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超超临界火电技艺研发遇新拐点

编辑:     文章来源:中国动力网     浏览次数:1553     发布时间:2015-08-06

“在推动超超临界火电技艺进步的征程上,材料性能、蒸汽温度、技艺经济性是三大关键要素。”在近日中国电力科学技术网进行的高温耐热钢新材料在超(超)临界机组应用技艺研讨会上,中国电力科学技术网CEO魏毓璞向记者暗示。

随着材料技艺的持续进步和热能动力理论的日臻健全,蒸汽的参数经历了低压、中压、高压、超高压、亚临界、超临界直至超超临界的发扬过程。随着动力清洁化的发扬请求日益迫切,日臻成熟的超超临界发电技艺正在全面登场,700摄氏度超超临界燃煤发电技艺研发进程积极推动,在凸现新拐点情况下攻坚克难。

将材料在更多电厂实行实验

“国外尤其是欧洲国家针对700摄氏度机组实行了较为深刻的科研,由于材料问题,示范机组的建设筹划被延后。”中国华能集团清洁动力技艺科研院副院长肖平在上述会议上先容。

“发扬超超临界机组最大的制约因素还是材料,是新型耐热钢。”华能玉环电厂金属监督专工熊伟在上述会议上向记者先容。熊伟所在的华能玉环电厂是我国首个超超临界百万机组电厂,截至此刻,首台机组运转时间近9年。

“新型耐热钢在百万机组中应用时间还比较短,还是处于摸索、健全阶段,运用阅历还是比较欠缺,各类大大小小的缺陷还是时有产生。新型耐热钢组合老化、性能劣化和氧化皮生长机理等规律尚不清楚,为保障电厂安全运转,需实行持续的跟踪科研。”魏毓璞谈道。

P92类材料是发扬超超临界机组的关键材料之一,业内专家期待尽快处置其存在的相干问题。针对材料硬度问题,中国国电集团专家周江谈道:“此刻在用的超超临界机组中大量存在P92类材料的硬度低于准则值的问题,严重制约锅炉的安全运转。”在使用温度方面,华电电科院材料技艺部主任张锦文暗示:“此刻国内外标准对于P92类材料的最高使用温度存在一定争议,国内特设规《锅炉安全技艺监察规程》限定其使用上限为630摄氏度,而ASME标准《锅炉及压力容器标准案例2013》推荐温度使用上限为649摄氏度。”“要建设高效超超临界火电机组锅炉,包管高温段过热器和再热器安全运转,需要寻找新材料以满足请求。新选择的材料应是综合性能优异、实验数据充分、国际准则认可且具有商业化业绩的奥氏体耐热钢。”山特维克大中华区管材业务总经理赵东华在接受记者采访时暗示。

据记者了解,近日经过全国锅炉压力容器准则化技艺委员会评审鉴定的山特维克Sanicro25钢,是瑞典山特维克企业研发的新型奥氏体耐热钢,可以应用于更高参数的超(超)临界锅炉的过热器和再热器。“如果工况能够继续提高到650、700摄氏度,Sanicro25将会有更大发挥空间。”西安热工科研院有限企业电站材料技艺部副总工程师周荣灿暗示。

“尽管发达国家在材料试验科研方面还在持续实行,但对工程的展开和投入远远还是未知数。”中国电力工程顾问美高梅在线登录网址副总工程师龙辉暗示,我国已经投入一定的资金开发了铁镍基合金,创议将其在更多的电厂实行实验,为工程应用创造条件。

650摄氏度火电技艺提议

“当前,距离700摄氏度超超临界机组建设和投运还有相当一段时间。在这段时间内,创议利用国内外已有的材料,开发科研650摄氏度左右超超临界机组。

这样不仅使机组造价大幅降低,而且为建设700摄氏度超超临界机组打好更深的基础,同时也可以在此刻基础上进一步降低煤耗。”龙辉创议。

近10年来,为进一步降低能耗和减少污染物排放,改善环境,我国常规火电技艺飞速向更高参数的超超临界的技艺方向发扬。相干资料显示,截至2018年6月,我国已投入运转的600摄氏度、100万千瓦超超临界机组达67台,其发扬速度、装机容量和机组数量均已跃居世界首位。

