方 聯,呼和哈達
(1.東北電力設計院,長春 130021;2.華能呼倫貝爾能源開發有限公司,內蒙古 呼倫貝爾 021008)
提高火電廠的發電效率,減少發電煤耗,從源頭上降低煙氣、污染物和二氧化碳排放的有效手段,是目前世界上高效清潔燃煤發電的發展方向。對于燃煤火力發電機組的熱力系統而言,可以采用2種手段提高機組的熱效率:提高蒸汽初參數,即提高朗肯循環的熱段平均溫度;優化汽輪發電機組機組熱力系統,通過增加回熱級數、增加再熱級數等手段,可提高機組的發電效率。由于熱力系統的優化受汽輪機和鍋爐本體結構的限制,因此建設1000 MW超超臨界二次再熱機組,提高蒸汽初參數是目前提高機組的熱效率主要方案。
對于一次再熱機組,由于低壓缸排汽濕度不能太高(一般不高于10%),使主蒸汽壓力的上升受到限制。通常,對于再熱蒸汽溫度不超過620℃的一次再熱機組,主蒸汽壓力不超過28MPa。然而,對于二次再熱機組,其低壓缸排汽濕度有所下降,這樣在相同再熱蒸汽溫度條件下,為主蒸汽壓力的提高創造條件。主蒸汽壓力大于27MPa后壓力升高1 MPa能降低熱耗0.1%,但是當壓力達到30 MPa以上時,壓力提高帶來的汽輪機效率的提高幅度越來越小,而壓力提高增加了鍋爐壓力部件、主蒸汽管道、給水管道、汽輪機高壓缸的設計壓力,帶來材料成本上升,尤其是耐高溫的熱強鋼的成本上升。
自1997年第一個百萬千瓦容量、標準結構高中低模塊組成的黑泵電廠2×874 MW機組投運以來,西門子公司已完成28~30 MPa超超臨界參數汽輪機3個不同尺寸的高中壓模塊系列的開發,已具備該壓力參數超超臨界汽輪發電機組產品的設計制造能力。……