超临界火电机组
660MW超超临界燃煤发电机组深度调峰运行管理措施
660MW超超临界燃煤发电机组深度调峰运行管理措施发布时间：2022-10-08T08:16:04.810Z 来源：《新型城镇化》2022年19期作者：高波[导读] 在“碳达峰、碳中和”的战略目标加持下，近年来，我国新能源的装机容量及发电电量不断攀升。
而新能源发电由于其随机性、间歇性及不稳定性等特点，大规模的并网导致新能源的消纳问题越来越凸显、部分地区甚至已经出现弃风弃光现象。
火电机组作为传统电力系统的电力、电量主力电源，在以新能源为主体的新型电力系统背景下，势必向着高峰时段承担兜底保供、低谷时段调节余缺的角色转变，这就对现有火电机组安全稳定运行能力提出更高的要求。
本文通过探索调节660MW超超临界燃煤发电机组锅炉、汽轮机及其辅机的运行方式，对影响机组低负荷运行期间安全稳定运行因素进行分析，找到机组低负荷稳定运行管理的关键点，并提出相关措施保障机组深度调峰期间安全，对大比例可再生能源发电持续发展作出贡献。
高波内蒙古大唐国际托克托发电有限责任公司内蒙古呼和浩特 010206摘要：在“碳达峰、碳中和”的战略目标加持下，近年来，我国新能源的装机容量及发电电量不断攀升。
而新能源发电由于其随机性、间歇性及不稳定性等特点，大规模的并网导致新能源的消纳问题越来越凸显、部分地区甚至已经出现弃风弃光现象。
火电机组作为传统电力系统的电力、电量主力电源，在以新能源为主体的新型电力系统背景下，势必向着高峰时段承担兜底保供、低谷时段调节余缺的角色转变，这就对现有火电机组安全稳定运行能力提出更高的要求。
本文通过探索调节660MW超超临界燃煤发电机组锅炉、汽轮机及其辅机的运行方式，对影响机组低负荷运行期间安全稳定运行因素进行分析，找到机组低负荷稳定运行管理的关键点，并提出相关措施保障机组深度调峰期间安全，对大比例可再生能源发电持续发展作出贡献。
关键词：超超临界机组；深度调峰；运行管理；措施一、深度调峰期间660MW超超临界机组运行管理中存在的问题随着新能源的快速发展、新型用能设备广泛接入，可再生能源在电网中所占的比例快速增长，燃煤发电机组利用小时逐步降低，逐渐由传统提供电力、电量的主体性电源向提供可靠电力、调峰调频能力的基础性电源和系统调节性电源并重转变，深度调峰频次、幅度逐步加大，深度调峰期间机组安全运行就显得格外重要，主要体现在以下几方面：（1）低负荷时，高、低压加热器疏水压差小，容易发生疏水不畅，严重时可能导致高、低压加热器切除运行；（2）随着负荷的降低，四抽压力以及给水流量也在不断的降低，调整不当可能导致给水流量大幅波动，严重时导致机组跳闸；（3）随着燃料量的减少，汽温也随之会出现降低，尤其是在锅炉“干态”往“湿态”转变的过程中，容易出现蒸汽温度过热度不足，调整不及时可能导致汽轮机进水；（4）炉膛温度降低、火焰充满度下降、燃烧稳定性下降，而且随着煤种、风量、磨煤机出力等方面的突然扰动，燃烧可能偏离正常状况，严重时造成锅炉灭火、汽轮机跳闸。
超超临界机组和超临界机组
超超临界机组和超临界机组火电厂超超临界机组和超临界机组指的是锅炉内工质的压力。
锅炉内的工质都是水，水的临界压力是:22.115MPA 347.15℃；在这个压力和温度时，水和蒸汽的密度是相同的，就叫水的临界点，炉内工质压力低于这个压力就叫亚临界锅炉，大于这个压力就是超临界锅炉，炉内蒸汽温度不低于593℃或蒸汽压力不低于31 MPa被称为超超临界。
超临界、超超临界火电机组具有显著的节能和改善环境的效果，超超临界机组与超临界机组相比，热效率要提高1.2%，一年就可节约6000吨优质煤。
