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1、MHI BUSINESSCONFIDENTIAL三菱重工超超临界机组技术三菱重工超超临界机组技术2005年年7月月三菱重工三菱重工1MHI BUSINESSCONFIDENTIAL1. 日本国内超超临界机组的发展过程与特征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 CBoiler&Boiler&SCRSCRSteam Turbine Steam Turbine &Gener
2、ator&GeneratorESPESPFGDFGDStackStackCoalCoalSiloSilo2MHI BUSINESSCONFIDENTIAL1-1蒸汽参数发展趋势20030050040060020.030.0TemperaturePressureTemperature ()Pressure (MPa(g)1910 1920 1930 1940 1950 1960 1970 1980 1990 2000 53856660059316.5MPa(g)24.1MPa(g)24.5MPa(g)31.0MPa(g)10.061024.9MPa(g)3MHI BUSINESSCONFIDEN
3、TIAL1-2 高蒸汽条件化的高蒸汽条件化的优势Sub-Critical 538/53816.6Mpa USC600/60025MpaMHI IGCCAir blown dry feedG type G/T4MHI BUSINESSCONFIDENTIAL2 三菱重工超超临界锅炉技术三菱重工超超临界锅炉技术广野广野5 5号锅号锅炉炉 USC 600MWUSC 600MW（600600/600/600）5MHI BUSINESSCONFIDENTIAL2-1日本国内锅炉市场占有率 到2005年5月止三菱重工MW basis6MHI BUSINESSCONFIDENTIAL2-2 MHI超临界锅炉
4、供货记录 到2005年5月止机组容量机组容量MW超超临界锅炉临界锅炉定压定压运行运行变压变压运行运行总计总计350499729500699211839700999112131000347总计总计323668USC ： ：8units7MHI BUSINESSCONFIDENTIAL2-3 MHI超临界和超超临界燃煤锅炉业绩示例（垂直水冷壁垂直水冷壁）Soma Joint EPCO.Shinchi P/S U#21,000MW 24.1MPa538/566 (1995)Tohoku EPCO.Haramachi P/S U#11,000MW 24.5MPa566/593 (1997)Tokyo
5、EPCO.Hirono P/S U#5600MW 24.5MPa600/600 (2004)Kobe Steel IPP Kobe P/S U#1700MW 24.1MPa538/566 (2002)Kyushu EPCO.Matsuura P/S U#1700MW 24.1MPa538/566 (1989)Chugoku EPCO.Misumi P/S U#11,000MW 24.5MPa600/600 (1998)Kansai EPCO.Maizuru P/S U#1900MW 24.5MPa595/595 (2004)Chubu EPCO.Hekinan P/S U#1700MW 24.
6、1MPa538/566 (1991)三三隅隅电电站站松松浦浦电电站站神户制钢电站神户制钢电站舞舞鹤鹤电电站站碧碧南南电电站站新新地地电电站站原原町町电电站站广广野野电电站站8MHI BUSINESSCONFIDENTIAL2-4三隅电站三隅电站#1锅炉特点锅炉特点蒸汽参数蒸汽参数 25.4MPa.g 604/602PM燃烧器和燃烧器和 MACTMRS磨煤机磨煤机内螺纹管垂直水冷壁内螺纹管垂直水冷壁蜂巢型垂直式催蜂巢型垂直式催化脱硝装置化脱硝装置抗高温抗高温热强钢热强钢9MHI BUSINESSCONFIDENTIAL2-5垂直管圈水冷壁 与螺旋管圈水冷壁的比较垂直水冷壁垂直水冷壁（内螺纹管）（
7、内螺纹管）螺旋管水冷壁螺旋管水冷壁（光管）（光管）10MHI BUSINESSCONFIDENTIAL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) (1) 结构简单结构简单 易于制造和安装易于制造和安装 安装周期较短安装周期较短 热应力较小热应力较小(2) (2) 水冷壁阻力较低水冷壁阻力较低 优良的流动稳定性，导致较小的温度偏差优良的流动稳定性，导致较小的温度偏差 降低了厂用电降低了厂用电(3) (3) 结渣较少结渣较少 易于用吹灰器清除结渣易于用吹灰器清除结渣 不会产生局部堆渣不会产生局部堆渣11MHI BUSINESSCONFIDENTIAL2-6 超临界滑压运行锅
