一種高低位布置的高溫亞臨界機組的製作方法
2023-05-18 00:47:51 2
一種高低位布置的高溫亞臨界機組的製作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種高低位布置的高溫亞臨界機組，包括具有過熱器和再熱器的鍋爐，具有高壓缸和中壓缸的汽輪機，主蒸汽管道及閥門，熱再蒸汽管道及閥門和高、中壓旁路閥，其特徵在於，所述鍋爐的過熱器和再熱器，所述汽輪機的高壓缸和中壓缸，所述主蒸汽管道及閥門，所述熱再蒸汽管道及閥門，所述高、中壓旁路閥的溫度參數等級為超超臨界機組的額定溫度或更高溫度參數等級，其中所述高壓缸和中壓缸都置於鍋爐頂部。本實用新型改造成本相對較低，可大幅提高亞臨界機組效率，性價比高，具有顯著優勢。
【專利說明】—種高低位布置的高溫亞臨界機組
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種亞臨界機組，具體地，涉及自傳統的亞臨界機組改造成的高低位布置的高溫亞臨界機組。
【背景技術】
[0002]隨著材料技術的不斷發展和世界能源的日益緊張，超臨界機組/超超臨界機組相對亞臨界機組的優勢也越來越得到體現，目前已發展成為國內外新建機組的首選。現有的亞臨界、超臨界、超超臨界機組典型參數分別為16.7MPa/538 °C/538 °C、24.lMPa/538°C /566°C、27MPa?31MPa/600°C /600°C，超臨界/超超臨界機組由於其蒸汽參數較高，因此其熱效率相對較高。而在我國，為了改善電力結構，近年也啟動了「上大壓小」工程，逐漸開始淘汰中小型高耗能機組，但亞臨界發電機組容量佔總電力裝機容量比重依然較大，現存300MW/600MW等級亞臨界機組總量約達3億千瓦，鑑於其運行時間不長，且受電力供應和資金等條件限制，現階段不可能關停這些相對較高能耗的中型機組，較理想的解決途徑便是對現有300MW/600MW等級的亞臨界機組進行技術改造以降低其能耗，減少汙染物排放，同時又能滿足電力生產的需求。
[0003]但目前，針對這類亞臨界機組的改造，傳統的方法多局限在機組原有參數等級的框架裡進行一些設備或者系統的局部改造，改造的優勢不明顯，投資與節能收益的性價比不高。而事實上，隨著材料技術的發展，現階段，通過改造亞臨界機組，提升其參數，已經不存在技術問題，一方面，這會明顯提升機組效率，另一方面也會相應增大電站改造成本，例如，提升機組的壓力參數，絕大部分設備和管道的壁厚要相應增加，或選用性能和價格更高一些的材料，包括諸如鍋爐、汽機、加熱器、給水泵、管閥等需承受高壓的設備部件都需進行全面更換，改造面太廣且成本巨大，並且溫度不變情況下，僅單一地提高壓力參數，雖然熱力循環效率有所增加，但由於蒸汽容積流量大幅下降，汽輪機的內效率亦會明顯下降，因此，對機組綜合效率的提升也並不明顯，如若同時提升壓力、溫度參數，改造成本又會進一步提升。因而，此類改造，雖無技術問題，但其改造性價比低。有鑑於此，本領域的技術人員致力於開發一種可大幅提高亞臨界機組效率、改造範圍適度、性價比具有顯著優勢的改造機組。
實用新型內容
[0004]鑑於上述目前火電廠亞臨界機組改造的需求及現有改造技術的不足，本實用新型旨在提供一種可大幅提高亞臨界機組效率、性價比具有顯著優勢的亞臨界機組。
[0005]為實現上述目的，本實用新型提供了一種高低位布置的高溫亞臨界機組，包括具有過熱器和再熱器的鍋爐，具有高壓缸、中壓缸的汽輪機，主蒸汽管道及閥門，熱再蒸汽管道及閥門和高、中壓旁路閥等，其特徵在於，所述鍋爐的過熱器和再熱器，所述汽輪機的高壓缸、中壓缸，所述主蒸汽管道及閥門，所述熱再蒸汽管道及閥門和所述高、中壓旁路閥的溫度參數等級為超超臨界機組的額定溫度或更高溫度參數等級。[0006]其中所述鍋爐的過熱器和再熱器，所述汽輪機的高壓缸、中壓缸，所述主蒸汽管道及閥門，所述熱再蒸汽管道及閥門和所述高、中壓旁路閥可使用高溫奧氏體鋼、鐵素體鋼、馬氏體鋼或其它可承受更高溫度的材料，牌號可為P91、T91、P122、P92、E911、FN616、HCM12、HCM12A、EMl2, HCM9M、SA_387Gr22/22L、SA_387Gr91、SA_387Gr911、SA_1017Grl22、HT9 和HT91及其它可承受更高溫度材料的牌號。
