国际700℃燃煤超超临界发电技术研发进展
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700℃超超临界燃煤发电机组发展情况概述(一)目前,在整个电网中,燃煤火力发电占70%左右,电力工业以燃煤发电为主的格局在很长一段时期内难以改变。
但是,燃煤发电在创造优质清洁电力的同时,又产生大量的排放污染。
为实现2008年G8(八国首脑高峰会议)确定的2050年CO2排放降低50%的目标,提高效率和降低排放的发电技术成为欧盟、日本和美国重点关注的领域。
洁净燃煤发电技有几种方法,如整体煤气化联合循环(IGCC)、增压流化床联合循环(PFBC)及超超临界技术(USC)。
目前,超超临界燃煤发电技术比较容易实现大规模产业化。
超超临界燃煤发电技术经过几十年的发展,目前已经是世界上先进、成熟达到商业化规模应用的洁净煤发电技术,在不少国家推广应用并取得了显著的节能和改善环境的效果。
据统计,目前全世界已投入运行的超临界及以上参数的发电机组大约有600余台,其中美国约有170台,日本和欧洲各约60台,俄罗斯及原东欧国家280余台。
目前发展700℃超超临界发电技术领先的国家主要是欧盟、日本和美国等。
700℃超超临界机组作为超超临界机组未来发展方向,本文对其发展情况进行概述,供参考。
一、概念燃煤发电机组是将煤燃烧产生的热能通过发电动力装置(电厂锅炉、汽轮机和发电机及其辅助装置等)转换成电能。
燃煤发电机组主要由燃烧系统(以锅炉为核心)、汽水系统(主要由各类泵、给水加热器、凝汽器、管道、水冷壁等组成)、发电系统(汽轮机、汽轮发电机)和控制系统等组成。
燃烧系统和汽水系统产生高温高压蒸汽,发电系统实现由热能、机械能到电能的转变,控制系统保证各系统安全、合理、经济运行。
燃煤发电机组运行过程中,锅炉内工质都是水,水的临界点压力为22.12MPa,温度374.15℃;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。
超临界机组是指主蒸汽压力大于水的临界压力22.12 MPa的机组,而亚临界机组是指主蒸汽压力低于这个临界压力的机组,通常出口压力在15.7~19.6 MPa。
700℃超超临界火力发电机组高温压力管道用材研究进展赵远;岳庚新【摘要】介绍了美国、日本及欧洲等国家700℃超超临界火力发电机组及压力管道高温用材的开发现状,并对目前国际上700℃超超临界火力发电机组较有竞争力的几种镍基合金候选材料进行了对比分析.结合我国在相关领域的研究情况,分析了目前我国700℃超超临界火力发电机组研究中存在的问题.指出Inconel 740H镍基合金的持久强度和抗腐蚀性能最好,但其焊接接头的高温长时性能研究尚不成熟,电站高温合金材料的选择和研发尚未完全解决,该问题仍将是世界各国的研究重点.%In this article, it introduced 700℃ ultra-supercritical coal-fired power unit of USA, Japan and Europe and other countries, as well as the development status of high temperature pressure pipe material. It also conducted comparative analysis for several competitive nickel-based alloys materials of 700 ℃ ultra-supercritical coal-fired power unit. Combined with research situation in the relevant field, it analyzed the existing problems in 700 ℃ ultra-supercritical coal-fired power unit in China. It pointed that the enduring strength and corrosion resistance of Inconel 740H nickel-based alloy are the best, but the high temperature long time performance research of its welded joint is immature, the selection, research and development of power station high temperature alloy material has not yet been completely solved, the problem will continue to be a research focus in various countries in the world.【期刊名称】《焊管》【年(卷),期】2016(039)009【总页数】5页(P26-29,33)【关键词】管道;700℃超超临界;A-USC;高温合金材料【作者】赵远;岳庚新【作者单位】天津诚信达金属检测技术有限公司, 天津 300384;天津诚信达金属检测技术有限公司, 天津 300384【正文语种】中文【中图分类】TG113.2随着国民经济的迅速发展,社会生活对电力的需求越来越大,而现代科技水平对绿色能源的开发远不能满足日益增长的能源需求。
