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1、1000MW超临界锅炉经济性分析第一章 绪论 随着全社会经济总量的持续发展，我国中长期环境保护面临巨大压力。面对我国目前以煤电为主、高能耗、低效率的电源特点，如何提供充足、可靠、环保和价格合理的电能，尽快提高燃煤电厂的技术水平，提高机组效率，节约有限的资源，减少排放，减少用水，已成为当前国内电力工业发展面临的紧迫任务。超超临界发电技术，是降低发电能耗、减少燃煤污染物排放量技术的发展方向。第一节 问题的提出超超临界机组由于采用更高的蒸汽参数，能够明显提高电厂的热效率，降低污染排放。但又由于压力提高将增加钢材用量，温度提高将需要采用价格较高的高温热强度好的材料，采用二次再热增加了由锅炉、汽轮机和管
2、道等组成的汽水系统复杂性，机组造价将比常规亚I临界机组提高。影响机组造价的因素较多，但无疑与采用的温度、压力参数的高低有直接关系。表1为国外技术资料的一个分析举例，虽然不代表普遍情况只能作为参考，但从表1中可以分析，随着机组参数的提高和增加再热次数，电厂机组的比投资增加，超临界机组比亚临界机组提高 5%，超超临界机组又比常规超临界机组提高5%。但是整个电厂的比投资超临界和超超临界机组都只比亚临界提高1%，说明在同样的机组出力情况下，由于机组的热效率提高，功率密度增加，电厂其它系统的投资可以减少，因而电厂总的比投资增加幅度不大。我国电力生产各类火电机组经济性的比较，是在各类典型火电厂工程经济性测
3、算的基础上列出的。从表中可以看出，600MW 超超临界机组与相同功率的超临界机组相比，虽然电厂比投资高出1%左右，但由于热效率的提高，供电标准煤耗低出3.8%，含税电价低出0.7%。与大型燃气轮机联合循环机组和IGCC联合循环机组相比，除环保性能方面存在差距以外，其上网电价具有明显的竞争优势。表1 超临界机组与亚临界机组电厂比投资比较 比投资部套（$/kW）亚临界l6.6MPa538538比投资(%)超临界24.OMPa538566比投资(%)超超临界31.1MPa593593593比投资(%)锅炉(含钢结构)l42.94(1O0%)153.O9(107.1)163.52(114.4)锅炉岛管
4、道27.81(1O0%)31.03(111.6)31.81(114.4)给水系统28.06(1O0%)28.62(102.0)29.18(104.0)汽轮机一发电机79.20(1O0%)82.37(104.0)83.95(106.0)汽轮机岛管道l6.25(1O0%)15.44(95.0)15.43(95.0)小计294.26(1O0%)3l0.38(1O5.5)323.91(110.1)电厂其它投资509.17(1O0%)5O0.69(98.3)487.17(95.7)总计803.43(1O0%)811.07(101.0)811.08(1O1.0)表2 各类火电机组经济性比较项目名称容量（M
5、W）比投资（元/kW）年均供电煤耗（g/kW h）环保性能厂用电率（）含税电价（元/kW h）PMSO2NOx亚临界300MWCFB230054133412001542507.0335.2超临界600MWFGD260054933241001545006.0337.5超临界600MWFGD+SNCR260055423251001543006.2339.7超超临界600MWFGD260055483121001545006.0334.9超超临界256053131001543006.2337.5600MWFGD+SNCR600GTCC350MW23503879215（折算）1010503.0430.5
6、IGCC485MW1485732533010105015.0402.6与亚临界机组相比，在同样的机组出力情况下，由于超超I临界机组的热效率提高，功率密度增加，电厂其它系统的投资可以减少，因而电厂总的比投资增加幅度不大。但在节能、环保和运行经济性方面具有竞争优势。 第一节 国内外1000MW超超临界的发展状况超超临界压力(USC)机组通常是指汽轮机进口蒸汽压力高于27MPa或温度高于580的机组。通过提高蒸汽工质的温度和压力，USC机组的发电效率可达43以上，甚至高达47，与增压流化床联合循环发电技术(PFBC)和整体煤气化联合循环发电技术IGCC相当，机组负荷调节特性良好，并且在扩大容量、降低
7、基建投资和发电成本方面要比PFBC和IGCC优越，在技术和商业应用L也比它们成熟。USC机组大幅度提高了热效率，相应降低了供电煤耗，同时也有效降低了NO，排放，是一项成熟、先进、高效的发电技术，是我国目前发展洁净煤发电技术的优先选择，具有广阔的发展前景。迄今为止，在世界范围内投产的USC机组约60余台，其中1000MW级的约15台。最大容量的汽轮机为1300MW，单机双轴，1972年在美国投运。国际上，600MW超超临界机组已是成熟技术，目前国内超超临界机组多选用1000MW锅炉。火电机组的发展已历经百年，发达国家超临界机组运用已有40多年的历史，1949年苏联建造了第一台超超临界试验机组才使
