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日本新矶子电站超超临界煤粉锅炉介绍

张海1吕俊复1岳光溪1李政1叶学军1张守玉2杨辉3

（1清华大学热能工程系北京100084；2上海理工大学动力学院上海200093；

3中国机械设备成套工程公司北京100823）

摘要：日本是发展和使用超临界和超超临界燃烧技术最好的国家之一，目前已拥有超临界机组近百台，占

发电机组总装机容量的绝大多数，450MWe以上机组全部采用超临界参数，其中包括多台超超临界机组。本

文作者考察了新矶子电站1#600MWe的超超临界机组，该机组的锅炉由石川岛播磨株式会社(IHI)制造，为一

次再热、滑压运行，采用塔式结构，蒸发量为1710t/h，主蒸汽温度为605oC，压力为27.48MPa，再热蒸汽温

度为613oC，锅炉参数是目前日本最高的。机组于2002年4月投运，运行状况良好。该炉在整体锅炉设计、各

种受热面布置、工程安装、燃烧系统设计、材料选择和低污染排放等方面都相当具有特色。本文对该锅炉的

技术特点和运行情况作一个比较全面的介绍，以供国内厂家和科研单位参考。

关键词：超超临界，煤粉炉，新矶子，锅炉，USC

1前言

超超临界(UltraSupercritical，简称USC)机组通常指的是汽机进口蒸汽压力高于27MPa，或

温度高于580℃的机组。世界范围内投产的USC机组约有60余台，其中1000MWe级的约有15台

[1]，汽机最大容量为1300MWe(单机双轴，美国，1972年投运)。超超临界机组通过提高蒸汽工

质的温度和压力，大幅度地提高了机组的热效率，降低供电煤耗，同时也有效地降低了CO排

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放。一般来说，USC发电机组效率可达43%以上，甚至可以达到47%，与增压流化床联合循环

发电技术(PFBC)和整体煤气化联合循环发电技术(IGCC)相当，机组同时具有良好的负荷调节

特性，在部分负荷下仍能保持较高的效率，并且在扩大容量、基建投资和发电成本方面要比

IGCC和PFBC优越，在技术和商业应用上也比它们成熟。经过比较，国内许多学者认为USC机

组是一成熟、先进、高效的发电技术，是我国目前发展洁净煤发电技术的优先选择，具有广

阔的发展前景[2-4]。

日本是世界上研究和应用USC发电技术最早和最好的国家之一。在日本，USC机组的定义

o

是蒸汽温度超过593C的机组。与其它国家一样，日本的USC发电技术也是在超临界发电技术

的基础上发展起来的。1967年日本从美国引进第一台超临界600MWe机组，而后再经仿制和再

创造，独立开发出带中间负荷、直流滑压运行的超临界锅炉，日本的超临界机组容量大都在

600~1000MWe，汽机单机单轴最大容量为1200MWe。在USC燃煤锅炉方面，研究和开发在20

世纪80年代初便已开展了，实践和应用则始于90年代。USC锅炉主要制造商有石川岛播磨重工

株式会社(IHI)和三菱重工株式会社(MHI)等。

IHI公司是日本一大型的重工企业，也是著名的锅炉制造公司。早在1981年IHI公司便开展

了USC燃煤发电技术的科研开发工作，制造的日本第一台USC锅炉在1993年于壁南电厂投运，

而后又制造了目前世界上最大的USC锅炉(1050MWe，日本橘湾电厂，2000年投运)。IHI公司

在世界USC领域中处于领先地位，2004年的统计数据表明，IHI在日本占有最大的市场份额，

约44％。IHI还制造了目前日本蒸汽参数最高的USC锅炉，主蒸汽温度和再热蒸汽温度分别为

oo

610C和613C，该炉安装在日本横滨市。本文将对该锅炉的技术特点和运行状况作一个比较

全面的介绍。

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2机组锅炉技术特点

2.1锅炉简介

新矶子电站(ShinIsogo)位于日本横滨市，隶属日本电源开发株式会社(J-Power)。电站原装

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有2台265MWe机组，投运于60年代中后期。