目前火电厂为提高效率、降低消耗、节约能源、减少二氧化碳气排放量,发电机组的参数不断提高,机组容量也朝着大的方向发展,国内已有超超临界压力机组,单机容量也达到了1000MW。
我国目前运行的发电厂,平均发电效率在35%以下,单电煤耗为380g标准煤以上;我国设计生产的亚临界机组的发电效率在38%左右,单电煤耗约350g标准煤;我国引进的超临界机组的发电效率在41%左右,单电煤耗约310g标准煤;以三菱、日立为代表的日本超超临界机组发电效率在48%左右,单电煤耗约265g标准煤。如果采用超超临界技术发电,和我国现在运行的机组效率相比,每度电至少可以节煤50g,按现在的装机容量,每年可节煤两亿吨。
提高火电厂效率的办法除提高锅炉、汽轮机等设备的制造(包括安装)、运行水平外,主要是提高蒸汽参数和采用中间再热等。
进入汽轮机的蒸汽参数越高,它的含热量也越高,但排汽潜热损失变化不大,因此,当进行蒸汽参数提高时,转变为机械能的热量相对增加,从而提高了发电效率。(www.xing528.com)
提高发电机组效率,提高蒸汽参数中的温度比提高蒸汽压力更为显著,这从前面的数字已表明,由此可以说,单靠提高压力,不但机组效率提高不显著,而且管子的壁厚也要增加,这给焊接和热处理工作带来许多困难。如果蒸汽温度参数定在540~560°C,必然采用低合金耐热钢材(如12Cr1MoV、10CrMo910、15Cr1Mo1V等)当蒸汽压力从14MPa提高到17MPa或26MPa时,由于低合金耐热钢的高温持久强度低,则必使管道壁厚加大。现以国内几个大机组为例,可看出:平圩电厂亚临界压力机组,容量为600MW,主蒸汽管道选用P22(10CrMo910),管子规格为φ673×103mm;石洞口二厂超临界压力机组(压力为25.4MPa、温度为541/569°C),容量为600MW,主蒸汽管道先用P22(10CrMo910)钢,管子规格为φ654×136.5mm;绥中电厂超临界压力机组(压力为26MPa、温度为540°C),容量为800MW,蒸汽管道选用15Cr1Mo1V钢,管子规格为φ465×75mm双母管。壁厚增加是何等之大。
综上所述,提高机组热效率应从提高蒸汽温度入手,是较好的一种解决方法,但这样使得采用一般热强钢受到限制,而采用耐热不锈钢又因价格昂贵、导热系数低、热膨胀系数大、有应力腐蚀裂纹倾向等问题,不可能大量采用,因此,研制和开发适应发电设备工况条件的新钢材,已成为必然的趋势。
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