超超临界燃煤发电技术的发展.pdf

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1、·140·内燃机与配件超超临界燃煤发电技术的发展董国燊（山东科技大学，济南250031）摘要：超超临界燃煤发电技术能够大幅度提高发电机组的发电效率，进而提高能源的利用率，实现节能和减少温室气体的排放，对于人类社会的可持续发展具有十分重要的现实意义。本文对超超临界燃煤发电关键技术进行了比较全面的论述，在此基础上，详细介绍了国内外的超超临界燃煤发电技术的发展，对于从事相关研究工作的技术人员具有一定的借鉴意义。关键词：超超临界；燃煤发电；发电机组0引言2.2美国A-USC计划当前比较先进的700℃超超临界燃煤发电技术，是指

2、美国的A-USC计划由美国能源部和俄亥俄煤炭发展主蒸汽温度超过700℃，主蒸汽压力超过35MPa的一种先办公室共同进行，在2001年正式启动，目的是发电机组的进的发电技术。在不进行二次加热的前提下，该技术能够主蒸汽参数提高至35MPa和760℃，项目主要由两部分组大幅度提高火力发电机组的发电效率，最高甚至能超过成：锅炉材料研究和汽轮机材料研究。研究的内容主要有：50%，进而能够有效地减少燃煤的消耗量，同时，还能减少①发电机组概念设计、经济分析以及高温材料的性能测二氧化硫、氮氧化物以及重金属等污染物的排放，具有十试；②

3、新材料的抗蒸汽氧化及烟气腐蚀性能的研究；③汽分重要的现实意义。随着600℃等级的超超临界发电技术轮机部件材料的优选和焊接转子的焊接试验；④焊接、机取得成功以来，世界各国一直在进行更加深入的研究，积加工、涂层等制造工艺研究。美国A-USC计划的独特之处极发展更高参数、更大容量的火力发电技术。在于：①相较于其他国家设计的蒸汽温度更高，高达1700℃超超临界燃煤发电关键技术760℃；②针对美国高硫煤对材料的腐蚀进行了重点的研在燃煤发电的过程中，当主蒸汽温度超过700℃以究；③根据ASME标准进行新材料的研发；④锅炉中包含后

4、，随着温度的升高，对主蒸汽管道、过/再热器管、联箱等富氧燃烧内容的研究。此前，美国的EPRI、ALSTOM以及关键位置部件的性能要求非常高。为了确保发电机组在BWE公司联合进行超超临界燃煤发电机组的研究，计划700℃的高温条件下，仍能进行安全稳定的运行，整个机组建设一套功能齐全的高温材料试验平台，其具体的结构图处于高温条件下的部件就必须使用耐高温的合金材料，其如图1所示。中，镍基合金就是一种性能优良的耐高温材料。因此，需要解决的关键技术问题主要是：①能够用于机组的高温金属材料研制；②锅炉、汽轮机关键高温零部件的加工制

5、造；③性能可靠的高温阀门制造；④高温材料和关键高温部件的实炉验证；⑤700℃超超临界电站的设计、建造以及运行等问题。2国外超超临界燃煤发电技术研究进展2.1欧洲AD700计划欧洲的AD700计划启动于1998年，目的是研究出蒸汽参数为37.5MPa、700~720℃的超超临界发电机组，进而将发电效率提升至52%。图1ComTest1400系统流程图该计划主要分为6个实施阶段，主要是：①可行性研2.3日本A-USC项目究阶段，该阶段主要进行新材料的开发和现有电厂设备的日本的A-USC项目于2008年正式启动，主要可以分

6、改进设计工作，开发出的新材料主要有能够在700℃高温为三个研究阶段：①2008~2012年主要进行锅炉材料、汽条件下进行正常工作的铁素体钢、奥氏体钢和镍基合金材轮机转子、汽缸以及阀门的研究开发；②2013~2014年主料，同时对现有电厂进行优化设计，减少新材料的用量；②要进行发电机组锅炉零部件和小汽轮机的设计研究工作；准备阶段，主要进行的工作有对新材料进行厂内试验、高③2014~2016年主要对前一阶段研发的锅炉和小汽轮机温零部件的制造和测试以及制定相应的商业运行计划；③组进行科学试验，根据试验结果同时进行一定的改善

7、。其部件验证阶段，主要内容是设计、制造并安装一套部件试中，在2010~2012年同期开展发电厂的设计研究工作。该验装置，进而对前两阶段研发的高温部件进行性能测试；计划的目的是实现A-USC产品能够在35MPa、720℃的条④全尺寸电站示范、运行和反馈，建立相应的示范电站，进件下进行平稳运行，将发电机组的发电效率提高至48%。行电站的整体测试。————————————日本高效超超临界发电技术研究进展较快，目前已经直追作者简介：董国燊（1996-），男，山东济宁人，本科，山东科技大学。欧洲水平。InternalCombu

8、stionEngine&Parts·141·图4华能南京电厂验证试验平台汽水流程示意图3我国超超临界燃煤发电技术研究进展3.1镍基高温材料研制我国对镍基高温材料研制主要包括两个方面：①通过引进国外研发的740H、617B、Haynes282、Sanicro25以及Nimonic80A等镍基高温材料，由国内相关的研究单位和发电厂对其性能进行联合测