[00118541]600MW亚临界机组增容提效技术研究及应用

1、立项背景、技术原理和应用领域 （1）立项背景 截至2018年底,我国有约3.5亿千瓦亚临界机组,煤耗普遍高于320g/kWh,低于世界先进水平。炉膛燃烧换热、汽机运行情况直接影响生产能力、可靠性、经济性。响应国家节能减排号召,亚临界机组综合升级改造刻不容缓。传统改造提效方案节能效果有限且经济效益不佳。 国电浙江北仑第一发电有限公司一期两台600MW亚临界机组为第一代亚临界燃煤机组,运行已达20多年,实际运行年综合供电煤耗达到322g/kWh,主要技术指标已落后,机组面临严峻的生存挑战。为满足国家发改委、国家能源局国家三部委发布的到2020年现役燃煤发电机组改造后平均供电煤耗低于310g/kWh以及宁波市北仑区集中供热规划（2012～2020年）对北仑区域供热的要求,需要对两台机组进行综合升级提效改造。 依据国家能源办〔2018〕180号文《关于2018年度科技创新项目及技术标准项目立项的通知》、《国电电力2016年度火电、水电企业检修技改项目调整计划的通知》正式实施此项目,研究项目编号GJNY-18-01。 （2）技术原理和应用领域 采用“汽轮机通流提效改造+锅炉提升再热蒸汽温度改造+回热系统优化+锅炉燃烧器系统改造+供热改造”的技术路线进行北仑电厂一期两台600MW亚临界燃煤机组综合升级提效改造。改造后机组参数为16.66MPa/537℃/570℃,额定容量增至630MW,供电煤耗可降低16g/kWh,机组年平均综合供电煤耗低于310g/kWh标准。本项目成功实施并应用于北仑电厂一期两台600MW亚临界机组,改造后节能降耗效果显著。本项目成果主要应用于火电领域,对600MW级亚临界机组均适用,涵盖设计、装备制造、运行维护等方面。 2、成果的主要技术创新点 （1）首次研发了主机参数为16.66Mpa/537℃/537℃水平的进口机组600MW一次再热亚临界机组的综合升级提效理论和技术,建立了锅炉接长增容、经济的再热汽温单提温、耦合适应锅炉提温的汽机通流改造的成套工艺和技术经济准则,并开发了冷再和热再超大流量供热、低负荷大流量供热技术。突破了亚临界机组汽轮机高效通流改造的关键设计与制作技术,开发了适应再热蒸汽参数提高逼近材质极限情况下的内集汽腔室低压内缸、中压进汽腔室隔热装置、新型双层汽缸内缸测压结构以及全新宽负荷末叶等关键部件。 （2）首创了小炉膛、高热负荷亚临界锅炉的炉膛接长扩容增效技术。形成了液压提升装置吊装锅炉冷灰斗整体下移施工工法,解决了超重冷灰斗整体移动的复杂力学稳定性问题,大幅降低工期及成本;形成了锅炉接长的受热面整体设计方法。 （3）建立了亚临界机组宽负荷运行调节（180-630MW负荷深度调峰）及氮氧化物减排技术。形成了匹配炉膛结构变化的多级优化配风方法,实现了40%额定负荷下NOx排放252mg/Nm3;协同扩宽了煤种适应性,解决了低灰熔点煤种燃烧的结焦难题、低负荷稳燃问题;开发了提效机组的汽温控制组态软件,形成了亚临界提效机组的调试导则和运行规程,提高灵活性调节能力。 3、主要技术性能指标及与国内外同类技术比较 本项目技术与国内外同类技术相比情况如下表所示。常规通流改造技术,节能收益一般仅10g/kWh左右,远无法达到国家规定的310g/kWh煤耗要求,且改造的效率收益难以保持。而跨代升级改造成600℃/600℃超超临界机组,其改造量和成本过于巨大,不具备经济可行性。对于双提主、再热蒸汽温度至566/566℃超临界参数技术,其节能效果有限（约15g/kWh）但代价很大,仍然无法达标且性价比过低。总体上,本项目技术具备节能效益显著、总投资及投资回收期适中、经济性价比高、改造范围较小、施工周期短的优点,可操作性强。