超临界火力发电机组二次再热技术研究
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超超临界二次再热锅炉技术研究进展超超临界二次再热技术作为煤炭清洁高效利用技术备受关注。
本文介绍了二次再热技术的原理,分析了二次再热锅炉关键技术,并简要介绍了全球二次再热技术的应用情况,中国二次再热技术在机组容量及蒸汽参数等方面,处于世界领先地位。
标签:超超临界锅炉;二次再热;技术改造0 引言我国一次能源呈现“富煤、贫油、少气”的分布特点,煤炭处于我国能源结构的主导地位。
从统计数据来看,截止2016年末,我国发电装机容量16.5亿千瓦,其中燃煤机组装机容量9.5亿千瓦,占总装机容量的57.6%。
到2017年末,我国发电装机容量17.8亿千瓦,其中燃煤机组装机容量10.2亿千瓦,占总装机容量的57.3%。
虽然燃煤机组装机容量占比略有下降,但是装机容量依然增长了7.4%。
显然,我国电力生产中煤电依然处于重要地位。
因此,煤炭的清洁高效利用成为了主要发展趋势,其中超超临界二次再热技术作为目前切实可行的煤高效利用及节能减排发电技术,成为目前的研究热点。
1 二次再热技术简介二次再热技术是在常规一次再热基础上,锅炉增加了一级再热系统,汽轮机增加了超高压缸。
蒸汽在超高压缸中做功后进入锅炉进行一次再热,然后进入高压缸,在高压缸中做功后进入锅炉进行二次再热。
图1为二次再热的热力系统图。
图2为二次再热循环的T-S图。
如图所示,二次再热循环在原朗肯循环的基础上又加入了一级高参数的循环,相当于提高了循环的平均吸热温度,在平均放热温度不变的情况下,机组循环热效率提高。
文献[1]中指出,二次再热循环热效率比一次再热高1.5%-2%,CO2减排约3.6%。
此外,与一次再热机组相比,二次再热技术还可以提高汽轮机低压缸的排汽干度,有利于机组的安全运行。
2 二次再热锅炉关键技术二次再热机组的热力系统决定了二次再热锅炉与常规的一次再热锅炉有很大的不同,目前世界上发展二次再热技术锅炉的关键技术有以下几个方面。
2.1 蒸汽参数的合理选择对于二次再热机组,蒸汽参数的合理选取有利于提高机组效率,保障机组的安全运行。
国产超超临界二次再热机组汽温控制应用分析摘要:自国家“十二五”规划以来,中国能源发展的节能和环保政策日益严格,燃煤发电机组不断进行技术改造和创新发展。
近几年国内已开始应用二次再热技术,但运行项目较少、时间较短,仍处于摸索和总结阶段。
针对国内已投产的国产超超临界二次再热机组的汽温控制特点、策略以及投运效果进行了分析总结。
通过分析总结,能够对后续国产超超临界二次再热机组汽温调节的控制策略设计及优化应用具有一定的实际借鉴意义。
关键词:国产超超临界机组;二次再热;汽温控制;调节方式0.引言从20世纪50年代开始,美国、西欧、日本等国家和地区建造了一批二次再热发电机组,美国是世界上最早发展二次再热机组的国家之一,1957年美国的Philo NO.6号机组是世界上第一台超超临界机组,机组容量为125MW,蒸汽参数为31MPa/621℃/565℃/538℃,并采用了中间二次再热技术[1]。
随后从20世纪70年代开始,西德、丹麦、日本相继建成并投产一批二次再热机组。
采用二次再热技术的机组在国外已经投运几十年,是一个成熟技术,但由于二次再热机组系统结构复杂、投资造价等原因,1998年以后国外没有新投运的二次再热机组。
面对日益严格的国际节能减排形势,从进入21世纪第二个10年以来,国内外发电企业和主机制造企业不约而同地重新开展了二次再热机组的研发。
“欧盟、美国和日本的‘700摄氏度超超临界机组’计划的主机方案,无一例外地将二次再热机组作为主要技术路线。
据研究证明,在超超临界范围内,主汽温每升高10℃,机组热效率可升高0.25%~0.3%,再热汽温每升高10℃,机组热效率可升高0.3%左右[2]。
当温度达到650~720℃,压力超过30MPa时,二次再热机组可获得与IGCC(整体煤气化联合循环)发电技术相当的经济性[3]。
在相同蒸汽压力、温度参数时,二次再热机组比一次再热机组热效率提高2%~3%,对应CO2减排可达到约3.6%[4],因此二次再热机组的节能和减排效益十分显著,是一种可行的节能降耗、清洁环保的火力发电技术。
Vol. 48,No.2Mar., 2021第 48 卷第 2 期2021年3月华北电力大学学报Journal of North China Electric Power Universitydoi : 10. 3969/j. ISSN. 1007-2691. 2021. 02. 13超超临界二次再热机组不同调频方式特性比较研究荆雨田,段立强,田李果(华北电力大学能源动力与机械工程学院,北京102206)摘要:为保证电网安全平稳运行、平抑新能源对电网带来的冲击,火电机组需适应新环境,提高自身的调频灵活性。
使用Ebsilon 仿真软件对某660 MW 超超临界二次再热机组进行建模。
基于此模型分别研究高加旁路调频、补气阀调节、凝结水节流调频等不同方式调频特性,获得每种调频方式对于机组负荷及热经济性方面的影响规律。
