超超临界燃煤锅炉技术介绍
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超超临界锅炉汽水流程
超超临界锅炉(Ultra-Supercritical Boiler)是一种采用超超临界压力(蒸汽温度超过593℃,压力超过22.1MP a)工作的高效、环保的燃煤发电设备。
其汽水流程主要包括以下几个关键环节:
1. 给水系统:
原始的除盐水经过一系列处理后成为合格的高压给水。
给水泵将处理后的给水增压送入超超临界锅炉。
2. 预热阶段:
给水首先进入低温过热器,通过烟气余热加热至饱和温度或接近饱和温度。
然后进入高温过热器进一步加热,达到超临界状态(即温度和压力高于临界点),此时水已经转变为干饱和蒸汽。
3. 蒸发与再热阶段:
超临界状态下的水蒸气继续在蒸发器中吸收燃料燃烧
产生的热量,迅速蒸发并被加热到超超临界条件。
从蒸发器出来的高温高压蒸汽进入再热器,再次利用烟
气余热进行再热,提高蒸汽温度,以提高循环热效率和汽轮机的做功能力。
4. 汽轮机工作阶段:
高温高压的蒸汽随后进入汽轮机冲动级和反动级叶片,推动汽轮机转子旋转,进而带动发电机产生电能。
在汽轮机内部完成能量转换后,低压蒸汽会流回锅炉的冷凝器进行冷却和回收。
整个过程中,超超临界锅炉通过对给水的多级加热和蒸汽的多次膨胀做功,极大地提高了热效率和机组运行性能,同时减少了污染物排放。
600MW超临界机组总体介绍
首先,600MW超临界机组是一种燃煤发电机组,采用超临界锅炉及超
临界蒸汽参数运行。
其设计能力达到了600兆瓦,是一种大型的发电机组。
它采用了先进的燃煤发电技术,具有较高的发电效率,可以最大限度地利
用煤炭资源。
600MW超临界机组的核心设备是超临界锅炉。
它采用了高温高压的工质,将锅炉内的水蒸汽压力提高到临界值以上,使得蒸汽温度大幅度提高。
这种工艺使得机组的热效率得到提高,能耗减少。
同时,超临界锅炉还具
有较小的包容性和快速启停的特点,适合应对电网负荷波动和需求峰谷的
变化。
此外,600MW超临界机组还采用了先进的自动化控制系统。
通过实时
监测和分析各项参数,调整机组的工作状态,使其保持在最佳的工作状态。
这种自动化控制系统能够有效地提高机组的稳定性和可靠性,减少人工干
预的需求。
总的来说,600MW超临界机组是一种现代化、高效能的发电设备。
它
不仅具有高热效率和低耗能的特点,还具有较低的排放量和高度自动化的
控制系统。
这使得600MW超临界机组成为了目前燃煤发电的首选,为能源
供应提供了可靠支持,同时也对环境保护做出了贡献。
新型电力形势下锅炉新技术随着电力行业的快速发展,面临着以可再生能源为主导的新型电力形势。
在这种形势下,传统的燃煤锅炉面临着诸多挑战和限制。
为应对这一情况,锅炉新技术的研发和应用成为当务之急。
本文将介绍几种应对新型电力形势的锅炉新技术。
1. 高效低排放锅炉技术高效低排放锅炉技术是指利用先进的燃烧技术和烟气净化技术,实现锅炉燃烧过程中热能的高效利用,同时将燃烧产生的污染物控制在国家标准规定的范围内。
这种技术通过提高燃烧效率和降低排放浓度,实现了对新型电力形势的适应。
2. 低温循环流化床锅炉技术低温循环流化床锅炉技术是一种采用低温循环流化床燃烧技术的锅炉。
它利用石灰石等多种低质燃料,在低温条件下进行燃烧和烟气脱硫,不仅能够减少燃料消耗,还能够有效降低烟气中的二氧化硫和氮氧化物排放。
3. 超临界锅炉技术超临界锅炉技术是指锅炉工作在超临界状态下的一种技术。
它通过提高水/蒸汽的压力和温度,使燃料在锅炉内的燃烧更为完全,并且能够有效抑制氮氧化物的形成。
超临界锅炉技术具有高效性和低排放的特点,是适应新型电力形势的一种重要技术。
4. 燃气-蒸汽联合循环发电技术燃气-蒸汽联合循环发电技术将燃气轮机和蒸汽锅炉相结合,实现对燃气和蒸汽的高效利用。
这种技术以燃气轮机为主,通过余热锅炉收集燃气轮机排放的废热,再次进行发电。
燃气-蒸汽联合循环发电技术不仅能够提高发电效率,还能够降低温室气体排放,适应新型电力形势的要求。
