1200MW级超超临界机组 情况介绍淮南矿业集团电力公司日? 一个惊人的数据? 我国2010年在建的百万千瓦火电机组达到 68台，百万千瓦火电机组总装机容量将高 达9200万千瓦！截至目前，我国投运的百 万千瓦超 超临界火电机组已有24台，总装 机容量为2400万千瓦，占火电装机总容量 的3.37%，平均供电煤耗为290克/千瓦时。
1 高参数机组发展概况2 1200MW级超超临界机组调研情况3 1200MW级机组主要
配套辅机情况4 主要结论1 高参数机组发展概况1.1 历史延革阶段 开始时间 代表 一 50年代 美、德 60年代后期 二 三 80年代 90年代 美（GE、西屋）日(东、日、三） 欧(西门子、阿尔斯通)参数 超超临界 超临界 超临界 超超临界备注 材料、水化学原 因可靠性差 新材料机炉改进 可靠性提高 材料更好 环保压力大超超临界 [28MPa、600℃主流参数，可靠性、可用率、灵活性与亚临界无差别】在节能减排压力和材料发展的支持下，已开始下一代超超临界机组技术的研究。1.2 各国超超临界 发电技术应用情况（1）美国 1300MW双轴机组电站 Cumberland1# 、2 # Amos3# Gavin1#、2 # 锅炉蒸 发量(t/h) 33 主汽压力 (MPa) 24.2 24.2 24.2 主/再汽温 (℃) 538/538 538/538 538/538 投运时间 3 1974、75Mountaineer1#R℃kport 1#、2 # Zimmer443324.224.2 25.2538/538538/538 538/53819801（2）其它发达国家&1000MW单轴机组电站名称机组容量 MW主汽压力 (MPa)主/再汽温 (℃)投运 时间国家科斯特罗姆#9 1200 [最大] 三隅 #1橘湾 #1 \2 尼德豪森 K Neurath #F Neurath #K Datteln Staudinger#623.5 24.525.0 26.5 26.0 26.0 27.5 27.5540/540 600/600600/610 576/599 600/605 538/538 596/619 598/61910 12俄国 日本德国100000 00（3） 我国已投产1000MW超超临界机组【28台－16】电厂名称 华能玉环 机组编号 #1～4机组 主汽压 力 MPa 26.25 主/再热 汽温 oC 600/600 主机厂 哈上上 热耗率kJ/kWh7316投产 时间 2006华电国际邹县国电泰州 国电北仑三期 国华宁海 华能海门#7\8机组#1\2机组 #6\7机组 #3\4机组 #1\2机组 #1\2机组2525 27 26.25 26.25 26.25 26.25 25600/600600/600 600/600 600/600 600/600 600/600东东东哈哈哈 上上上 东上上 上上上 上上上73542006申能外高桥三期 #7\8机组73282008国投北疆600/600 600/600上上上 哈哈哈大唐潮州三百门 #3\4机组（3） 我国已投产1000MW超超临界机组【28台－16】电厂名称机组编号主汽压力 主/再热汽 汽轮 MPa 温 oC 机厂热耗率kJ/kWh投产 时间 神华绥中二期 #3\4机组 中电投漕泾25 26.2526.25 26.25600/600 600/600东汽 上汽 7306#1\2机组#1\2机组华润彭城600/600600/600上汽上汽 均值734620102010华能金陵二期 #1\2机组（4） 国内目前部分在建1000MW级的超超临界机组参数名牌 主蒸 热耗率 主汽压力 功率 汽量 kJ/kWh MPa
26.25 主/再热 汽温℃ 600 600 汽机 厂商 上汽 上汽 签合同 日期 电厂名称 华润常熟神华徐州华能南通1000105026.2526.25 25 7327 25600600 600 600上汽上汽 东汽 东汽200810浙能嘉三 三吉利新密浙能六横00 29961.3 高参数机组的定义工程热力学“临界” 压力MPa(a ) 温度℃特点饱和水和饱和蒸汽不分,他们间 不再有汽、水共存的两相区水的临界状态 22.115超超 商业概念 临界 日 本 【USC]374.15表示发电机组具有比超临界更高的压力和温度。 