8、炉炉膛的发展过程首台螺旋管圈水冷壁锅炉首台螺旋管圈水冷壁锅炉MHI供货业绩供货业绩（日本（日本600MW锅炉）锅炉）垂直型水冷壁（垂直型水冷壁（SV）11台（首台为台（首台为1989年）年）螺旋管水冷壁螺旋管水冷壁10台（首台为台（首台为1981年）年）特特 点点1、结构简单、结构简单2、对负荷变化、启动与停炉的、对负荷变化、启动与停炉的高耐久性（热应力较小）高耐久性（热应力较小）3、易于制造与安装、易于制造与安装4、易于维修、易于维修现代先进大容量锅炉现代先进大容量锅炉标准型式标准型式垂直管圈水冷壁垂直管圈水冷壁首台垂直管圈水冷壁锅炉首台垂直管圈水冷壁锅炉Spiral12MHI BUSINE
9、SSCONFIDENTIALSmooth TubeRifled TubeFilm BoilingMass Velocity 1500 kg/m2sMass Velocity 3100 kg/m2sNucleate BoilingNucleate BoilingDNB2-7 与光管相比，内螺纹管优良的传热特性核态沸腾核态沸腾偏离核偏离核态沸腾态沸腾核态沸腾核态沸腾 质量流速质量流速3100 kg/m2s光管光管 质量流速质量流速1500 kg/m2s内螺纹管内螺纹管膜态沸腾13MHI BUSINESSCONFIDENTIAL2-8 高热强钢使用范围实例蒸汽温度蒸汽温度 过热器、再热器过热器、再热
10、器538566600625650700主汽管道主汽管道过热器管过热器管热再热管道热再热管道再热器管再热器管：纯铁体：纯铁体：奥氏体：奥氏体 14MHI BUSINESSCONFIDENTIAL2-9 低NOx PM 燃烧器辅助风辅助风高浓度煤粉火焰高浓度煤粉火焰(浓相浓相)低浓度煤粉火焰低浓度煤粉火焰(淡相淡相)一次风一次风/粉比粉比一次风一次风/粉比粉比常规火焰常规火焰低NOx(PM)火焰煤粉分离器煤粉分离器15MHI BUSINESSCONFIDENTIAL燃尽区燃尽区还原脱还原脱NOx区区主燃烧器燃烧区主燃烧器燃烧区附加风附加风主燃烧区主燃烧区燃烧用空气燃烧用空气烟气烟气2-10 炉内脱
11、硝系统（MACT）MHI先进的燃烧技术16MHI BUSINESSCONFIDENTIAL飞灰中的未燃尽碳飞灰中的未燃尽碳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粗颗粒煤粉粗颗粒煤粉再循环再循环：外循环：外循环磨辊磨辊热风热风磨盘磨盘煤粉煤粉原煤原煤分离器传动分离器传动装置装置回转式分离器回转式分离器液压加载装置液压加载装置Rotating TypeSeparator17MHI BUSINESSCONFIDENTIAL2-12 Mitsubishi SCR CatalystFor Natural GasFor Natura
12、l GasFor CoalFor CoalFor OilFor OilSCR系统特点系统特点流程特点如下：流程特点如下：1、结构简单，运行方便、结构简单，运行方便2、无运动部件，可靠性高、无运动部件，可靠性高3、由于、由于NOx分解成无害的分解成无害的N2和和H2O，故不需处理化学反应的副产品故不需处理化学反应的副产品18MHI BUSINESSCONFIDENTIAL2-13 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喷嘴喷嘴SCRSCR 触媒触媒SCR Catalyst NOx NOx
13、 NOx NH3 NOx NH3 NOx NH3 NOx NH3 H2O N2 H2O N2 H2O N2 H2ONH3 Injection NozzleFlue GasCleaned Gas19MHI BUSINESSCONFIDENTIAL2-14 日本SCR脱硝系统市场份额MHIMHI91 units91 units50%50%TotalTotal182 units182 unitsA AB BC CD D20MHI BUSINESSCONFIDENTIAL 2-15 2-15 与哈尔滨锅炉厂就超超临界锅炉方面的技术合作与哈尔滨锅炉厂就超超临界锅炉方面的技术合作USC Coal Fire
14、d Boilers for ChinaUSCUSC技术转让协议签字仪式技术转让协议签字仪式 21MHI BUSINESSCONFIDENTIALMITSUBISHI MITSUBISHI T TWO-CASING WO-CASING USC 600MW CLASS STEAM TURBINEUSC 600MW CLASS STEAM TURBINEWITH 48 INCH STEEL LAST BLADEWITH 48 INCH STEEL LAST BLADE22MHI BUSINESSCONFIDENTIAL3-13-1三菱三菱大型火电机组市场占有率大型火电机组市场占有率 ALSTOMPO
