新型二次再热超超临界锅炉机组技术开发

1、新型二次再热超超临界锅炉技术开发与实施新型二次再热超超临界锅炉技术开发与实施 卜卜 一、背景 二、二次再热特点及重点解决问题 三、主要技术指标 四、总体方案与实施 五、材料与工艺 六、小结 提提 纲纲 卜卜 一、背景 二、二次再热特点及重点解决问题 三、主要技术指标 四、总体方案与实施 五、材料与工艺 六、小结 提提 纲纲 卜卜 工程背景工程背景 背背 景景 卜卜 先进的600 1200MW超超临界机组 29Mpa/605/623 1000MW超超临界燃煤发电技术 28Mpa/605/603 先进的600 二次再热超超临界机组 34.21Mpa/605/613/613 先进的700 超超临界机

2、组 36.65Mpa/705/723 先进的700 二次再热超超临界机组 36.65Mpa/705/723 / 723 第一阶段 1.1 First stage 1.1 第二阶段 2.1 Second stage 2.1 上锅超超临界燃煤发电技术发展路线： 第一阶段：材料基础不变，优化参数，优化系统，挖掘潜力，提高综合利用效率 第二阶段：材料基础提升，优化参数，优化系统，提高综合利用效率。 第二阶段 2.2 Second stage 2.2 第一阶段 1.2 First stage 1.2 现有技术 1.0 Current Technology 工程背景工程背景 背背 景景 卜卜 一、背景 二

3、、二次再热特点及重点解决问题 三、主要技术指标 四、总体方案与实施 五、材料与工艺 六、小结 提提 纲纲 卜卜 序 号 项目名称 二次再热 1000MW BMCR 一次再热 1000MW BMCR 参数的相对 变化 单位 1一次汽流量 26913040349t/h 2一次汽出口压力 34.227.466.74MPa.g 3一次汽出口温度 605605 4给水温度 31429717 5给水压力38.231.466.74MPa.g 5 一次汽吸热量的 变化 82.610017.4% 6二次汽流量 25482540t/h 7二次汽进口压力 11.725.975.75MPa.g 8二次汽进口温度 42

4、737354 9二次汽出口压力 11.535.775.76MPa.g 10二次汽出口温度 62360310 11三次汽流量 2184t/h 12三次汽进口压力 3.71MPa.g 13三次汽进口温度 433 14三次汽出口压力 3.46MPa.g 15三次汽出口温度 623 16 再热蒸汽吸热量 的变化 15310053% 17总热量的变化951005% 一次 汽, 71.5 二次 汽, 16.7 三次 汽, 11.8 吸热吸热比例比例 一次 汽, 82 二次 汽, 18 吸热比例吸热比例 二次再热特点及重点解决问题二次再热特点及重点解决问题 卜卜 0 10 20 30 40 主蒸汽压力 二次

5、汽压力 三次压力 二次再热 一次再热 605 314 613 605 297 603 250 350 450 550 650 主蒸汽温度 给水温度 再热出口温度 二次再热 一次再热 82.6 153 95 100100100 0 50 100 150 200 一次汽吸热热量 再热蒸汽吸热 总的热量 二次再热 一次再热 二次再热特点及重点解决问题二次再热特点及重点解决问题 卜卜 二次再热一次再热 省煤器吸热5.60 %6.60 % 水冷壁吸热47.00 %49.20 % 过热器吸热18.89% 26.49 % 一次再热吸热16.69 %17.71% 二次再热吸热11.82 % 合计100%100

6、% 从吸热比例来看，一次汽的比例减少，再热蒸汽吸热的比 例增加;省煤器、水冷壁的吸热变化不大，过热器的吸热比例大 幅减少。 减少过热器的受热面、合理规划过热器和再热器的受热面减少过热器的受热面、合理规划过热器和再热器的受热面 的布置，以满足二次再热引入后温度提高、压力提高和高温受的布置，以满足二次再热引入后温度提高、压力提高和高温受 热面增加后的锅炉运行的安全性、可靠性和经济性。热面增加后的锅炉运行的安全性、可靠性和经济性。 受热面布置受热面布置 二次再热特点及重点解决问题二次再热特点及重点解决问题 卜卜 材料选择材料选择 二次再热一次再热 过热蒸汽压力， MPa.g 34.2127.46 过

7、热蒸汽出口温度， 605605 一次再热出口温度623603 二次再热出口温度623- 给水温度314297 二次再热相对一次再热：过热蒸汽出 口压力提高、再热蒸汽出口温的提高、给 水温度提高。 材料结构不变的情况下，需要进行更材料结构不变的情况下，需要进行更 合理的选材来满足压力、温度提升后受热合理的选材来满足压力、温度提升后受热 面的安全性需求。面的安全性需求。 二次再热特点及重点解决问题二次再热特点及重点解决问题 10Cr9Mo1VNbN-SA-335P91 10Cr9MoW2VNbBN-SA-335P92 10Cr18Ni9NbCu3BN-SA-213 S304H 07Cr25Ni21

