《新一代1000MW高效一次再热机组技术在神华重庆万州工程中的应用.docx

新一代1000MW高效一次再热机组技术在神华重庆万州工程中的应用2014-07-29? 1 引言更高效（节能）、更环保、更经济一直是火力发电技术发展的主题，近年来节能、环保压力愈加突出。自2006年国内第一台1000MW超超临界机组投运以来，我国在参数等级为25～27MPa/600℃/600℃的超超临界机组设计、制造、安装、运行等方面，均取得了长足进展，大幅度降低了煤耗和排放水平，积累了较丰富的经验。但由于诸多原因，我国目前投运的绝大多数超超临界机组与欧洲目前最先进的燃煤机组水平还存在一定差距，主要体现在主机效率需进一步提升、厂用电率需降低、热力系统未全面综合优化、排放尚难满足更严苛的要求等。在“700℃计划”因材料原因难以短期内实现突破的条件下，如何使我国的超超临界机组再上一个台阶，赶上甚至超越欧洲在建的最先进机组，达到世界领先技术水平，是我国火力发电领域的重要课题。目前超超临界技术主要有三个发展方向：(1).进一步提升初参数、回热系统全面优化、集成创新技术的新一代高效一次再热机组(2).采用二次再热技术提升效率(3).采用更大单机容量（1200～1300MW）以降低单位造价经过对上述技术的深入对比研究，我们认为目前更大的单机容量还存在主机超大型化技术风险，并受到电网调度及负荷率制约；二次再热在变负荷下的调节适应性等课题尚待深入研究；相比之下，稳步提升参数的高效一次再热机组是目前兼顾创新和稳妥、更切实可行、更适宜全面推广的技术路线。2 新一代超超临界高效一次再热技术路线在全面总结国内已投运1000MW机组设计运行经验、调研国外最新超超临界技术发展（德国、日本）、深入研究国外和国内大量先进可靠的创新节能减排技术基础上，我们首次提出了“新一代1000MW高效一次再热机组”的概念。新一代超超临界高效一次再热机组是与国内已投运的超超临界机组相比较而言的，它必须要在主机、热力系统、全厂综合优化等方面有全面的突破，技术性能指标提升一个档次，至少达到国外在建最先进一流机组水平。近年来在以提升初参数、增加回热级数等为核心技术的新一代1000MW机组研发中，我们与主机厂、科研院所等全面协作、联合攻关，应用先进的主机技术（提升机炉材料配置、控制汽温偏差、采用更先进的汽机配汽和缸体结构、优化通流等）、综合提升优化回热系统、全面集成主辅设备和系统优化措施等，逐渐完善形成新一代超超临界高效一次再热机组技术路线。这些技术路线具有如下一些主要特点：2.1提升初参数至28MPa/600℃/620℃欧洲超超临界机组主蒸汽温度经550℃ 、580℃发展到600℃,再热蒸汽温度从580℃、600℃发展到620℃,基本上是每10年上一个台阶。这种“小步慢跑”的发展策略，通过10年实践充分发现材料、设计、制造上的问题，总结经验教训，是值得我们认真学习的稳妥创新发展思路。我国经过10年左右的600℃实践积累，对P92等材料的应用研究已较深入，且有欧洲、日本作为“先行者”，目前已经有条件逐步将超超临界参数提升至28MPa/600℃/620℃水平。2.2对热力系统进行升级优化与提高机组初参数相比，优化热力系统一般具有投资小、技术风险小、容易实现等优点。以前国内的机组一般针对一种典型的主机型号、一个标准的铭牌容量，采用一种典型的热力系统配置，甚至参数容量等级差异很大的机组仍然沿用相同的系统配置。主机与热力系统的设计彼此相对独立，即使优化也仅仅在局部展开。例如我国目前投运的超超临界机组汽轮机，普遍采用的是从300MW等级亚临界机组沿用至今的八级回热系统，没有针对机组总体热经济性进行综合优化。这与国内设计院与主机厂相对独立的模式有关。欧洲的先进火电厂一般将主机、热力系统视为一个整体进行综合优化，主要的方法有：(1)增加回热级数；(2)利用锅炉富余烟气热量回热提高给水温度；(3)冷端优化以降低背压减少排汽损失；(4)增加再热次数等。上述第1、2项是我国高效一次再热机组急待解决的薄弱环节，这需要设计院和主机厂打破孤立，深入协作，实现整套机组的综合最优化。目前，以优化升级的九级回热为核心，辅以利用3#抽汽过热度提升给水温度，以及将烟气、热风富余热量回收至回热系统等，可实现对热力系统的全面升级优化。2.3烟气余热综合回收利用火电厂影响热利用效率的两大主要损失是锅炉排烟损失和汽机冷端损失。相对冷端损失，前者温度高，更利于回收利用。不同的回收系统经济性、可靠性差异较大。新一代超超临界机组应根据工程情况，优选适宜的烟气余热回收利用方案，回收热量用于汽机回热系统利用、加热冷风、或者提升机组环保排放水平。2.4满足更严格环保排放要求对火电厂环保排放日益严格是大势所趋，新一代超超临界机组在这方面更应发挥领头羊作用。在目前普遍采用的机组脱硝、脱硫、除尘技术基础上，应根据项目情况，优选更先进、排放更低