1000MW锅炉设备解析
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我国1000MW超超临界机组投产统计
投产时间
投产机组（台）
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ累计（台）
2006
3
3
2007
4
7
2008
4
11
2009
9
20
2010
13
33
2011
13
46
2012
12
58
2013
1
能源动力与机械工程学院
59（截止1月3日） 华北电力大学
超临界技术及发展
国内典型超超临界锅炉系统与设备
能源动力与机械工程学院
能源动力与机械工程学院
华北电力大学
超临界技术及发展
超超临界机组的优点：
热效率
主汽参数与热效率的关系（日立资料）
压力（MPa） 温度（℃） 效率提高（%）
16.6
538/538
0（约38%）
24.1
538/538
+1.9
24.1
538/566
+2.3
24.1
566/566
+3.1
25
566/566
+3.3
能源动力与机械工程学院
华北电力大学
超临界技术及发展
我国发展超超临界机组的必要性和基础条件
必要性
1、煤炭资源的开采量和开采能力； 2、煤耗居高不下； 3、电力工业升级换代、缩短与发达国家技术与装备差距。
基础条件 超超临界机组是我国目前发展洁净煤技术的必然 选择。
能源动力与机械工程学院
华北电力大学
超临界技术及发展
工质热物理特性 超过临界点后，没有汽液共存的蒸发现象，水直
接从液态变为汽态，水和蒸汽的物性参数完全相同， 不存在密度差。
只能用直流锅炉，工质在各受热段流动的阻力较 大，给水泵功率消耗大。
能源动力与机械工程学院
华北电力大学
超临界技术及发展
能源动力与机械工程学院
华北电力大学
超临界技术及发展
采用新型高温耐热钢 足够的持久强度、蠕变极限和屈服极限； 较好的抗氧化性，耐腐蚀性； 良好的焊接性能和加工性能； 合适的热膨胀系数、导热系数和弹性系数。 在屏过、末过和末再中大量采用高铬热强钢
能源动力与机械工程学院
华北电力大学
超临界技术及发展
9月19日，国电泰州电厂二期工程项目正 式奠基。2015年建成投运后，发电效率、 发电煤耗、环境指标等各项技术参数有望跻 身世界第一，成为全世界最优、指标最好的 示范电厂。机组三大主机由上海电气集团供 应，工程主体由华东电力设计院设计，江苏 兴源电力建设监理有限公司负责监理。
资增加少、综合优点突出。日本的日立、东芝、三菱。
2、升压不升温：它涉及结构、强度、循环、二次再热、 通流、调节等问题；
3、升温升压：它涉及上述全部问题。西门子。 能符合较高的环保要求。 单机容量大，单位造价低。
能源动力与机械工程学院
华北电力大学
超临界技术及发展
二次再热问题： 1、目的：解决压力提高带来的汽机排汽湿度增 大的问题。 2、存在的问题： 锅炉：受热面的布置、再热蒸汽温度的控制、成 本提高； 汽机：增加一个超高压缸、超高压主汽门和调节 汽门、再热冷段和热段，汽缸更复杂、转子更长。
超临界技术及发展
超(超)临界锅炉设备与系统
能源动力与机械工程学院
华北电力大学
超临界技术及发展
1. 1 超超临界机组的定义
水蒸汽的定压形成过程
未饱和水 饱和水 湿蒸汽 干蒸汽 过热蒸汽
能源动力与机械工程学院
华北电力大学
超临界技术及发展
能源动力与机械工程学院
华北电力大学
超临界技术及发展
能源动力与机械工程学院
发电效率（%）
43.5
44.38 44.63 44.73 44.99
发电煤耗（g/kWh）
283
277
275
275
273
年耗标煤（万t）
280
274
272
272
270.2
年节约标煤（万t）
0
约6
约8
约8
约9.8
能源动力与机械工程学院
华北电力大学
超临界技术及发展
超超临界技术有三条发展之路，技术难点各有不同： 1、升温不升压：它只涉及材料问题；问题单一、技术 继承性好、热效率明显提高、 不派生可靠性问题、投
华北电力大学
超临界技术及发展
过热度：过热蒸汽的温度超过相应于同一压
力下的饱和温度 ts 的数值。
干度：湿蒸汽中所含干蒸汽的质量百分数。 水的临界点参数：tc=374.15℃
pc=22.129 MPa vc=0.00326 m3/kg
能源动力与机械工程学院
华北电力大学
超临界技术及发展