压力大于24.2MPa(a)或温度达到593℃西门子公司丹 麦从材料的等级来区分超临界和超超临界机组【25～28MPa/600 ℃ /600 ℃ 已趋成熟】压力大于27.5MPa(a)蒸汽压力不小于28MPa(a)，和/或蒸汽温度不 中国 【GB/T754】 小于580℃先进超超临界 [AUSC] 蒸汽压力 不小于35MPa(a)，蒸汽温度不小于 700℃1.4 蒸汽压力、温度对机组效率的影响（1）主汽压力提高降低净热耗[边际效应是下降的] 18.5MPa提高到25.0MPa 2% 提高到30.0MPa 0.75%（2）主汽和再热蒸汽温度每提高10℃机组效率线性提高 主汽 0.30% 0.25% 一次再热汽 0.25% 0.15% 二次再热汽 -0.15%一次再热机组 二次再热机组1.5 几代超临界机组的效率对比分代/参数 入口蒸汽参数压力MPa(a) 温度℃主汽 管材净热 耗~7950净热耗下降 净值%机组净 效率(%)~42~44 ～46 ～46.4 ～48.5 52～55亚临界汽机超临界(第一代) 超超临界(二代)1200MW级[上电] 1300MW外四~17.024.2 25~27.0 28 28 37.5~540/540 P91540~566 580~600 600~610 600~620 700 镍基 合金基数300 600 691~3.8 ~7.6 ~8.7P9200 先进超超临界(三代)部分超（超）临界机组经济性举例电厂 项目 蒸汽参数 25.1 MPa,560℃ /560℃ 机组效率,% 投运年份 45.3 1992 丹麦 Vesk 电厂 407 MW法国 STAUDINGE 厂 550 MW德国 ROSTOCK 电厂 559 MW 韩国 500 MW 石洞口二厂 600 MW 日本松蒲电厂 1000 MW25 MPa,540℃ /560℃25 MPa,540℃ /560℃ 24 MPa,538℃ /538℃ 24.2 MPa,538℃ /566℃ 25.2 MPa,598℃ /596℃42.542.5 41 41.09 44 47 &45 &50 52-55 36.91992199498 15 1989丹麦 Nordjylland 电厂 410 MW 28.5 MPa,580℃ /580℃/580℃ 西门子设计 400-1000 MW 欧洲 Future Ⅰ 欧洲 Future Ⅱ 平圩电厂 600 MW(亚临界 ) 27.5 MPa,589℃ /600℃ 33.5 MPa,610℃ /630℃ 40.0 MPa,700℃/720℃ 17 MPa,537℃ /537℃超临界、超超临界机组定义水的临界压力：22.12 MPa， 临界温度：374.15 ℃ ? 常规的亚临界机组: 16.7MPa，温度为 538/538℃ ? 超临界机组：一般主汽压力24MPa及以上,主汽和 再热汽温度540-560℃ ? 超超临界机组：一般主汽压力28MPa及以上或主汽和再热汽温度580℃以上超临界机组发展概况从上个世纪50年代开始，世界上以 美国、前苏联和德国等为主的工业化国 家就已经开始了对超临界和超超临界发 电技术的研究。经过近半个世纪的不断 进步、完善和发展，目前超临界和超超 临界发电技术已经进入了成熟和商业化 运行的阶段。国外发展超超临界机组的概况? 1957年在美国投运第一台试验性超超临 界125MW机组（31MPa， 621/566/538℃）,1959年在美国投运第 二台超超临界325MW机组（34.4 MPa, 649/566/566℃）。单机容量最大为 1300MW。? 1953年前苏联首期5台超临界300MW机组 投运； 1967年和1968年相继投运500MW 和800MW机组 ，1981年单轴1200MW投运。 ? 日本、德国和丹麦相继于70和90年代迅 速发展超（超）临界机组,已成为当今世 界发展超超临界发电技术领先的国家。国外超临界机组概况国 家 美 国 首台机组 1957年 125MW 31.03MPa 621℃/565℃ /538℃ 概 况 总容量：世界第一，台 112898MW 主力机组500~800MW 参数：24MPa,538℃/538℃为主 蒸气参数最高：费城电力公司艾迪斯顿 电厂NO.1 机34.4MPa,649℃/566℃/566℃ 单机容量最大：9×1300MW（双轴） &300MW，几乎全为超临界机组 最大容量机组：1200MW（单轴） 台，占火电装机50% 主力机组 250MW~800MW 蒸气参数：25.2MPa,545℃/545℃ 1985年77台，占火电装机51% 蒸气参数：24.12MPa,538℃/566℃ 复合变压运行 &450MW， 全为超临界机组前苏联1953年 300MW日 本1967年 600MW超临界机组概况（续）国 家 韩 国 意大利 中 国 1992年 600MW 首台机组 12×500MW 概 况22×600MW现在运行与在建 (300MW,500MW,600MW，800MW，900MW) 石洞口电厂 2×600MW 南京、营口电厂 4×300MW 伊敏、盘山电厂 4×500M 绥中电厂 2×800MW 阜阳电厂 2×600MW 外高桥电厂 2×900MW 利港电厂 2×600MW 太仓电厂 2×600MW 沁北电厂 2×600MW（国产化示范） 玉环电厂800-1000MW（超超临界机组）我国现运行的超临界机组机 