未来火电建设将主要是发展高效率高参数的超临界（SC）和超超临界（USC）火电机组，它们在发达国家已得到广泛的研究和应用。
大型超临界锅炉的特点超临界火电技术由于参数本身的特点决定了超临界锅炉只能采用直流锅炉，在超临界锅炉内随着压力的提高，水的饱和温度也随之提高，汽化潜热减少，水和汽的密度差也随之减少。
当压力提高到临界压力（22.12Mpa）时，汽化潜热为0，汽和水的密度差也等于零，水在该压力下加热到临界温度（374.15℃）时即全部汽化成蒸汽。
超临界压力临界压力时情况相同，当水被加热到相应压力下的相变点（临界温度）时即全部汽化。
因此超临界压力下水变成蒸汽不再存在汽水两相区，由此可知，超临界压力直流锅炉由水变成过热蒸汽经历了两个阶段即加热和过热，而工质状态由水逐渐变成过热蒸汽。
因此超临界直流锅炉没有汽包，启停速度快，与一般亚临界汽包炉相比，超临界直流锅炉启动到满负荷运行，变负荷速度可提高1倍左右，变压运行的超临界直流锅炉在亚临界压力范围内超临界压力范围内工作时，都存在工质的热膨胀现象，并且在亚临界压力范围内可能出现膜态沸腾；在超临界压力范围内可能出现类膜态沸腾。
超临界直流锅炉要求的汽水品质高，要求凝结水进行100%除盐处理。
由于超临界直流锅炉水冷壁的流动阻力全部依靠给水泵克服，所需的压头高，即提高了制造成本又增加了运行耗电量且直流锅炉普遍存在着流动不稳定性、热偏差和脉动水动力问题。
1000mw超超临界机组火电系统培训教材
1000mw超超临界机组火电系统培训教材1000MW超超临界机组火电系统培训教材简介随着电力行业的快速发展，大容量、高效率的超超临界机组已成为火电领域的主力军。
1000MW超超临界机组火电系统，凭借其卓越的能效和环保性能，在全球范围内得到了广泛应用。
为了帮助相关从业人员更好地掌握这一先进技术，我们特别推出了1000MW超超临界机组火电系统培训教材。
本教材首先介绍了超超临界机组的基本原理和特点。
超超临界技术是指锅炉内工质的压力超过临界压力，温度超过临界温度的一种高效发电技术。
相较于亚临界和超临界机组，超超临界机组具有更高的蒸汽参数，从而实现了更高的热效率和更低的煤耗。
接下来，教材详细阐述了1000MW超超临界机组火电系统的主要构成部分，包括锅炉、汽轮机、发电机以及辅助系统等。
锅炉作为整个系统的核心，负责将燃料的化学能转化为蒸汽的热能；汽轮机则将蒸汽的热能转化为机械能，驱动发电机发电。
此外，辅助系统如给水系统、风烟系统、排放系统等也在确保机组安全、稳定运行方面发挥着重要作用。
在掌握了系统构成后，本教材重点介绍了1000MW超超临界机组火电系统的运行与维护。
包括机组的启动、停机、正常运行调整以及常见故障的诊断与处理等方面。
通过实例分析和模拟操作，使学员能够熟练掌握机组的运行操作技能，提高应对突发事件的能力。
此外，本教材还强调了环保与节能在火电行业中的重要性。
超超临界技术通过提高蒸汽参数，实现了更高的能源利用率和更低的污染物排放。
在实际运行中，我们还需要关注机组的煤耗、水耗、厂用电率等经济指标，以实现可持续发展。
总之，1000MW超超临界机组火电系统培训教材旨在为相关从业人员提供全面、系统的学习资料，帮助他们更好地掌握超超临界机组的运行与维护技能。
通过本教材的学习，学员将能够胜任1000MW超超临界机组火电系统的相关工作，为电力行业的绿色发展做出贡献。
1000MW超超临界火电机组电气设备及运行
1000MW超超临界火电机组电气设备及运行摘要：超超临界技术是国际上成熟、先进的发电技术，在机组的可靠性、可用率、热机动性、机组寿命等方面已经可以和亚临界机组媲美，并有了较多的商业运行经验。
