提高电站机组的各项经济技术指标,必须从整体角度全面评估设备与系统配置的优化,包括发电设备利用率、多联产运行方式、设备部件国产化率等。
1)设备利用率
目前,燃煤火电厂超临界机组的设备利用率很大程度上受到经济转型期的供需以及消纳西电东送电量的影响,带基本负荷的机组也进行调峰运行、半负荷运行,甚至停机。在实施能源回归市场属性的政策下,水电、核电容量增加,许多超超临界机组也不得不参加调峰,事实上降低了设备利用率,一定程度上抵消了超超临界机组的经济优势。
为了确保机组安全可靠运行,机组调峰需要控制锅炉受热面的热偏差,以减少事故停机率。
2)运用多联产发电技术
由表3-1可知,先进的增压流化床联合循环发电技术的效率达54%;把冷凝机组改为热电联供,热效率更高。显然,电站的技术发展和整体设计带来更大的经济效益。再则,火电厂的系统优化,如全厂辅机变频节能突显出节电的潜力。
3)国产化率
超超临界机组的设计技术、高压高温材料成为国内制造企业进一步自主创新的技术瓶颈。由于关键技术对外依存度较高,超超临界机组设计制造的核心技术尚未被完全掌握,600℃等级新型耐热钢尚未实现完全国产化,关键零部件和原材料主要依靠进口,以至于目前超超临界机组的国产化率约为60%[33]。
在挖掘材料富裕潜力的同时,研究者加强600℃等级新型耐热钢的研究,已在工程上见效。
(1)利用多元复合强化的原理提高材料的持久强度、蠕变强度和组织稳定性,如钨、钼复合添加,形成固溶强化,以钨为主,因为钨在固溶体中比钼稳定;铌、钒(钛)复合添加,形成弥散的碳化物析出强化。(www.xing528.com)
(2)添加(控制)氮,形成复杂的铌、钒(钛)的碳氮化物,增加析出强化效果。
(3)重视铜对耐热钢的作用,添加铜能改善高铬钢的韧性,富铜相析出能提高奥氏体钢的蠕变强度。
(4)降低碳含量,改善材料的加工性能和焊接性能。
制管加工工艺上采用了增加钢管抗腐蚀能力的办法,如日本住友金属的专利热处理法获得细晶粒的TP347HFG钢管,钢管内部喷丸的工艺提高奥氏体耐热钢管内壁抗蒸汽氧化的能力以及采用高铬合金如住友金属开发的HR3C(25Cr-20Ni-
Nb-N)。
目前,超超临界机组的关键部件仍须由国外厂商进行性能设计,国内制造企业按图生产。超超临界机组的辅机及配套阀门的国产化方面还有较大缺口。
关键共性技术研究体系尚不完善。对国内引进的不同的技术流派,技术自主创新能力不足,缺乏共性技术研究平台。我国亟须制定适合国情的超临界和超超临界机组参数系列的国家标准,以规范超临界和超超临界机组的参数,实现标准化设计和制造。
超临界和超超临界火电机组将是我国今后发展的先进适用的主力机组,在以后的十年内,宜将超超临界机组的蒸汽参数稳定在600℃等级,通过自主创新,掌握核心技术,实现超超临界使用的600℃合金钢材料和大型锻件国产化。
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