组 投运年 出力 P主汽 t主汽 t再热 备注MW石洞口二厂#1、2 bar242℃538℃566 ABBCE/SULZER华能南京电厂#1、2 华能营口电厂#1、2300 300250 250545 545545 545俄罗斯 俄罗斯绥中电厂#1、2华能伊敏电厂#1、2 盘山电厂#1、2 蓟县电厂#1、220005/96800500 500 500250250 250 250545545 545 545545545 545 545俄罗斯俄罗斯 俄罗斯 俄罗斯我国在建的超临界机组机 组 计划投产 出力 P主汽t主汽 ℃ 571 538 538 542t再热 ℃ 571 538 560 568备注年份MW 河南沁北电厂#1、2 上海石洞口二厂二期 上海外高桥电厂二期 福建华阳后石电厂 台山电厂#1、2 5 600 900 900 600 660bar 242 250 250 254国产化依托工程 阿尔斯通日本三菱重工超（超）临界机组的主要运行参数变迁时 间 70～80年代 90年代初 90年代末期
2005 ～ ～2010 压力（bar) 亚、超临界 250 275～290 300 ～310 320 ～350 350 ～ 400 温度（℃） 540～560 560 580～600 600 610 ～630 650 耐高温钢材 Mo或Cr-Mo X20CrMoV121 或T22 P91/T91 (9Cr1Mo) P92/T92 (CrMoW) T/P122 (CrMoWCuNb) 奥氏体钢中合金马氏体新钢种世界上超临界和超超临界发电技术的发展过程大 致可以分成三个阶段： 第一个阶段，是从上个世纪50年代开始，直至 80年代。起步参数就是超超临界参数，从60年 代后期开始美国超临界机组大规模发展时期所 采用的参数均降低到常规超临界参数。 第二个阶段，从上个世纪80年代初期开始。大大 提高了机组的经济性、可靠性、运行灵活性。 超临界机组的市场逐步转移到了欧洲及日本，涌 现出了一批新的超临界机组。 第三个阶段，从20世纪九十年代开始进入了新一 轮的发展阶段。在保证机组高可靠性、高可用 率的前提下采用更高的蒸汽温度和压力。第三阶段超超临界机组的技术发展具有以下三方 面的特点： l）蒸汽压力取得并不太高，多为25MPa左右， 而蒸汽温度取得相对较高，进汽温度均提高到 了580OC－600OC左右。 2）蒸汽压力和温度同时都取较高值（28MPa－ 30MPa，600℃左右），从而获得更高的效率。 主要以欧洲的技术发展为代表， 3）开发更大容量的超超临界机组以及百万等级 机组倾向于采用单轴方案。目前全世界己投入运行的超临界及以上 参数的发电机组大约有600多台。其中在美 国有170多台，日本和欧洲各约60台，俄罗 斯及原东欧国家280余台。目前发展超超临 界技术领先的国家主要是日本、德国和丹 麦等，世界范围内属于超超临界参数的机 组大约有60余台。结论： 早期（50年代末）以美国为代表，更注重提高 初压（30MPa或以上），并采用两次再热。使 结构与系统趋于复杂，运行控制难度趋于提高， 机组可用率下降。到80年代，又退回到超临界 参数。 中期（80年代末）日本由川越电厂 31MPa／ 566℃／566℃／566 ℃超超临界为代表，从引 进到自主开发，有步骤、有计划的发展。 近期（90年代始），日本压力调整为（24～25） MPa，温度由566℃／593 ℃稳步上升为600 ℃ ／600 ℃的发展方向，取得了显著的成功。德国等欧洲国家（丹麦除外）超超临界机组的压 力 在 （ 25 ～ 28 ） MPa 范 围 ， 温 度 也 上 升 为 580℃／600℃及600 ℃ ／600 ℃ 。 丹麦的超超临界机组追求技术上可能达到的最高 效率，压力接近30MPa，温度为580℃/580℃ ／600℃及580℃/600 ℃ 。 采用二次再热的超超临界机组，除了早期美国的 三台机组外，只有日本川越两台（1989年）和 丹麦的机组。 90年代中期以来，在建设大容量火力发电机组时 以追求机组的高效率为主要目标，在提高蒸汽 温度的同时，蒸汽压力也随之提高。锅炉布置型式按各公司传统，有Π 型布置及半塔 型布置。日本超临界锅炉全部采用Π 型布置， 德国、丹麦全部采用塔式布置。 燃烧方式按各公司传统，有切圆燃烧和对冲燃烧。 日本IHI、日立公司制造的超临界Π 型炉均采 用了前后墙对冲燃烧方式，三菱重工的锅炉燃 烧方式为单炉膛或双炉膛燃烧方式。欧洲燃烧 方式既有四角切圆燃烧，又有对冲燃烧，还有 个别的双切国燃烧和八角单切园燃烧。 水冷壁型式为垂直管屏和螺旋管圈二种型式共存。 美国早期为垂直管屏，欧洲为螺旋管圈；90年 代后，除日本三菱公司新开发了内螺纹垂直管 屏外，其余全部采用螺旋管圈。 ．