日前,華能清能院在700℃技術(shù)研發(fā)中形成的“適用于超高汽溫蒸汽參數(shù)的倒置煤粉鍋爐布置結(jié)構(gòu)”(英文名:Arrangement structure suitable for inverted pulverized coal boiler with ultra-high steam temperature steam parameters)專利獲得美國(guó)國(guó)家專利證書,標(biāo)志著該技術(shù)已經(jīng)正式得到美國(guó)專利授權(quán)(專利號(hào)US 9,488,370 B2)。該專利是繼M-type pulverized coal boiler suitablefor ultrahigh steam temperature專利之后,華能清能院在700℃機(jī)組鍋爐布置方面獲得的第二個(gè)美國(guó)專利授權(quán)。
700℃先進(jìn)超超臨界燃煤發(fā)電技術(shù),是指主蒸汽壓力超過(guò)35MPa,主蒸汽溫度超過(guò)700℃的新一代先進(jìn)發(fā)電技術(shù),是華能清能院主要研發(fā)的關(guān)鍵技術(shù)之一。該技術(shù)可大幅提高機(jī)組發(fā)電效率、減少污染物排放,對(duì)于保證我國(guó)能源領(lǐng)域的可持續(xù)發(fā)展,具有重要意義。
依托國(guó)家能源局項(xiàng)目“700℃超超臨界燃煤發(fā)電關(guān)鍵設(shè)備研發(fā)及應(yīng)用示范”子課題“關(guān)鍵部件驗(yàn)證試驗(yàn)平臺(tái)建立及運(yùn)行”,以及華能集團(tuán)科研項(xiàng)目“700℃超超臨界燃煤電站鍋爐機(jī)組緊湊布置方案研究”、“700℃關(guān)鍵部件驗(yàn)證試驗(yàn)平臺(tái)建立與運(yùn)行研究”,華能清能院在700℃技術(shù)方面開展了深入的研究工作。
其中,在試驗(yàn)平臺(tái)建設(shè)和材料研究方面,已在2015年12月建成投運(yùn)我國(guó)首個(gè)700℃關(guān)鍵部件試驗(yàn)驗(yàn)證平臺(tái),設(shè)計(jì)主蒸汽溫度達(dá)到725℃,驗(yàn)證部件包括水冷壁、過(guò)熱器、集箱、高溫管道及閥門、管件等附件,驗(yàn)證材料包括國(guó)內(nèi)外共9個(gè)不同牌號(hào)。目前試驗(yàn)平臺(tái)正維持正常運(yùn)行,各項(xiàng)參數(shù)積累試驗(yàn)數(shù)據(jù)并開展相關(guān)的試驗(yàn)研究。
在700℃系統(tǒng)優(yōu)化方面,在創(chuàng)新性地提出適合于超高汽溫蒸汽參數(shù)的“M”型布置和倒置布置的燃煤鍋爐緊湊布置方式的基礎(chǔ)上,針對(duì)不同煤種,開展了660MW/35MPa/700/720℃鍋爐的初步設(shè)計(jì),進(jìn)行了鍋爐熱力計(jì)算和水動(dòng)力計(jì)算,初步驗(yàn)證了上述布置的可行性。
采用倒置布置爐型的主要優(yōu)點(diǎn)包括:
1.減少主蒸汽管道長(zhǎng)度:倒置鍋爐布置形式降低了高溫過(guò)熱器和高溫再熱器出口聯(lián)箱標(biāo)高,減少了與汽輪機(jī)之間的高溫蒸汽管道的長(zhǎng)度,從而顯著降低機(jī)組的制造成本,同時(shí)降低了高溫蒸汽管道的沿程阻力和散熱損失,提高了機(jī)組效率。
2.受熱面磨損輕:受熱面主要布置在上行煙道中,煙氣中的粉塵在重力作用下流速減慢,從而減輕了對(duì)受熱面的磨損。
3.可避免氧化皮脫落問(wèn)題:采用倒置鍋爐爐型后,無(wú)U型的屏式過(guò)熱器或再熱器,因此與塔式爐類似,可有效避免氧化皮脫落后,在U型屏底部沉積引起爆管的問(wèn)題。
4.脫硝裝置整體設(shè)計(jì):脫硝裝置布置在后豎井出口煙道至預(yù)熱器進(jìn)口之間的煙道上,空間布置合理,實(shí)現(xiàn)脫硝裝置和鍋爐鋼架的整體設(shè)計(jì)。
未來(lái),華能清能院將繼續(xù)深入開展700℃技術(shù)的研發(fā)工作,為早日實(shí)現(xiàn)700℃技術(shù)的工程應(yīng)用,為進(jìn)一步提高我國(guó)燃煤電廠的發(fā)電效率、降低煤耗和污染物排放助力。