目前，国际上超超临界机组的参数能够达到主蒸汽压力25～31MPa，主蒸汽温度566～611℃，热效率42%～45%。
我国将超超临界机组的研究设定在蒸汽压力大于25MPa，蒸汽温度高于580℃的范围。
基于此，本文主要对1000MW超超临界火电机组电气设备及运行进行分析探讨。
关键词：1000MW超超临界；火电机组；电气设备；运行1、前言1000MW级超超临界燃煤发电是一种先进、高效的发电技术，代表了当前火力发电的最高水平，1000MW级超超临界燃煤发电技术的研发和应用对实现我国火电结构调整、节能降耗，建设资源节约型、环境友好型社会，促进电力工业可持续发展具有重要意义。
2、超超临界火电厂全厂控制网络方案超超临界机组较超临界机组的工艺参数要求相对高一些，对材料的选择和使用要求更为重要。
而对热控方案设计而言，1000MW超超临界机组和600MW超/超超临界机组两者在基本控制方案上没有太大的差别。
分散控制系统(DCS)和可编程控制器(PLC)在火电厂自动化控制中已得到大量应用，随着大型火电机组炉、机、电的运行和管理水平不断提高，DCS和PLC系统极高的可靠性、丰富的控制功能和对运行操作的简化，为减员增效提供了诸多的方便，并取得了良好的效果。
因此1000MW机组的控制方式都采用分层分级的网络结构。
全厂控制网络由厂级监控信息系统(SIS)以及机组级的控制网络(DCS)、辅助系统控制网络三层构成，实现全厂监控系统的网络化管理和信息共享。
通过对控制系统的选择和控制点的设置，分别介绍几个典型的1000MW机组全厂网络控制方案如下:(1)方案一:设置厂级管理信息系统(MIS)、厂级监控信息系统(SIS)。
单元机组和机组公用部分采用DCS系统控制。
超临界大型火电机组安全控制技术范本
超临界大型火电机组安全控制技术范本超临界大型火电机组是目前国内火电发电的主要装备之一，其安全控制技术是保证火电厂正常运行和避免事故发生的重要手段。
本文将针对超临界大型火电机组的安全控制技术进行详细探讨，包括火电机组的结构与工作原理、安全控制系统的组成与功能、安全控制技术的应用案例等。
一、超临界大型火电机组的结构与工作原理超临界大型火电机组由锅炉、汽轮机、发电机及辅助设备组成。
锅炉是转化燃料能量为热能的装置，其中包括燃烧器、过热器、再热器等关键部件。
汽轮机是将热能转化为机械能的装置，其工作原理是利用高温高压蒸汽驱动转子旋转。
发电机是将汽轮机输出的机械能转化为电能的装置，其主要部件有转子、定子等。
安全控制系统是超临界大型火电机组中至关重要的一部分，其主要功能是监测和控制火电机组的运行参数，确保其安全、稳定地运行。
安全控制系统通常包括传感器、控制器和执行器等组成部分。
传感器用于采集锅炉、汽轮机、发电机及辅助设备的运行参数，如温度、压力、流量等。
控制器根据传感器采集到的参数，对火电机组进行控制和调节。
执行器根据控制器的指令，控制各个设备的开关、调节阀等。
二、安全控制系统的组成与功能安全控制系统由控制层、监控层和操作层组成。
其中，控制层包括控制器、执行器等设备，负责具体的控制操作；监控层通过监测设备采集到的数据，对火电机组的运行状态进行实时监控；操作层负责人员对安全控制系统的操作与管理。
安全控制系统的主要功能包括以下几个方面：1. 监测运行参数：通过传感器采集火电机组各个设备的运行参数，如温度、压力、流量等，并将数据传输给监控层。
2. 报警与保护：根据预设的参数范围，实时监测火电机组各个设备的运行状态，一旦超出安全范围，及时发出报警信号，并启动保护措施，避免事故的发生。
3. 控制与调节：根据设定的操作要求，通过控制器向执行器发送指令，控制火电机组的开关、调节阀等设备的工作状态，确保其按照预定的工作模式进行运行。