1.6 国际“第三代超临界发电技术”的研究动态欧洲项目名称美国“AD760”超超 临界发电技术日本“A-USC”700℃级超 超临界发电技术中国国家700℃超超 临界燃煤发电 技术创新联盟 35MPa 700℃“AD700”先进超超 临界发电计划发 机组容量 展 主汽压力 目 标 主汽温度机组净效率 第一阶段 时 第二阶段 间 表 第三阶段 示范电厂500MW37.5MPa 705℃/720℃750MW37.9 MPa 732℃/760℃500MW35MPa 700℃/720℃50％45－47％46－4848－50％2011年 6月可研/材 机、 2008前材料方面 料基本性能/丹麦 炉材料研究 研究初步设计/材料验证/丹麦 部件 验证/德国 2013开始/德国4 年2007起机炉工 艺等深入研究 2016年完成高温 部件验证 尚未开展 2020年左右建成 十二五末开建1.7 国际用于高参数发电技术材料的研究动 态材料名称美国 德国/丹麦 日 三菱 本 东芝 住友 日立 镍基合金 (Haynes 230、Haynes 280, CCA 617, 和 Inconel 740) 镍基合金750、奥氏体钢 低膨胀镍基合金LTES700R IN625、TOSIX(改良617） Fe-Ni基合金HR6W FENIX700、USC800、USC141等多种镍基合金中国西安热工所在做P92试验,跟踪新材料的研究情况1.7 国际用于高参数发电技术材料的研究动 态美国试验图片【温度－压力曲线、焊接】超临界机组发展?世界第一台，1959年（美国） ，125MW， 31MPa, 621/566/566℃。 ?目前单机容量最大（美国）1300MW，26.5MPa, 538/538℃，共有六台，第一台1969投产。 ?目前参数最高的是（美国西屋公司制造） 325MW， 34.3MPa, 649/566/566℃，二次再热, 1959年 投产。 ?欧洲几大发电集团正合作攻关蒸汽温度为700 ℃ 的燃煤机组.2015达到40MPa/700/720℃超临界、超超临界机组的特点? 机组热效率高(与同容量亚临界火电机组比较， 超临界机组可提高效率2-2.5%，超超临界机组 可提高效率约5%,供电煤耗可降低到279g/Kw.h)， 可靠性好，环保指标先进； 可复合变压运行，调峰性能好；（1）在低负荷 时效率高；（2）具有良好的启动性能；（3） 具有良好的负荷适应性。 蒸汽压力高，蒸汽比容小，汽轮机叶片短，加之 级问压差大，影响内效率，因而超临界及超超临 界参数更适于大容量机组。? ?超临界机组关键技术a) ? ? ? a) b) c) ? ? ? ? 新钢种的研究开发 新钢种的开发与应用； 调峰运行问题； 材料的研究与国产化。 超临界压力锅炉的关键技术 超临界压力汽轮机的关键技术 其它关键技术 汽水化学工况； 辅助设备； 自动控制技术； 运行技术。能源局:700℃超超临界燃煤发电研发计划启动? 中国于6月２４日正式启动７００℃超超临 界燃煤发电技术研发计划。国家发展和改 革委员会副主任、国家能源局局长刘铁男 表示，能源行业要树立高度忧患意识，下 大力气推动科技创新和体制创新，实现能 源生产和利用方式的变革，合理控制能源 消费总量。 ??国家能源局２４日组织召开了国家７００℃超 超临界燃煤发电技术创新联盟第一次理事会和技 术委员会会议。刘铁男在会议上指出，发展７０ ０℃超超临界发电技术，可有效提高火电机组效 率、降低发电煤耗和减少污染物排放，是优化调 整以煤为主电力结构的重要举措，是实现中国煤 炭资源清洁高效利用、深入推进节能减排的要求， 也是国家能源战略的重要内容，要通过７００℃ 发电技术的研发和示范，提高中国关键能源技术 和装备的自主化水平。?据介绍，７００℃超超临界燃煤发电技术创新 联盟的宗旨是，通过对７００℃超超临界燃煤发 电技术的研究，有效整合各方资源，共同攻克技 术难题，提高中国超超临界机组的技术水平，实 现７００℃超超临界燃煤发电技术的自主化，带 动国内相关产业的发展，为电力行业的节能减排 开辟新路径。 ? 中国超临界和超超临界发电技术比发达国家 起步晚了十年，但通过立足自主开发，目前６０ ０℃超超临界发电技术水平和建成的机组都占据 世界首位。与６００℃超超临界发电技术相比， ７００℃超超临界燃煤发电技术的供电效率将提 高４８％至５０％，煤耗可再降低４０至５０克， 二氧化碳排放将减少１４％。2 1200MW级超超临界机组调研情况2.1 我国发电公司近期发电技术目标集团华能依托工程[参加攻关单位]太仓[上电+西热＋华东院]机组容量 阶段1260MW 可研申能 外四【 华东院、汽机－西门子、锅炉－上锅、 1300MW 初可STEINMULLER、阿尔斯通等】华电 国电 大唐 协鑫邹县四期 泰州二期 吕四二期 太仓[2010年 4月通过初可审查]1200MW 初可 1300MW 初可 1200MW 初可 1260MW 可研? 