改造双锅炉系统实现700℃技术思路及新方案分析

世界上一些先进工业国家在经济效益最大化的驱动下，最早在电站建设中探索高效的超临界发电技术和装备，有的国家引进电站制造技术，后来居上。

1）超临界机组技术特点

在许多动力制造公司的购并整合后，超超临界技术在设计制造方面分别以欧洲的西门子（Siemens）、阿尔斯通（Alstom）和日本的三菱、东芝、日立为代表形成两大流派［11］。表2-4所示为各技术流派的特点。

表2-4　超临界机组技术特点

（续表）

2）几种水循环系统［12］

丹麦Elsam电力公司将400 MW、主蒸汽580℃的单级再热燃煤机组改造成700℃的“双锅炉汽水循环系统”，如图2-2所示。

图2-2　双锅炉系统的汽水循环图(www.xing528.com)

改造的主要目的在于利用现有机组的改进以实现700℃的技术思路。经研究者证明，该技术可行，仅需评估成本与经济效益。

3）增加超高压缸的系统

日本研究者在高压-中压-低压（HP-IP-LP）汽缸布局的基础上增加超高压缸（VHP），采用两级再热，参数35 MPa/700℃/720℃/720℃，包含1个VHP、1个HP-IP混合缸、2个LP（见图2-3），热效率可达46%，比25 MPa/600℃/600℃调高3个百分点。该方案系统布局上变化不大，关键在于焊接与冷却，减少镍基材料数量，降低投资。

图2-3　增加VHP的汽水循环系统

4）新系统方案

图2-4　新型矩阵转换器（matrix converter，MC）系统

由图2-4可见，中压缸未置抽汽系统。高压缸排汽分3股，分别进入再热器、#1高压加热器和T-汽轮机。T-汽轮机设置4级，分别进入#2高压加热器、除氧器，其3、4级抽出蒸汽进入最后2级低压加热器，其排汽进入混合式加热器LPH4。低压缸3级抽出蒸汽进入3级低压加热器，其排气进冷凝器。利用T-汽轮机抽汽，解决中压缸抽出蒸汽过热的问题，其湿蒸汽又可直接进入加热器。正常运行时T-汽轮机驱动给水泵，发电机为发电模式；机组启停时T-汽轮机停止运行，切换SSS离合器，发电机转为电极运行模式驱动给水泵。这种两级再热方式在理论上可改善热耗3.5%，机组效率提高到53%，实际可行性还需验证。