能源技术革命创新行动计划(2016–2030年)能源是人类生存和文明发展的重要物质基础,我国已成为世界上最大的能源生产国和消费国,能源供应能力显著增强,技术装备水平明显提高。
同时,我们也面临着世界能源格局深度调整、全球应对气候变化行动加速、国家间技术竞争日益激烈、国经济进入新常态、资源环境制约不断强化等挑战。
为积极应对挑战,党中央、国务院审时度势,在中央财经领导小组第六次会议上作出了推动能源消费、供给、技术和体制革命,全方位加强国际合作的战略部署。
党的十八届五中全会进一步明确建设清洁低碳、安全高效的现代能源体系。
科技决定能源的未来,科技创造未来的能源。
能源技术创新在能源革命中起决定性作用,必须摆在能源发展全局的核心位置。
为贯彻落实党的十八届五中全会和中央财经领导小组第六次会议精神,围绕可能产生重大影响的革命性能源技术创新和对建设现代能源体系具有重要支撑作用的技术领域,明确今后一段时期我国能源技术创新的工作重点、主攻方向以及重点创新行动的时间表和路线图,特制订本行动计划。
【一】能源科技的发展形势1)世界能源科技发展趋势:当前,新一轮能源技术革命正在孕育兴起,新的能源科技成果不断涌现,正在并将持续改变世界能源格局:非常规油气勘探开发技术在北美率先取得突破,页岩气和致密油成为油气储量及产量新增长点,海洋油气勘探开发作业水深记录不断取得突破;主要国家均开展了700℃超超临界燃煤发电技术研发工作,整体煤气化联合循环技术、碳捕捉与封存技术、增压富氧燃烧等技术快速发展。
燃气轮机初温和效率进一步提高,H级机组已实现商业化,以氢为燃料的燃气轮机正在快速发展;三代核电技术逐渐成为新建机组主流技术,四代核电技术、小型模块式反应堆、先进核燃料及循环技术研发不断取得突破;风电技术发展将深海、高空风能开发提上日程,太阳能电池组件效率不断提高,光热发电技术开始规模化示,生物质能利用技术多元化发展;电网技术与信息技术融合不断深化,电气设备新材料技术得到广泛应用,部分储能技术已实现商业化应用。
700℃高效超超临界火力发电技术发展的概述徐炯;周一工【摘要】论述了700℃高效超超临界技术的发展状况,700℃高效超超临界技术在高效超超临界火力发电中的应用具有巨大的节能减排效益及市场前景,是极具竞争力的新一代装备.欧洲、日本和美国的高效超超临界计划均已大规模开展,并且取得了丰硕的成果.结合我国的国情,电力行业仍然以燃煤发电为主,并且具有丰富的超超临界机组设计运行经验,这些都使得我国发展高效超超临界技术具有更为重要的战略意义.同时,分析了我国发展700℃超高温技术的瓶颈,提出了合理的发展建议.【期刊名称】《上海电气技术》【年(卷),期】2012(005)002【总页数】5页(P50-54)【关键词】700℃高效超超临界;镍基耐热合金;奥氏体钢【作者】徐炯;周一工【作者单位】上海电气电站集团,上海201199;上海电气电站集团,上海201199【正文语种】中文【中图分类】TK229.2随着全球温室效应的日益加剧以及煤炭等化石燃料的日渐紧缺,如何进一步提高燃煤电站效率,减少二氧化碳(CO2)排放成为全社会越来越关注且亟待解决的问题。
火力发电行业目前面临两方面的压力,一方面市场竞争的加剧需要降低发电成本,提高发电效率;另一方面社会对全球环境问题日益关注,要求电厂降低二氧化硫(SO2)、氮氧化物(NOx)、CO2 等的排放,满足环保要求。
发展洁净煤发电技术是解决这些问题的关键,主要可以通过两个方法得以实现:其一是开发利用新的高效发电技术,如整体煤气化联合循环(Integrated Gasification Combined Cycle,IGCC)发电等;其二是基于常规的发电系统,提高机组的蒸汽参数,使机组达到超超临界(Ultra Supercritical,USC),发展高经济性、高效率的高参数大容量机组,到目前为止超超临界机组在国际上已相当普及。
提高机组参数成为常规燃煤电站增效减排的重要途径,也是燃煤发电技术创新和产业升级换代的主要方向[1]。
能源技术革命创新行动计划(2016–2030年)能源是人类生存和文明发展的重要物质基础,我国已成为世界上最大的能源生产国和消费国,能源供应能力显著增强,技术装备水平明显提高。
同时,我们也面临着世界能源格局深度调整、全球应对气候变化行动加速、国家间技术竞争日益激烈、国内经济进入新常态、资源环境制约不断强化等挑战。
为积极应对挑战,党中央、国务院审时度势,在中央财经领导小组第六次会议上作出了推动能源消费、供给、技术和体制革命,全方位加强国际合作的战略部署。
党的十八届五中全会进一步明确建设清洁低碳、安全高效的现代能源体系。
科技决定能源的未来,科技创造未来的能源。
能源技术创新在能源革命中起决定性作用,必须摆在能源发展全局的核心位置。