8、NbN-HR3C 卜卜 调温方案调温方案 二次再热一次再热 过热蒸汽出口温度， 605605 一次再热出口温度623603 二次再热出口温度623- 二次再热引入后需要调温的蒸汽增加了，且再热温度的提 升也需要有更灵活的调温方案。 灵活的调温方案能确保三种不同品质的蒸汽在较宽的负荷灵活的调温方案能确保三种不同品质的蒸汽在较宽的负荷 范围内蒸汽温度都达到设计值，以提高机组的综合经济性。范围内蒸汽温度都达到设计值，以提高机组的综合经济性。 二次再热特点及重点解决问题二次再热特点及重点解决问题 卜卜 一、工程背景 二、二次再热特点及重点解决问题 三、主要技术指标 四、总体方案与实施 五、材料与工艺

9、六、小结 提提 纲纲 卜卜 锅炉能达到最大连续出力（B-MCR）2700t/h ； 锅炉保证热效率94.50%（按低位发热量）； 锅炉NOx的排放浓度不超过180mg/Nm3（O2=6%）（脱硝入口）； 过热器、再热器、省煤器的实际汽、水侧压降数值不超过设计值， 即一次汽阻力小于4.0MPa，二次汽阻力小于0.2MPa，三次汽阻力小于 0.25MPa 滑压运行（定一滑运行方式）在30%100%BMCR范围内过热蒸汽 能维持其额定汽温；在50100% B-MCR时一次再热蒸汽能维持额定 汽温；在60100% B-MCR时二次再热蒸汽能维持额定汽温。汽温允 许偏差不超过5。 卜卜 一、工程背景 二

10、、二次再热特点及重点解决问题 三、主要技术指标 四、总体方案与实施 五、材料与工艺 六、小结 提提 纲纲 卜卜 序 号 项目名称 BMC R BRL单位 1过热蒸汽流量 26912612t/h 2过热蒸汽出口压力 34.233.3MPa.g 3过热蒸汽出口温度 605605 4一次再热蒸汽流量 25482456t/h 5一次再热蒸汽进口压力 11.7211.33MPa.g 6一次再热蒸汽进口温度 427426 7一次再热蒸汽出口压力 11.5311.15MPa.g 8一次再热蒸汽出口温度 623623 9二次再热蒸汽流量 21842111t/h 10二次再热蒸汽进口压力 3.713.59MPa

11、.g 11二次再热蒸汽进口温度 433434 12二次再热蒸汽出口压力 3.463.34MPa.g 13二次再热蒸汽出口温度 623623 14给水温度 314314 3135MPa.a/600/620/620的汽机参数，给水温度为BMCR工 况下314。 边界条件边界条件 总总 体体 方方 案案 卜卜 针对不同用户对不同炉型的偏好，结合二次再热参数特点和国内煤炭市场 的特点（不同煤种）进行锅炉的方案设计。 塔式锅炉塔式锅炉+挡板调温方案挡板调温方案 锅炉方案锅炉方案 T型锅炉方案型锅炉方案 总体方案总体方案 总总 体体 方方 案案 卜卜 方方 案案 实实 施施塔式锅炉塔式锅炉 2012年年9

12、月月4日、日、5日日 江苏国电泰州电厂二期百万千瓦超超临界二次再热燃煤发电示范项江苏国电泰州电厂二期百万千瓦超超临界二次再热燃煤发电示范项 目主机及总体技术方案评审目主机及总体技术方案评审 中国国际工程咨询公司组织中国国际工程咨询公司组织 2012年年12月月3日日、4日，第一次设计联络会。日，第一次设计联络会。 2013年年4月月30日，桩基施工。日，桩基施工。 卜卜 方方 案案 实实 施施塔式锅炉塔式锅炉 2013年年9月月 锅炉炉架吊装完成一层，第二层正在吊装。锅炉炉架吊装完成一层，第二层正在吊装。 卜卜 方方 案案 实实 施施塔式锅炉塔式锅炉 计算程序 完全自主开发的整套计算程序（热力

