超临界锅炉的发展概况

会计学1超临界锅炉的发展概况1953年前苏联首期5台超临界300MW机组投运；1967年和1968年相继投运500MW和800MW机组，1981年单轴1200MW投运。日本、德国和丹麦相继于70和90年代迅速发展超（超）临界机组,已成为当今世界发展超超临界发电技术领先的国家。第1页/共19页时间压力（bar)温度（℃）耐高温钢材70～80年代亚、超临界540～560Mo或Cr-Mo90年代初250560X20CrMoV121或T2290年代末期275～290580～600P91/T91(9Cr1Mo)2000～2005300～310600P92/T92(CrMoW)2005～2010320～350610～630T/P122(CrMoWCuNb)2005～2010350～400650奥氏体钢中合金马氏体新钢种超（超）临界机组的主要运行参数变迁第2页/共19页国外超超临界机组发展中的主要问题——蒸汽参数的选择与金属材料发展的匹配50年代：1949年原苏联29.4MPa,600℃,12t/h;1956年德国34MPa,610/570/570℃,88MW;1957年美国31MPa,621/566/538℃,125MW;1959年美国34.3，649/566/566℃,325MW60年代：降为24MPa,538-566℃。当时生产的奥氏体纲热膨胀系数大、导热系数低、抗应力腐蚀差及加工能力差等，其零部件高温腐蚀、焊接不良、疲劳裂纹、高压转子热裂纹等。设计、制造质量问题较多；超临界参数下300MW机组容量较小，汽轮机效率低；锅炉不能变压运行，负荷适应性和灵活性差。第3页/共19页80年代：新型铁素体耐钢热开发应用和改进奥氏体纲，及环保的日趋严格。90年代：末期蒸汽温度提高到580～600℃,相应的电厂成功投入了商业运行。现在：新型铁素体-马氏体耐钢热（6-12%Cr）开发应用未来的5～10年：主蒸汽温度可达610～630℃。今后的10～20年：现代化电厂将是650℃的机组，运行效率50%左右。那时的上限温度预计为700℃，效率52～55%。第4页/共19页超临界机组概况国家美国前苏联日本首台机组1957年125MW31.03MPa621℃/565℃/538℃总容量：世界第一，1982年166台112898MW主力机组500~800MW参数：24MPa,538℃/538℃为主蒸气参数最高：费城电力公司艾迪斯顿电厂NO.1机34.4MPa,649℃/566℃/566℃单机容量最大：9×1300MW（双轴）1953年300MW>300MW，几乎全为超临界机组最大容量机组：1200MW（单轴）1989年222台，占火电装机50%主力机组250MW~800MW蒸气参数：25.2MPa,545℃/545℃1967年600MW1985年77台，占火电装机51%蒸气参数：24.12MPa,538℃/566℃复合变压运行>450MW，全为超临界机组概况第5页/共19页超临界机组概况（续）国家首台机组12×500MW1992年600MW现在运行与在建各12台。(300MW,500MW,600MW，800MW，900MW)石洞口电厂2×600MW南京、营口电厂4×300MW伊敏、盘山电厂4×500M绥中电厂2×800MW阜阳电厂2×600MW外高桥电厂2×900MW王曲电厂2×600MW陡河电厂2×600MW沁北电厂2×600MW（国产化示范）玉环电厂800-1000MW（超超临界机组）概况韩国意大利中国22×600MW第6页/共19页我国现运行的超临界机组机组投运年出力P主汽t主汽t再热备注MWbar℃℃石洞口二厂#1、21991/92600242538566ABB-CE/SULZER华能南京电厂#1、21994300250545545俄罗斯华能营口电厂#1、21996300250545545俄罗斯绥中电厂#1、22000800250545545俄罗斯华能伊敏电厂#1、21998/99500250545545俄罗斯盘山电厂#1、21995/96500250545545俄罗斯蓟县电厂#1、2500250545545俄罗斯第7页/共19页我国在建的超临界机组机组 计划 项目进度计划表范例计划下载计划下载计划下载课程教学计划下载 投产年份出力P主汽t主汽t再热备注MWbar℃℃河南沁北电厂#1、22005600242571571国产化依托工程上海石洞口二厂二期900250538538阿尔斯通上海外高桥电厂二期2003/04900250538560福建华阳后石电厂600254542568日本三菱重工台山电厂#1、2660第8页/共19页第9页/共19页国家电　厂功率/MW燃　料容量t/h参数MPa·℃锅炉制造厂投运日期日  本川越700液化天然气215031/566/566/566三菱1989.1990三隅1000烟煤290024.5/600/600三菱1998原町1000烟煤289024.5/600/600B＆W-日立1998七尾大田700烟煤212024.1/593/593石川岛播磨1998苓北700烟煤212024.1/593/593三菱1999桔湾1050烟煤/油300025.0/600/600石川岛播磨2000敦贺700烟煤212024.1/593/593三菱2000碧南1000烟煤305024.1/593/593石川岛播磨2001丹 