日上午，1200MW超超临界燃煤发电机组示 范工程项目合作意向书签字仪式在太仓港协鑫发电有限公 司举行。这也是国内首台1200MW超超临界燃煤发电机组， 届时上海电气电站集团将申报国家级科技攻关项目或国家 示范工程。 华电江苏分公司于日在如皋市举行江苏华电 如皋电厂2×1200MW超超临界燃煤机组一期工程初可研 报告内部审查会。江苏华电如皋电厂项目采用世界最先进 的超超临界燃煤发电技术，单机容量1200MW，目前国内 尚无此超大规模机组。华电集团将按照国家“上大压小” 政策，调配全公司资源，推动项目前期工作进程。2.2参 数 / 项我国1200MW级超超临界机组技术路线对比目 近期拟建项目 华能太仓 引进技术上 扩大使用范围 P92 申能外四 进一步研发[双轴两次再热]已建项目 外三 华能金陵 上电引进 西门子技术 P92100027/600技术路线 耐高温材料机组容量主汽参数（MW）Mpa/℃126028/600/620130028/600/610/620103026.25/600汽轮机保证热耗(kj/kwh)7233694773207318机组净效率(%)锅炉保证效率(LHV)(%) 机组发电煤耗（g/kW.h）厂用电率（%）机组供电煤耗（g/kW.h）46.6 94.5 265.1 3.5 274.748.5 94.5 253.7 3 261.4545.7 93.6 269.2 4.7 282.745.8 94 268.3 4.3 280.42.2申能外四方案: ? ? ?我国1200MW级超超临界机组技术路线对比采用多项专利技术、参与的国内外单位多，介入门槛高； 汽机高低位布置、用足P92，技术难度大风险高； 两次再热、主机研发，工程造价增加较多；? 目前处在产品初步开发阶段；该方案用于本 项目有一定难度。 以下重点介绍立足国产1200MW机组的华能太 仓方案2.3 汽轮机厂的技术储备情况(1) 汽轮机厂MW机组技术路线对比上汽[1260MW太仓] 技术 采用西门子模块式 路线 汽轮机技术(2006 年转让) 优化 高压缸H80替H75 内容 中压缸I70替I60 低压缸加一个N3010 汽缸 五缸、六排汽 1200MW 哈汽 MW 在引进和消化东芝1000MW机组技术 基础上自主研发 利用第二代超临界耐高温材料――P92 高/中压缸调整通 流面积;低压缸不 变,采用1200mm 末级叶片 反动式通流结构, 电磁、通风、机 高/中压缸双分流 械等计算研究改 结构,采用1300mm 进 末级叶片 四缸、四排汽东汽1200MW邹县 在引进日立 1000MW机组技 术基础上改进四缸、四排汽2.3 汽轮机厂的技术储备情况(2) 汽轮机厂MW机组技术路线对比上汽[1260MW太仓] 优点 1 、对1200MW机组研 究早、程度深，技术相 对成熟、先进。无新开 发性的产品设计的风险。 2、整体发运、12年大修 间隔，机组安装、维护 方便。 3、外型尺寸小利于布置 缺点 1、汽缸多，可能投资成 本最大 2、连续最大出力最小 1200MW 哈汽 MW东汽1200MW邹县连续最大出力最 热耗最低，运行经 大 济效益好1、运行热耗最大，经济效益 差 2、自主研发解决问题较多， 运行安全可靠性有待验证通过吸收消化，自 主研发解决问题较 多，运行安全可靠 性有待验证(3)1200MW级汽轮机参数对比表外三上汽 600 610 3230东汽 605 610 3252哈汽1100MW/1300MW 600 600 50单、双、双 40× 10.1×7.5THA工况出力MW 最大连续出力MW 额定主蒸汽压力MPa 额定主蒸汽温度℃ 额定再热蒸汽进口温度℃ 主蒸汽额定进汽量t/h 600 60000 7340双、双、双 40× 13.5×7.5最大进汽量t/h低压末级叶片长度mm 热耗(THA)kJ/kW.h 分流型式(高、中、低压缸)295573203482单、双、双 35.3× 8.9×7.636927246单、双、双 38.5× 9.1×7.71219( 48”) 1219(48”)机组外型尺寸（长、宽、 29X10.4 X 7.75 高） m（3）上汽技术特点: 5缸6排汽,6个轴承,在德国有业绩。 1200MW 高压缸 中压缸 低压缸 汽机总长 H80 I70 1000MW H75 I60 对比1000MW 轴向尺寸增265mm 轴向尺寸增700mm3×N30-10 2×N30-10 增1个缸 35.3 29米2.4 配套1200MW锅炉方案对比上锅 技术 ALSTOM全悬吊结构塔式 路线 炉【1000MW扩容】 优化 项目1 高参数：材料、壁厚 2 大容量：加大炉膛尺寸、螺旋 管水冷壁吊挂结构复杂东锅 日立Π型炉 【1000MW扩容】1 加大小孔径管和集箱 壁厚或改双集箱； 2 部分受热面放大管径 3 顶板主梁长度对接三叠哈锅 三菱重工Π型炉 【1000MW扩容】1 水冷壁节流孔圈 2 包墙系统优化 3 混合气的优化 4 末级再热器结构优化优点1 受热面卧式，能自疏水、 酸洗，有效解决内壁氧化对 锅炉管子腐蚀问题 。 