亚临界,超临界,超超临界火电机组技术
亚临界、超临界、超超临界火电机组技术区别一、定义所谓的"临界"是指锅炉工作情况下承受的一定温度和压力的蒸汽状态。
可以查出水的临界压力为22.115MPa ，由此知，此压力对应下的状态叫临界状态；(1)水在加热过程中存在一个状态点——临界点(2)低于临界点压力，从低温下的水加热到过热蒸汽的过程中要经过汽化过程，即经过水和水蒸汽共存的状态；(3)而如果压力在临界压力或临界压力以上时，水在加热的过程中就没有汽水共存状态而直接从水转变为蒸汽。
T-S图临界点T饱和水线饱和汽线S水的临界点1.1 压力低于25MPa（对应的蒸汽温度低于538摄氏度）时的状态为亚临界状态；亚临界自然循环汽包锅炉的燃烧室蒸发受热面与汽包构成循环回路。
受热面上升管吸热量越大，则上升管内的含汽率增大，与下降管比重差增大，因此推动更大的循环量。
其特性是带有“自补偿”性质的。
而直流锅炉燃烧室内的平行上升管组吸热量越大则工质比容增大，体积流速变大，阻力增大。
对带有联箱的平行管组，吸热多的管子质量流量必然降低，其特点是“直流”性质的。
1.2 压力在25MPa 时的状态（对应的蒸汽温度高于538摄氏度）为超临界状态；超临界是物质的一种特殊状态，当环境温度、压力达到物质的临界点时，气液两相的相界面消失，成为均相体系。
当温度压力进一步提高，即超过临界点时，物质就处于超临界状态，成为超临界流体。
超临界水是一种重要超临界流体，在超临界状态下，水具有类似于气体的良好流动性，又具有远高于气体的密度。
超临界水是一种很好的反应介质，具有独特的理化性质，例如扩散系数高、传质速率高、粘度低、混合性好、介电常数低、与有机物、气体组分完全互溶；对无机物溶解度低，利于固体分离，反应性高、分解力高；超临界水本身可参与自由基和离子反应等等。
1.3 压力在25-31MPa 之间(温度在600度以上）则称为超超临界状态。
二、 参数水的临界状态参数为压力22.115MPa 、温度374.15℃2.1 亚临界火电机组蒸汽参数： P=16~19MPa ，T= 538℃/ 538℃或T= 540℃/ 540℃。
大型超超临界火电机组现状和发展趋势
大型超超临界火电机组现状和发展趋势摘要：本文简述了上海发展超超临界火电机组的战略意义、国内外现状、关键技术和经济效益。
1. 超超临界的概念火力发电厂的工质是水，在常规条件下水经加热温度达到给定压力下的饱和温度时，将产生相变，水开始从液态变成汽态，出现一个饱和水和饱和蒸汽两相共存的区域。
当蒸汽压力达到22.129MPa时，汽化潜热等于零，汽水比重差也等于零，该压力称为临界压力。
水在该压力下加热至374.15℃时即被全部汽化，该温度称为临界温度。
水在临界压力及超过临界压力时没有蒸发现象，即变成蒸汽，并且由水变成蒸汽是连续的，以单相形式进行。
蒸汽压力大于临界压力的范围称超临界区，小于临界压力的范围称亚临界区。
从水的物性来讲，只有超临界和亚临界之分，超超临界是人为的一种区分，也称为优化的或高效的超临界参数。
目前超超临界与超临界的划分界限尚无国际统一的标准，一般认为蒸汽压力大于25MPa、且蒸汽温度高于580℃称为超超临界。
2. 发展超超临界火电机组的战略意义2003年7月中国机械联合会根据对我国能源结构、国家能源政策和未来发电用能源供应状况的分析，在充分考虑水电、天然气、核电和新能源资源的开发基础上，再考虑煤电的开发，经过分析、测算，推荐的全国发电能源需求预测方案见表1。
