俄罗斯是发展超临界机组最坚决的国家。1963年,前苏联第一台30万千瓦超临界机组投入运行,机组参数为23.5Mpa/580℃/565℃。现在共有超临界机组200多台,占总装机容量的50%以上,其30万千瓦以上容量机组全部采用超临界参数。目前,俄罗斯研制的新一代大型超超临界机组采用参数为28~30Mpa/580~600℃。前苏联发展超临界技术主要依靠本国力量,以自主开发为主,初期也走过不少弯路,但经过长期试验研究已具有一套比较完整的超临界技术和产品系列。
日本采用引进、仿制、创新的技术发展路线。日本的超临界机组占常规火电机组装机容量的60%以上,其45万千瓦以上机组全部采用超临界参数,最初投运的两套超超临界机组由三菱公司设计,装机容量70万千瓦、蒸汽参数34.5Mpa/620℃/650℃。日本发展超超临界机组起步较晚,但很快由仿制过渡到应用自己的科研成果,同时建立了自己的试验台,发展速度很快、收效显著。
我国超临界、超超临界机组发展较晚。我国于上世纪80年代后期开始从国外引进30万千瓦、60万千瓦亚临界机组,第一台超临界机组于1992年6月投产于上海石洞口二厂(2×600MW,25.4MPa,541/569℃)。从引进到完全消化吸收,用了近20年时间。国产超临界发电技术从新世纪元年起步,到投入商业化运行,只用了3年时间。而国产百万千瓦超超临界技术从项目研发到2006年玉环电厂首台机组投运,仅用了4年时间。应当说,这种跨越式的发展正是发电业和电站装备制造业共同进步、共同发展的必然结果。在“超超临界燃煤发电技术”的研发和应用下,我国发电业及电站装备制造业的整体水平跃上了一个新台阶。
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第一章 主设备选型
1.1主要设备选择原则
发电厂的设计,必须按国家规定的基本建设程序进行。发电厂设计的程序为:初步可行性研究、可行性研究、初步设计、施工图设计。在初步可行性研究报告中就应明确发电厂的类型和容量,通常是根据建厂地区电力系统现有容量、发展规划、负荷增长速度和电网结构并对燃料来源、交通、水源及环保等进行技术经济比较和经济效益分析后确定的。若该地区只有电负荷,可建凝汽式电厂;当有供热需要,且供热距离与技术经济条件合理时,发电厂应优先考虑热电联产。
机组蒸汽参数和机组容量的选择应该从现有国内制造业基础及技术可行性考虑,从效率、单位千瓦投资、占地、建设周期、我国经济和电力工业发展的需要进行综合考虑,选择符合我国国情的大型化超超临界机组方案。??
1.2主设备选择
1.2.1锅炉选择
锅炉选择为哈尔滨锅炉厂有限责任公司设计的超超临界变压运行直流锅炉(型号:HG-2953/27.56-YM1),主蒸汽额定温度为605oC,主汽压力27.56 MPa,再热汽温600 oC,再热汽压5.746MPa;启动系统采用内置式汽水分离器和炉水循环泵;点火系统同时配备了油枪和等离子系统。
1.2.2汽轮机选择
汽轮机为上海汽轮机厂(德国西门子公司提供技术支持)设计的一次中间再热、单轴、四缸四排汽、双背压、凝汽式汽轮机(型号:N680-26.25/600/600(TC4F)),额定功率680MW,主蒸汽额定温度为600oC,主汽压力26.25MPa,再热汽温600oC,再热汽压力5.746MPa;采用八级不可调整抽汽。
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第二章 原则性热力计算
2.1发电厂原则性热力系统的拟定
初步拟定原则性热力系统图2.1
图2.1 680mw超超临界机组原则性热力系统图
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2.2全厂原则性热力系统计算 2.2.1原始数据 已知条件如下
1.汽轮机形式和参数
汽轮机为上海汽轮机有限公司和德国西门子公司联合设计制造的超超临界压力,一次中间再热,单轴,四缸四排汽,双背压,八级回热抽汽,反动凝汽式汽轮机。
机组型号 N680—26.25/600/600(TC4F) 初蒸汽参数 p0=26.25MPa t0=600℃ 再热蒸汽参数
ininppt2rhrh 高压缸排汽 ==6.393 MPa, =t2=377.8℃ outoutptrhrh 中压缸进汽 =5.746MPa, =600℃
平均排汽压力 pc=(0.00440+0.0054)/2=0.0049MPa 给水温度 表2-2 加热器端差
加热器1号高压2号高压3号高压5号低压6号低压7号低压8号低压 端差 上端差(℃) 下端差(℃)
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tfw=297.3℃
加热器 加热器 加热器 加热器 加热器 加热器 加热器 -1.7 0 0 2.8 2.8 2.8 2.8 5.6 5.6 5.6 5.6
表2-3 各回热抽汽参数 项目 单位 H4 H1
回热抽汽 H2 H3 (HD) H5 H6 H7 H8 C 抽汽压力 抽汽温度 抽汽管道压损系数 加热器端差 疏水冷却器进口端差 MPa 8.391 417.6.32.493 19 377464.8 .6 1.190 364.2 0.659 285.1 0.258 1840.067 X=0.0.025 X=0.0.0049 X=0.8972 oC 3 .5 9811 9421 % 5 5 5 5 5 5 5 5 o-C 1.7 0 0 2.8 2.8 2.8 2.8 2.8 oC 5.6 5.6 5.6 5.6 表2-4各计算点的参数
序 号 项 目 符单抽 汽 级 数 H4 H1 H2 H3 (HD) 1 抽汽压力 抽汽温度 pj 数据来源 号 位 H5 H6 H7 H8 SG C MPa8.396.392.411.190.650.280.060.02 01 417.3 3 377.8 9 464.6 0 364.2 9 285.1 5 184,5 7 X=0.9811 5 0.0049 X=0.8972 已知 2 tf C X=0.9421 已知 6