2 结构简洁，占地面积比Π 型炉小约30%。 3 局部磨损大大降低。 4 过热器、再热器烟气温度分布 均匀，使其汽出口温度分布均匀。 ①煤种适应性差 ②水冷壁焊接热处理难度大1 内螺纹螺旋管圈水冷壁， 1 水冷壁节流孔圈的优化， 组成膜式水冷壁，以保证 可有效解决结垢问题。2 必要的工质流速和受热均 煤种适应性强。 匀性，不必设置水冷壁进 口节流圈。 2 防结渣性能良好。 3 煤种适应性强。 4 前后墙对冲燃烧，受热 面温差小。 Π型炉受热面管子垂直倒U型布置，管内氧化皮脱落后 不易冲出去，易造成超温爆管缺点配套1200MW锅炉型式的比较上锅炉型\应用国家 主要制造商 炉膛塔式\德国 ALSTOM哈\东\上锅扩容П\日本、美国、苏联 B&V(日立)、FW(石川岛)、CE(三菱)宽度和深度的匹配 炉膛宽度和深度的匹配以及受热面的布置 不成问题 都存在较大困难燃烧占地面积 受热面布置正方形前后墙对冲，受热面温差小 八角双切圆结构简单，省30% 双切圆-宽,受热面不能都布置在炉膛上-深 卧式【水平】 立式配套1200MW锅炉参数对比公司名称/参数 容量 效率 锅炉蒸发量B-MCR 过热器出口蒸汽温度 再热蒸汽流量 MW % t/h ℃ t/h 上海锅炉 -94.5
605 3039 哈尔滨锅炉 -94 ～ 605 3547.3 东方锅炉 -94 .5 610 2973.4过热器出口蒸汽压力 MPa.(g)再热器进口蒸汽压力 MPa.(g)再热器出口蒸汽压力 MPa.(g) 再热器进口蒸汽温度 炉膛宽度 炉膛深度 ℃ m m6.326.12 3696.185.93 361.55.625.36 352再热器出口蒸汽温度 ℃61323.21 23.21603/61335.822 17.62861336.42.5 配套1200MW电机方案对比上 电 技术 参照西门子 路线 THDF125/78设计QFSN-哈 电基于东芝技术的 1000MW机组的东 电结合日立技术，在 1000MW发电机研 发优化 措施调整定子槽数量和尺 寸，空心线材料，控 制电流密度定子铁心端部结构采用 进行电磁、通风、 铜屏蔽，还采用磁分路 机械等计算研究 （磁屏蔽）结构设计 磁密保持接近 目标限制 条件轴系过长、转子轴锻 件材料及定子运输的 限制进一步减少涡轮损耗， 降低铁心端部温升。维持铁芯磁密在 1000MW水平运输；绝缘重新设计； 转子材料的限制， 转子轴锻件材料 不能制造1200MW 以上容量2.5 上电机1200MW与1000MW对比容量(MVA) 电压(kV) 铁心长度(mm) 1200MW 0 1000MW 对比1000MW 1112 增221 27 7600 增200定子槽数(槽)气隙磁密(Gs)36120144212127减8[宽度变大]减113 增28 增200定子电密(A/ mm2 ) 7.65/10.2 490 定子运输重量(t ) 7830 转子本体长度 (mm)9.55 462 7630东方电机1200MW汽轮发电机为汽轮机直接拖动的隐 极式、二极、三相同步发电机。发电机采用水氢氢冷却方式， 配有氢油水控制系统，采用机端变静止可控硅励磁，端盖式 轴承。 东方1200MW汽轮发电机以现有1000MW发电机为母 型机，对其进行电磁、通风、机械等计算研究，结合日立技 术，设计开发性能先进的1200MW机组。发电机推荐机型1200MW发电机，推荐单轴机组。1300MW/1400MW发电机，推荐双轴机组， 单机功率分配按汽轮机出力，发电机与 其匹配。双 轴 机 组 单轴机组?对于1200MW发电机，我公司拟结合现有1000MW机组的成 熟结构，在深度消化吸收1000MW发电机的设计，制造，运行 经验后，针对提高到1200MW的关键问题进行攻关，回避风险， 将大型发电机能采用的全部技术手段，运用到这台电机。?结合国外12 00MW发电机的设计尺寸，东方1000MW发电 机的转子外径的平方与长度之积即D22L已超过某些国外公司 1200MW发电机尺寸，说明东方在1000MW发电机上增容设计 到1200MW是最具备条件的，总体结构上可通过维持转子外径 和轴承跨距，放大发电机径向尺寸，适应性设计相关部件实现。