1000MW超超临界燃煤机组二次再热技术现状及其市场前景分析

介绍了超超临界燃煤机组二次再热技术发展状况和关键技术问题,以1000MW容量火电机组为例对二次再热机组经济性进行了分析。二次再热技术能有效地提高火力发电机组的热效率并降低污染物排放,且目前的设备材料能够满足二次再热超超临界机组的安全运行要求。虽然二次再热技术相比一次再热机组存在结构复杂、运行操作难度大及初投资成本增加等问题,但是在国内环保标准提高和发电设备成本下降背景下,二次再热技术的节能减排和经济性优势将逐步体现,大容量超超临界二次再热机组将成为火电机组首选标的。     

超超临界二次再热煤粉锅炉NO_x分布数值模拟研究

二次再热技术代表当前世界领先发电技术,是目前提高火电机组热效率的有效途径。为研究超超临界二次再热煤粉锅炉NO_x分布规律并确定最佳燃尽风量,以某660 MW机组二次再热锅炉为研究对象,利用Smart Burn公司自主开发的煤燃烧传热及污染物排放过程专有子模型对某电厂直流燃烧二次再热锅炉进行了NO_x生成规律的数值模拟。     

浅谈再热汽温度控制系统

1 前言 在大型火力发电机组中，新蒸汽在汽轮机高压缸内膨胀做功后，需再送到锅炉再热器中加热升温，然后再送到汽轮机中、低压缸继续做功。采取蒸汽中间再热可以提高电厂循环热效率、降低汽轮机末端叶片的蒸汽湿度，减少汽耗等。为了提高电厂的热经济性，大型火力发电机组广泛采用了蒸汽中间再热技术。因此，再热器出口蒸汽温度的控制成为大型火力发电机组不可缺少的一个控制项目。     

一种超(超)临界二次再热机组汽温控制方案

超(超)临界二次再热燃煤发电机组锅炉汽温控制的品质,直接影响机组热效率及机组的安全稳定运行。本文结合某1000 MW超超临界二次再热燃煤发电机组工程,介绍了机组工艺系统概况。根据锅炉汽水系统的工艺配置情况,分析了主蒸汽、一次再热蒸汽、二次再热蒸汽温度的控制方式和控制要求,并重点介绍了一种超(超)临界机组直流锅炉基于过程物理机理的过热汽温控制策略设计方案。该方案结构简单,实现方便,可以尝试在二次再热机组主汽温控制中进行应用。     

二次再热超超临界锅炉研究与初步设计

与传统的一次再热机组相比,采用二次再热能够进一步提高机组的热效率,并满足机组低压缸最终排汽湿度的要求。开发更为高效环保和具有自主知识产权的二次再热超超临界锅炉是我国电力工业的重要发展方向。介绍了开发大容量超超临界二次再热发电机组的必要性,提出了锅炉设计的初步设想和方案,为填补我国在超超临界二次再热机组上的空白作出努力。     

超超临界二次再热锅炉热力计算系统的研发及工程应用

电站锅炉超超临界二次再热技术不仅能提高机组热效率、具有良好的环保效果,并且是一种较为高效、低污染的成熟燃煤发电技术。目前国内超超临界锅炉热力计算基本采用国外引进的“黑箱”式计算程序,专用性强,功能适应性窄。基于J2EE标准的多层架构体系,提出“统一汽水流程”迭代的超超临界二次再热锅炉机组热力性能分析计算的通用模型及总体算法,完成针对锅炉不同类型受热面布置及工质流程顺序的热力性能计算系统研发。同时,结合某台百万千瓦级超超临界二次再热锅炉热力校核计算的实际应用案例,验证本文模型算法的有效性。     

二次再热超临界机组热力系统的三系数线性分析法

由于采用二次再热和过热度跨级利用措施，当热力系统发生局部调整和变化时，二次再热超临界机组的锅炉吸热量、汽轮机功率及凝汽器放热量均会发生相应的复杂变化。为了简化二次再热超临界机组热力系统的节能分析，通过严格的数学分析，用吸热系数、作功系数及放热系数3个基本的加热器系统参数概括了纯热量吸入时锅炉吸热量、汽轮机功率及凝汽器放热量的变化规律，并在此基础上提出了二次再热超临界机组节能分析的通用线性法则。运用该法则不但可以方便、快捷、准确地计算出热力系统发生局部调整和变化时锅炉吸热量、汽轮机功率及凝汽器放热量的变化量，而且还可以进一步计算出此时机组汽耗率、煤耗率及循环热效率的相应变化，大大简化了二次再热超临界机组热力系统的节能分析和计算。     

超临界二氧化碳火力发电系统比较研究

利用Aspen plus对煤基超临界二氧化碳布雷顿循环分流再压缩常规、二次再热和多级压缩火力发电系统建立了工程化系统模型,并以600MW机组为基础,研究了在相同压缩分流系数、压缩机入/出口压力、再热透平入口压力、主压缩机入口温度、高压透平和再热透平入口温度对系统循环效率和回热器换热效率的影响并进行比较,总的来说,在该系统布置状态下,压缩机分流系数、压缩机入/出口压力与主压缩机入口温度对系统性能和回热器换热效率影响显著,其他因素影响并不明显。二次再热系统性能优于原始循环系统和多级压缩系统,二次再热系统能达到最佳的系统效率,多级压缩系统并未对系统效率有效提升。     

1000MW超超临界二次再热塔式锅炉过热器超温分析与对策

二次再热技术以其较高的热效率受到越来越多的关注,我国目前投产的二次再热机组数量较少,启动运行经验较为缺乏。以华能集团莱芜电厂1 000MW超超临界二次再热塔式锅炉为研究对象,介绍了锅炉在启动、燃烧、受热面布置及汽温调节方面的技术特点,针对过热器大面积超温问题,分析原因并提出了解决办法。经过调试,锅炉主要技术指标达到或接近于设计值,机组运行稳定,性能可靠。     

