高位布置汽轮发电机组施工技术研发与应用

<正>获奖情况：2022年中国安装协会科学技术进步奖一等奖一、成果研究背景煤炭在我国化石能源资源储量中占比超过90%,煤炭作为基础能源是由我国的基本国情和国际环境决定的。提高燃煤发电系统热端参数是提高燃煤电站效率最有效的技术手段之一。当机组蒸汽参数提高到700℃时,其发电效率可超过50%。因此700℃超超临界技术的开发应用对于实现煤炭的清洁高效利用具有重要的意义。     

煤质化验技术分析在火力电厂的重要性

火力发电工作是一个转换能量的工作,可以这样理解,电能生产工作,把具有燃烧发热能力的材料进行氧化,提出热能,再将其转移为动力,动力能最终形成电能,煤炭作为有效的发电供热能源当前还具有难以动摇的地位,通常火力发电厂要用到70%的成本燃煤。燃煤的稳定性会进而导致锅炉运行的稳定状态。最终能够对电厂的稳定性产生影响,为了提升活力发电可获得的价值,要从煤炭的节约,煤炭的分配开始,有助于提升锅炉与煤炭的吻合性,要注意煤炭和锅炉资源是有配比性的,如果二者不相吻合,会产生严重的隐患,所以应当控制好煤炭的质量稳定性。     

火力发电厂煤炭验收及管控研究

目前在我国发电行业主要以火力发电为主,火力发电需要大量的煤炭,所以做好煤炭的验收和管控不仅可以保证火力发电燃料的供应,还可以在很大程度上提高火力发电的效率和水平,加强对煤炭的验收和管控也可以在很大程度上减少不可再生资源对环境造成的影响。火力发电行业要想进一步实现经济效益就必须提升管理水平,从煤炭的供应子样采集、燃煤化验以及燃煤的质量验收等方面进行仔细研究,根据研究结果采取相关的措施。     

低温场景超临界CO2循环燃煤发电系统研究

超临界CO₂循环在低温场景下,循环终端温度降低,循环压比增大,可以与燃煤锅炉很好地匹配,组成高效的燃煤发电机组。根据气候和煤炭分布,我国北方煤炭基地(如蒙东、北疆)在冬、春季有长达4个月以上的低温条件,有利于构建高效的超临界CO₂燃煤发电机组。对于3～15℃的终温工况,对超临界CO₂循环发电机组进行热力计算,并对机组的经济和社会效益作初步分析。结果表明:初始参数620℃/30 MPa的超临界CO₂循环发电机组在9℃以下低温场景下,可获得48%以上的全厂净发电效率,高于二次再热超超临界汽轮发电机组。超临界CO₂循环燃煤发电可补充可再生能源发电在冬、春季的发电量缺口,并可通过“北电南送”实现北方煤炭资源的高效利用。     