5. 生物质锅炉技术生物质锅炉技术是利用农林废弃物、能源农作物和粉煤等生物质颗粒作为燃料进行燃烧的一种技术。
这种技术不仅可以减少对化石能源的依赖,还能够有效降低碳排放。
生物质锅炉技术在新型电力形势下具有较好的应用前景。
综上所述,新型电力形势下锅炉新技术的研发和应用对于实现高效利用和减排目标至关重要。
高效低排放锅炉技术、低温循环流化床锅炉技术、超临界锅炉技术、燃气-蒸汽联合循环发电技术和生物质锅炉技术等新技术的应用,将为电力行业迈向可持续发展提供有力支持。
1.工程热力学将水的临界状态点的参数定义为:22.115MPa,374.15℃。
当水蒸气参数值大于上述临界状态点的压力和温度时,则称其为超临界参数。
超超临界设定在蒸汽压力大于25MPa、或蒸汽温度高于593℃的范围。
2.提高机组热效率:提高蒸汽参数(压力、温度)、采用再热系统、增加再热次数。
3.常规亚临界机组参数为16.7MPa/538℃/538℃,发电效率约38%;超临界机组主汽压力一般为24MPa左右,主蒸汽和再热蒸汽温度为538—560℃,典型参数为24.1MPa/538℃/538℃,发电效率约41%;超超临界追压力25—31MPa及以上,主蒸汽和再热蒸汽温度为580—600℃及以上。
超临界机组热效率比亚临界机组的高2%—3%,超超临界机组的热效率比超临界机组高4%以上。
4.在超超临界机组参数条件下,主蒸汽压力提高1MPa,机组的热效率就可下降0.13—0.15%;主蒸汽温度每提高10℃,机组的热效率就可下降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%。
如果增加再热参数,采用二次再热,则其热耗率可下降1.4%—1.6%。
当压力低于30MPa时,机组热效率随压力的提高上升很快;当压力高于30MPa时,机组热效率随压力的提高上升幅度较小。
5.锅炉布置主要采用Ⅱ型布置、塔式布置、T型布置。
超超临界机组可采用四角单切圆塔式布置、墙式对冲塔式布置、单炉膛双切圆Ⅱ型布置及墙式对冲Ⅱ型布置。
Ⅱ型布置适用于切向燃烧方式和旋流对冲燃烧方式;塔式炉适用于切向燃烧方式和旋流对冲燃烧方式;T型布置适用于切向燃烧方式和旋流对冲燃烧方式。
6.水冷壁型式:变压运行超临界直流锅炉水冷壁:炉膛上部用垂直管,下部用螺旋管圈及内螺纹垂直管屏。
7.我国超超临界技术参数:一次再热、蒸汽参数(25—28)MPa/600℃/600℃,相应发电效率预计为44.63%—44.99%,发电煤耗率预计为275—273g/kWh。
超(超)临界锅炉的特点一、引言随着我国火力发电事业的快速发展和节能、环保要求的日趋严格,提高燃煤机组的容量与蒸汽参数,进一步降低煤耗是大势所趋。
在这个基础上,节约一次能源,加强环境保护,减少有害气体的排放,已越来越受到国内外的高度重视。
超超临界机组因其煤耗低,节约能源,我国已经把大幅度提高发电效率、加速发展洁净煤技术的超超临界机组作为我国可持续发展、节约能源、保护环境的重要措施。
尽管在同等蒸汽参数情况下,联合循环的效率比蒸汽循环的效率高10%左右,但是,由于PF-BC和IGCC尚处于试验或示范阶段,在技术上还存在许多不完善之处,而超临界技术已十分成熟,超超临界机组也已批量投运,且积累了良好的运行经验,国外已有一套完整而成熟的设计、制造技术。
因此,技术成熟的大容量超临界和超超临界机组将是我国清洁煤发电技术的主要发展方向,也是解决电力短缺、能源利用率低和环境污染严重等问题的最现实和最有效的途径。
超超临界压力锅炉的关键技术是多方面的,在材料的选择、水冷壁系统及其水动力安全性、受热面布置、再热系统汽温的调控等多方面均存在设计和制造上的高难技术。
二、超(超)临界锅炉的特点超临界机组区别与普通机组主要有以下特点:1、蒸汽参数的选择机组的蒸汽参数是决定机组热经济性的重要因素。
一般压力为16.6~31.0MPa、温度在535~600℃的范围内,压力每提高1MPa,机组的热效率上升0.18%~0.29%:新蒸汽温度或再热蒸汽温度每提高10℃,机组的热效率就提高0.25%~0.3%;因此提高蒸汽参数是提高机组热效率的重要途径。