超（超）临界机组的定义：
（25Cr20NiNb)和TP304H、super304H钢。 随着科技的进步，新材料的开发，预计到2015年 火电机组的蒸汽参数可到达40/700/720/720。
能源动力与机械工程学院
华北电力大学
超临界技术及发展
5月31日，国家能源局以国能电力【2012】164号 文件，正式同意国电泰州电厂二期百万千瓦超超临界 二次再热高效燃煤发电示范项目开展前期工作，这标 志着泰州电厂二期工程项目实施全面进入快车道。
国电泰州电厂二期工程动态总投资85亿元，拟建 2台100万千瓦级国产超超临界二次再热机组，发电 效率高达47.94%，比国内常规一次再热机组最高效 率高出2.12个百分点；设计每千瓦时（度）发电煤耗 256.2克，比常规超超临界机组煤耗低14克，机组参 数及节能环保指标世界领先。
25
600/600
+5.1
30
600/600
+5.6
能源动力与机械工程学院
华北电力大学
超临界技术及发展
900MW机组超临界和超超临界工程的比较
项目
外高桥二期 2×900MW
超超临界机组 2×900MW
蒸汽参数（MPa/℃）
25/ 538/566
25/
25/
28/
28/
580/600 600/600 580/600 600/600
华北电力大学
超临界技术及发展
国内主要超超临界锅炉制造商
哈锅：600MW三井巴布柯科技术， 1000MW 三菱重工(MHI)技术。
上锅：600MW和1000MW 阿尔斯通 (ALSTOM)技术。
东锅：600MW和1000MW 日立公司技 术。
能源动力与机械工程学院
华北电力大学
超临界技术及发展
超临界、超超临界锅炉主要特点
超临界（super critical，缩写SC）：
主蒸汽压力超过临界点压力。（24.2/566/566）
超超临界（ultra-super critical,缩写USC）：
日本：压力大于24.2MPa，或温度达到593℃； 丹麦：压力大于27.5MPa； 西门子：从材料的等级来区分超临界和超超临界机组； 我国：蒸汽压力大于27MPa。 超超临界机组通常是指汽轮机进口蒸汽压力大于27MPa， 或蒸汽温度高于580℃的机组。
投产时间
投产机组（台）
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ累计（台）
2006
3
3
2007
4
7
2008
4
11
2009
9
20
2010
13
33
2011
13
46
2012
12
58
2013
1
能源动力与机械工程学院
59（截止1月3日） 华北电力大学
超临界技术及发展
国内典型超超临界锅炉系统与设备
能源动力与机械工程学院
能源动力与机械工程学院
华北电力大学
超临界技术及发展
超超临界机组的优点：
热效率
主汽参数与热效率的关系（日立资料）
压力（MPa） 温度（℃） 效率提高（%）
16.6
538/538
0（约38%）
24.1
538/538
+1.9
24.1
538/566
+2.3
24.1
566/566
+3.1
25
566/566
+3.3
能源动力与机械工程学院
华北电力大学
超临界技术及发展
我国发展超超临界机组的必要性和基础条件
必要性
1、煤炭资源的开采量和开采能力； 2、煤耗居高不下； 3、电力工业升级换代、缩短与发达国家技术与装备差距。
基础条件 超超临界机组是我国目前发展洁净煤技术的必然 选择。
能源动力与机械工程学院
华北电力大学
超临界技术及发展
工质热物理特性 超过临界点后，没有汽液共存的蒸发现象，水直
接从液态变为汽态，水和蒸汽的物性参数完全相同， 不存在密度差。
只能用直流锅炉，工质在各受热段流动的阻力较 大，给水泵功率消耗大。
能源动力与机械工程学院
华北电力大学
超临界技术及发展
能源动力与机械工程学院
华北电力大学
超临界技术及发展
采用新型高温耐热钢 足够的持久强度、蠕变极限和屈服极限； 较好的抗氧化性，耐腐蚀性； 良好的焊接性能和加工性能； 合适的热膨胀系数、导热系数和弹性系数。 在屏过、末过和末再中大量采用高铬热强钢
能源动力与机械工程学院
华北电力大学
超临界技术及发展
9月19日，国电泰州电厂二期工程项目正 式奠基。2015年建成投运后，发电效率、 发电煤耗、环境指标等各项技术参数有望跻 身世界第一，成为全世界最优、指标最好的 示范电厂。机组三大主机由上海电气集团供 应，工程主体由华东电力设计院设计，江苏 兴源电力建设监理有限公司负责监理。
