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国外超临界压力火力发电机组

江河水编译

 

目录

第一部分 国外超临界压力机组发展概况

第一章 美国


一.美国发展超临界压力机组的原因
1.超临界比亚临界压力机组具有更好的技术经济效益
2.节约能源
3.适应大机组发展的需要

.美国各个时期超临界压力机组发展概况
三.单机容量
四、蒸汽参数
五、美国超临界压力机组生产下降分折


第二章 日本

一.日本发展超临界压力机组前的准备工作
二、采用超临界压力机组的必要性和可行性研究 (2b)
三.日本超临界压力机组发展概况

第三章 苏联

一.苏联超临界压力机组发展概况
二.苏联超临界压力机组的若干特点
三.
苏联各种容量进超临界压力锅炉的特性 (3c)


第四章 西德


一、西德超临界压力机组发展概况 [57]-[61 (4a)
1. 西德电力工业发展情况
2.西德超临界压力机组的特点[60],[62

二a.西德各个时期生产的超临界压力典型机组(4b)
二b
.西德各个时期生产的超临界压力典型机组(4c)(续前)

第二部分 大机组的单机容量和蒸汽参数

第一章 单机容量

一.美国电站锅炉单机容量的发展概况
1.美国各个历史时期的发展情况
2.美国火电设备单机容量下降的原因

二.其它国家电站锅炉单机容量发展概况(包括日本、苏联、西德和英国)
三.发展大容量机组的优点
四.若干国家机组容量发展的比较

第二章 蒸汽参数

一.若干国家蒸汽参数发展历史的回顾
二.蒸汽参数发展的总趨势

第三部分 各种超临界压力锅炉的炉型特点和典型机组概况

第一章 超临界压力UP直流锅炉

一.发展历史回顾
二.设计中的若干具体问题
1.工质流程
2.炉膛结构

三.典型机组概况

第二章超临界压力复合循环锅炉

一.概述
二.主要特点
三a.设计中的若干具体问题

三b.设计中的若干具体问题(续前)
四.典型机组概况

第三章 超临界压力苏尔寿锅炉

一.发展历史回顾
二.主要设计特点
三.典型机组概况


第四章 超临界压力FW型锅炉

一.主要特点
二.典型机组概况


第五章 变压运行的超临界压力锅炉

一.对变压运行超临界压力机组的概述
二.变压运行超临界压力机组的基本技术
三.典型机组概况

第四部分 国外早期超临界压力机组的运行情况及其主要技术问题

第一章 国外早期超临界压力机组的运行情况

一、概况
二、早期机组运行不隹的征兆-可用率低
三、早期机组调峰性能差
四.早期机组啟动热量损失大,啟动时间长
五、运行费用偏高
六、发电成本高


第二章 国外早期超临界压力机组的主要技术问题

一 设计问题
二 制造工艺问题
三 钢材问题
四水处理问题
五 阀门问题


第五部分 发展超临界和亚临界压力机组的经济和技术比较

第一章 发展超临界和亚临界压力机组的经济性比较

一.经济性比较的方法和侧重点
二.燃料消耗的比较
三.基本建设费用的比较
四 发电成本的比较
五 经济比较的结论


第二章 超临界和亚临界压力机组的技术比较较

一.超临界压力机组的可靠性问题
二.技术比较的结论

 

 

 

第一 部分 国外超临界压力机组发展概况 (3)

(1)(2)(3)(4)

第三章 苏联

一.     苏联超临界压力机组发展概况 [2225](3a)

尽管苏联发展超临界压力机组起步较晚,比美国和西德都迟一些;尽管苏联在发展这种机组的过程中曾出现过相当多的问题 ,但是,它是目前世界上发展超临界压力机组最坚决和取得成效最明显的国家之一。

苏联发展超临界压力机组的历史,也是其大机组和电力工业的发展史。苏联在1960年以前,火电设备多采用高压和超高压机组,电力工业发展较缓慢。自从1961年,苏联制造出第一台300大气压,650℃的10万千瓦工业背压式超临界压力试验机组后,逐步取得经验。随着大量超临界压力机组的投运,装机容量和发电量骤增。坚持优先发展超临界压力机组是苏联发展电力工业的重大决策之一。发展之初以3050万千瓦为主力机组,现在已经变为以506080120万千瓦为主力机组。苏联的主力机组全部采用超临界压力参数。故早在1981年苏联的全国平均供电煤耗便已降为328.6/ 度,平均电站供电热效率达到 37.1%。居世界最隹水平。