650 ℃第三代超超临界锅炉管候选钢种的化学成分研究现状

据最新统计数据,截至2016年底,我国火力发电量占总发电量的71.60%,火力发电的装机容量占总发电装机容量的64.04%。在总发电量中,水力发电量占比不足20%,核能、风能和太阳能发电量之和占比不足10%,因此,火力发电仍然是我国电力能源的支柱。然而,随着人们环保意识的日益加强,低效率、高排放、重污染的传统发电技术已不能满足发电产业健康、可持续发展的需要。超超临界发电技术作为一种高效率、低排放、低污染的新型先进发电技术,其应用将日益广泛。在工程热力学中,水的临界点参数是22.115 MPa和374.15℃,在此参数之上为均匀的单相流体水,这种状态称为超临界状态,在此参数之上运行的机组称为超临界机组。超超临界在物理上并没有明确的对应参数点,对于超超临界机组,各国并没有统一的定义,国内普遍认为当蒸汽压力不小于27 MPa或温度不低于580℃时,即可称为超超临界机组。650℃超超临界技术是目前我国和世界发达国家竞相研究和发展的先进燃煤发电技术,其主蒸汽温度高达650℃、主蒸汽压力高达35MPa,该技术的关键是主蒸汽锅炉管用钢的研发,要求钢种能够承受650℃、35 MPa主蒸汽的高温、高压和腐蚀作用,其研究焦点集中在化学成分的设计上。目前日本和中国已分别独立开发出了各自的成分体系,并研制出了原型钢。日本国立物质材料研究所(简称NIMS)开发出了9Cr-3W-3CoVNbBN钢(代号为MARBN),日本新日铁住金公司开发出了9Cr-3W-3CoNdVNbBN钢(代号为SAVE12AD),我国钢铁研究总院和宝钢开发出了9Cr-2.8W-3CoCuVNbBN钢(代号为G115)。但以上三种钢的工艺性能和使用性能仍处于试验评价阶段,配套焊材和焊接技术也还在研发中。从世界范围看,650℃超超临界锅炉管已有多个不同成分体系的候选钢种,但不同钢种之间的成分差别较大,各开发者对不同化学元素作用的认识也不尽相同,究竟哪一种成分体系是最佳选择并没有明确的定论。本文综述了目前世界上关于650℃超超临界锅炉管候选钢种化学成分的研究现状,分析了钢中化学元素B、N、C、W、Ta、Nd、Co等的作用机理,阐述了化学元素对基体组织、碳化物和高温蠕变性能等的影响。针对650℃超超临界锅炉管用钢的关键技术瓶颈——配套焊材和焊接技术,从焊接性能的角度指出焊材化学成分设计应与管材基体化学成分有益配合,避免二者微量元素的不良结合引起焊接性能劣化,明确了焊材开发中应注意的问题。     

关于加快发展我国先进超超临界燃煤发电技术的战略思考

我国一次能源的结构特点决定了我国电力供应以燃煤发电为主的格局。为了推动燃煤发电的清洁、高效发展,电力工业大力开发并推广运用超超临界燃煤发电技术,优化了装机结构,推动了节能减排。实践证明发展先进燃煤发电技术是电力工业又好又快发展的重要保障。本文通过对我国超超临界燃煤发电技术研发的回顾,总结分析了该项目的成功经验。结合当前国情,并参考欧盟与美国先进超超临界技术的研究现状,提出了我国研发更高参数、更高效率的先进超超临界发电技术的发展思路和相关建议。     

“中巴经济走廊”大型火力电站投产发电

正近日,"中巴经济走廊"能源项目——巴基斯坦卡西姆港燃煤电站首台机组发电仪式隆重举行,这标志着该火力电站正式投产发电。卡西姆港燃煤电站项目位于巴基斯坦信德省卡拉奇市东南方约37公里的卡西姆港工业园内,总投资20.85亿美元,建设2台660MW超临界机组,建设工期36个月。两台机组将在2018年全部实现商业运行,年均上网发电     

超临界二氧化碳循环发电技术应用

超临界二氧化碳循环可应用于火力发电、核能发电、太阳能热发电等多种发电技术领域,作为新型的动力循环系统替代目前广泛使用的汽轮发电机组或燃气轮机发电机组。在进入商业化应用之前,需要对超临界二氧化碳循环技术在各种应用场景下的优势及其潜在的社会和经济效益进行探讨。通过分析超临界二氧化碳循环的特点和优势,探索其与化石能源、核能、太阳能、生物质能、余热等各种热源相结合的可行性,提出多种发电系统方案,可为今后超临界二氧化碳循环的商业化应用提供参考。随着超临界二氧化碳循环技术不断成熟,设备成本进一步降低,其系统简化、结构紧凑、效率高等优势将更加突显。     

水气浮力发电技术及其应用

介绍了一项新型电站能源装备技术---水气浮力发电技术,是利用压缩空气、管道天然气等压力气体做动力驱动水气浮轮机发电的新技术,与分布式能源技术结合形成环保无污染的节能、蓄能发电模式。本文详细地描述了水气浮力发电机的工作原理和特点;通过水气浮力发电机应用工程组成管道天然气或压缩空气蓄能-水气浮力发电联供系统的先进性分析,说明水气浮力发电技术产品竞争力及开发应用前景。     

