1. 超超臨界機組(zu)是主要發(fa)展方向


  根據(ju)遲成宇等(deng)發表在《世界鋼鐵》期刊上(shang)的(de)論(lun)文,高(gao)壓機組和亞臨界機組等(deng)火電機組熱效率低(di)下,分別(bie)為33%和41.8%,不僅造成了煤炭資源的(de)大量消耗,同時(shi)大量有害氣體的(de)排(pai)放嚴重污染環境。


  通過(guo)對幾種(zhong)潔凈煤(mei)燃(ran)燒技術(shu)的(de)比較,例如超超臨(lin)界( USC) 、常壓循(xun)(xun)環流化床(chuang)燃(ran)燒( CFBC) 、整體煤(mei)氣(qi)化聯合循(xun)(xun)環( IGCC) 、增壓硫(liu)化床(chuang)聯合循(xun)(xun)環( PFBC) 等,從技術(shu)難度和(he)可(ke)行(xing)性(xing)方面來看(kan),超超臨(lin)界燃(ran)煤(mei)技術(shu)更適合我國的(de)情況,在(zai)技術(shu)方面具有可(ke)行(xing)性(xing)、成(cheng)熟(shu)性(xing)與穩定(ding)性(xing),可(ke)以在(zai)短期內迅(xun)速發(fa)展并產生規模效應。


  超(chao)超(chao)臨界技術(shu)在(zai)(zai)世界各國(guo)(guo)的現實(shi)運行當中也已(yi)經(jing)被證實(shi)是(shi)提(ti)高燃煤效率、降低發電成本、減少(shao)污染(ran)物排放的一種切實(shi)可行的方法,并(bing)已(yi)經(jing)在(zai)(zai)歐(ou)美及日本等發達國(guo)(guo)家得到了應(ying)用和推廣(guang)。因此大力發展大容量、高參數值的超(chao)超(chao)臨界燃煤技術(shu)已(yi)成為我(wo)國(guo)(guo)實(shi)現節能(neng)減排目(mu)標的一種重(zhong)要手段,也是(shi)我(wo)國(guo)(guo)火電機組的主要發展方向。


  結合國家發(fa)改(gai)委和國家能源(yuan)局2021年發(fa)布的(de)(de)《全國煤(mei)(mei)電(dian)(dian)(dian)機(ji)組改(gai)造升級實施(shi)方案》,要(yao)求新建非(fei)熱電(dian)(dian)(dian)聯產燃煤(mei)(mei)發(fa)電(dian)(dian)(dian)項(xiang)目原則上(shang)要(yao)采用(yong) 60 萬千(qian)瓦(wa)及以(yi)上(shang)超(chao)超(chao)臨界機(ji)組,且供(gong)電(dian)(dian)(dian)煤(mei)(mei)耗低于 270 克標(biao)準(zhun)(zhun)煤(mei)(mei)/千(qian)瓦(wa)時(shi);對(dui)(dui)供(gong)電(dian)(dian)(dian)煤(mei)(mei)耗在 300 克標(biao)準(zhun)(zhun)煤(mei)(mei)/千(qian)瓦(wa)時(shi)以(yi)上(shang)的(de)(de)煤(mei)(mei)電(dian)(dian)(dian)機(ji)組,要(yao)加快創造條件實施(shi)節能改(gai)造,對(dui)(dui)無法改(gai)造的(de)(de)機(ji)組逐步淘(tao)汰關停,并視(shi)情況將具(ju)備條件的(de)(de)轉為應急備用(yong)電(dian)(dian)(dian)源(yuan)。


  要(yao)求“十四(si)五”期間改造規模不低于3.5 億(yi)千(qian)瓦(wa),穩步推進 650℃等(deng)級超超臨(lin)界燃煤(mei)發電技術(shu)。由此(ci)可見,我(wo)國(guo)未來幾(ji)年火電特(te)別是(shi)煤(mei)電發展的(de)方向是(shi)超超臨(lin)界機組(zu)的(de)改造和新建,將帶動建設超超臨(lin)界機組(zu)的(de)產品需求。


2. 超超臨界鍋(guo)爐(lu)對管(guan)道的(de)性(xing)能要求更高(gao)