2018年,国家动力局组合成立了“国家700摄氏度超超临界燃煤发电技艺革新联盟”,并依据《“十二五”国家动力发扬规划》和《“十二五”动力科学技术发扬规划》设立了国家动力领域重点名目《国家700摄氏度超超临界燃煤发电关键技艺与设备研发及应用示范》。

主蒸汽管道是火电厂最重要的管道之一,先进超超临界机组的主蒸汽管道的运转温度达到700摄氏度,运转参数大幅度提高。“国内外相干设计标准都没有明确在700摄氏度如此高参数下主蒸汽管道设计温度和设计压力的计算方法,因此对于700摄氏度超超临界机组的主蒸汽管道设计参数的选取有必要实行探讨。”华东电力设计院副总工程师叶勇健在上述会议上提议。

据了解,国内700摄氏度超超临界技艺尚处于前期研发阶段,设备制造和系统布置方案尚未确定。针对此刻700摄氏度超超临界机组的科研现状,全国锅炉压力容器准则化技艺委员会委员张显提议:“距离700摄氏度技艺成熟及投入商业运转还有很长的路,此刻既能采用成熟技艺,又能提高电站经济性的办法,应为超超临界参数上采用二次再热技艺。”张显也认为,此刻比较稳妥地做法是先研发650摄氏度超超临界机组作为向700摄氏度进军的过渡。

二次再热机组经过采用两级蒸汽再热提高卡诺循环效率,以提高机组经济性。采用二次再热技艺以提高机组效率是一项从上世纪50年代就开始科研应用的技艺。

据不完全统计,全世界有约52台二次再热超(超)临界机组投入运转,美国、德国、日本、丹麦等国家均开发并投运了二次再热超(超)临界火电机组,其中34台为燃煤机组。在参数上达到超超临界机组参数的仅有1台。

“结合二次再热系统、紧凑型布置等技艺,把握超超临界二次再热机组相干系统、布置、设备、安装、运转的核心技艺,可形成我国自主开发、设计和制造超超临界二次再热机组的能力,为未来700摄氏度超超临界燃煤发电机组示范工程的开发建设打下坚实的基础。”龙辉暗示。

700摄氏度技艺前景可期

“700摄氏度超超临界燃煤机组是我国高效清洁煤电发电技艺的必然选择。

700摄氏度火电技艺在我国有光明的发扬前景。”肖平在上述会议上谈道。

中国华能集团清洁动力技艺科研院受国家动力局委托承担了我国首个700摄氏度试验平台建设及运转工作。据了解,该平台于2018年年底在华能南京电厂安装建成。截至此刻,试验平台已完成施工设计和材料与设备采购,正在实行生产制造,建成后将完成运转调试并展开材料及部件的长周期实炉挂片试验。“在平台试验成功的基础上,我国将适时展开700摄氏度示范机组建设。”肖平先容道。

“一次再热升级也好,二次再热也好,只是短期内超超临界发电技艺的改进,从长远来看,我国超超临界发电技艺要在700摄氏度上研发出成果,步伐要加快,力度要加大。”张显向记者暗示。

龙辉向记者先容:“700摄氏度、一次/二次再热超超临界机组效率均将提高至50%以上,与此刻600摄氏度、一次/二次再热超超临界发电机组相比,可进一步降低发电煤耗至少26克/千瓦时以上。”“从此刻把握的资料来看,综合技艺和经济两方面的原因,欧洲至少要在2018年以后展开700摄氏度超超临界工程示范。按相干剖析,欧洲一些国家,还有美国、日本,700摄氏度超超临界技艺商业运转最早也需要到2026年。”魏毓璞向记者先容。

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