刍议火力发电厂运煤转运系统粉尘治理措施

近几年来,为积极响应国家可持续发展战略的号召,水力发电作为一种相对环保的发电方式得到了大力发展,其他一些新兴能源业开始逐步运用到电力市场。但是,受我国煤炭资源丰富和水力发电技术的影响,现阶段,火力发电(thermal power thermoe lectricity power generation)在电力市场仍然占据不小的份额。火力发电主要是将煤炭,石油,天然气等材料燃烧时产生的热能通过动力装置转换成电能的一种发电方式。但是,煤炭,石油等化石燃料燃烧会释放大量二氧化碳,二氧化硫等有害气体,严重污染环境,据不完全统计,装机容量为2*600MW的燃煤电厂,每年消耗的煤炭总量高达300万吨,燃烧的煤炭释放的有害气体多达10万吨。因此,研究火力发电厂运煤转运粉尘处理系统存在的不足之处,提出相关的解决措施对改善火力发电厂污染具有重要作用。     

“电力煤质技术”专栏征文启事

<正>煤炭成本占整个火力发电成本的70%左右,电力用煤的煤质技术关乎电厂的安全、经济运行,多年来一直受到各方面的关注和重视,为有效促进燃煤发电行业科学、安全、洁净、高效用煤,《发电与空调》期刊计划从2015年开始增设"电力煤质技术"专栏,主要刊登燃料管理技术、煤质分析技术、煤炭掺配掺烧技术、煤炭深     

燃煤发电系统能源高效清洁利用的基础研究综述

能源在现代社会经济发展中的作用日益显著,我国的资源特性决定了燃煤发电将长期在我国能源体系中占据主导地位。大容量、高参数的燃煤发电系统是实现煤炭能源高效清洁利用最可行的技术途径之一,是确保国家电力供应的最主要方式。针对我国燃煤发电系统在能源结构变化及参数提高背景下面临的理论和技术双重需求,总结了高参数燃煤发电机组在关键单元、过程和系统耦合方面高效、清洁运行的新理论和新方法的研究进展,使燃煤发电机组能够在高效热功转换的同时实现污染物超低排放。     

海洋环境下钢材表面镀铝工艺的研究进展

钢材作为基础性结构材料被广泛应用于海洋工程领域,随着国家对海洋开发的支持力度不断加大,对应用于此环境下的钢材的需求也不断增加。但是,暴露于苛刻海洋环境下的钢材极易与周围的含氯、硫等介质发生反应而受到严重腐蚀,同时,潮汐、日照、溶解氧、微生物以及深海压力和热液带来的高温等环境条件也会加速钢材的腐蚀,严重影响海洋工程设施的服役安全、寿命以及可靠性。 因此,对钢材进行表面处理提高其耐腐蚀性能成为研究热点,其中涂层制备技术是最常用的腐蚀控制方法。铝及铝合金在腐蚀环境及高温氧化环境下表面可以形成一层致密的氧化膜,是一种常用的耐腐蚀涂层材料,通过不同工艺在钢材表面制备的铝涂层已达到了长效的防腐蚀效果。 目前,制备铝涂层的工艺主要有热浸镀法、电镀法、包埋渗铝法及热喷涂法等。热浸镀铝工艺因操作简单、成本低廉而被广泛应用于海洋平台、海洋码头、桥梁等海洋基础设施。电镀铝工艺制备的涂层厚度、组织、形貌可控,可以实现在微小零件上的精准沉积。新型绿色环保的离子液体体系的开发,在提高电镀效率和涂层质量的同时降低了对环境的污染。粉末包埋渗铝制备的涂层具有极高的抗高温氧化性能,被广泛应用于海洋油气开采工程。低温包埋渗铝工艺可避免传统渗铝工艺高温导致的钢材力学性能下降。此外,浆料渗铝以及气相渗铝等工艺的开发拓宽了渗铝工艺的应用领域。热喷涂工艺在海洋环境下应用最为广泛,所制备的铝涂层具有极高的耐腐蚀性能,其中火焰喷涂、电弧喷涂、冷喷涂等工艺能够实现新型防腐蚀铝涂层的设计与制备。 本文针对海洋环境下应用的钢材,详细介绍了在其表面镀铝工艺的研究进展,包括热浸镀、电镀、包埋渗铝和热喷涂等,并对不同镀铝工艺在海洋环境下的应用及发展方向做了展望。     

