提高汽轮机组运行效率的先进技术

在最近几年，由于金属材料的发展、软件的开发和叶片几何形状的改善以及先进生产工艺方法的推广，使得汽轮机组的运行效率得以稳步的提高。随着上述先进技术的实施，装有ABB汽轮机组电站的运行效率已超过了45％。目前ABB公司生产的汽轮机组其单机功率最大已达到了1000MW，其主蒸汽压力和温度分别为250～300巴和580℃、再热温度为600℃。实践证明该机组具有较高的经济性和可靠性，并能适应各种不同的运行要求。提高电站运行效率可以通过提高机组主蒸汽及再热蒸汽参数和采用高效率、低损失的叶片来达到。首先，在高温高压区域工作的零部件必须选用耐高温高压的材料，保证机组在设计主蒸汽和再热蒸汽条件下能够稳定可靠的运行。目前欧洲联合组织已经开发并鉴定了一种高性能的钢材料，在600℃温度下，该钢材料具有较好的蠕变性能，能够满足汽轮机关键零部件的要求。另外，可以对叶片型线及几何形状优化来提高机组运行效率。采用理论和试验相结合的方法，并借助于流体力学的分析技术进行模化计算和全尺寸试验验证设计效果。     

基于BEST系统超超临界1000 MW二次再热蒸汽机组的参数选取

为研究抽汽背压式汽轮机(BEST)系统超超临界1 000 MW二次再热蒸汽机组参数的选取,基于某电厂二期2×1 000 MW超超临界机组扩建项目,建立1 000 MW超超临界高效二次再热蒸汽机组的设计计算,使用EBSILON软件建立完整的热力系统模型,得出主蒸汽温度、再热蒸汽温度、主蒸汽压力、再热蒸汽压力和锅炉效率等参数对BEST系统的影响规律。研究结果表明：对于12级回热的BEST系统来说提高主蒸汽的温度比提高主蒸汽的压力更能提高系统的发电热效率;BEST系统最佳工况点的再热蒸汽压力是15.028 MPa/4.079 MPa;锅炉效率变化范围在85%～95%时,随着锅炉效率变化1%,系统发电热效率随之变化0.51%。     

二次中间再热机组设计新趋势

当四十和五十年代为寻求廉价的电力,迅速采用了中间再热循环系统,同时也提高了汽轮机入口的新蒸汽压力和蒸汽温度。超临界压力的一次和二次中间再热循环随即引起广泛的研究,认为中间再热可以提高机组效率。与此同时也引起了设计和运行方面的争议。具有蒸汽压力为4,500～5,000磅/英寸~2(317～352公斤/厘米~2),温度1150～1200°F(621～649℃)的几台先进的二次中间再热机组,早已投入运行作为广泛应用的基础。嗣后累积的运行经验以及其经济性能导致六     

过热蒸汽温度变化对锅炉经济和安全影响研究

在分析了电厂锅炉蒸汽温度的变化规律基础上,定量计算了过热蒸汽温度变化对机组经济性和安全性的影响。以300 MW燃煤电站锅炉计算表明:主蒸汽温度从535℃上升到565℃时,机组标准煤耗由341.20 g/kW.h下降到337.70 g/kW.h;主蒸汽温度在正常运行温度550℃基础上每天超温2小时,当超温1℃运行一年后机组主蒸汽管道平均理论寿命减少37 h,当超温15℃运行一年后机组主蒸汽管道平均理论寿命将减少1 183 h。     

亚临界机组蒸汽参数提升条件下回热抽汽参数优化设计

提高蒸汽初参数是提高机组热经济性的一个重要途径。以300 MW等级亚临界机组为例,当亚临界机组主蒸汽、再热蒸汽温度提升后,对现有加热器的换热能力进行计算分析,在充分发挥其换热能力的基础上,对回热抽汽参数进行优化设计,合理分配各段抽汽参数,避免了4台加热器的更换;就抽汽参数优化对汽轮机热耗率的影响进行了定量计算。通过回热抽汽参数优化设计,减少项目投资600余万元,降低汽轮机热耗率1.72‰。     

600MW亚临界汽轮机提温增效改造效果评价

针对某600 MW亚临界汽轮机在长期运行后,由于通流部分表面积垢,叶片侵蚀,中压隔板变形,汽封漏气增大等因素,造成的机组热耗增加、热效率降低、安全性能下降的问题,采用将主、再热蒸汽温度由535℃提升至566℃,更换汽轮机高中压缸及主、再热蒸汽管道,调整汽轮机轴封间隙等方法对机组进行提温增效节能改造,并对改造前后机组经济性进行对比和分析,改造后机组热耗值由8 351.12 kJ/(kW·h)下降至7 751.47 k J/(kW·h),供电煤耗由325.7 g/(kW·h)下降至300.7 g/(kW·h),改造节能效果明显。     