[0007]其中，所述高壓缸和中壓缸都置於所述鍋爐的頂部，並配置有相應容量的發電機。所述超超臨界機組額定溫度參數為典型溫度參數等級，即600°C -620°C。
[0008]本實用新型具有以下優點和效果:
[0009]1、本實用新型通過保持機組壓力參數不變，提升機組的溫度參數等級，鍋爐側只需改變過熱器、再熱器(低溫度參數的一級過熱器、一級再熱器仍可保留不變)；汽輪機處需改變高、中壓缸；另外便是主蒸汽管道、閥門，熱再蒸汽管道、閥門，高、中壓旁路閥。總的來說，相對改動量少，此外，壓力參數不變，管道的壁厚也可得到控制，因而總的改造面適度，性價比高。
[0010]2、本實用新型大幅提升了機組的溫度參數，一方面，可顯著提升機組循環熱效率；另外一方面，在機組容量一定的情況下，壓力不變，溫度的提升，使得蒸汽比容增大，汽輪機的內效率也會相應提升。
[0011]3、本實用新型因提升機組溫度參數而改變高、中壓缸，在相同改造成本的同時，還可獲得目前先進的汽輪機內缸進汽方式、通流部分、葉型優化等技術的收益。對於600MW等級的聞、中壓缸的內效率，可提升至92%、94%以上。
[0012]4、本實用新型不改變機組壓力參數，機組的控制方式、運行方式也均未發生變化，對機組運行人員來說，其操作理念也基本無變化。
[0013]5、本實用新型還包括加強鍋爐基礎，將所述的亞臨界機組的高壓缸、中壓缸都設置在所述鍋爐的頂上，以縮短所述主蒸汽管道、冷再蒸汽管道及熱再蒸汽管道的長度。這不僅可大大減少管道材料的改造成本，還可降低管道的壓降，進一步提升機組經濟性。
[0014]6、本實用新型可在不增加機組燃料消耗的前提下利用效率的大幅提升相應提高機組的發電出力，不僅節能且增加收益。
[0015]以下對本實用新型的構思、具體結構及產生的技術效果作進一步說明，以充分地了解本實用新型的目的、特徵和效果。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0016]圖1為同製造廠商提供的同等容量下超臨界/超超臨界機組熱耗值。
[0017]圖2為本實用新型實施例一採用分缸的示意圖。
[0018]圖3為本實用新型實施例一採用合缸的示意圖。
【具體實施方式】
[0019]本實用新型提供了一種高低位布置的高溫亞臨界機組，包括具有過熱器11和再熱器12的鍋爐I，具有高壓缸21、中壓缸22的汽輪機2，主蒸汽管道3及閥門，熱再蒸汽管道4及閥門和高、中壓旁路閥，其特徵在於，所述鍋爐I的過熱器11和再熱器12，所述汽輪機2的高壓缸21、中壓缸22和所述主蒸汽管道3及閥門，所述熱再蒸汽管道4及閥門和所述高、中壓旁路閥的溫度參數等級為超超臨界機組的額定溫度或更高溫度參數等級。
[0020]其中所述鍋爐I的過熱器11和再熱器12，所述汽輪機2的高壓缸21、中壓缸22，所述主蒸汽管道3及閥門，所述熱再蒸汽管道4及閥門，所述高、中壓旁路閥可使用目前常用於超超臨界發電機組的高溫奧氏體鋼、鐵素體鋼、馬氏體鋼或其它可承受更高溫度的材料，牌號可為 P91、T91、P122、P92、E911、FN616、HCMl 2、HCMl 2A、EMl 2、HCM9M、SA_387Gr22/22L、SA-387Gr91、SA-387Gr911、SA_1017Grl22、HT9 和 HT91 及其它可承受更高溫度的材料。
[0021]其中所述高壓缸21和中壓缸22置於鍋爐I頂部，並配置有相應容量的發電機。
[0022]所述高壓缸21和中壓缸22的結構型式可以採用分缸或合缸。並配置有相應容量的發電機。
[0023]實施例一
[0024]以某亞臨界機組為例，其主蒸汽參數設計值為16.7MPa/538°C，再熱蒸汽溫度設計值也為538°C，熱耗設計值為7862KJ/KWh。