目前超超临界与超临界的划分界限尚无国际统一的标准,下表列举了一些发达国家的典型机组的参数[1]。
现在常规的超临界机组采用的蒸汽参数为24.1MPa、538℃/566℃。
一般认为蒸汽压力大于25MPa,蒸汽温度高于580℃称为超超临界。
研究分析[2]指出对600/600℃这一温度等级,当主汽压力自25MPa升高到28MPa,锅炉岛和汽机岛的钢耗量将分别增加3.5%和2%。
1.不同状态的锅炉可以按照其主蒸汽压力不同而不同。
亚临界机组的典型参数为16.7MPa/538℃/538℃,其发电效率约为38%。
超临界机组的主蒸汽压力大于22.1MPa,主蒸汽和再热蒸汽温度为538~560℃;超临界机组的典型参数为24.1MPa/538℃/538℃,对应的发电效率约为41%。
超超临界机组的主蒸汽压力为25~31MPa,主蒸汽和再热蒸汽温度为580~610℃。
2.火电厂超超临界机组和超临界机组指的是锅炉内工质的压力。
锅炉内的工质都是水,水的临界压力是:22.115MPA 347.15℃;在这个压力和温度时,水和蒸汽的密度是相同的,就叫水的临界点,炉内工质压力低于这个压力就叫亚临界锅炉,大于这个压力就是超临界锅炉,炉内蒸汽温度不低于593℃或蒸汽压力不低于25MPa被称为超超临界。
超临界、超超临界火电机组具有显著的节能和改善环境的效果,超超临界机组与超临界机组相比,热效率要提高1.2%,一年就可节约6000吨优质煤。
未来火电建设将主要是发展高效率高参数的超临界(SC)和超超临界(USC)火电机组,它们在发达国家已得到广泛的研究和应用。
3.08年底目前,我国煤电机组平均发电煤耗为374 克/千瓦时,高于世界先进水平55 克煤,因此提高煤转化效率,节约煤炭资源,是未来煤电发展的重要目标,是实现煤电可持续发展的重要保障。
提高电厂煤炭利用效率的途径,主要是提高发电设备的蒸汽参数。
随着科技的进步,煤电的蒸汽参数已由超高压、亚临界、超临界发展到超超临界,发电净效率也由亚临界机组的38%提高到了超超临界机组的45%左右。
4. 哈锅最终选择了三菱重工业株式会社作为超超临界技术转让方并于2004 年9 月与三菱公司签订技术转让合同。
(1 )锅炉设计条件本锅炉设计条件是与华能玉环电厂1000MW超超临界燃煤锅炉技术规范书中提出的技术要求和国际上及我国燃煤电站的发展趋势一致的。
1.1 设计煤种设计煤种为内蒙神府东胜煤,校核煤种为山西晋北烟煤。
亚临界和超临界锅炉参数亚临界和超临界锅炉是现代燃煤发电厂中常用的锅炉类型。
它们具有高效率、低排放和经济性等优点,成为了能源领域的重要设备。
本文将从亚临界和超临界锅炉的参数方面进行介绍和比较。
一、亚临界锅炉参数亚临界锅炉是指锅炉工作压力和温度都低于临界点的一种锅炉。
其参数通常为:工作压力在16-24 MPa之间,工作温度在540-560摄氏度之间。
亚临界锅炉的主要特点如下:1. 转变点:亚临界锅炉的工作温度接近于水的临界点温度,因此存在液相和蒸汽两相共存的现象,转变点是指液相和蒸汽相变的温度。
2. 热效率:亚临界锅炉的热效率通常在35%左右,这主要是由于水的沸点限制了蒸汽温度,进而限制了热效率的提升。
3. 燃烧方式:亚临界锅炉采用的是传统的燃烧方式,即燃煤产生热能,再通过水管等传热设备将热能传递给水。
4. 环保性能:亚临界锅炉的环保性能相对较低,烟气中的二氧化硫、氮氧化物等污染物排放较高。
二、超临界锅炉参数超临界锅炉是指锅炉工作压力高于临界点的一种锅炉。
其参数通常为:工作压力在24-30 MPa之间,工作温度在560-620摄氏度之间。
超临界锅炉相较于亚临界锅炉具有以下特点:1. 转变点:超临界锅炉的工作温度高于水的临界点温度,因此不存在液相和蒸汽两相共存的现象,转变点消失。
2. 热效率:超临界锅炉的热效率相较于亚临界锅炉有所提升,可以达到40%以上。
这是因为超临界锅炉的高温高压条件下,蒸汽的热能更充分地释放出来。