为贯彻落实党的十八届五中全会和中央财经领导小组第六次会议精神,围绕可能产生重大影响的革命性能源技术创新和对建设现代能源体系具有重要支撑作用的技术领域,明确今后一段时期我国能源技术创新的工作重点、主攻方向以及重点创新行动的时间表和路线图,特制订本行动计划。
【一】能源科技的发展形势1)世界能源科技发展趋势:当前,新一轮能源技术革命正在孕育兴起,新的能源科技成果不断涌现,正在并将持续改变世界能源格局:非常规油气勘探开发技术在北美率先取得突破,页岩气和致密油成为油气储量及产量新增长点,海洋油气勘探开发作业水深记录不断取得突破;主要国家均开展了700℃超超临界燃煤发电技术研发工作,整体煤气化联合循环技术、碳捕捉与封存技术、增压富氧燃烧等技术快速发展。
燃气轮机初温和效率进一步提高,H级机组已实现商业化,以氢为燃料的燃气轮机正在快速发展;三代核电技术逐渐成为新建机组主流技术,四代核电技术、小型模块式反应堆、先进核燃料及循环技术研发不断取得突破;风电技术发展将深海、高空风能开发提上日程,太阳能电池组件效率不断提高,光热发电技术开始规模化示范,生物质能利用技术多元化发展;电网技术与信息技术融合不断深化,电气设备新材料技术得到广泛应用,部分储能技术已实现商业化应用。
国家700℃超超临界燃煤发电技术卓有成效国家700℃超超临界燃煤发电技术研发计划正式启动以来,围绕联盟机制建设、课题组织和技术研发开展了卓有成效的工作,为全面展开和深入推进700℃研发计划打下了坚实基础。
目前,国家700℃超超临界燃煤发电技术创新联盟的组织架构和组成已基本确定。
通过联盟第一次理事会及技术委员会会议成立了联盟理事会,理事长由国家发改委副主任、国家能源局局长刘铁男担任,讨论通过了国家700℃超超临界燃煤发电技术创新联盟章程和技术委员会工作规则。
联盟理事会下设秘书处和技术委员会,经秘书处办公会讨论,细化和完善了秘书处组织体系和工作规则,建立了联盟内部文件流转体系;技术委员会下设置了系统及工程方案、锅炉、汽轮机和材料四个专项工作组,负责组织推进各项技术研发。
700℃计划研发工作成效显著。
一是通过广泛征求相关领域专家意见,确定了我国700℃计划研发技术路线和总体研发计划,并细化形成总体方案设计、耐热合金研发、关键部件研制、试验验证平台建设和示范工程建设五个分项计划,拟利用10年左右时间,全面掌握核心技术,建成我国700℃发电示范工程。
二是申报了“国家700℃超超临界燃煤发电关键技术与设备研发及应用示范”(国家能源局发布)和“700℃超超临界燃煤发电主要设备关键技术研究”(科技部发布)两个科研项目,其中国家能源局安排的项目已经签订合同,并拨付首批经费。
三是启动并有序推进耐热材料和机组初参数研究工作。
通过对700℃机组耐热材料的筛选、开发、评定和优化总体方案研究,划分了高温部件温度范围,初步确定了部分备选材料和耐热材料重点研发内容。
通过对我国700℃机组的初参数、容量和主要设备总体方案专题研讨,初步确定我国700℃计划示范机组容量采用600MW等级,压力和温度参数为35MPa/700℃/720℃,机组采用紧凑型布置,再热方式按照一次再热和二次再热两种方案开展研究,最终参数和方案将根据研究进展和技术经济论证确定。
大型火电厂超临界燃煤发电机组的技术研究彭海峰【摘要】近年来,随着人们对节约能源和环境保护意识的不断提高,许多工业逐渐从单一的建设经济模式转变成了可持续发展、节约资源与经济增长相结合的多元化经营。
在大型火电厂,超临界火力发电技术逐渐成了当下世界最先进、高效、完善的发电技术之一。
本文结合大型火电厂超临界燃煤发电机组对超临界火力发电技术进行了简单的介绍和研究。
【期刊名称】《黑龙江科技信息》【年(卷),期】2012(000)036【总页数】1页(P66-66)【关键词】火电厂;超临界燃煤发电机组;技术【作者】彭海峰【作者单位】浙江大唐国际海宁燃气热电项目筹备处,浙江海宁314400【正文语种】中文【中图分类】TM621.3随着1992年,联合国在环境与发展大会中,提出了“可持续发展是当代人类发展的主题”,我国电力工业也加入了国民经济可持续发展的先行工业之中。
煤炭作为我国蕴藏量最丰富的能源,其中40%主要用于发电,而我国火力发电厂的用煤灰分又比较高,据前几年相关数据统计高达28%左右,这造成了很大的能源浪费。
在火力发电厂中,当今引用最广泛的是超临界机组和超超临界机组。
它们取代了传统的小型发电机组,让火力发电进入了“超临界化”时代,这不仅是电力系统的新结构,同时也是电力发展的新道路。
1 超临界发电机组以及技术特性1.1 超临界发电机组超临界发电机组是指主蒸汽压力不小于24.2Mpa,主蒸汽温度和再热温度小于580度的火力发电机组。
温度大于580度的称为超超临界机组。
因为压力、温度的提高,超临界机组和同等容量的亚临界机组相比,机组效率明显提高2%,超超临界机组在超临界机组的基础上又提高了3%-4%。
之所以在全世界能广泛的被采用是因为它们具有明显高效、节能、减排的优势,具有非常高的可靠性、可用率和灵活性。
随着生活节奏的加快,燃煤电厂对于参数的要求越来越高。
我国超临界燃煤火力发电机组在国家“863”项目之后成立,基于国内特有的超临界火电机组工程,开展技术创新和科研,从而提高我国大型火电厂的发展。