燃烧器,辅助风 高浓度煤粉火焰(浓相) 低浓度煤粉火焰(淡相),一次风/粉比,一次风/粉比,常规火焰,低NOx(PM)火焰,煤粉分离器,16,燃尽区,还原脱 NOx区,主燃烧器燃烧区,附加风,主燃烧区,燃烧用空气,烟气,2-10 炉内脱硝系统（MACT） MHI先进的燃烧技术,17,飞灰中的未燃尽碳,NOx（ppm at 6%O2）,2-11 MHI MRS 磨煤机 较少的粗煤粉颗粒能降低NOx生成量和未燃尽碳损失,18,2-12 Mitsubishi SCR Catalyst,SCR系统特点 流程特点如下： 1、结构简单，运行方便 2、无运动部件，可靠性高 3、由于NOx分解成无害的N2和H2O，故不需处理化学反应的副产品,19,2-13 化学反应过程原理,4NO + 4NH3 + O2 4N2 + 6H2O,NO + NO2 + 2NH3 2N2 + 3H2O,烟气,脱硝后干净烟气,NH3喷嘴,SCR 触媒,SCR Catalyst,NOx NOx NOx,NH3 NOx NH3 NOx NH3 NOx NH3,H2O N2 H2O N2 H2O N2 H2O,NH3 Injection Nozzle,Flue Gas,Cleaned Gas,20,2-14 日本SCR脱硝系统市场份额,MHI 91 units 50%,Total 182 units,A,B,C,D,21,2-15 与哈尔滨锅炉厂就超超临界锅炉方面的技术合作,USC Coal Fired Boilers for China,USC技术转让协议签字仪式,22,MITSUBISHI TWO-CASING USC 600MW CLASS STEAM TURBINE WITH 48 INCH STEEL LAST BLADE,3 三菱公司两缸两排気600MW超超临界机组,23,3-1三菱大型火电机组市场占有率,ALSTOM POWER 12.3%,MHI 22.1%,SIEMENS POWER 16.4%,TOSHIBA 18.0%,GE 7.9%,OTHERS 14.3%,Total : 69,866 MW,HITACHI 9.0%,1991 to 2001超过600MW火电机组 (from McCoy report),近10年大型火电机组市场占有率第一,24,3-2 600MW汽轮机的设计发展历程,4 Casings,3 Casings,2 Casings,1970,2000,1980,1990,2010,鹿島 #2,鹿島 #4,御坊 #1,赤穂 #1,南港 #1,姫路 II #5,海南 #3,多奈川 II #1,Double Reheat Units,Suralaya #57,UP-A,B,CP-1 #16,广野 #5,Tandem Compound Arrangement HP-IP Combined Frame,HP-IP Combined Frame Single LP Casing,営口#1,2,闞山#1,2,24,25,3-3 3000rpm48英寸ISB600MW两缸两排汽超超临界机组,TOKYO ELEC.广野 #5 Steam Condition: 24.5MPa600/600C,12Cr HIP Rotor,600C class advanced HP-IP combined frame,3000rpm 48inch Steel ISB,Advance flow guide,2 pad journal bearing,Advanced direct support LP frame,ISB: Integral Shroud Blade,USC: Ultra Super Critical,25,26,3-4 两缸汽轮机设计的優勢,Lower construction cost of power plant Smaller turbine deck and turbine building Easier operation & maintenance Smaller number of casings,TC2F-48,TC4F-35.4,7.5 m Shorter,Generator,Generator,26,27,3-5 三菱公司高温汽轮机发展,碧南 #3 700MW 24.1MPa/538C/593C,若松 Step I 50MW 593C/593C,七尾大田 #1 500MW 24.1MPa/566C/593C,三隅 #1 1000MW 24.5MPa/600C/600C,橘湾 #2 1050MW 25MPa/600C/610C,松浦 #2 1000MW 24.1MPa/593/593,若松 Step II 50MW 649C/593C,550,560,570,580,590,600,610,620,630,640,650,1985,1990,1995,2000,2005,年,蒸気温度 (C),28,3-6 低圧末级叶片的適用範囲,World Largest Steel Bla