垃圾焚烧发电汽轮机热力性能优化

为了提高垃圾焚烧发电汽轮机的热力性能,在垃圾焚烧炉不再热、汽轮机进汽温度440℃的前提下,采用对比分析的方法,对汽轮机主蒸汽压力进行了优化。分析了主蒸汽压力、汽水分离器、汽水分离再热器对机组性能、末叶片水蚀的影响。结果表明:提高主蒸汽压力可以有效提高垃圾焚烧发电汽轮机实际循环热效率。当主蒸汽压力提高时,采用汽水分离器可以有效提高汽轮机排汽干度,防止末叶片水蚀,同时可以提高末叶片效率,提高实际循环热效率。采用汽水分离再热器可以使排汽湿度明显降低,使之低于汽水分离器方案,但是实际循环热效率比汽水分离器方案低。研究成果可为垃圾焚烧发电汽轮机热力性能优化提供参考。     

联合循环供热机组双压余热锅炉主蒸汽参数匹配研究

针对供热机组余热锅炉(heat recover steam generator,HRSG)主蒸汽参数匹配研究不足问题及提高联合循环机组经济效益,针对某燃机常用工况下的余热锅炉主蒸汽参数进行优化匹配。通过效益值对参数进行优化选取,并假设与同样条件下的纯凝汽轮机主蒸汽参数选取进行对比分析,观察供热对余热锅炉主蒸汽参数匹配的影响。结果表明:汽轮机类型不同,选取的主蒸汽参数也会有差异,两种汽轮机选取蒸汽压力参数的趋势类似,在一定范围内,低压蒸汽压力选取是越低越好,高压蒸汽压力选取越高越好;对于蒸汽温度参数的选取,纯凝汽轮机蒸汽温度选取是越高越好,供热汽轮机则是蒸汽温度选取越低越好;余热锅炉主蒸汽参数匹配结果显示,选取高压蒸汽压力6 MPa、高压蒸汽温度505℃、低压蒸汽压力0.5 MPa、低压蒸汽温度250℃,较于原设计参数重新匹配后的主蒸汽参数可使年化收益增加230多万元。     

新型沉降式电站锅炉系统的技术经济分析

针对大容量高参数机组锅炉出现的高度增加、管道增长及阻力损失增大等问题,提出一种新型沉降式电站锅炉设计,使汽轮机平台和锅炉过热器、再热器平台在同一水平面,从而大幅度缩短主蒸汽、再热蒸汽冷段和热段管道长度,对管道长度变化带来的阻力损失、机组热经济性及发电成本的变化进行了分析.结果表明:沉降式电站锅炉的管长明显缩短,当主蒸汽、再热蒸汽冷段和热段的管道长度均减少120m时,电厂热效率提高0.18%,煤耗率降低1.044g/(kW·h),管材初投资减少约6 500万元;以年利用小时取5 294h,煤价为600元/t计算,年节煤6 093t,节约燃料成本约366万元/a,降低发电成本0.28分/(kW·h).     

CPR1000堆型机组主蒸汽压力持续降低的原因及影响

CPR1000堆型机组运行1~3 a出现了主蒸汽压力持续降低现象,与大亚湾M310堆型机组投运初期主蒸汽压力上升或维持现象不同。从核岛蒸汽发生器热力性能、核岛热功率变化、汽轮机热力性能等方面,分析引起主蒸汽压力降低的潜在原因。通过收集某在役核电机组运行数据,分析主蒸汽压力持续降低对热力系统与设备、再热系统及机组功率的影响。经分析,CPR1000堆型机组主汽压力持续降低的主要原因是蒸汽发生器热力性能降低,主蒸汽压力在一定范围内降低对常规岛二回路热力系统及设备、机组功率基本没有影响,若超过规定范围,会影响汽轮机的安全运行。     

华能沁北电厂汽轮机调试与运行介绍

简单介绍了沁北电厂锅炉和汽轮发电机组的设备概况、主要技术规范、机组启动状态的划分、各种状态的启动曲线、启动方式、汽轮机冲转参数的确定以及冷态启动过程中碰到的问题和解决方法,最后介绍了新机组汽轮机的进汽方式对调节级叶片的影响和主蒸汽与再热蒸汽的温度和压力限值.     

