超临界机组与亚临界机组特点的比较.docx

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超临界机组与亚临界机组特点的比较

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关键词：

超临界机组  亚临界机组     

河南华能沁北电厂工程处（454662） 刘发灿

摘 要：

通过对国产首台超临界机组与亚临界机组的技术、经济性、可靠性等方面的比较，从而体现出超临界机组的优越性。

主题词：

超临界 亚临界 特点

1 概 述         

    随着我国电力工业的发展及电力结构的调整，600MW级火电机组已经成为我国火电的发展方向并即将成为电网的主力机组，尤其是超临界参数机组，由于其更低的运行成本和高效益，使得此类型的机组在现在的电力市场中更具有竞争性。

沁北电厂一期工程作为国家引进600MW超临界机组的依托项目以及2000年燃煤示范电厂，承担着引进先进技术，降低工程造价的双重任务，这就给工程的提出了较高的要求。

随着2004年12月13日13：

31分2＃机组顺利通过168小时，标志着超临界600MW机组国产化目标的顺利实现。

2 600MW超临界和亚临界机组的技术特点的比较

2.1 超临界机组和亚临界机组特点比较

 超临界机组是指主蒸汽压力高于临界压力（22.13MPa）的锅炉和汽轮发电机组，它具有如下特点：

（1）热效率高、热耗低。

超临界机组比亚临界机组可降低热耗～

炉出口两侧最大烟温差不得大于50℃）。

沁北电厂采用前后墙对冲燃烧的方式。

（2）汽轮机部分               

   ①对于汽轮机本体来说，由于超临界压力机组是由直流炉供汽，溶解于蒸汽中的其他物质较多，蒸汽在汽轮机的通流部分做功后压力降低，原先在高压下溶解的物质会释放出来，产生固体硬粒冲蚀。

针对超临界机组固体硬粒冲蚀这一突出问题哈尔滨汽轮机厂采取了对通流部件进行表面硬化处理；从防磨角度优化通流部分进汽角度，减轻对叶片的冲蚀；采用全周进汽和调节汽门合理管理系统AMS以降低启动流速，减小硬粒冲击能量等。

  ②超临界汽轮机由于主蒸汽参数及再热蒸汽参数的提高，特别是温度的提高，一些亚临界机组使用的材料，已不能适应超临界汽轮机的工作状况，因此，在选材问题给予了高度重视。

主汽调节阀壳体和主蒸汽管采用9%Cr锻钢，以适应主蒸汽温度和压力变化的要求。

低压缸进汽温度由亚临界的320℃升至370℃，亚临界使用的普通30Cr2Ni4MoV转子材料的长期时效脆性敏感性高，不能满足长期安全运行的要求。

因此采用了超纯30Cr2Ni4MoV转子材料，降低材料的长期时效脆性敏感性，使超临界的低压转子能够长期安全运行。

   ③结构设计上采取防止蒸汽旋涡振荡的措施，避免由于高压缸入口压力高、汽流密度大，使调节级复环径向间隙处发生蒸汽旋涡振荡所引起的轴承不稳定振动。

通常以高压调节级处出现蒸汽振荡的可能性最大，设计上采用有成熟经验的叶型，并进行动强度核算，避免轮系振动频率与喷嘴尾迹扰动力频率重合所产生的共振。

   （3）在辅机配套方面，除了高压给水泵的扬程和高压加热器管侧压力超临界机组比亚临界机组高以外，其余的设备超临界机组和亚临界机组基本相同。

3、600MW超临界和亚临界机组性能的比较            

3.1 热经济性比较

    先将国内部分600MW机组热耗比较以下，情况如表1：

（本表以上海石洞口二厂的机组作为参照标准）

    由于制造厂和生产年代不同，机组的热耗会存在较大的差异，例如，对于亚临界300MW机组，上世纪70年代从WH引进时，热耗保证值为8081           kJ/kWh，而现在国内各制造厂所提供的保证值为～7820kJ/kWh，减少了3.23%。

从上表也可以看出，国产机组中，象邹县电厂、平圩电厂等建厂早的机组，热耗保证值较高，而哈尔滨三厂、吴泾电厂八期等新厂热耗保证值较低。

华能上海石洞口第二电厂，建设于上世纪80年代，投产于90年代初，仅具有国际80年代水平，与其他亚临界压力机组平均相差2.66%。

国产超临界机组由于在主蒸汽参数上提高，从而热耗保证值比原来的石洞口二厂热耗值减少了1.63％。

     同时我们为了验证以上结果，现比较近期投产的国产600MW亚临界机组（吴泾电厂八期）和刚刚投产国产600MW超临界机组（华能沁北电厂一期工程）。

吴泾电厂八期的保证热耗为7871kJ/kWh，华能沁北电厂生产的保证热耗为7522kJ/kWh，两者相差4.4％，可以节约煤13.1g/kwh。

。

但考虑到，沁北电厂超临界机组的参数是566/566℃，扣出主蒸汽由538℃提高到566℃所提高的热效率，超临界机组比亚临界机组热耗可以下降～3.7%，可以节约煤10.9           g/kwh左右。

     这初步可以说明国产超临界机组比亚临界机组热耗可以下降～3.8%,可以节约煤～11g/kwh。

3.2 可靠性比较               

     600MW超临界机组与压临界机组对于汽轮机主要是高压缸及高压通流部分的区别，锅炉主要是汽水流程不同，其他基本是相同的；辅机绝大部分是相同的。

机组的系统基本相同，许多先进的设计对于两者均适用。

通过对由于超临界机组高温高压所产生的问题不断完善，过去超临界压力机组突出的锅炉爆管、固体粒子侵蚀以及高压加热器泄漏、阀门故障已经得到了较好的解决。

3.3 环保效益               

     由于超临界机组比压临界机组的煤耗降低，而且锅炉设计中采用了低NOX燃烧技术，电厂所排放到大气中的二氧化碳、二氧化硫、氧化氮及烟尘均可以减少，超临界机组有利于环保，符合国家的产业政策。

4 结 论  

     通过以上对亚临界机组和超临界机组技术、可靠性、环保等方面比较分析，超临界机组比较亚临界机组有较大的优越性，同时根据目前沁北电厂一期工程首台超临界机组的顺利并网发电，从而证明了中国引进超临界技术是成功的，从中国电力改革发展的总趋势看，采用超临界机组是中国电力工业发展的总趋势。