8、该项技术应用有所突破，由于能源紧缺的局面日益凸显，为提高发电效率和降低煤耗必须不断提高蒸汽初参数。50年代，美国、西德、日本相继仿造，但因缺少高性能耐热钢，被迫将机组降到超临界参数运行，直到1978年美国研制成功铁素体耐热钢T/P91，为超临界机组提供了条件。90年代，T/P92钢的出现，为超超临界机组的发展奠定了基础。随着国际上发达国家对新型钢研究开发的成果和耐热钢批量化生产的步伐不断加快，我国冶金制造行业对火电机组用耐热钢技术引进、消化、吸收、国产化步伐也明显加快，因此超超临界机组已经形成规模化发展，并不断取代低参数机组成为火力发电的主流机组。目前，我国装机总容量约6亿kW，居世界第2位，
9、煤电装机量约占装机总量的75，煤电占我国发电总量的81。据国际能源署(1EA)2002年世界能源展望中的“中国能源展望”预测，中国GDP到2020年翻两番后，发电量为48130亿kWh，其中煤电35030亿kWh，需要总装机容量l087亿kW。与GDP翻两番的目标相适应，2020年前，我国每年平均要有超过40GW的装机容量增长。由于火力发电将在未来电力资源中占主导地位，引进和建设低煤耗、大容量的超超临界火电机组势在必行，且已全面展开。 第三节 本次课题的主要任务（1）了解1000MW超超临界锅炉技术的现状和发展趋势 （2）深入学习超超临界锅炉运行经济性(3) 分析降低排烟损失与锅炉运行经济性第
10、二章 提高锅炉热效率的途径在发电厂锅炉设备运行中，努力设法提高锅炉的热效率，降低燃料消耗量，提高锅炉的经济性，是十分重要的，从热平衡计算热效率公式中看，减小锅炉各项热损失，努力提高可利用的有效热量，是提高锅炉热效率的唯一途径，现从锅炉各项热损失分析着手，浅析提高锅炉热效率的方法。 对于1000MW超超临界电站锅炉，可燃性气体未完全燃烧热损失已相当小，只要锅炉不出现严重缺风运行的异常工况，降低这项损失的可能性不大，在锅炉运行中，其本体的散热面积和保温条件已经定型，从运行角度去降低锅炉散热损失也不大可能，灰渣物理热损失所占比例相对很小，其值不大，通过运行降低这项损失的手段不多，由此可见，排烟热损失
11、，固体未完全燃烧热损失在锅炉各项热损失中所占比例较大，实际运行中其变化也较大，因此尽力降低这两项损失是提高锅炉热经济性的关键。第一节 蒸汽参数蒸汽参数的高低直接决定电厂热力循环的效率。运行中能否维持蒸汽参数的稳定主要取决于运行人员的责任心及热工自动装置的投入率。本机组经数字电液控制系统（DEH)和DCS改造后,设备自动化水平有了大幅度提高,能针对，煤质，负荷，运行方式的变化及时调整，正常工况下能维持蒸汽参数在规定范围内。经试验表明，主蒸汽温度可平均提高1014，平均可使全厂煤耗下降1.44g/KWh，再热汽温平均提高12，煤耗下降0.81克每千瓦时一、部分大中型热电机组的实际供热情况 热电厂名
12、称机组容量（MW）供热量（GJ）全年供电量104KMH热电比（%）全年平均热效率（%）供电标煤耗g/kwh供热煤耗kg/GJ太原一热2300360894034797210444.6734438.45北京石景山热电厂4200443373441215910143.52640.49北京第一热电厂4252501100143750341667043111996年数据北京第二热电厂450550583610109615165.06158沈海热电厂2200375871626474910345.4132738秦皇岛热电厂2200200793438.57注：1、按国家计委计基础20001268号关于发展热电联产的
13、规定，200MW及以上供热机组的热电比采用了采暖期的热电比50%。 2、石景山热电厂中4台200MW机组，在采暖期实际是三台机供热，一台机作备用，热电比按三台机计算。 3、北京第二热电厂是烧油的热电厂，采暖期4台机全开，非采暖期只有一台机运行，全年设备利用小时数2043小时，热电比较高，煤耗低。目前已将抽汽机改造为背压机，非采暖期停运。并准备搬迁改造。二、大型两用机组的供热能力与节能大中型供热机组的供热能力与节能数据 参 数 机 组 名 称 最大抽汽量（t/h)发电功率（kw）供热能力（GJ/h/104m2）热效率（%）热电比（%）供电煤耗（g/kwh）供电节标煤量 （万吨）NC330-17.
14、75/540/540(最大抽汽）5802516861415/78060.916325018NC330-17.75/540/540(纯凝汽）033126240.9305NC300-16.67/537/537(最大抽汽） 5252214661315/73059173.6262.614.66NC300-16.67/537/537(纯凝汽）030000139.6315NC200-16.18/537/537(最大抽汽）400179660807.5/448581352599.07NC200-16.18/537/537(纯凝汽）020136037.7331NC200-12.75/535/535（最大抽汽）4001513061121/62360222.52699.15NC20
