提高蒸气初参数技术经济可行性

1、1河南理工大学河南理工大学 机械与动力工程学院机械与动力工程学院热力发电厂热力发电厂主讲主讲: 盛伟盛伟E-mail:2022年7月3日6时26分22第二章第二章 热力发电厂的蒸汽参数及其循环热力发电厂的蒸汽参数及其循环 ( 提高热力发电厂热效率的方法提高热力发电厂热效率的方法) 方法一：方法一： 提高蒸汽初参数提高蒸汽初参数 方法二：方法二： 降低蒸汽终参数降低蒸汽终参数 方法三：蒸汽再热循环方法三：蒸汽再热循环 方法四：给水回热循环方法四：给水回热循环 方法五：方法五： 热电联产循环热电联产循环 方法六：燃气方法六：燃气-蒸气联合循环发电蒸气联合循环发电33方法一：方法一： 提高蒸汽初参数

2、提高蒸汽初参数包括两个专题：一、提高蒸汽初参数的热经济性分析二、提高蒸汽初参数的技术经济可行性44专题二：提高蒸汽初参数的技术经济可行性专题二：提高蒸汽初参数的技术经济可行性55提高蒸汽初参数的技术经济可行性提高蒸汽初参数的技术经济可行性（一）影响提高蒸汽初参数的主要因素；（二）最有利的初压；（三） 蒸汽系列初参数；2022年7月3日6时26分二、全球超临界蒸汽参数大容量机组的发展情况二、全球超临界蒸汽参数大容量机组的发展情况一、提高机一、提高机组蒸汽初参组蒸汽初参数的影响因数的影响因素素66（一）影响提高蒸汽初参数的主要因素（一）影响提高蒸汽初参数的主要因素1、提高蒸汽初参数可提高热经济性和

3、节约燃料；2、提高初温受金属材料的制约；3、提高初压受末端蒸汽湿度限制；4、提高初参数将影响电厂钢材消耗和总投资；5、机组的等效可用率；一、提高机一、提高机组蒸汽初参组蒸汽初参数的影响因数的影响因素素771、提高蒸汽初参数可提高热经济性和节约燃料、提高蒸汽初参数可提高热经济性和节约燃料净热耗率的减少净热效率的增加882、提高初温受金属材料的制约、提高初温受金属材料的制约 一般优质碳素钢或低合金钢的允许蒸汽温度在450以下，中合金钢为510520 ，高级合金钢如珠光体钢为560570 ，奥氏体钢可在580600 高温下使用。 金属材料的强度极限，主要取决于其金相结构和承受的工作温度。993、提高

4、初压受末端蒸汽湿度限制、提高初压受末端蒸汽湿度限制提高初压，汽轮机末端蒸汽湿度增加，对汽轮机安全运行有很大影响。末端蒸气湿度的增加问题，如何解决？1010现代大型汽轮机现代大型汽轮机的蒸汽膨胀终了的蒸汽膨胀终了时的湿度，允许时的湿度，允许值为值为9%10%3、提高初压受末端蒸汽湿度限制、提高初压受末端蒸汽湿度限制11114、提高初参数将影响电厂钢材消耗和总投资、提高初参数将影响电厂钢材消耗和总投资初参数提高，承压部件、管道厚度增加，耐热合金钢用量增加；汽轮机级数增加、回热系统、再热系统增加但是但是初参数提高，蒸汽耗量下降，锅炉受热面减少；初参数提高，热效率增加，煤耗减少，节省运输和制粉系统等费

5、用1212提高蒸汽初参数，可降低煤耗量，但多耗耐热合金钢材，因此技术经济比较的实质，可概括为钢煤比价的比较。随着冶金技术水平提高，钢材特别是耐热高合金的价格下降，随着冶金技术水平提高，钢材特别是耐热高合金的价格下降，而能源紧张，煤价不断上涨，因此，趋向采用高初参数、大而能源紧张，煤价不断上涨，因此，趋向采用高初参数、大容量的机组。容量的机组。4、提高初参数将影响电厂钢材消耗和总投资、提高初参数将影响电厂钢材消耗和总投资13135、机组的等效可用率、机组的等效可用率76%1996国产300MW机组可用率统计情况200082%85%机组可用率1992美国400-799MW机组可用率统计情况1988

