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IMI 關(guān)鍵流體技術(shù)為國(guó)電泰州二次再熱發(fā)電廠項(xiàng)目節(jié)約能耗、提高經(jīng)濟(jì)效益

2016-01-04 11:24:44 互聯(lián)網(wǎng)
  2015年9月25日,世界首臺(tái)1000MW超超臨界二次再熱汽輪機(jī)國(guó)電泰州電廠#3機(jī)組順利通過(guò)168小時(shí)試運(yùn)行,這是迄今目前世界上效率最高的燃煤發(fā)電機(jī)組。
  
  這也是繼今年6月27日,世界首臺(tái)660MW的華能安源電廠新建工程1號(hào)機(jī)組順利通過(guò)168小時(shí)連續(xù)滿負(fù)荷試運(yùn)行后,國(guó)內(nèi)又一個(gè)采用IMI關(guān)鍵流體的汽輪機(jī)旁路技術(shù)的二次再熱發(fā)電項(xiàng)目進(jìn)入正式運(yùn)行!

泰州電廠
  
  與華能安源電廠采用IMICCIBTG旁路技術(shù)不同的是,國(guó)電泰州電廠#3二次再熱機(jī)組采用的是IMI關(guān)鍵流體旗下德國(guó)IMIBopp&Ruether旁路技術(shù),為共計(jì)8套高、中、低旁路組成整個(gè)旁路系統(tǒng),以配合和優(yōu)化機(jī)組啟動(dòng),保護(hù)汽輪機(jī),提供安全功能保護(hù)鍋爐系統(tǒng),以及配合再熱器安全閥保護(hù)再熱系統(tǒng)。該訂單是在2013年6月簽訂,并于半年之后交貨。
  
  為什么要采用二次再熱技術(shù)?
  
  因?yàn)榛剂系目萁?,和全球民眾?duì)火電廠CO2排放限制的呼聲愈濱愈烈,發(fā)展高參數(shù)大容量的超超臨界機(jī)組,尤其是700℃超超臨界機(jī)組、提高火電機(jī)組發(fā)電效率、降低污染物及CO2排放成為整個(gè)電力生產(chǎn)行業(yè)發(fā)展的主要趨勢(shì),也是解決目前能源危機(jī)的主要方法。
  
  二次中間再熱技術(shù)是提高機(jī)組熱效率的另一種有效方法。蒸汽中間再熱是指將汽輪機(jī)高壓缸中膨脹至某一中間壓力的蒸汽全部引出,送入到鍋爐再熱器中再次加熱,然后送回到汽輪機(jī)中壓缸或低壓缸中繼續(xù)做功。再熱技術(shù)可以提高蒸汽膨脹后的干度,提高蒸汽的做功能力,蒸汽中間再熱可分為一次再熱和二次再熱。
  
  以泰州電廠為例,其壓力及溫度為33.11Mpa/605℃/613℃/613℃的二次再熱技術(shù)相比傳統(tǒng)的24.1MPa/566℃/566℃的一次再熱技術(shù),其熱效率可提高約3%~8%,煤耗降低約5%~8%。
  
  二次再熱的技術(shù)挑戰(zhàn)在哪里?
  
  超超臨界二次再熱機(jī)組與超超臨界百萬(wàn)機(jī)組相比增加了一個(gè)超高壓缸,形成了以超高壓缸、高壓缸、中壓缸和兩個(gè)低壓缸組成的5缸結(jié)構(gòu),是當(dāng)今燃煤機(jī)組中技術(shù)含量最多、蒸汽參數(shù)最高、通流效率最好、制造難度最大的機(jī)組。由此也為其旁路系統(tǒng)解決方案提出了前所未有的技術(shù)挑戰(zhàn)。
  
  二次再熱機(jī)組高、中、低旁路的入口蒸汽溫度達(dá)到了628℃。所以,材料工程是基礎(chǔ)工程,耐高溫閥門(mén)的合金材料篩選與研發(fā)是關(guān)鍵!IMI關(guān)鍵流體的產(chǎn)品能夠承受更高的壓力,耐更高的溫度一是得益于材料科學(xué)的發(fā)展,二是設(shè)計(jì)上對(duì)材料的合理選擇使用,以及先進(jìn)的生產(chǎn)工藝和熱處理工藝。
  