二、 1200MW与1000MW发电机的主要技术参数序号 1 2 名 称 1200MW方案 1000MW方案 发电机主要技术参数 发电机型号 QFSN- QFSN-34 5额定功率定子额定电压UN 定子额定电流IN1200MW27kV 28511 A1000 MW27 kV 23759 A67额定频率fN额定转速nN50 Hz3000 r/min50 Hz3000 r/min序号 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18名称1200MW方案 0.9 601V(暂定) 5217 A(暂定) 0.6 MPa(g) (暂定) ≥99% ≥0.48 5 5s 水氢氢 自并励静止励磁 3×3700 KVA1000MW方案 0.9 441.81V 5049.14 A 0.52 MPa(g) ≥99% ≥0.50 6 6s 水氢氢 自并励静止励磁 3×3300 KVA额定功率因数cosφ 额定励磁电压 额定励磁电流 额定氢压 满载效率η 短路比 SCR (保证值) 稳态负序电流I2/IN (%) 暂态负序电流 (I2/IN)2.t 冷却方式 励磁方式 励磁变容量序号 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30名 转子外径 转子本体长 气隙 铁心内径 铁心外径 铁心长 铁心风道数 铁心风道宽 定子槽数 定子槽宽 定子槽深 主绝缘厚(双边)称1200MW方案 1270 mm 8328 mm 102 mm 1474 mm 2960 mm 8150 mm 94 mm 6 mm 36 54.7 mm 188mm 12.5 mm1000MW方案 1270 mm 8328 mm 92 mm 1454 mm 2912 mm 8150 mm 92 mm 6.35 mm 36 54.7 mm 182 mm 15.34 mm三、1200MW在1000MW发电机基础上改进措施序号 1 1200MW在1000MW发电机基础上改进措施 备 注 维持现有1000MW转子外径∮1270，转子本体长8328， 回避更改转子尺寸带来 轴承跨距不变（俄罗斯电力厂1200MW转子外径∮1250， 的轴系稳定风险。 西门子1200MW转子外径∮1250，转子本体长7830）东 方1000MW转子有效尺寸已达到设计1200MW的要求。 在通风方面解决转子励 转子槽楔风斗由1000MW的内凹式改为外凸式，增大槽 磁电流增加后产生的发 楔风斗的取风，端部通风结构优化 热 适当放大转子槽形，增加转子线圈的放铜量 减小转子电阻，减小发 热 增加氢压0.52MPa到0.6MPa 增加转子和铁芯散热能 力 增大气隙 使1200MW的短路比大 于0.5 增加定子铁芯内外径 维持铁芯磁密在 1000MW水平23 4 56序号 7 81200MW在1000MW发电机基础上改进措施 增加定子槽深，减薄线棒绝缘厚度 优化铁芯通风槽钢高度备 注 维持定子线棒电流密度 增加有效铁芯长度，维 持铁芯磁密在1000MW 水平 维持机座刚度 维持轴承刚度9 10增加机座径向尺寸，外皮厚度 提高端盖刚度设计1112定子引线，出线的设计冷却器设计适应性设计增大换热容量四、1200MW采用成熟可靠的技术及结构1200MW发电机总体结构示意图1200MW发电机外形发电机参数对比公司名称 参数 规格型号 上海电机 QFSN-1200-2 哈尔滨电机 QFSN-1200-2 东方电机额定功率最大连续输出容 量（TMCR） 额定电压1200kW1263.48kW 27 kV1200kW1360kW 28kV1200kW1265kW 27kV额定电流额定功率因数 频率28510A0.9（滞后） 50Hz27493A0.9（滞后） 50Hz28510A0.9（滞后） 50Hz冷却方式水氢氢水氢氢水氢氢2.6 1200MW级机组造价水平与1000MW比较? 主机：1.1～1.15? 主要辅机：因容量增加略有增加? 单位造价：略有下降【不考虑第一台】? 厂用电率：略有下降【如汽动风机会更低】2.7 1200MW机组建设周期与1000MW比较? 略长：2～3个月【30个月内】? 原因：创新项目的研发进度? 设计工期：满足总进度要求? 主机供货：上电2013下半年可供第一台3 1200MW级机组主要配套辅机情况3.1水泵类辅机给水泵凝结水泵循环水泵进口或国产100%50% 33%进口【 SULZER、 KSB、日立、荏原】 [国产无投运业绩]进口 国产 国产[沈、长、上】3.2磨煤机机组容量MW 900
.05 .06 .6 投产日期 磨煤机 德国EVT+上重-SM28 上重HP1163/Dyn电厂名称 外高桥二期 华能玉环山东邹县国电泰州10001000沈重双进双出钢球磨 BBD4360沈重MPS280中速磨外高桥三期北仑三期10001000德国EVT+上重-SM29/18北京电力ZGM133G1200MW级超超临界机组磨煤机基本出力增加不大具备国产条件：选型： 上海重型机器厂有限公司的HP1203中速磨或北京电力设备厂的ZGM133G中速磨。3.3风机机组 投产 送风机 容量 时间 风速m3/s 风压Pa MW 00
369 439.3 412 92 5773 一次风机 速m3/s 压Pa 引风机 速m3/s 压Pa 5450电厂名称 华能玉环 国电泰州169.2 177
