超超臨界1000MW鍋爐選型的幾個(gè)關(guān)鍵要點(diǎn)

【摘要】本文分析了超超臨界發(fā)電技術(shù)的發(fā)展歷程，著重分析了超超臨界1000MW鍋爐選型的關(guān)鍵要點(diǎn)。

【關(guān)鍵詞】超超臨界鍋爐；選型；關(guān)鍵要點(diǎn)

引言

目前較為先進(jìn)的燃煤發(fā)電技術(shù)主要發(fā)展方向是超臨界（SC）和超超臨界（USC）發(fā)電，同時(shí)這一技術(shù)也是常規(guī)的亞臨界發(fā)電技術(shù)的延續(xù)和發(fā)展，目前1000MW超超臨界機(jī)組的熱效率與整體煤氣化、增壓流化床等其他先進(jìn)的燃煤發(fā)電技術(shù)不相上下，并且在污染物方面的處理也漸趨符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，逐漸成為目前世界上最為可靠的先進(jìn)燃煤發(fā)電技術(shù)。

1.超超臨界發(fā)電技術(shù)的發(fā)展歷程概述

在國(guó)際上一般把主蒸汽壓力在28兆帕斯卡以上的，或主蒸汽和再熱蒸汽溫度大于等于580攝氏度的機(jī)組定義為超超臨界機(jī)組[1]。超超臨界發(fā)電技術(shù)發(fā)展至今已經(jīng)有較長(zhǎng)的歷史，自從上世紀(jì)五十年代起，英國(guó)、德國(guó)為代表的國(guó)家就已經(jīng)開(kāi)始了對(duì)超超臨界發(fā)電技術(shù)進(jìn)行了開(kāi)發(fā)和研究，而美國(guó)是世界上最早從事超超臨界發(fā)電技術(shù)研究和應(yīng)用的國(guó)家，并且率先建成投產(chǎn)了世界上第一臺(tái)超超臨界機(jī)組。此后美國(guó)在六十年代到七十年代僅僅十年的時(shí)間，投運(yùn)了百來(lái)臺(tái)超臨界機(jī)組，而俄羅斯在第一臺(tái)超臨界機(jī)組投運(yùn)之后，前期采用300MW以上的機(jī)組全部都采用了超超臨界參數(shù)，日本通過(guò)引進(jìn)先進(jìn)技術(shù)和對(duì)技術(shù)的不斷創(chuàng)新，極大的提升了超臨界設(shè)計(jì)水平和制造水平。

相比于發(fā)達(dá)國(guó)家，我國(guó)的超超臨界技術(shù)發(fā)展的較為緩慢，在上世紀(jì)末才引進(jìn)了第一臺(tái)600MW超臨界機(jī)組，經(jīng)過(guò)不斷的研究和創(chuàng)新，在二十一世紀(jì)初期投運(yùn)了我國(guó)自產(chǎn)的600MW超臨界機(jī)組，隨后我國(guó)研制出首臺(tái)1000MW超超臨界機(jī)組并投入到商業(yè)運(yùn)行中。目前我國(guó)對(duì)于1000MW超超臨界機(jī)組的建設(shè)正在不斷發(fā)展，并且已經(jīng)具備了生產(chǎn)能力，相信我國(guó)的超超臨界機(jī)組將會(huì)有更大的發(fā)展空間。

2.超超臨界1000MW鍋爐選型的關(guān)鍵要點(diǎn)分析

在超臨界壓力下，水蒸氣是單項(xiàng)工質(zhì)的，其熱傳特性比亞臨界壓力下的雙相工質(zhì)更加優(yōu)秀，但是需要注意的是較小的溫度變化會(huì)導(dǎo)致較大的焓值變化，也就是說(shuō)應(yīng)該要注意鍋爐運(yùn)行中需要加大對(duì)煤水比調(diào)整的注意，此外還應(yīng)該注意超超臨界機(jī)組一般都是采用定、滑、定這種運(yùn)行方式，這并不能夠避免在滑壓過(guò)程中進(jìn)入臨界點(diǎn)和亞臨界區(qū)域。那么就需要對(duì)超超臨界1000MW鍋爐選型的要點(diǎn)進(jìn)行分析，以促進(jìn)超超臨界機(jī)組的更好發(fā)展。