并比较了三种调频方式各自的优劣点并进行排名,最后给出机组不同调频方式的使用建议,结果表明:机组负荷需求较高时采用高加大旁路;对于经济性要求较高时采用凝结水节流调频;对两者均有考虑时可选择1/2混合旁路或高加大旁路,在响应初期可打开补气阀做出最快反应。
关键词:二次再热;高加旁路调频;补气阀调节;凝结水节流调频中图分类号:TK37 文献标识码:A 文章编号:1007-2691 (2021) 02-0104-10Comparison of Ultra-supercritical Double ReheatingUnits under Different Frequency ModulationsJING Yutian , DUAN Liqiang , TIAN Liguo(School of Energy Power and Mechanical Engineering , North China Electric Power University , Beijing 102206, China)Abstract : To guarantee the stable operation and to smooth the new-energy-caused impact on power grid, coal-firedpower generation units need to adapt to the new environment and improve their frequency modulation flexibility. In thispaper, we use Ebsilon simulation software to model a 660 MW ultra-supercritical double reheating unit. Based on thismodel, the frequency modulation characteristics of different frequency modulation modes, such as high pressure feedingwater heater bypass frequency modulation, overload control valve adjustment and condensate throttle frequency modula tion, are studied respectively to obtain their effects on the unit load and thermal performance. Their advantages and dis advantages of these three kinds of frequency modulation methods are compared and ranked respectively. Finally, somevaluable suggestions for the use of the frequency modulation methods are given. The results show that: it is better to usethe whole high pressure feeding water heater bypass frequency modulation when the load demand for the unit is higher,to use the condensate throttling frequency modulation when the economic performance requirement is higher, and use 1/2 mixed high pressure feeding water heater bypass or the whole bypass when both the load demand and the economicperformance demand are considered. At the initial stage of response, it is suggested to open the overload control valve to realize the fastest response.Key words : double reheating ; high pressure feeding water heater bypass frequency modulation ; overload control valveadjustment ; condensate throttling frequency modulation0引言收稿日期:2020-08-24.基金项目:国家重点研发计划项目(20i7YFB0602i0i).近年来随着新能源开发规模不断增大,火电机组的整体占比及利用小时数有了明显的降低。
