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揭秘 | i阀哥与二次再热发电机组的不解之缘(一)

揭秘 | i阀哥与二次再热发电机组的不解之缘(一) 埃迈流体技术
2015-11-13
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导读:2015年9月25日,正当大家吃着月饼等着国庆假期的时候,全球第一台1000MW超超临界二次再热汽轮机组,在国电泰州电厂顺利通过168小时试运行,正式投入运营,这是地球上效率最高的燃煤发电机组。
2015年9月25日,正当大家吃着月饼等着国庆假期的时候,全球第一台1000MW超超临界二次再热汽轮机组,在国电泰州电厂顺利通过168小时试运行,正式投入运营,这是地球上效率最高的燃煤发电机组。

泰州电厂(图片来源:www.cgdc.com.cn)

这也是继今年6月27日,世界首台660MW的华能安源电厂新建工程1号机组顺利通过168小时连续满负荷试运行后,以及,long long ago…远在1989年和1990年投产运行的日本川越电厂(Kawagoe)两台700MW二次再热机组之后,又一个采用IMI 关键流体的汽轮机旁路技术的二次再热发电项目进入正式运行!


二次再热技术为什么会让汽轮机变得高效?
二次中间再热技术,是让汽轮机组提高热效率的另一种有效方法。

要想知道如何让汽轮机高效,我们先来弄清楚什么是蒸汽中间再热。TA是将汽轮机高压缸中膨胀至某一中间压力的蒸汽全部引出,送入到锅炉再热器中再次加热,然后送回到汽轮机中压缸或低压缸中继续做功。再热技术可以提高蒸汽膨胀后的干度,从而提高蒸汽的做功能力。而蒸汽中间再热又分成一次再热和二次再热,而二次再热比一次再热技术,可以提高热效率2-3%。


使用这项技术的百万千瓦超超临界二次再热机组,供电煤耗约272克/千瓦时,比百万千瓦超超临界一次再热机组降低约12克/千瓦时,按年利用6000小时计算,每台机组每年可节约标准煤7.2万吨,直接减排二氧化碳近20万吨,具有良好的经济和环保效益。

看到这里,我们都能理解二次中间再热技术是一种非常有效的提高机组热效率的方法。

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那么问题来了,虽然不错,但是用二次再热技术的动因是什么?

答案很简单,现实也很骨感,因为能源危机和温室效应。

加上各国经常因为碳排放而争执不下,全球舆论也对合理使用能源和发展节能的呼声越来越高,导致电力行业都非常重视发展高参数大容量的超超临界机组,尤其是700℃超超临界机组,从而提高火电机组发电效率、降低污染物及温室气体排放。而二次再热技术又是一条成本较低、技术可靠的解决方案,所以二次再热技术就成了一种非常有效的方法。

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二次再热的技术挑战主要在哪里?

超超临界二次再热机组与超超临界百万机组相比,增加了一个超高压缸,形成了以超高压缸、高压缸、中压缸和两个低压缸组成的5缸结构,这可是当今燃煤机组中,技术含量最多、蒸汽参数最高、通流效率最好、制造难度最大的机组。


这么多“之最”,也让旁路系统解决方案有了很多前所未有的技术挑战。


首先,就是研发和筛选符合要求的耐高温阀门合金材料!因为二次再热机组内蒸汽的温度达到了628℃!要知道,比现在所有的一次再热电厂所能承受的最高温度还要高出18℃!

其次,二次再热不可避免地让锅炉、汽轮机和热力系统的结构变得复杂。因为有两个再热器,锅炉结构复杂化;增加一个超高压缸,增加一根再热冷管与再热热管,增加一套超高压主汽、调节阀,机组长度增加,轴系趋于复杂,汽轮机结构复杂化,另外它对锅炉的影响也很大,运行时对阀门的控制性要求更高。


虽然有这么多的技术难点,但IMI关键流体的汽轮机旁路技术,在二次发电项目中已经积累了近30年的技术经验。

川越电厂项目,当年一不留神拿到了日本机械工业联合会颁发的“最佳节能设备奖”。这还不够,第二年又获得全球知名工业出版集团McGraw-Hill评选的“1990年度全球知名电厂”。
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