超超临界参数下的蒸汽侧氧化行为

超超临界（USC）电站提供更高效率和更低排放,是美国能源部先进电力系统计划的目标。在美国,大部分现役燃煤电站的最高运行温度为538℃。然而,全世界新投运的超临界电站蒸汽温度高达620℃。现代先进电力系统的目标包括了煤电效率要达到60％,这需要蒸汽温度高达760℃。本研究调查了在USC系统使用的高级合金的蒸汽氧化作用,重点是高、中压汽轮机部件上使用的合金。本文给出了初步结果。     

国内首台623℃锅炉再热器设计特点及措施

介绍了国内首台623℃再热蒸汽温度USC锅炉再热器的设计特点,防止超温的措施及运行情况。623℃再热器出口温度是目前国内已投运的最高再热蒸汽温度锅炉,它的成功投运对电站超超临界机组的锅炉设计、制造、安装和运行具有示范和引领作用。     

1000MW超超临界塔式锅炉过热器、再热器管壁壁温超温分析与试验研究

某厂1号锅炉1 000 MW超超临界塔式锅炉,在投产后一直存在高温过热器和高温再热器局部管壁超温的问题,严重限制了主再热蒸汽温度的提高,使主蒸汽温度较设计值偏低约10℃,再热蒸汽温度偏低约25℃。针对该问题,通过优化运行氧量和SOFA风的配风方式,使主蒸汽温度提高了10℃,达到设计值要求,再热蒸汽温度提高了约15℃,同时高温过热器和高温再热器局部超温问题得到有效控制;受高温再热器受热面的布置和积灰等因素的影响,再热蒸汽温度较设计值仍偏低约10℃,这需要进一步分析研究。     

先进的具高出力的核电汽轮机

介绍了西门子设计制造先进大功率核电汽轮机的长期运行经验,并发展半速饱和蒸汽核电汽轮机,功率达1700MW,末级长叶片高度为1829mm,从设计、工艺、材料选择等方面论述了提高机组出力、提高机组效率、减少腐蚀的方法,其中包括套装叶轮设计、3DSTM叶片技术、高压透平和低压透平等。     

600MW级超超临界机组蒸汽参数优化

对600MW超超临界机组蒸汽参数的选择给出合理的建议,分析再热蒸汽温度提高后对主辅机选择、高温再热蒸汽管道、机组热经济性、建设周期的影响,现阶段建议蒸汽参数选为27MPa/600℃/610～620℃较为合适。     

某汽轮机再热蒸汽温度偏低运行安全及经济性分析

以某电厂国产早期型燃煤发电机组为例,对其参与电网深度调峰后出现的再热蒸汽温度低现象及其对机组安全性及经济性的影响进行了详细的论述及分析.基于汽轮机热力计算方法,对机组在深调负荷工况的排汽湿度进行了计算,结果表明,机组在90MW负荷工况、再热蒸汽温度470℃时,排汽湿度为3.7％,在安全范围之内.对再热蒸汽温度对机组运行...     

论余热锅炉型联合循环中双压再热式余热锅炉的特性与汽轮机特性的优化匹配问题

推导了双压再热式余热锅炉的排气温度tA2的计算关系式,并探讨了各种因素对tA2的影响,在此基础上研究了余热锅炉的当量效率ηh与汽轮机循环有效效率ηst之间的优化匹配关系。由此可以来优化选择汽轮机的主蒸汽、再热蒸汽和二次蒸汽的压力和温度参数。     

提高主再热汽温对600MW亚临界空冷机组运行特性的影响分析

针对亚临界空冷机组实际运行过程中煤耗偏高的问题,提出提高主再热蒸汽温度的改造方案,并以某典型600MW亚临界空冷机组为例,详细分析了主再热汽温变化对机组运行特性的影响,从热力学角度揭示了提高蒸汽初参数的经济性;在此基础上,又对机组在不同工况下初参数变化对能耗的影响进行了计算分析。研究结果表明:对于案例机组,在100%THA工况下,当将其主再热蒸汽温度由538℃提高至580℃时,机组的发电效率可提高0.61%,供电煤耗可降低4.73g/k Wh,节能效果显著。且随着负荷的降低,机组的热力性能还会进一步提高,当负荷在80%~40%THA工况变化时,提高初温后机组的供电煤耗可降低5.00~5.70g/k Wh。     

引进型300MW汽轮机主蒸汽及再热蒸汽国产化弯头性能试验及爆破试验

1 前言引进型300MW汽轮机主蒸汽和再热蒸汽管道弯头,材料均为10CrMo910(西屋牌号为PDS10325 PJ)。其中,主蒸汽管道弯头的工作温度为538℃,蒸汽压力为17.02MPa,弯头直径D=194mm,壁厚32mm,弯曲半径R=457mm(R=2,3D),成型后,允许减薄区厚度为≥28.6mm;再热蒸汽管道弯头的工作温度为538℃,蒸汽压