资增加少、综合优点突出。日本的日立、东芝、三菱。
2、升压不升温：它涉及结构、强度、循环、二次再热、 通流、调节等问题；
3、升温升压：它涉及上述全部问题。西门子。 能符合较高的环保要求。 单机容量大，单位造价低。
能源动力与机械工程学院
华北电力大学
超临界技术及发展
二次再热问题： 1、目的：解决压力提高带来的汽机排汽湿度增 大的问题。 2、存在的问题： 锅炉：受热面的布置、再热蒸汽温度的控制、成 本提高； 汽机：增加一个超高压缸、超高压主汽门和调节 汽门、再热冷段和热段，汽缸更复杂、转子更长。
超临界技术及发展
超(超)临界锅炉设备与系统
能源动力与机械工程学院
华北电力大学
超临界技术及发展
1. 1 超超临界机组的定义
水蒸汽的定压形成过程
未饱和水 饱和水 湿蒸汽 干蒸汽 过热蒸汽
能源动力与机械工程学院
华北电力大学
超临界技术及发展
能源动力与机械工程学院
华北电力大学
超临界技术及发展
能源动力与机械工程学院
发电效率（%）
43.5
44.38 44.63 44.73 44.99
发电煤耗（g/kWh）
283
277
275
275
273
年耗标煤（万t）
280
274
272
272
270.2
年节约标煤（万t）
0
约6
约8
约8
约9.8
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超临界技术及发展
超超临界技术有三条发展之路，技术难点各有不同： 1、升温不升压：它只涉及材料问题；问题单一、技术 继承性好、热效率明显提高、 不派生可靠性问题、投
华北电力大学
超临界技术及发展
过热度：过热蒸汽的温度超过相应于同一压
力下的饱和温度 ts 的数值。
干度：湿蒸汽中所含干蒸汽的质量百分数。 水的临界点参数：tc=374.15℃
pc=22.129 MPa vc=0.00326 m3/kg
能源动力与机械工程学院
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超临界技术及发展
超（超）临界机组的定义：
（25Cr20NiNb)和TP304H、super304H钢。 随着科技的进步，新材料的开发，预计到2015年 火电机组的蒸汽参数可到达40/700/720/720。
能源动力与机械工程学院
华北电力大学
超临界技术及发展
5月31日，国家能源局以国能电力【2012】164号 文件，正式同意国电泰州电厂二期百万千瓦超超临界 二次再热高效燃煤发电示范项目开展前期工作，这标 志着泰州电厂二期工程项目实施全面进入快车道。
国电泰州电厂二期工程动态总投资85亿元，拟建 2台100万千瓦级国产超超临界二次再热机组，发电 效率高达47.94%，比国内常规一次再热机组最高效 率高出2.12个百分点；设计每千瓦时（度）发电煤耗 256.2克，比常规超超临界机组煤耗低14克，机组参 数及节能环保指标世界领先。
25
600/600
+5.1
30
600/600
+5.6
能源动力与机械工程学院
华北电力大学
超临界技术及发展
900MW机组超临界和超超临界工程的比较
项目
外高桥二期 2×900MW
超超临界机组 2×900MW
蒸汽参数（MPa/℃）
25/ 538/566
25/
25/
28/
28/
580/600 600/600 580/600 600/600
华北电力大学
超临界技术及发展
国内主要超超临界锅炉制造商
哈锅：600MW三井巴布柯科技术， 1000MW 三菱重工(MHI)技术。
上锅：600MW和1000MW 阿尔斯通 (ALSTOM)技术。
东锅：600MW和1000MW 日立公司技 术。
能源动力与机械工程学院
华北电力大学
超临界技术及发展
超临界、超超临界锅炉主要特点
超临界（super critical，缩写SC）：
主蒸汽压力超过临界点压力。（24.2/566/566）
超超临界（ultra-super critical,缩写USC）：
日本：压力大于24.2MPa，或温度达到593℃； 丹麦：压力大于27.5MPa； 西门子：从材料的等级来区分超临界和超超临界机组； 我国：蒸汽压力大于27MPa。 超超临界机组通常是指汽轮机进口蒸汽压力大于27MPa， 或蒸汽温度高于580℃的机组。