第一，對(duì)水冷壁系統(tǒng)進(jìn)行全面分析。目前世界上較為流行的超超臨界鍋爐水冷壁系統(tǒng)主要有螺旋管圈和垂直管圈這兩種，螺旋管圈和垂直管圈都能夠適應(yīng)超超臨界鍋爐的運(yùn)行需求，但是兩種形式又各有特點(diǎn)。螺旋管圈是圍繞爐膛上升的，對(duì)每一根管子在爐膛中的吸熱量基本上是相等的，爐膛內(nèi)熱的負(fù)荷的寬度、高度等方面的分布，基本上是不能夠影響爐膛中的吸熱量的，這就表明螺旋管圈的最大優(yōu)點(diǎn)就是能夠有效保證水冷壁出口的溫度均勻，并且進(jìn)口不需要設(shè)立節(jié)流圈[2]。垂直管圈是一次上升，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單質(zhì)量流速比螺旋管圈還要低，并且阻力小，在低負(fù)荷下有一定的自動(dòng)補(bǔ)償能力，無(wú)論在設(shè)計(jì)、制造還是后期的安裝等環(huán)節(jié)都是比較簡(jiǎn)單的。目前世界上這兩種管圈形式的鍋爐都存在并且都正常運(yùn)行，只是存在用戶的習(xí)慣問(wèn)題，在選擇管圈形式時(shí)要從鍋爐的整體來(lái)考慮，并且設(shè)計(jì)要方便后期的檢修工作。

第二，過(guò)熱器和再熱器系統(tǒng)。在某種程度上對(duì)于過(guò)熱器和再熱器系統(tǒng)的安全可靠性要求，要比水冷壁系統(tǒng)更高，對(duì)于超超臨界1000MW鍋爐而言，其主要高參數(shù)，它的主蒸汽和再熱蒸汽溫度到達(dá)了605攝氏度以上，而目前過(guò)熱器和再熱器的材料已經(jīng)達(dá)到金屬材料科技水平。也就是說(shuō)，在過(guò)熱器和再熱器系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方面，必須要做到謹(jǐn)慎周到，全面保證1000MW鍋爐的安全性。對(duì)于過(guò)熱器和再熱器系統(tǒng)的設(shè)計(jì)合理與否，主要是看其分級(jí)是否合理，要保證每級(jí)的焓增量適當(dāng)，中間是否有交叉混合，以及減溫噴水裝置是否合理等，只有保證這些方面的設(shè)計(jì)合理，才能夠保證超超臨界1000MW鍋爐能夠投入使用。

第三，燃燒設(shè)備。作為鍋爐的關(guān)鍵設(shè)備，燃燒設(shè)備對(duì)于燃燒器本身來(lái)說(shuō)，無(wú)論是直流型還是旋流型，在技術(shù)方面都已經(jīng)達(dá)到了一定的成熟，并且對(duì)于組織內(nèi)的良好燃燒和低負(fù)荷穩(wěn)燃等方面都不會(huì)有影響。對(duì)于燃燒設(shè)備的評(píng)判，還應(yīng)該將超超臨界1000MW鍋爐的整體考慮在內(nèi)，首先是對(duì)于煤種的適應(yīng)性，再有就是對(duì)于過(guò)熱器、再熱器系統(tǒng)偏差的可調(diào)性，當(dāng)然還應(yīng)該考慮到燃燒設(shè)備可靠的一二次風(fēng)速在線監(jiān)測(cè)裝置等其他設(shè)備。只有全面保證各設(shè)備符合標(biāo)準(zhǔn)，才能夠保證設(shè)計(jì)出來(lái)的燃燒設(shè)備的安全性。

第四，壁溫檢測(cè)。通過(guò)上文可以知曉過(guò)熱器和再熱器系統(tǒng)要保證設(shè)計(jì)優(yōu)良，那么在具體的運(yùn)行中進(jìn)行正確的監(jiān)視是必須的，首先是保證壁溫測(cè)點(diǎn)的布置合理，有一定的數(shù)量并且具有代表性，既能夠測(cè)量到最高壁溫，還能夠?qū)﹀仩t內(nèi)的管子進(jìn)行監(jiān)視。再有就是壁溫測(cè)量塊和管子的焊接要做好，必須要做到保溫，而最為重要的就是加裝可靠的壁溫在線監(jiān)測(cè)裝置，這對(duì)于超超臨界1000MW鍋爐的直流爐來(lái)說(shuō)是十分重要的。

此外，對(duì)于超超臨界1000MW鍋爐的選型還應(yīng)該注意到材質(zhì)和控制溫度，以及吹灰器等其他方面的設(shè)計(jì)，并且保證各個(gè)方面的設(shè)計(jì)符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，保證我國(guó)超超臨界1000MW鍋爐的選型準(zhǔn)確。

3.結(jié)語(yǔ)

綜上所述，對(duì)于超超臨界1000MW鍋爐的選型需要注意的關(guān)鍵點(diǎn)有很多，例如：水冷壁系統(tǒng)、過(guò)熱器和再熱器系統(tǒng)和燃燒設(shè)備等，必須要保證這些關(guān)鍵點(diǎn)的設(shè)計(jì)，才能夠保證超超臨界1000MW鍋爐能夠投入運(yùn)行。

參考文獻(xiàn)

[1]孫俊，張文，王振明.國(guó)產(chǎn)660MW超超臨界鍋爐燃燒器損壞原因分析及處理[J].廣西電業(yè)，2010（07）

[2]閆甲鵬.超臨界鍋爐與600KW超超臨界鍋爐結(jié)構(gòu)定量分析[J].黑龍江科技信息，2011（01）