超超临界二次再热机组超高压内缸可靠性研究魏小龙;唐涛;王鑫;胥睿;王娟【摘要】Anyuan power generation set is the first double-reheat unit,which VHP barrel type inner casing made by Dongfang first works in such tough condition. This paper introduces the design feature of the VHP inner casing. The thermal stress of the VHP inner casing is deeply analyzed with the measured temperature data during the start-up and shut-down of the unit. It's proved that the de⁃sign and operation of Anyuan VHP inner casing is safe and reliable.%安源机组超高压内缸为公司首个二次再热机组筒形内缸,文章简述了超高压筒形缸设计特点,并结合机组运行过程中的实测温度数据,对机组启动运行及停机过程中筒形内缸的热应力进行了分析,验证了公司超超临界二次再热机组超高压筒形内缸设计、运行的安全可靠性。
【期刊名称】《东方汽轮机》【年(卷),期】2016(000)001【总页数】4页(P77-80)【关键词】筒形内缸;温度场;结构强度【作者】魏小龙;唐涛;王鑫;胥睿;王娟【作者单位】东方汽轮机有限公司,四川德阳,618000;东方汽轮机有限公司,四川德阳,618000;东方汽轮机有限公司,四川德阳,618000;东方汽轮机有限公司,四川德阳,618000;东方汽轮机有限公司,四川德阳,618000【正文语种】中文【中图分类】TK262提高蒸汽参数实现能源清洁化是汽轮机发展的必由之路。
第50卷第1期 熬力透年Vol . 50 No . 12021 年 03 月_________________________________________T H E R M A L T U R B I N E ___________________________________________Mar .2021文章编号:1672-5549(2021)01.021.4超超临界二次甬热机组机炉壬保护系统分析张天海,高爱民,汤可怡,肖新宇(江苏方天电力技术有限公司,南京211102)摘要:采用常规的热工保护系统已经不能满足二次再热机组的正常运行要求。
根据国内某660 M W 超超临界二次再热机组设备特点,对机炉主保护系统进行了详细的设计分析,主要包括主燃料硬件跳闸回路、主燃 料跳闸软逻辑以及汽轮机危急遮断保护回路等三个方面。
主燃料跳闸硬件保护设计为2套完全独立、相互冗 余的带电跳闸回路,可有效避免保护系统的拒动和误动。
主燃料跳闸软逻辑中修改了汽轮机跳闸和再热器保 护丧失等相关逻辑,满足了二次再热机组的保护需要。
对ETS 保护回路的超速保护、数据采集及处理和跳闸条件等方面都进行了改进,大大提高了系统可靠性。
所分析的内容可为二次再热机组热工保护系统设计和维 护提供参考。
关键词:二次再热;主燃料切除;危急跳闸中图分类号:TK267文献标志码:A doi : 10.13707/j. cnki. 31 -1922/tli. 2021.01.005Analysis of Main Protection System for Ultra-SupercriticalDouble Reheat UnitZHANG Tianhai # GAO Aijnin # TANG Keyi # XIAO Xinyu(Jiangsu Frontier Electric Technology Co. #Ltd. # Nanjing 211102# China )Abstract % For double reheat unit# conventional thermal protection system is unable to meet the normal operatingrequirements. According to the characteristics of a domestic 660 MW ultra-supercritical double reheat unit# the mainprotection system of boiler and unit including the main fuel trip hardware trip circuit# main fuel trip soft logic and emergency trip system protection circuit are analyzed in detail. The main fuel trip hardw two sets of completely independent and mutually redundant live trip circuits # so it can effectively prevent the protection system from r ejection and mis-operation. In main fuel trip