13、、壁温和水动力计算程序）； 炉型设计 全新的塔式锅炉挡板调温设计，在炉型设计上拥有完全的自主知识产权； 二次再热系统设计 采用二次再热全新的先进的系统设计，拥有完全的自主知识产权； 最先进的燃烧系统设计 采用上锅最先进的燃烧系统设计，该技术属于上锅的专利技术； 细节结构设计 在结构设计上采用上锅的自有产权结构进行设计。 卜卜 方方 案案 实实 施施塔式锅炉塔式锅炉 塔式布置塔式布置 卧式受热面布置卧式受热面布置 挡板调温挡板调温 切向燃烧切向燃烧 低低NOx燃烧系统燃烧系统 宽负荷脱硝投运宽负荷脱硝投运 低过量空气系数低过量空气系数 低排烟温度低排烟温度 卜卜 总总 体体 方方 案案塔式锅炉塔

14、式锅炉 卜卜 总总 体体 方方 案案塔式锅炉塔式锅炉 卜卜 方方 案案 实实 施施塔式锅炉塔式锅炉 卜卜 总总 体体 方方 案案塔式锅炉塔式锅炉 卜卜 一、工程背景 二、二次再热特点及重点解决问题 三、主要技术指标 四、总体方案与实施 五、材料与工艺 六、小结 提提 纲纲 卜卜 总结总结 材料与工艺材料与工艺 序号序号项目名称项目名称 二次再热二次再热 1000MW 一次再热一次再热 1000MW 备注备注 1设计国产化设计国产化100%90% 1000MW超超临界一次超超临界一次 再热系引进技术；再热系引进技术； 1000MW超超临界二次超超临界二次 再热为完全自主知识产再热为完全自主知识产

15、 权技术权技术 2制造国产化制造国产化100%100% 3原材料国产化原材料国产化80%80% 除了高等级的除了高等级的SA213- S304H和和HR3C外，全外，全 部材料均可采用国产部材料均可采用国产 4配套件国产化配套件国产化50%50% 卜卜 总结总结 材料与工艺材料与工艺 P92/P91P92/P91集箱环缝机械集箱环缝机械TIGTIG焊焊+ +细丝窄间隙埋弧焊新技术细丝窄间隙埋弧焊新技术 埋弧焊 焊头 氩弧焊 焊头 集箱环缝机械集箱环缝机械TIGTIG焊焊+ +细丝窄间隙埋弧焊工作站照片细丝窄间隙埋弧焊工作站照片( (该设备和工艺是我公司的专利技术该设备和工艺是我公司的专利技术)

16、 ) 卜卜 总结总结 材料与工艺材料与工艺 P91/P92P91/P92管座全焊透工艺技术管座全焊透工艺技术 上锅成熟可靠的上锅成熟可靠的 P92/P91P92/P91管座全焊透管座全焊透 工艺技术工艺技术 卜卜 总结总结 材料与工艺材料与工艺 水冷壁埋弧焊拼排技术水冷壁埋弧焊拼排技术 T91T91水冷壁埋弧焊拼排焊照片水冷壁埋弧焊拼排焊照片 水冷壁气体保护焊拼排焊照片水冷壁气体保护焊拼排焊照片 国内其它制造厂水冷壁拼排基本均采国内其它制造厂水冷壁拼排基本均采 用气体保护焊进行拼排，上锅长期以用气体保护焊进行拼排，上锅长期以 来一直采用埋弧焊拼排。目前已解决来一直采用埋弧焊拼排。目前已解决 了

17、了T91T91水冷壁埋弧焊拼排并且已启动水冷壁埋弧焊拼排并且已启动 T92T92水冷壁埋弧焊拼排试验工作。埋水冷壁埋弧焊拼排试验工作。埋 弧焊拼排与气体保护焊拼排工艺相比弧焊拼排与气体保护焊拼排工艺相比 溶深大、成形美观，焊接质量和性能溶深大、成形美观，焊接质量和性能 更能得到保证更能得到保证。 卜卜 总结总结 材料与工艺材料与工艺 高等级材料全部进行过超过高等级材料全部进行过超过1 1万小时的持久强度试验万小时的持久强度试验 HR3C焊接接头650持久强度试验曲线 super304H焊接接头持久强度试验曲线 P92焊接接头625持久强度试验曲线 HR6W焊接接头700持久强度试验曲线 上锅对上锅对T/P92T/P92、HR3CHR3C、super304Hsuper304H等高等级材料有丰富的制造经验等高等级材料有丰富的制造经验, ,对这些高等级材料均进行了超过对这些高等级材料均进行了超过1 1万小时万小时 的持久强度试验甚至对下一代的持久强度试验甚至对下一代700700先进超超临界锅炉用钢先进超超临界锅炉用钢HR6WHR6W焊接接头的持久强度试验已超过焊接接头的持久强度试验已超过1.91.9万小时万小时。 卜卜 一、工程背景 二、二次再热特点及重点解决问题 三、