麦Skarbk415天然气97229/582/580/580FLSmiljφ1997Nordiyland415烟煤/油97229/582/580/580FLSmiljφ1998Avedφre400天然气/油106730.5/582/600FLSmiljφ2001德国Lippendorf933褐煤242026.7/554/583Alstom1999NiederauBem1012褐煤266826.9/580/600Alstom2000美国第一台试验性超临界125  31MPa621/566/538 1957第二台超临界325  34.4MPa,649/566/566 1956世界上已投运的超超临界电厂第10页/共19页从2002年开始，美国能源部开始了一个用于燃煤电厂超临界和超超临界机组的高温高强度合金材料研究项目。主要研究用于燃煤电厂超临界和超超临界机组的高温高强度合金材料。该研究项目的五个主要目标是:确定哪些材料影响了燃煤电厂的运行温度和效率:定义并实现能使锅炉运行于760℃的合金材料的生产、加工和涂层工艺;参与ASME的认证过程并积累数据为成为ASME规范批准的合金材料做好基础工作:确定影响运行温度为871℃的超超临界机组设计和运行的因素:与合金材料生产商、设备制造商和电力公司一起确定成本目标并提高合金材料和生产工艺的商业化程度。第11页/共19页日本电力(J-Power，原为EPDC)在日本通商产业省支持下，从政府得到50%的补助金，与其它单位共同组织超超临界技术的开发。第一阶段目标是:第一步用铁素体钢达到593C，第二步用奥氏体钢达到649℃。第二阶段目标是用新型铁素体钢达到630℃。日本三大设备制造公司对转子、汽缸、法兰、螺栓等主要部件进行了相应参数下的实物中间试验，5OMW功率的中间实验机组己经投运。第12页/共19页国内发展超超临界机组的条件和基础1国内制造能力己建设成一支以哈尔滨、上海、东方三大制造集团为主体的、具有相当规模、水平和实力的发电设备制造基地，形成了一支经验丰富、素质较高的科研、设计和制造的队伍，拥有一批制造工艺和装备较先进、生产厂房条件好的制造企业，尤其通过对300MW、600MW亚临界火电机组的技术引进和消化吸收、国产化研制和优化设计，同时相关制造企业进行了大规模的技术改造，目前已形成了自主设计、制造15000MW/年大机组的生产能力。第13页/共19页我国300MW、600MW亚临界机组产品水平和制造企业的装备水平已与世界先进水平相接近，现配300MW、600MW亚临界机组的大型锻件(汽轮机转子、发电机转子）、大型铸件(汽缸)基本上可以做到由国内供给。在耐热钢研发和生产方面，我国对电站用钢研究很少，目前发电设备用钢的30%需要从国际上采购。即国内的耐热钢研发和生产尚不能满足发展超超临界机组的需求，其水平远远落后于电力工业的发展和需要。目前从国际市场采购先进和成熟的材料是发展我国超超临界发电技术最现实的途径。但为了保证设备部件的制造加工性能以及考虑到机组安全运行和维护的需要，还应当对材料的工艺性能和服役性能(蠕变、疲劳、腐蚀、氧化性能等)开展相关的试验和研究工作。第14页/共19页从制造百万千瓦级超超临界机组的制造装备上看，我国三大发电设备制造企业已接近世界先进水平，对于制造超临界、超超临界机组来说还需要进行一些工艺技术攻关和添置部分专用设备。如锅炉对采用的热强度高、抗高温腐蚀的600℃等级材料(如9%一12%Cr钢)的焊接、异种钢的焊接；汽轮机对与高温有关的涂层和特大型铁合金叶片加工等。可以说，通过国家的技术攻关项目的支持和实施，我国就将基本具备制造超超临界机组的能力。第15页/共19页2国内科研开发能力我国超临界技术研究工作起步较早，但对超临界技术的科研开发的深度和资金投入与工业发达国家相比差距较大。一些研究机构和高等院校一直在从事超临界机组的台架试验和小型工业装置的试验，也进行过多次的600MW超临界机组 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 设计，由于技术基础工作还做得不扎实和制造厂还不具备充足的条件，一直末能进入工程实施。第16页/共19页首先通过对亚临界300MW、600MW机组引进技术的消化吸收、优化和创新，比较扎实地掌握了最新的大机组设计方法，为自主开发大容量超临界、超超临界机组奠定了良好的基础；其次，引进了一批超临界机组设备，同时带进了一些设计制造技术，基本掌握了超临界机组的电厂设计、安装调试和运行维修技术；第三，加强了中外制造企业的技术合作，充分利用国外已开发的技术成果，实现了跨越式发展；第四，国家加大了对制造厂的投入，更新了一批关键性设备。在超临界机组的设计、制造方面已打下了一定的基础，但在超超临界机组的设计和开发能力上仍有一定的差距。第17页/共19页3我国发展超超临界机组的技术路线根据我国的现实情况，实现超临界、超超临界机组设备制造国产化，要在充分利用国际上已有的先进和成熟技术的基础上，通过依托工程引进国外技术，并对引进技术进行研究、消化、吸收；同时加强国内技术攻关的力度，并把攻关的重点放在一些关键部件、关键技术的研究和开发上；逐步形成我国自已特色的、具有自主知识产权的超超临界成套设计制造技术，使我国电力工业的总体水平有一个跨越性的发展。第18页/共19页