soft logic# related logics such as steam turbine tripping and loss of reheater protection are modified to meet the protection needs of double rehea the ETS protection circuit are improved in terms of over-speed protection# acqui shutdown # etc. # t hus the system reliability has been greatly improved. The analyzed content can provide reference for the design and maintenance of the thermal protection system of double reheat unit.K e y words % double reheat & main fuel trip & emergency trip二次再热发电技术代表当前世界领先的发电 水平,是目前提高火电机组热效率的有效途 径[1>]。
关于超超临界二次再热机组再热汽温控制策略探讨发布时间:2021-08-03T06:54:50.517Z 来源:《电力设备》2021年第5期作者:谢晓辉[导读] 探究整体机组的再热汽温,对提高机组的安全性、稳定性与经济性等具有十分重要的作用。
(深能合和电力(河源)有限公司 517600)摘要:超超临界二次再热机组在实际运行中,需要综合考虑多种因素,才能提高机组的工作效率,降低再热汽温的偏差。
结合二次再热机组运行的基本现象及要求为基础,针对在运行过程中影响再热汽温偏差的主要因素进行分析,并提出了相应的优化措施。
关键词:超超临界;二次再热;汽温控制二次再热机组锅炉增加了一级再热器,系统的功能比较复杂,与同等级同发电容量的一次再热锅炉比,它的节能效率更高,而且二次再热机组的蒸汽参数也发生了变化,机组各个受热面吸热量匹配的难度更大,由于一、二次再热气温存在多种差异,探究整体机组的再热汽温,对提高机组的安全性、稳定性与经济性等具有十分重要的作用。
一、设备概述河源电厂二期锅炉是由东方锅炉厂设计制造的超超临界变压运行直流炉,二次中间再热、单炉膛、平衡通风、固态排渣、露天布置、全钢构架、全悬吊Π型炉。
锅炉燃烧方式为前后墙对冲燃烧,采用双层等离子点火系统,燃烧器采用东方锅炉设计的外浓内淡型第三代低NOX旋流煤粉燃烧器。
锅炉的设计煤种为神华神东煤,校核煤种1为印尼煤,校核煤种2为晋北烟煤,保证过热蒸汽出口压力为33.2MPa,出口温度为605℃;一次再热蒸汽出口压力为11.12MPa,出口温度为623℃,二次再热蒸汽出口压力为3.41MPa,出口温度为623℃,锅炉给水温度为314℃。
炉膛采用内螺纹管螺旋管圈+混合集箱+垂直管水冷壁,在锅炉的顶部沿烟气流动的方向设置有三级过热器、一/二次高温再热器,锅炉的尾部烟道为双竖井烟道,前烟道布置一次低温再热器,后烟道布置二次低温再热器,再热器出口布置有炉内省煤器及烟气挡板。
过热器为辐射对流式,再热器纯对流布置。
1000MW超超临界二次再热机组深度调峰技术探讨摘要随着科技不断进步,人们对各类资源的利用变得日益频繁,需求在不断增加。
在可再生能源的开发与利用过程中,国家对风电和水电的发展重视程度在的不断增加,这也造成电网的负载结构出现了明显的变化,电网在运行过程中所面临的负载差异明显增大。
因此,大型火力发电机组需要频繁进行深度调峰,而这一调峰过程所承受的压力在不断增加。
火电企业为了能够在激烈竞争的发电市场中占据更大的份额,需要满足电网的深度调峰需求,从而可以对机组的调峰能力进行提升,满足电网的安全调度以及正常运行的要求。
基于此,本文深入分析了1000MW超超临界二次再热机组深度调峰技术。
关键词 1000MW超超临界;二次再热机组;深度调峰技术一、深度调峰的相关概述在进行调峰之前,需详细分析不确定因素,深入了解各机组的实际调峰能力,准确把握调峰技术难点,制定合理的调峰计划,优化机组的实际调峰。
如有条件,可请相关专家实施实际调整。
一般情况下,进行深度调峰的方法主要包含:一是有效减少锅炉的热负荷,将干态转变为湿态,以使蒸汽和供水流量逐渐满足电力系统的需求。
超临界锅炉的设计要求最小水冷壁冷却工质流量为其额定蒸发量的30%。
在机组的启停过程中,干湿态转换一般控制在30%到35%的额定负荷范围内。
如果需要深度调峰的负荷超过35%的额定负荷,可以不进行湿态转换。
二是可采取保持锅炉最小燃烧负荷、启用高、中、低旁路等措施,从而能够减少蒸汽流量进入到汽轮机,有效减少机组的出力。
然而,频繁开关旁路阀可能导致阀门内部泄漏,同时在高负荷时也可能导致旁路阀后温度过高的情况。
因此,如何选择调峰方法还需根据具体机组情况来确定。
二、1000MW超超临界二次再热机组深度调峰技术1、深度调峰的操作过程为满足华东电力系统的需求,2016年2月,江苏省电力公司决定将句容发电厂1号机组列为直调电站。
该机组在负载超过400 MW时的可变负载速度达到每分钟15 MW。