3. 燃烧方式:超临界锅炉采用的是超临界循环技术,利用高温高压下的超临界水作为工质,不仅可以提高燃烧效率,还可以减少燃烧产生的污染物。
4. 环保性能:超临界锅炉的环保性能较亚临界锅炉更好,排放的二氧化硫、氮氧化物等污染物更少,符合现代环保要求。
三、亚临界和超临界锅炉的比较亚临界锅炉和超临界锅炉在参数上存在明显的区别,主要表现在工作压力和温度上。
超临界锅炉相较于亚临界锅炉具有更高的工作压力和温度,因此热效率更高,排放更少。
超超临界机组火电工作原理
超超临界机组火电工作原理:
超超临界机组是一种先进的火电发电技术,它利用高温高压状态下的水蒸汽来驱动涡轮机发电。
相较于传统的超临界机组,超超临界机组能够更高效地转化燃煤等化石燃料的能量,并减少温室气体排放。
超超临界机组的工作原理可以分为几个关键步骤:
1. 燃料燃烧:燃料(如煤炭)在锅炉内进行燃烧,产生高温的燃烧气体。
2. 锅炉加热:锅炉中设有一组管道和换热器,燃烧气体通过管道传导热量给水。
在高温高压下,水会变成超临界状态,即介于液态和气态之间,具有较高的密度和热导率。
3. 再热循环:超超临界机组会引入再热循环,将水分成两部分,其中一部分通过再热器再次加热,以提高蒸汽温度。
这样可以提高蒸汽的热能利用效率。
4. 涡轮机驱动:经过加热、蒸发和再热后的高温高压蒸汽被导入涡轮机,通过高速旋转的涡轮驱动发电机产生电能。
5. 冷凝回收:蒸汽通过涡轮机后变成湿蒸汽,并进入凝汽器。
在凝汽器中,冷凝器冷却剂(通常是冷水)与湿蒸汽接触,将湿蒸汽冷凝成液态水。
6. 冷水回收:冷凝器中冷却剂加热变成热水,热水再通过预热器回到锅炉,实现部分能量的回收和循环利用。
通过这一工作原理,超超临界机组能够高效地将化石燃料的能量转化为电能,并通过冷凝回收等手段减少热能的浪费,提高能源利用效率。
同时,由于采用了超超临界技术,它能够在相同发电量的情况下减少燃料的消耗,减少二氧化碳等温室气体的排放,具有较高的环保性能。
超超临界燃煤发电技术中文名称:超超临界燃煤发电技术英文名称:Ultra supercritical power generation (USPG)定义:燃煤电厂在高温运作时,采用先进的蒸汽循环以实现更高的热效率和比传统燃煤电厂更少的气体排放燃煤发电是通过产生高温高压的水蒸气来推动汽轮机发电的,蒸汽的温度和压力越高,发电的效率就越高。
在347.15摄氏度、22.115兆帕压力下,水蒸气的密度会增大到与液态水一样,这个条件叫做水的临界参数。
比这还高的参数叫做超临界参数。
温度和气压升高到600摄氏度、25―28兆帕这样的区间,就进入了超超临界的“境界”。
简介超超临界发电技术从热力学的角度上讲其本质还是超临界技术,只是日本人将蒸汽压力在26MPa以上的机组均划分为超超临界机组,由此得名。
1 我国发展超超临界机组的必要性按照国家制订的2020年电力发展规划,我国发电装机容量将从目前的4亿千瓦增加到2020年9亿千瓦,其中燃煤机组将达到5.8亿千瓦。
2003年,全国二氧化硫排放总量达到2100多万吨,其中燃煤电厂二氧化硫排放约占全国排放总量的46%。
我国酸雨pH值小于5.6的城市面积占全国的70.6%。
随着燃煤装机总量的增加,我国将面临严峻的经济与资源、环境与发展的挑战。
提高燃煤机组的效率、减少总用煤量、降低污染物排放是当前我国火电结构调整,实现可持续发展的重要任务。
目前我国电力工业装机中高效、清洁的火电机组比例偏低,结构性矛盾突出。
2002年,火电机组中30万千瓦及以上机组占41.7%,20万千瓦以下机组占42.5%,超临界机组只占2.38%。
洁净煤发电、核电、大型超(超)临界机组、大型燃气轮机技术开发、设备生产刚刚起步。
全国火电平均供电煤耗383g/kWh,比世界先进水平高出60g/kWh。
因此迫切需要在近期研制出新一代燃煤发电设备来装备电力工业。
新一代发电设备应具备可靠、大型、高效、清洁、投资低等性能;能够替代现有的300MW和600MW亚临界机组,成为装备电力工业的主流机型;同时国内设备制造企业经过努力后能够具备生产能力,能够形成规模生产和市场竞争局面。