[0025]根據本實用新型的高低位布置的高溫亞臨界機組，在其現有鍋爐I設備上，對鍋爐I加裝由600°C等級超超臨界發電機組材料製成的過熱器11和再熱器12，同時將現有汽輪機2的高、中壓缸21和22，鍋爐至汽輪機之間的主蒸汽的管道3、閥門和熱再熱蒸汽的管道4、閥門以及高、中壓旁路閥均更換為600°C等級超超臨界發電機組的相應設備，機組設計壓力不變，保持在16.7MPa，而將主蒸汽、再熱蒸汽的設計溫度值都提升到600°C。
[0026]根據同製造廠商提供的同等容量機組下的超超臨界機組滑壓運行時(600°C溫度不變下)不同壓力的熱耗值以及超臨界機組(23.96MPa/538°C /566°C)的熱耗設計值7602KJ/KWh，如圖1所示。利用插值法，容易獲得改造後的高溫亞臨界機組(蒸汽參數16.7MPa/600°C /600°C )的機組熱耗值約為7492KJ/KWh。由此可見，通過本發明，將傳統的亞臨界機組改造成高溫亞臨界機組，可使其熱耗值由原7862KJ/KWh降低到7492KJ/KWh，並且該熱耗水平明顯優於同一廠商的超臨界機組，僅次於目前的超超臨界機組。
[0027]此外，通過加強鍋爐基礎，將高壓缸21和中壓缸22都放在鍋爐頂I上，並配置相應容量的發電機。高壓缸21、中壓缸22的結構型式可採用分缸、合缸，分別如圖2，如圖3所示，從鍋爐過熱器出來的主蒸汽直接進入鍋爐頂上的高壓缸做功，高壓缸的排汽即冷再蒸汽進入鍋爐再熱器進一步吸熱，吸熱後的熱再蒸汽再進入鍋爐頂上的中壓缸繼續做功。然後中壓缸的排汽再進入布置在常規汽輪發電機運行層的低壓缸做功。高壓缸21、中壓缸22的結構型式根據不同容量等級可為分缸或合缸，分別如圖2、圖3所示，其中A點的汽輪機包括高壓缸21和中壓缸22，B點的汽輪機包括低壓缸23。
[0028]該實施方式極大縮短了主蒸汽管道、冷再蒸汽管道、熱再蒸汽管道，不僅減少了高昂的合金管道材料成本，並降低了主蒸汽、再熱蒸汽管道的壓力和散熱損失，折算成熱耗，可為 7464KJ/KWh。
[0029]以上詳細描述了本實用新型的較佳具體實施例。應當理解，本領域的普通技術無需創造性勞動就可以根據本實用新型的構思做出諸多修改和變化。因此，凡本【技術領域】中技術人員依本實用新型的構思在現有技術的基礎上通過邏輯分析、推理或者有限的實驗可以得到的技術方案，皆應在由權利要求書所確定的保護範圍內。
【權利要求】
1.一種高低位布置的高溫亞臨界機組，包括具有過熱器和再熱器的鍋爐，具有高壓缸、中壓缸的汽輪機，主蒸汽管道及閥門，熱再蒸汽管道及閥門和高、中壓旁路閥，其特徵在於，所述鍋爐的過熱器和再熱器，所述汽輪機的高壓缸、中壓缸，所述主蒸汽管道及閥門，所述熱再蒸汽管道及閥門和所述高、中壓旁路閥的溫度參數等級為超超臨界機組的額定溫度或更高溫度參數等級，其中所述高壓缸和中壓缸都置於鍋爐頂部。
2.如權利要求1所述的高低位布置的高溫亞臨界機組，其特徵在於，所述鍋爐的過熱器和再熱器，所述汽輪機的高壓缸和中壓缸，所述主蒸汽管道及閥門，所述熱再蒸汽管道及閥門和所述高、中壓旁路閥使用高溫奧氏體鋼、鐵素體鋼或馬氏體鋼，牌號為P91、T91、P122、P92、E911、FN616、HCMl2, HCM12A、EMl2, HCM9M、SA_387Gr22/22L、SA_387Gr91、SA-387Gr911、SA_1017Grl22、HT9 或 HT91。
3.如權利要求2所述的高低位布置的高溫亞臨界機組，其特徵在於，所述高壓缸和中壓缸置於所述鍋爐頂部，並配置有相應容量的發電機。
4.如權利要求3所述的高低位布置的高溫亞臨界機組，其特徵在於，所述高壓缸和中壓缸的結構型式可以採用分缸或合缸。
5.如權利要求4所述的高低位布置的高溫亞臨界機組，其特徵在於，所述超超臨界機組額定溫度參數為典型溫度參數等級，即600°C -620°C。
【文檔編號】F01K11/02GK203547810SQ201320548936
【公開日】2014年4月16日 申請日期:2013年9月4日 優先權日:2013年9月4日
【發明者】馮偉忠 申請人:馮偉忠