苏联是资源最丰富的国家, 是世界三大产煤国之一。其大机组也主要烧煤。为什么苏联不因煤价低廉而放弃超临界参数?苏联在发展超临界压力机组方面, 走的是一条独立自主,自力更生的道路,主要依靠本国自已的力量和自已的技术来发展。很难说苏联具体属于那一种技术流派。不像有的国家,如美、日、西德等,各制造间的炉型、蒸汽参数等基本上有很多类同之处。属于某种流派的厂间,尽管生产的锅炉不全相同,但其技术特征上泾渭分明。当然,这是指总的情况而言。也有例外情况,如苏联TПП—322TГМП—32430万千瓦机组和TГМП—1204120万千瓦机组均采用复合循环锅炉, 不清楚苏联是否同其它国家CE系统的制造公司有技术协作关系,但有一点是肯定的,即复合循环技术渊源于美国燃烧工程公司,这是勿容置疑的事。

苏联发展超临界压力机组的另一个特点,是炉型比其它国家相对少一些。单机容量和蒸汽参数选择的种类少,标准化程度高。各锅炉厂按国家计划协作和分工,成批生产。但苏联早期的30万千瓦机组是例外,因为它一开始炉型也较多,在机组还不够成熟之前,盲目大量投产也曾造成一些损失。尽管如此,按工苏联的作法,组织批量生产,这方面还是值得仿效的。

苏联非常重视试验研究和技术情报工作,这一点和日本的情况类似。所以能像日本一样坚定不渝地发展超临界压力机组。

1. 60年代的发展情况

苏联早期超临界压力机组的发展速度,总的来说不如美国,但还是相当快的。1962年首台10万千瓦超临界压力工业背压试验机组研制完成,该机组蒸汽参数较高(300公斤/   2650/565 ℃),由于缺乏经验,采用了大量贵重和稳定性较差的奥氐体不锈钢。随即塔干罗格锅炉厂开始研制30万千瓦,950/ 时,255公斤/ 厘米2585/570 ℃的液态排渣和烧无烟煤的超临界压力锅炉。从1963年开始苏联中央锅炉透平研究所莫斯科分所和波尔多斯克锅炉厂共同研制50万千瓦,255公斤/ 厘米2  565/570 ℃烧褐煤的超临界压力锅炉。这台锅炉还可烧多种燃料,可烧无烟煤和贫煤, 还或烧重油和煤气,采用旋风燃烧。在烧无烟煤时锅炉效率为92.2%,排烟温度126 ℃ ,热风温度 350 ℃。

1964年塔干罗格锅炉厂开始研制第一台80万千瓦机组的超临界压力锅炉,型号为ПП—25001255Ж型直流锅炉,配K800240型双轴汽轮机,255公斤/ 厘米2565/570 ℃,给水温度271℃。采用工质一直上升流动的多次往复水平管圈。这种管圈的水动力可靠性与拉姆辛直流炉的管圈相似。没有水动力和热力不均匀性问题。该管圈保持了拉姆辛管圈的优点。和纯粹上升流动的管圈相比,这种管圈的金属重量轻,减少了大量的连接管和大直径联箱。

综上所述,在苏联19591965年的七年计划期间,才开始大力发展超临界压力机组。当时规划要制造2830万千瓦机组和250万千瓦机组。实际上当时由于碰到很多技术问题,发展速度却没有跟上。到1963年末才开始正式制造30万千瓦机组,到1965年底,投运机组的台数尚未超过12台,1966年又投运了8台机组。但是到1966年底,真正能运行的超临界压力机组只有14台。1967年,苏联又投运了60台超临界压力机组。其中还有5080万千瓦机组各一台。

1967年以前,苏联新增火力发电机组的主力机组还只为1520万千瓦机组,处于超临界和亚临界压力机组并存阶段。以后,大机组中超临界压力机组的比例逐渐增加,亚临界压力机组的比例日益减少。1967年后,在苏联的实用机组中,已经逐渐淘汰了亚临界压力机组,30万千瓦以上的机组均采用超临界参数。

