国外超超临界机组及技术发展综述.docVIP

“十五”国家重点科技攻关计划项目 课题名称：超超临界燃煤发电技术 （2002AA526010） 子课题1：超超临界发电机组技术选型研究 （2002AA526011） 编号： 密级： 国外超超临界机组及技术发展综述 子课题1技术报告之 附件七 中国电机工程学会 2003年 5 月 课 题 名 称： 超超临界燃煤发电技术 子 课 题 名 称： 超超临界发电机组技术选型研究 子 课 题 编 号： 2002AA526011 工 作 起 迄 日 期： 2002年8月－2003年5月 报 告 名 称： 国外超超临界机组及技术发展综述 负 责 人：郑企仁 主要工作人员：汤蕴琳 董卫国 舒惠芬 报 告 编 写 人 ：董卫国 审 核：郑企仁 1．概述 世界范围内不断高速增长的电力需求，促使人们在寻求高效、清洁的发电技术方面作出更多的努力，包括原子能发电和各种可再生能源发电技术。但是化石燃料发电仍然提供了70％以上的能源需求，因而，在满足新增容量的要求上，化石燃料发电仍将起到主要的作用，特别是燃煤发电。 蒸汽动力装置的发展过程一直是沿着提高蒸汽参数和大容量化的方向前进的，提高蒸汽参数与单机容量是提高常规火电厂效率及降低单位造价最有效的途径。随着技术的进步，常规燃煤发电技术的蒸汽参数不断提高，发电效率得到了大幅度的改进，再结合各种先进的污染防治技术，使得常规的燃煤发电技术也进入了清洁发电的领域，配置了烟气净化装置的超临界燃煤发电技术已经被公认为一种清洁煤发电技术。随着蒸汽参数的进一步提高，进入了超超临界（USC）的参数范围，发电效率和环保性能进一步提高，成为了在清洁煤发电技术中，可与整体煤气化联合循环(1GCC)和增压流化床联合循环(PFBC)相媲美，并且更具现实可行性的清洁煤发电技术。因此，超超临界发电技术越来越得到各国电力工业界的重视，又进入了新一轮的发展时期，进一步发展的方向是在保持其可用率、可靠性、运行灵活性和机组寿命等的同时，进一步提高蒸汽参数，从而获得更高的效率和环保性能。 国外在发展超临界和超超临界发电技术方面已经走过了近半个世纪的历程，积累了很多成功和失败的经验。我国虽然已经引进了一些超临界机组，在运行上有了一定经验，但是超临界和超超临界机组的设计和制造方面，我们还刚刚起步，国外超临界技术的发展经验值得我们学习和借鉴。 2．国外超超临界机组发展历程 在蒸汽动力装置的发展过程中，超临界机组和超超临界机组是同时开发和交叉发展的。1957年在美国投运第一台125MW高参数机组就是超超临界机组，其蒸汽参数为31MPa，621/566/538℃。经过近半个世纪的研究、完善和发展，目前超临界和超超临界机组已经进入了成熟和商业化运行的阶段。 世界超临界和超超临界发电技术的发展过程大致可以分成三个阶段： 从上个世纪50年代开始，以美国为核心，当时的起点就是超超临界参数。由于电厂可靠性的问题（主要是材料问题），经历了初期超超临界参数后，从60年代后期开始美国超临界机组大规模发展时期所采用的参数均降低到常规超临界参数。直至80年代，美国超临界机组的参数始终稳定在这个水平。 从上个世纪80年代初期开始，材料技术的发展，尤其是锅炉和汽轮机材料性能的大幅度改进，及对电厂水化学方面的认识的深入，解决了早期超临界机组所遇到的问题。美国对已投运的机组进行了大规模的优化及改造，可靠性和可用率指标已经达到甚至超过了相应的亚临界机组。通过改造实践，形成了新的结构和新的设计方法，大大提高了机组的经济性、可靠性、运行灵活性。同时,美国又将超临界技术转让给日本（GE向东芝、日立，西屋向三菱）和欧洲，联合进行了一系列新超临界电厂的开发设计。超临界机组的市场逐步转移到了欧洲及日本，涌现出了一批新的超临界机组。 国际上超超临界机组的快速发展是从20世纪九十年代开始的，原因在于环保要求日益严格，同时新材料的开发成功和和常规超临界技术的成熟也为超超临界机组的发展提供了条件。以日本（三菱、东芝、日立）、欧洲（Siemens、Alstom）为主，进入了新一轮发展阶段。在保证机组高可靠性、高可用率的前提下采用更高的蒸汽温度和压力。这个阶段超超临界机组的发展有以下三方面的趋势：1）蒸汽压力取得并不太高，多为25MPa左右，而蒸汽温度取得相对较高，主要以日本的技术发展为代表。这种方案可以降低造价、简化结构、增加可靠性，通过提高温度的手段来提高机组热效率更为有效。国外已形成用于566(C以下的CrMoV钢，566(C的2.25%Cr钢 ，600(C等级的9%Cr钢及12%Cr