外高桥三期
北仑三期 吕四二期12604924666157.6 215449096047风机容量增加不大，具备国产条件3.4 电气辅机情况产品主变压 器 高压配 电装置 厂用配 电装置情况1500MVA，ABB可制造三相变压器;其它国 内厂商能提供单相变. 国产常规产品 国产产品4主要结论项 目 （MW） 1200MW级
274.7 &3.5 94.5 7270 外三
282.7 4.7 93.6 7320 华能金陵
280.4 4.3 94 7318机组容量机组发电煤耗(g/kW.h) 机组供电煤耗(g/kW.h) 厂用电率 （%）锅炉保证效率(LHV)(%) 汽机保证热耗值(kj/kwh)4 主要结论? 先进超超临界机组：尚处技术研发阶段，2020年后才开始应用。? 1000MW机组：技术成熟，设计、制造、建设、运行经验丰富。? 1200MW机组:基于成熟材料、成熟技术，具备进一步研发和产品 设计的条件。优点是：机组容量大、工程单价低、设计自主化。 ? 1200MW机组辅机基本具备国产条件。 ? 经济性：参数提高[热耗7270kJ/kWh]、炉效提高[上电：94.5％]、e降[3.5％]――节能减排好[比外三节煤8g，2台机年10.5万吨]。 ? 1200MW机组制造工期略长、设备造价和工程占地略有增加。 ? 国内主机厂家比较：研发深度和技术成熟度――上电领先。多联产发电技术2.3.1 热电联产指的是火电机组在发电的同时，用抽汽或背压机 组的排汽进行供热，由于实现了热能的梯级利用，其 总的能源利用率为70％～80％。如果联合循环机组用 于热电联产，即高作功能力的燃气（1000℃以上）在 燃气轮机中做功，其排气在余热锅炉中产生中等作功 能力的蒸汽（500℃以上），驱动汽轮机继续做功，其 低作功能力的抽汽或排汽用于工业或生活用汽用热， 形成联合循环热电联产（图），其总的能源利用率可 达80％～90％（理论极限为93％）。热电联产比热电 分产可节约能源30％左右。我国有50万台工业锅炉， 年耗煤4亿吨，平均容量2．28吨／时，如果其供热量 的一半由热电联产供给，则年可节煤1．2亿吨。2.3.2热、电、冷三联产? 热电冷三联产:指锅炉产生的蒸汽在背压汽轮机或 抽汽汽轮机发电，其排汽或抽汽，除满足各种热 负荷外，还可做吸收式制冷机的工作蒸汽，生产 6～8℃冷水用于空调或工艺冷却 . ? 热电冷三联产的优点： （1）蒸汽不在降压或经减温减压后供热，而是先发 电，然后用抽汽或排汽满足供热、制冷的需要， 可提高能源利用率； （2）增大背压机负荷率，增加机组发电，减少冷凝 损失，降低煤耗； （3）保证生产工艺，改善生活质量，减少从业人员， 提高劳动生产率；代替数量大、型式多的分散空 调，改善环境景观，避免“热岛”现象。2.3.3 热、电、煤气三联产?煤中挥发份和部分固定碳受热后气化，产生城市 煤气供万人城镇民用，焦碳送CFBC锅炉中燃烧产 生蒸汽，用于热电联产 。 ? 此外，在电厂中安装蓄热器回收排热或机组起停 过程中排汽，可对热负荷移峰填谷；可增加尖峰 发电力出力，提高能源利用率和机组稳定运行水 平。 ? 还有一种双背压凝汽式汽轮发电机，是通过凝结 水串联通过凝汽器的两个部分，形成两个不同的 背压。由于改善了蒸汽热负荷的不均匀性，使其 平均背压低于传统的单背压汽轮机的背压，可提 高循环热效率。2.3.4 燃气轮机高效热力循环a)程式双流体热力循环（回注蒸汽的燃气轮机热力循环）指余热锅炉产生的过热蒸汽，与压气机来的 高温高压空气一起进入燃烧室，燃料燃烧产生的 燃气和被加热到燃气初温的蒸汽，一起进入燃气 轮机中作功，形成燃气、蒸汽在同一台燃机中膨 胀作功的双流体热力循环。 该循环燃机功率增大，循环效率提高；对燃 气叶片冷却效果好，没有蒸汽轮机系统，使系统 简化；可降低NOx排放。b) 湿空气透平（HAT）循环（蒸发-回热 式双流体循环）? 指软化水经燃机排气加热后喷人压气机出口蒸发器 中被高温高压空气蒸发，空气与水蒸汽混合物在回 热器中被燃气排气加热后，供给燃烧室，产生的燃 气、蒸汽混合物进入燃气轮机作功。 ? 由于燃机排气余热的充分利用，可大大提高循环效 率；由于燃机工质流量增加，使机组功率也大大增 加；由于没有了蒸汽轮机，使系统大为简化，造价 仅为余热锅炉型联合循环的50％。如果把整体煤气 化产生的煤气经净化后供燃烧室燃烧，就形成IGHAT 循环，也大大简化系统，节约投资。上海漕泾电厂 (2×1000MW)外高桥发电厂三期（2×1000MW）泰州电厂一期 (2×1000MW)北仑发电厂三期扩建工程 (2×1000MW)徐州彭城三期 (2×1000MW)外高桥发电厂二期（2×900MW）中国第一台 900MW机组上海外高桥电厂二期工程
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