6、78%199282.1%82.5%机组可用率1991%100统计期间小时降低出力等效停运小时可用小时等效可用系数EAF1414（二）最有利的初压（二）最有利的初压1515 (三三)蒸汽系列初参数蒸汽系列初参数1616二、全球超临界蒸汽参数大容量机组的发展二、全球超临界蒸汽参数大容量机组的发展（一）（一） 国外超临界和超超临界汽轮发电机组国外超临界和超超临界汽轮发电机组（二）（二） 我国超临界机组的发展概况我国超临界机组的发展概况超临界压力机组超临界压力机组（分两个层次）：（分两个层次）：1、常规超临界压力机组（conventional supercritical）,主蒸汽压力一般为24MPa;

7、主蒸汽和再热蒸汽温度一般为： 540560；2、高效超临界机组（high efficiency supercritical）,或称为超超临界压力机组（ultra supercritical）,主蒸汽压力一般为：28.530.5MPa，主蒸汽和再热蒸汽温度一般为：580600；1717（一）（一） 国外超临界和超超临界汽轮发电机组国外超临界和超超临界汽轮发电机组 超临界机组的应用与发展已有40年左右的历史,原苏联、美国、日本、德国、意大利、丹麦和韩国等国家已广为采用；其中，原苏联、美国和日本，超临界机组已占火电厂容量的40%50%1818（一）（一） 国外超临界和超超临界汽轮发电机组国外超临界和

8、超超临界汽轮发电机组 美国宾夕法尼亚州费城埃迪斯通发电厂1959年投运的燃煤1号机，额定容量为325MW，新汽参数为34.5MPa、650/566/566，是世界上第一台投运的超临界机组；到1980年，美国已有167台超临界机组，最大的单机容量为1300MW；到1992年底，新投107台800MW以上的火电机组，均为超临界机组；美国美国1919（一）（一） 国外超临界和超超临界汽轮发电机组国外超临界和超超临界汽轮发电机组 原苏联第一台超临机机组于1963年投运，新汽参数为23.5MPa、580/566；最大的单机容量为1200MW；到1985年底，已有182台超临界机组，占当时火电容量的52.

9、4%；原苏联原苏联2020（一）（一） 国外超临界和超超临界汽轮发电机组国外超临界和超超临界汽轮发电机组 日本第一台超临机机组于1967年投运，机组容量为600MW；最大的单机容量为1000MW；到1985年底，已有82台超临界机组，占当时火电容量的51%；日本日本2121（一）（一） 国外超临界和超超临界汽轮发电机组国外超临界和超超临界汽轮发电机组 德国第一台超临机机组于1972年投运，机组容量为430MW，蒸汽参数为， 24.5MPa、535/535 ；有代表性的是1992年投运的553MW超临界机组，蒸汽参数为26.2MPa、545/562 ，可在20%100%负荷范围内运行，净效率达到

10、43%；德国德国2222（一）（一） 国外超临界和超超临界汽轮发电机组国外超临界和超超临界汽轮发电机组其他国家：其他国家：丹麦1972年投运一台超临机机组，机组容量为350MW，蒸汽参数为， 25.1MPa、560/560，供电效率达45.3%，供电煤耗率约为0.272kg/(kw.h) ；意大利660MW机组已投运22台，均为超临界机组；韩国的550MW超临界机组已投运12台，并列为该国标准化机组。2323（一）（一） 国外超临界和超超临界汽轮发电机组国外超临界和超超临界汽轮发电机组 发展超临界机组的原因：发展超临界机组的原因：热经济性高，节约一次能源，降低火电成本 ；降低机组单位造价，缩短

11、工期，减少占地面积；可靠性已相当高。24242525提高蒸汽参数要多耗钢材，增加总投资，但增大单机容量，却可使单位容量的投资降低。2626经各国几十年的努力，目前超临界机组可用率已接近甚至超过亚临界参数机组。据美国电力研究所EPRI统计，容量在600835MW范围，具有两次再热的超临界机组的整机可用率达到90%。我国石洞口二厂引进两台600MW超临界机组的等效可用系数分别为90.8%，93.37%，较国内同类亚临界600MW机组高出10几个百分点。2727（一）（一） 国外超临界和超超临界汽轮发电机组国外超临界和超超临界汽轮发电机组2828（二）（二） 我国超临界机组的发展概况我国超临界机组的发展概况 必要性 ；可能性；实施；2929（二）（二） 我国超临界机组的发展概况我国超临界机组的发展概况 必要性必要性我国能源结构已形成以煤炭为主，多种能源互补的格我国能源结构已形成以煤炭为主，多种能源互补的格局。今后在相当长时间内，仍将以煤电为主，也即电力局。今后在相当长时间内，仍将以煤电为主，也即电力工业必然以火电为主；工业必然以火电为主；超临界机组效率高，占地省、收效快等特点符合我国超临界机组效率高，占地省、收效快等特点符合我国能源与经济快速增长的需要