31 苏联早期(19631967年)投运的超临界压力机组 [1920]

 

电站名称

 

 

机组

 

单机容

量(万

千瓦)

锅炉

汽机

 

投运年

 

备注

 

型式

 

燃料

 

型式

 

转速

/

 

排汽数

未级叶

片长度

(毫米)

 

切列佩斯电站

5

30

ТПП-110

无烟煤

K-300-240TC

3000

3

960

1963

 

6

30

ТПП-110

无烟煤

K-300-240TC

3000

 

960

1964

7

30

ТПП-110

无烟煤

K-300-240TC

3000

3

960

1966

 

普里德勒卜洛夫电站

11

30

ТПП-110

无烟煤

K-300-240TC

3000

3

1050

1963

 

12

30

ТПП-110

无烟煤

K-300-240TC

3000

3

1050

1964

13

30

ТПП-210

煤气

K-300-240TC

3000

3

1050

1966

柯拉科夫电站

1

30

ПК-41

重油,煤气

K-300-240TC

3000

3

960

1964

规划数

8

2

30

ПК-41

重油,煤气

K-300-240TC

3000

3

960

1965

铁洛伊茨电站

7

30

ПК-39

劣质煤

K-300-240TC

3000

3

1050

1965

70年投2

克里俄洛斯电站

1

30

П-50

无烟煤

K-300-240TC

3000

3

1050

1965

规划数8

罗沃切尔哈士电站

1

30

ТПП-210

不清

K-300-240TC

3000

3

1050

1965

 

2

30

ТПП-110

不清

K-300-240TC

3000

3

1050

 

不清

 

 

8X30

 

 

K-300-240TC

3000

3

1050

1965—

1966

 

拉查洛夫电站

7

50

ПК-49

褐煤

TC

3000

4

1050

1967

69年投1

斯拉夫扬士电站

 

80

ТПП-200

无烟煤

,煤气

CC

3000

8

1050

1967

69年投1

                     

 

苏联在60 年代真正发展超临界压力机组从1963年才开始。到1967年止共投运了30万千瓦机组20台,50 80万千瓦机组各一台,超临界压力机组的总装机容量达到730万千瓦。但到1969年时超临界压力机组的总装机容量已上升到2000万千瓦 ,到1970年时苏联共投运了超临界压力机组约71台,2100万千瓦,平均单机容量为31.8万千瓦。在这段时间(19661970年)苏联发展火电机组的总装机容量为50005200万千瓦,超临界压力机组占新增机组总容量的一半左右。

苏联在60年代侧重研制、发展和完善30万千瓦机组,经过若干年艰苦努力,克服了重重技术难题,成功地掌握了30万千瓦机组的设计、制造和运行技术。同时还研制了少数50 80万千瓦机组。为今后的进一步发展打下了坚实的基础。

2. 70年代的发展情况

1977年为止,苏联超临界压力机组在70年代的增长情况如表32所示。

32 苏联19701977年超临界压力机组台数增长情况

                          

1970年

1975年

1976年

1977

30万千瓦

69

130

135

137

50万千瓦

1

2

3

4

80万千瓦

1

4

6

8

台数

71

136

144

149

装机容量(万千瓦)

 

 2100

 

4320

 

 4680

 

 4950

 

如表 32所示,苏联在1975年以前的主力机组为2030万千瓦机组,其中20万千瓦为亚临界参数。从1976年开始,火电设备新增机组中5080万千瓦机组的比重逐年增加,现已成为系列产品。

1977年时苏联超临界压力机组共有149台,4950万千瓦。其中30万千瓦机组有137台(占超临界压力机组总数的91%),装机容量为4110万千瓦(占总装机容量的83%)。不难看出,在1977年以前,苏联的超临界压力机组主要由30万千瓦这一容量级的机组构成。从1976年以后开始正式大力发展大机组,除5080万千瓦级外,还着手研制120万千瓦的超临界压力机组。第一台120万千瓦机组已于1982年顺利投运。并进行更大容量机组的研制工作。