  其次,二次再熱會(huì)使得鍋爐、汽輪機(jī)和熱力系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)變得復(fù)雜。因?yàn)橛袃蓚€(gè)再熱器,鍋爐結(jié)構(gòu)復(fù)雜化;增加一個(gè)超高壓缸,增加一根再熱冷管與再熱熱管,增加一套超高壓主汽、調(diào)節(jié)閥,機(jī)組長(zhǎng)度增加,軸系趨于復(fù)雜,汽輪機(jī)結(jié)構(gòu)復(fù)雜化。
  
  IMI關(guān)鍵流體在二次再熱旁路應(yīng)用中的解決方案
  
  因?yàn)槎嗔酥信蚤y,形成高中低三級(jí)串聯(lián)旁路系統(tǒng),較一次再熱的二級(jí)串聯(lián)旁路復(fù)雜,因此需要各級(jí)旁路同時(shí)協(xié)同配合以完成整個(gè)啟動(dòng)過(guò)程。同時(shí)這種復(fù)雜性對(duì)鍋爐的影響也很大,運(yùn)行時(shí)對(duì)閥門(mén)的控制性要求更高。
  
  此外,由于中、低旁路的入口壓力要小于標(biāo)準(zhǔn)一次再熱機(jī)組的旁路,這要求非常大的閥門(mén)尺寸來(lái)應(yīng)對(duì)2倍于一次再熱機(jī)組內(nèi)的流量。
  
  根據(jù)這些實(shí)際的應(yīng)用工況,IMI關(guān)鍵流體的高旁閥采用多級(jí)籠罩、加大行程等方法來(lái)應(yīng)對(duì),控制過(guò)程流速并降低震動(dòng)噪音,同時(shí)增加了閥門(mén)的調(diào)節(jié)性能,實(shí)現(xiàn)壓力和溫度控制。
  
  安全可靠的液壓系統(tǒng)為閥門(mén)的動(dòng)作提供動(dòng)力保障,采用硬管作為液壓塊與執(zhí)行機(jī)構(gòu)之間油路通道,避免用螺栓連接,增加了可靠性,防止因螺栓松動(dòng)造成油系統(tǒng)泄漏。
  
  對(duì)鍋爐系統(tǒng)起到安全保護(hù)功能。在啟動(dòng)階段優(yōu)化工質(zhì)、縮短啟動(dòng)時(shí)間,實(shí)現(xiàn)鍋爐與汽輪機(jī)的最佳匹配,在運(yùn)行階段保護(hù)汽輪機(jī)。
  
  IMI關(guān)鍵流體的旁路閥技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)增大行程、增加可調(diào)比。并采用蒸汽輔助霧化增強(qiáng)霧化效果,避免內(nèi)件受到過(guò)大熱應(yīng)力。
  
  為用戶提高能效和經(jīng)濟(jì)效益——每年節(jié)約發(fā)電成本約7000~8000萬(wàn)元
  
  無(wú)論是國(guó)電泰州采用的IMIBopp&Reuther技術(shù),還是華能安源采用的IMICCIBTG旁路技術(shù),兩個(gè)電廠一致肯定IMI關(guān)鍵流體旗下的這兩種旁路技術(shù)能夠適應(yīng)和滿足二次再熱超超臨界機(jī)組的運(yùn)行,至目前為止閥門(mén)沒(méi)有明顯的泄漏、振動(dòng)和其它異常。
  
  以國(guó)電泰州電廠為例,從能效的提高上看,熱耗率降低了7%(二次再熱熱耗為7296.67kj/kwh,比單級(jí)再熱機(jī)組7841.78kj/kwh節(jié)省了約545.0kj/kwh)。煤耗率節(jié)省了7.2%(267.4g/kwh,比單級(jí)再熱機(jī)組的288.0g/kwh節(jié)省了約20.6g/kwh)。
  

  如果換算成經(jīng)濟(jì)效益,因采用二次再熱技術(shù)比起單次再熱機(jī)組所降低的煤耗,每年為電廠節(jié)約14.8萬(wàn)噸標(biāo)煤,節(jié)省發(fā)電成本7000~8000萬(wàn)元/年(按標(biāo)煤市價(jià)500元/噸計(jì)算)。
  
  以上各項(xiàng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)均處于世界領(lǐng)先地位,汽機(jī)旁路系統(tǒng)的可靠性能為整個(gè)機(jī)組的安全可靠運(yùn)行提供了有力保障。
  
  


責(zé)任編輯: 中國(guó)能源網(wǎng)

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