先进超超临界发电技术提质增效
先进超超临界发电技术发展趋势是提高蒸汽初参数,即提高朗肯循环的热端平均温度,进而提高机组热效率。但目前铁素体/马氏体耐热钢、奥氏体不锈钢的使用温度已达上限,开发630 ℃超超临界燃煤机组技术需要加紧研发更高等级的耐热钢,如集箱和大口径管道试验可选材料有镍基合金617B、C-HRA-3等材料,锅炉受热面可选奥氏体钢Sanicro25、Haynes282等材料。2011年6月,国家能源局正式启动700 ℃超超临界燃煤发电技术研发计划,初步确定以600 MW机组为示范电站,蒸汽参数为35 MPa/700 ℃/720 ℃。受限于奥氏体不锈钢材料研制进度影响及镍基合金高昂的材料成本,“700 ℃计划”进展较为缓慢,仍未进入示范验证阶段,但更高参数的先进超超临界发电技术是未来煤炭清洁利用的发展方向之一。
采用综合系统
节能提效技术是提高超超临界发电机组运行安全性和经济性的科学方法之一:
1)开展超超临界锅炉水动力、热质传输及与燃烧过程的耦合研究,如保证受热面壁温均匀可采用新型燃烧器抑或等离子点火或微油点火技术、组织良好的炉内燃烧动力场,合理设计联箱及各级受热面连接方式、精细设计节流孔和纠偏喷水减温器等,通过分烟道设置挡板开度调节再热汽温等;
2)开展热力循环系统优化、余热梯级利用研 究,如采用“二级省煤器+空预器旁路”烟气余热深度利用方案,采用双机回热热力系统或直接空冷机组全高位布置技术等;
3)开展超超临界机组全工况能耗、污染物协同控制研究,如选择性催化还原联合脱硫脱硝脱汞一体化技术、活性焦脱硫脱硝脱汞技术以及副产物资源化利用技术等。
超超临界循环流化床机组综合环保性指标较好,可实现低成本的超低排放和超低能耗,同时炉膛内温度(850~900 ℃)、热流密度相对超超临界燃煤机组都低很多,技术实现度相对容易,但仍需开展炉内燃烧特性和传热规律研究。主要包括:
1)开展再热器布局和结构优化、合理控制受热面焓增,保证受热面材料在许用温度范围内;
2)开展配套辅机选型设计和技术研发工作;
3)开展污染物协同控制、综合利用技术研究,如电除尘器、电袋除尘器和布袋除尘器的耦合优化布置技术等。
2.2 颠覆性技术联合科技攻关