“电力煤质技术”专栏征文启事

<正>煤炭成本占整个火力发电成本的70%左右,电力用煤的煤质技术关乎电厂的安全、经济运行,多年来一直受到各方面的关注和重视,为有效促进燃煤发电行业科学、安全、洁净、高效用煤,《发电与空调》期刊计划从2015年开始增设"电力煤质技术"专栏,主要刊登燃料管理技术、煤质分析技术、煤炭掺配掺烧技术、煤炭深加工处理技术、煤炭科学研究、煤炭标准化实验室建设等领域的工作经验和最新研究成果。征文内容包括     

发展能源装备工程材料促进我国高效发电及核发电发展

能源装备工程材料是新材料产业发展中不可忽视的一类工程材料,我国这类材料的研究还基本处于空白,超临界、超超临界机组及核发电大型机组用材几乎都由国外进口.面对未来我国电力发展的需求,发展能源装备工程材料刻不容缓.我国发电装机容量将由目前的5亿kW发展到2020年的近10亿kW,火电机组在未来10～20年内仍将占据主导地位.我国火力发电单位煤耗和水耗均远高于发达国家.     

火力发电技术中清洁能源的分析

社会的发展以及经济的进步使得我国对于能源物质的要求越来越高,电力是社会最基础的能源物质。目前我国发电主要依赖于火力发电,虽然一些地方依赖于地势条件优势,建立了水力发电厂。但是大部分地区的电力生产仍旧为火力发电。而火力发电耗能较大,且会产生大量的废渣、废气、废水等,因而清洁火力发电能源的研发成为了目前火力发电厂技术研发的重点。本文主要针对当前的活力发电技术进行了分析,并针对一些清洁能源、技术展开了论述。     

“电力煤质技术”专栏征文启事

<正>煤炭成本占整个火力发电成本的70%左右,电力用煤的煤质技术关乎电厂的安全、经济运行,多年来一直受到各方面的关注和重视,为有效促进燃煤发电行业科学、安全、洁净、高效用煤,《发电与空调》期刊计划从2015年开始增设"电力煤质技术"专栏,主要刊登燃料管理技术、煤质分析技术、煤炭掺配掺烧技术、煤炭深加工处理技术、煤炭科学研究、煤炭标准化实验室建设等领域的工作经验和最新研究成果。征文内容包括:     

“电力煤质技术”专栏征文启事

<正>煤炭成本占整个火力发电成本的70%左右,电力用煤的煤质技术关乎电厂的安全、经济运行,多年来一直受到各方面的关注和重视,为有效促进燃煤发电行业科学、安全、洁净、高效用煤,《发电与空调》期刊计划从2015年开始增设"电力煤质技术"专栏,主要刊登燃料管理技术、煤质分析技术、煤炭掺配掺烧技术、煤炭深加工处理技术、煤炭科学研究、煤炭标准化实验室建设等领域的工作经验和最新研究成果。征文内容包括:     

“电力煤质技术”专栏征文启事

<正>煤炭成本占整个火力发电成本的70%左右,电力用煤的煤质技术关乎电厂的安全、经济运行,多年来一直受到各方面的关注和重视,为有效促进燃煤发电行业科学、安全、洁净、高效用煤,《发电与空调》期刊计划从2015年开始增设"电力煤质技术"专栏,主要刊登燃料管理技术、煤质分析技术、煤炭掺配掺烧技术、煤炭深加工处理技术、煤炭科学研究、煤炭标准化实验室建设等领域的工作经验和最新研究成果。征文内容包括:     

浅谈1000MW超超临界发电机组设计创新优化措施

当今世界经济的发展,对能源、环保的要求越来越高,火电建设也随之迎来了大好的发展形势,迫切需要提高发电效率,而建设大容量、高参数的超临界、超超临界1000MW容量等级的机组成为当今燃煤电厂的主流选择,1000MW超超临界机组也因此成为主导我国电源建设和发展的主力机型,因此有必要研究1000MW超超临界发电机组的设计创新的优化措施,从而促进火力电厂的繁荣与发展。介绍超超临界机组的内涵和“1000MW超超临界发电机组技术”的重要意义,重点论述1000MW超超临界发电机组设计创新优化措施。