二次再热机组锅炉三段吹管技术研究

二次再热技术因其较高的热效率和较低的污染物排放正得到越来越广泛的应用。针对新机组的蒸汽吹管工艺亟待探讨,以二次再热超超临界660 MW锅炉为研究对象,在传统一段吹管、二段吹管方法的基础上,结合大容量超超临界二次再热锅炉受热面布置的实际,提出三阶段降压法蒸汽吹管工艺,较好地适应了新机组新技术的变化。实际靶板检验结果表明：斑痕数均少于5点,斑痕粒径均小于0.5 mm,完全符合国家规范要求,吹洗质量优良。提出并成功运用的三阶段降压法吹管工艺可为后续二次再热机组吹管提供实际参考。     

二次再热机组高效灵活发电创新理论与方法

为解决二次再热机组在频繁变负荷情况下经济性能偏低、灵活性较差等问题,研究了二次再热高效灵活发电创新理论和方法。基于单耗分析方法揭示了传统二次再热机组全工况能耗分布规律,并提出5种适应电网调峰要求的典型600 ℃等级及以上的先进二次再热超超临界燃煤发电系统,分别为集成回热式小汽机新型循环、机炉深度耦合集成新循环、采用新型CO₂工质的循环、带储能的二次再热循环系统以及太阳能热互补二次再热循环系统,阐述了各循环系统的集成思路、系统特点以及对提高机组经济性和灵活性的优势。结果表明：锅炉、汽轮机、回热加热器具有较大的节能潜力;优选的集成回热式汽轮机的二次再热循环系统发电效率比基准系统煤耗降低了2.15 g/（kW·h）;提出的采用机炉耦合技术的二次再热机组在THA工况下煤耗降低高达3.6 g/（kW·h）;采用CO₂工质的火电系统在变工况下依然具有较高的效率;带储能的二次再热循环系统具有较好的灵活性;太阳能热互补二次再热循环系统节能潜力显著,达到14.73 g/（kW·h）。     

二次再热超超临界机组控制策略的研究

与一次再热相比,超超临界机组采用二次再热技术能够进一步提高机组的热效率,从而节约一次能源,减少排放,保护环境。近年来随着超超临界机组设计、制造、运行等技术的提高,节能减排的需求和在一些地区投资性价比的优势促使包括中国的很多国家投入二次再热机组的开发和建设。结合国内开展的二次再热发电项目,分析二次再热机组控制策略与一次再热机组的主要差异,重点对汽温控制、协调控制、旁路控制功能设计进行了探讨。     

BEST技术用于超超临界二次再热机组的可行性分析

为降低二次再热发电机组的回热抽汽过热度，提高机组经济性，提出了采用背压抽汽汽轮机（BEST）的节能配置方案。通过介绍BEST技术在回热汽源、排汽走向、材料选用等方面的特点，详细阐述了采用BEST技术的二次再热发电机组在设计、制造、运行与控制中的技术难点，对BEST技术用于高参数二次再热发电机组的可行性进行了技术探讨和经济性分析。分析结果表明，采用BEST技术，单台机组初投资可减少约2 400万元，年利润可增加约4 500万元。     

1 000 MW二次再热火电机组主蒸汽温度控制策略及工程应用

以具有时变特性、大惯性和非线性的二次再热机组蒸汽温度受控对象为背景,结合超超临界直流锅炉特性,分析了过热器出口主蒸汽温度的变化机理,提出了基于改进型Smith预估补偿器实现的喷水减温控制系统。结合某1 000 MW超超临界二次再热塔式锅炉,给出了控制策略的设计要点。实践证明,该系统能有效解决超超临界二次再热机组主蒸汽温度控制的大延迟和大惯性问题,提高主蒸汽温度的动态控制品质,同时降低调试难度。     

当前我国燃煤火电机组降低CO2排放的途径

从我国的能源结构和CO2排放及气候变化的现实出发,分析了我国燃煤火电技术的发展方向,即在不可能短期内改变我国能源和电源结构的情况下,我国火电应当怎样应对减排CO2的压力和挑战。虽然现在正在开发的碳捕获和封存技术（carbon capture and storage,CCS）有可能达到CO2接近零排放,但在CCS技术能够得到大规模推广应用之前的一个相当长的时期,目前最可行、经济、可靠的燃煤机组CO2减排的途径是坚持“上大压小”政策大力发展大容量高效率超临界/超超临界机组,通过技术创新提高现有火电厂效率,提高现有600 ℃超超临界机组的净效率,开发先进的37.5 MPa/700 ℃/720 ℃/720 ℃双再热机组,将1 000~1 500 MW超超临界机组净效率提高至53%以上。     

一种链条炉粉煤复合燃烧增容节能改造方案

分析了SHL20-25/400型链条炉燃烧效率低及锅炉出力不够的原因,介绍了链条炉复合燃烧机理。通过对锅炉运行测试及热力计算,提出一种链条炉粉煤复合燃烧增容节能改造方案。通过适当增加汽水系统受热面积,改造制粉系统,能使锅炉出力及锅炉效率大幅度提高,具有明显的节能效果及经济效益。     

发电厂燃煤锅炉热效率在线监测技术与应用

从燃料燃烧的能量转换和守恒原理出发 ,对锅炉燃烧自动控制和锅炉热效率在线监测进行研究。用火焰参数代表燃料发热量信号和在线热效率信号 ,在不需要对风量和燃料精确测量的情况下 ,成功投入了燃烧自动控制系统 ,将锅炉热效率控制在最佳值 ,实现对锅炉热效率的实时在线监测。