 根據(ju)張(zhang)書輝等(deng)發(fa)表在(zai)《新(xin)型工業化》期刊上的(de)論文《超(chao)超(chao)臨(lin)界鍋(guo)爐管道(dao)用(yong)鋼(gang)的(de)研究(jiu)現狀與發(fa)展趨勢》,超(chao)超(chao)臨(lin)界機組(zu)對(dui)于鍋(guo)爐、管道(dao)和壓(ya)力容器(qi)(qi)的(de)鋼(gang)材(cai)要(yao)求很高(gao),處于高(gao)壓(ya)高(gao)溫狀態(tai)的(de)蒸汽(qi)將(jiang)會先(xian)通過水冷壁,然后(hou)為過熱(re)器(qi)(qi)與再熱(re)器(qi)(qi)管,并且先(xian)后(hou)通過集熱(re)箱(xiang)與主(zhu)蒸汽(qi)管道(dao),在(zai)此過程中,其壓(ya)力與溫度(du)將(jiang)會不斷上升。為了確(que)保(bao)上述部件能夠安(an)全有效(xiao)地工作,應當采用(yong)高(gao)溫力學性能良好的(de)合金或是耐熱(re)鋼(gang),現在(zai)超(chao)超(chao)臨(lin)界鍋(guo)爐中采用(yong)的(de)鋼(gang)種有HR3C、 S30432、T91與T92等(deng)。


  過(guo)熱(re)器(qi)與再(zai)熱(re)器(qi)是鍋(guo)爐內工質溫度最高的部件。過(guo)熱(re)器(qi)主(zhu)要是將飽和蒸汽加熱(re)成過(guo)熱(re)蒸氣;再(zai)熱(re)器(qi)主(zhu)要用于(yu)將汽輪機高壓(ya)缸的排汽返回鍋(guo)爐再(zai)次加熱(re),然后(hou)再(zai)送到低壓(ya)缸膨(peng)脹做功(gong),使汽輪機末級葉(xie)片(pian)的蒸汽濕度控制(zhi)在(zai)允許范(fan)圍內。


  過熱(re)器與再(zai)熱(re)器分(fen)為對(dui)流式(shi)、屏(ping)式(shi)和(he)壁式(shi)。對(dui)流式(shi)過(再(zai))熱(re)器由(you)蛇(she)形管組(zu)成,布(bu)置(zhi)在鍋爐(lu)水平(ping)煙道或尾部(bu)豎(shu)井,吸收(shou)煙氣的(de)對(dui)流放熱(re)量;屏(ping)式(shi)過(再(zai))熱(re)器布(bu)置(zhi)在爐(lu)膛內部(bu),吸收(shou)爐(lu)膛輻射熱(re)量,減少煙氣擾(rao)動,減低熱(re)偏差,改善(shan)蒸汽氣溫(wen)(wen)特性(xing),又分(fen)為輻射式(shi)和(he)半輻射式(shi),分(fen)別布(bu)置(zhi)在爐(lu)膛上(shang)前部(bu)和(he)出口處;壁式(shi)過(再(zai))熱(re)器緊貼水冷壁或爐(lu)墻布(bu)置(zhi),也成為墻式(shi)過熱(re)器,常用于低溫(wen)(wen)段過(再(zai))熱(re)器。


  高溫積灰與高溫腐蝕的危害。煤灰中的堿金屬接觸到受熱面管壁時,堿金屬發生凝結,在高溫煙氣中氧化硫作用下,行成致密的白色堿金屬硫酸鹽積灰層,不僅降低了受熱面吸熱能力,增加管排間阻力,而且在高溫狀態下,半熔融狀態的硫酸鹽會與Fe2O3保護層發生反應行成復合硫酸鹽,對金屬產生強烈的化學腐蝕作用,從而影響機組運行,縮短設備使用壽命。


S30432耐熱不銹鋼是目前超超臨界電站鍋爐過熱器及再熱器最廣泛使用的商用奧氏體類耐熱鋼(gang)之一。


  它是在TP304H的(de)基礎上,通過降低Mn含量(liang)上限,加入約3%的(de)Cu、約0.45%的(de)Nb和一定量(liang)的(de)N,經過高溫軟化工(gong)藝及(ji)大變形量(liang)冷軋工(gong)藝處理(li),并在高于1150℃條件下固溶處理(li)后具有單一的(de)奧氏體組織(zhi),晶粒度(du)在7—8級以上。


  服役過程中在奧氏體晶內逐漸析出微細彌散的富銅相,會輔助產生極佳的強化作用,許用應力也會大幅提高。必要時,根據客戶要求可采用內壁噴丸技術來提高不(bu)銹鋼管材的抗蒸汽氧化能力,延長運行壽命。




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