1000MW超超临界机组控制介绍

目录

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一、国际上超临界机组的现状及发展方向

二、国内500MW及以上超临界直流炉机组投运情况

三、超临界直流炉的控制特点

四、1000MW超（超）临界机组启动过程

五、1000MW超（超）临界机组的控制方案

一、国际上超临界机组的现状及发展方向

我国一次能源以煤炭为主，火力发电占总发电量的75%

全国平均煤耗为394g/(kWh)，较发达国家高60~80g，年均多耗煤6000万吨，不仅浪费能源，而且造成了严重的环境污染，烟尘，SOx,NOx,CO2的排放量大大增加

火电机组随着蒸汽参数的提高，效率相应地提高

¾亚临界机组(17MPa,538/538℃)，净效率约为37~38%，煤耗330~340g

¾超临界机组(24MPa,538/538℃)，净效率约为40~41%，煤耗310~320g

¾超超临界机组(30MPa,566/566℃)，净效率约为44~45%，煤耗290~300g

（外三第一台机组2008.3.26投产，运行煤耗270g）由于效率提高，污染物排量也相应减少，经济效益十分明显。

一、国际上超临界机组的现状及发展方向

1957年美国投运第一台超临界试验机组，截止1986年共166 台超临界机组投运，其中800MW以上的有107台，包括9台

1300MW。

1963年原苏联投运第一台超临界300MW机组，截止1985年共187台超临界机组投运，包括500MW,800MW,1200MW。

1967年日本从美国引进第一台超临界600MW机组，截止1984年共73台超临界机组投运，其中31台600MW, 9台700MW，5台

1000MW，在新增机组中超临界占80%。

一、国际上超临界机组的现状及发展方向

¾目前超临界机组的发展方向

90年代,日本投运的超临界机组蒸汽温度逐步由538/566℃提高到538/593℃，566/593℃及600/600℃，蒸汽压力保持在24~25MPa，容量以1000MW为多，

参数为31MPa,566/566℃的两台700MW燃气机组于1989年和1990年在川越电厂投产。

目前正在研究参数为34.3MPa,649/593℃机组。

二、国内500MW及以上超临界直流炉机组投运情况

我国自80年代后期开始重视发展超临界火电机组，国家确定以河南沁北电厂作为国产化依托，将超超临界发电技术列为国家高技术发展计划，计划开发30MPa,600/600℃，600MW

以上的超超临界机组，供电效率达43～45%。

我国前期的超临界机组多为从原苏联直接引进，如营口，盘山，伊敏，绥中等厂，机组运行方式均以定压运行为主，后期主要以从日本，欧洲引进技术的滑压运行机组

三、超临界直流炉的控制特点 汽包炉中，汽包把汽水流程分为加热段、蒸发段和过热段，三段受热面的位置和面积是固定不变的，在给水流量变化时，仅影响汽包水位，不影响蒸汽压力和温度。而燃烧量变化时仅改变蒸汽流量和蒸汽压力，对蒸汽温度影响不大，因此给水、燃烧、蒸汽温度控制系统是可以相对独立的，可以通过控制给水流量、燃烧率、喷水流量分别控制汽包水位、蒸汽流量和蒸汽压力。

¾汽包炉的控制

三、超临界直流炉的控制特点

理论上认为：在临界点（22.129MPa、温度374℃），水的汽化会在一瞬间完成，即在临界点时饱和水和饱和蒸汽之间不再有汽、水共存的两相区存在，两者的参数不再有区别。由于在临界参数下汽水密度相等，因此在临界压力下无法维持自然循环，不能再采用汽包锅炉，直流炉成为唯一的型式。

超临界锅炉与亚临界自然循环锅炉的结构和工作原理不同，启动方法也有较大的差异，超临界锅炉与自然循环锅炉相比，有以下的启动特点：

三、超临界直流炉的控制特点

¾直流炉控制特点一：启动系统

¾设置专门的启动旁路系统

直流锅炉在锅炉点火前就必须不间断的向锅炉进水，建立足够的启动流量，以保证给水连续不断的强制流经受热面，使其得到冷却。为防止低温蒸汽送入汽轮机后凝结，造成汽轮机的水冲击，直流炉需要设置专门的启动旁路系统来排除这些不合格的工质。

¾配置汽水分离器和疏水回收系统

低于本生流量时，给水流量要保持恒定。因此在本生负荷下超临界锅炉需要设置汽水分离器和疏水回收系统。

¾启动前锅炉要建立启动压力和启动流量

三、超临界直流炉的控制特点

¾直流炉控制特点二：变负荷适应能力强

超临界直流炉，由于锅炉的蓄质和蓄热量小，因而负荷调节灵敏性好，可实现快速启、停和调节负荷。

由于没有汽包这个巨大的厚壁金属元件，因此超临界直流炉，可以不像汽包炉受壁温升率的限制，可实现快速启、停和更快速的调节负荷。

同时正是由于没有汽包，直流锅炉的蓄质和蓄热量小，蓄热能力仅为汽包炉的1/4~1/3。在变负荷过程中可以利用的蓄能较少，因而机前压力波动较大。

特别是在变负荷的起始阶段，由于蓄能较少，如过想要维持大的负荷变化率和较短的负荷响应时间，相对于汽包炉要困难。

三、超临界直流炉的控制特点

在超临界机组中要保证主蒸汽温度的稳定，对机组的长期安全、稳定运行尤为重要。

必须要控制汽水流程，控制蒸发点。一般通过控制煤水比来粗调主蒸汽温度，通过过热喷水减温来细调主蒸汽温度。理论和实践证明要保证直流锅炉汽温的调节性能，维持特定的燃水比来控制汽水行程中某一点焓（分离器出焓）为负荷的函数是切实有效的手段。但在目前国内超临界机组的实际使用中，采用焓值控制的不多，大唐三门峡，浙能兰溪，上海外高桥，宁海二期等电厂采用焓值控制。大部分电厂仍采用中间点温度控制，而不采用焓值控制的原因：

（1）所采用的控制系统无法进行焓值的实时和精确计算；

（2）用中间点温度作为被控量，比较简单明了，运行人员容易掌握和操作。