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火力发电革命性变革——超临界(超超临界)机组运用超临界(超超临界)是一个热力学概念对于水和水蒸气,压力超过临界压力
22.129MPa的状态,即为超临界状态同时这一状态下对应的饱和温度为
374.15℃超临0界机组即指蒸汽压力达到超临界状态的发电机组蒸汽参数达到27MPa/580℃/600℃以上的高效超临界机组,属于超超临界机组超临界(超超临界)机组最大的优势是能够大幅度提高循环效率,降低发电煤耗但相应地需要提高金属材料的档次和金属部件的焊接工艺水平现在全世界各国都特别重视超临界(超超临界)机组技术的进展超超临界机组蒸汽参数愈高,热效率也随之提高热力循环分析表明,在超超临界机组参数范围的条件下,主蒸汽压力提高IMPa,机组的热耗率就可下降
0.13%
0.〜15%;主蒸汽温度每提高10℃,机组的热耗率就可下降
0.25-
0.30%;再热蒸汽温度每提高10℃,机组的热耗率就可下降
0.15%
0.20虬在肯定的范围内,假如采纳二次〜再热,则其热耗率可较采纳一次再热的机组下降
1.4%
1.6%〜超临界(超超临界)机组的进展在20世纪6070年月曾经受过低谷时期,主要是〜由于当时的试验条件所限,没有熟悉到超临界(超超临界)压力下工质的大比热容特性对水动力特性以及传热特性的影响,因而引发了水冷壁多次爆管等事故经过理论和技术方面的不断进展,发觉了超临界压力下的工质存在类膜态沸腾导致传热恶化问题,克服了技术进展障碍与此同时,随着金属材料工业的进展,超临界(超超临界)机组获得了新的生命超临界(超超临界)机组具有如下特点
(1)热效率高、热耗低超临界机组比亚临界机组可降低热耗约
2.5%,故可节省燃料,降低能源消耗和大气污染物的排放量
(2)超临界压力时水和蒸汽比容相同,状态相像,单相的流淌特性稳定,没有汽水分层和在中间集箱处安排不均的困难,并不需要象亚临界压力锅炉那样用简单的安排系统来保证良好的汽水混合,回路比较简洁⑶超临界锅炉水冷壁管道内单相流体阻力比亚临界汽包炉双相流体阻力低4超临界压力下工质的导热系数和比热较亚临界压力高5超临界压力工质的比容和流量较亚临界小,故锅炉水冷壁管内径较细,汽机的叶片可以缩短,汽缸可以变小,降低了重量与成本6超临界压力直流锅炉没有大直径厚壁的汽包和下降管,制造时不需要大型的卷板机和锻压机等机械,制造、安装、运输便利同时取消汽包而采纳汽水分别器,汽水分别器远比亚临界锅炉的汽包小,内部装置也很简洁,制造工艺也相对简洁,相应地降低了成本7启动、停炉快超临界压力直流锅炉不存在汽包上下壁温差等平安问题,而且其金属重量和储水量小,因而锅炉的储热力量差,所以其增减负荷允许的速度快,启动、停炉时间可大大缩短一般在较高负荷80100%时,其负荷变动率可达10%/mino〜8超临界压力锅炉相宜于变压运行9超临界锅炉机组的水质要求较高,使水处理设施费用增加,例如蒸汽中铜、铁和二氧化硅等固形物的溶解度是随着蒸汽比重的减小而增大,因而在超临界压力下,即使温度不高,铜、铁和二氧化硅等的溶解度也很高,为防止它在锅炉蒸发受热面及汽机叶片上结垢,超临界锅炉需100%的凝聚水精处理,除盐除铁10超临界压力锅炉的蓄热特性不及汽包炉,外界负荷变动时,汽温、汽压变化快而必需有相当灵敏牢靠的自动调整系统,锅炉的自控水平要求也较高一些超临界超超临界机组存在的不足1超临界压力锅炉由于参数高,锅炉停炉事故的概率比亚临界多,降低了设施的可用率和牢靠性止匕外,超临界压力锅炉消失管线裂开和起动阀泄漏故障时影响较大
(2)超临界压力锅炉虽然热效率高,但锅炉给水泵、循环泵却要消耗较多的电耗,压力参数的提高又会增加系统的漏泄量,实际上对热效率的提高和热耗的削减都会有肯定的影响
(3)超临界压力锅炉为了保证水冷壁和过热器的冷却,启动时要建立肯定的启动压力和流量,为此要配置一整套专用的启动旁路系统,因而启、停的操作较简单,热损失也大
(4)超临界直流锅炉水冷壁的平安性较差直流锅炉的水冷壁出口处,工质一般已微过热,故管内会发生膜态沸腾,自然循环有自补偿特性,而直流炉没有这种特性,因此,直流炉水冷壁管壁的冷却条件较差,较易消失过热现象超临界(超超临界)发电技术是我们我国电力工业升级换代、缩小与发达我国技术与装备差距的新一代技术,超临界(超超临界)发电机组将是将来二三十年我们我国电力工业生产的主要机组形式进展超临界(超超临界)发电技术是目前在较短时间内形成我们我国电力工业供应新一代主体装备的力量、法律规范化地实现干净煤发电的最现实最快捷的途径随着我们我国国民经济的不断快速进展,对电力市场的需求愈来愈大,同时对环保和掌握污染排放的要求也愈来愈高,因此,乐观进展高效、节能、环保的超临界(超超临界)火力发电机组势在必行。