15、WER12.3%MHI 22.1%SIEMENSPOWER 16.4%TOSHIBA18.0%GE7.9%OTHERS14.3%Total :69,866 MWHITACHI9.0%1991 to 2001超过超过600MW火电机组火电机组(from McCoy report)近近1010年大型火电机组市场占有率第一年大型火电机组市场占有率第一23MHI BUSINESSCONFIDENTIAL3-2 6003-2 600MWMW汽汽轮轮机的机的设计发展历程设计发展历程 4 4 CasingsCasings3 3 CasingsCasings2 2 CasingsCasings19702000
16、198019902010鹿島鹿島 #2鹿島鹿島 #4御坊御坊 #1赤穂赤穂 #1南港南港 #1姫路姫路 II #5海南海南 #3多奈川多奈川 II #1Double Reheat UnitsSuralaya #57UP-A,BCP-1 #16广野广野 #5Tandem Compound ArrangementHP-IP Combined FrameHP-IP Combined FrameSingle LP Casing営口営口#1,2闞山闞山#1,22424MHI BUSINESSCONFIDENTIAL3-3 30003-3 3000rpm48rpm48英寸英寸ISB600MWISB600M
17、W两缸两排汽超超临界机组两缸两排汽超超临界机组TOKYO ELEC.广野广野 #5 Steam Condition: 24.5MPa600/600C12Cr HIP Rotor600C class advancedHP-IP combined frame3000rpm 48inch Steel ISBAdvanceflow guide2 pad journal bearingAdvanced direct support LP frameISB: Integral Shroud BladeUSC:UltraSuperCriticalUSC:UltraSuperCritical2525MHI B
18、USINESSCONFIDENTIAL3-4 3-4 两缸两缸汽轮机汽轮机设计设计的優勢的優勢 Lower construction cost of power plant Smaller turbine deck and turbine building Easier operation & maintenance Smaller number of casingsTC2F-48TC4F-35.47.5 7.5 m Shorterm ShorterGeneratorGenerator2626MHI BUSINESSCONFIDENTIAL3-5 3-5 三菱公司高温汽三菱公司高温汽轮轮机机发
19、展发展碧南碧南 #3 700MW24.1MPa/538C/593C若松若松 Step I50MW593C/593C七尾大田七尾大田 #1 500MW24.1MPa/566C/593C三隅三隅 #1 1000MW24.5MPa/600C/600C橘湾橘湾 #21050MW25MPa/600C/610C松浦松浦 #2 1000MW24.1MPa/593/593若松若松 Step II 50MW649C/593C55056057058059060061062063064065019851990199520002005年蒸気温度蒸気温度 (C) 广野广野 #5 600MW24.5MPa/600C/60
20、0C27MHI BUSINESSCONFIDENTIAL3-6 3-6 低圧低圧末级叶片末级叶片的適用範囲的適用範囲World Largest Steel Blade3000 rpm 48 inch3600 rpm 40 inch3600 rpm 45 inchTitanium Blade2828MHI BUSINESSCONFIDENTIAL0100200300#1#2#3#4#5#6Bearing No.050100150#1#2#3#4#5#6Bearing No.Brg Metal Temp. (C)ANNat 100% LoadHIP TurbineLP TurbineTurbine Entire ViewVibrational value (Peak-Peak m）ANNat 100% LoadMeasured value ofheat-Consumption rate(%)#1#2 #3#6#4 #5HP-IPLPGENDate in commercial operation: July 12, 2004-10125%50%75%100%Load (%)Base (Design value) Better3-7 3-7 广野广野5#5#机组运行实践机组运行实践2929MHI BUSINESSCONFIDENTIALEndEnd30