表1 全国电能源构成项目单位2000实际2020预测全国总装机容量万千瓦31932.09 90000 比重% 100 100 1、水电万千瓦7935.22 22000比重% 24.9 24.4 2、火电万千瓦23746.96 63500比重% 74.4 70.6 其中：煤电万千瓦23223.96 58000 比重% 72.7 64.4 气电万千瓦511.8 5500项目单位2000实际2020预测比重% 1.6 3690 3、核电万千瓦210 4.1比重% 0.7 800 4、其他万千瓦39.91 90000比重% 0.12 100 可以看出，虽然煤电所占比重从2000年到2020年在逐年下降(从72.7%下降到64.4%)，但煤电在电源结构中的主导地位没有改变。
2023年超超临界机组行业市场规模分析
2023年超超临界机组行业市场规模分析超超临界机组是一种能够效率较高、排放较低的火电机组，目前在国内能源市场中非常受欢迎，具有很大的发展潜力。
本文将从超超临界机组的市场规模、发展趋势、市场前景等方面进行分析。
超超临界机组市场规模从市场规模来看，超超临界机组市场正在经历非常快速的增长。
2019年，全球超超临界机组装机容量一共为708GW，其中中国的超超临界机组装机容量占比达到了78%，而其他国家和地区的总装机容量仅占22%。
2019年，中国新上超超临界机组装机容量达到了7193.8MW，占全球新上容量的96.66%。
在中国，超超临界机组的市场份额不断提高，占比越来越大。
超超临界机组市场发展趋势从超超临界机组市场发展趋势来看，首先是技术上的不断创新。
随着技术的不断进步，超超临界机组的效率和稳定性等方面都得到了很大的提升，这也为其市场发展提供了很好的保障。
其次是政策支持的不断强化。
在不断加强环保政策的背景下，未来超超临界机组将成为火电行业的主流机型。
此外，中国政府还持续推进“一带一路”建设，这将带动超超临界机组在国外市场的迅猛发展。
超超临界机组市场前景从超超临界机组市场前景来看，由于其具备高效、低排放、稳定性好等特点，市场前景非常广阔。
在中国，未来火电行业将继续面临环保压力，因此超超临界机组将替代传统的火电机组成为主流机型，市场份额将进一步提高。
同时，中国政府还计划在未来几年内新增火电装机容量2000万千瓦以上，这也将极大地带动超超临界机组市场的发展。
此外，随着“一带一路”建设的逐步推进，中国的超超临界机组也将迅速占领海外市场，市场规模将进一步扩大。
总之，超超临界机组市场规模越来越大，发展趋势良好，市场前景广阔。
未来，随着技术不断创新、政策持续推进和市场需求的不断增长，超超临界机组将成为火电行业的主要机型，市场份额将继续提高。
同时，超超临界机组还将继续在国内外市场展露其威力，为火电行业的可持续发展贡献力量。
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火力发电革命性变革
——超临界（超超临界）机组运用
超临界（超超临界）是一个热力学概念。
对于水和水蒸气，压力超过临界压力22.129MPa的状态，即为超临界状态。
同时这一状态下对应的饱和温度为374.15℃。
超临界机组即指蒸汽压力达到超临界状态的发电机组。
蒸汽参数达到27MPa/580℃/600℃以上的高效超临界机组，属于超超临界机组。
超临界（超超临界）机组最大的优势是能够大幅度提高循环效率，降低发电煤耗。
但相应地需要提高金属材料的档次和金属部件的焊接工艺水平。
现在全世界各国都非常重视超临界（超超临界）机组技术的发展。
超超临界机组蒸汽参数愈高，热效率也随之提高。
热力循环分析表明，在超超临界机组参数范围的条件下，主蒸汽压力提高1MPa，机组的热耗率就可下降0.13%～0.15%；主蒸汽温度每提高10℃，机组的热耗率就可下降0.25～0.30%；再热蒸汽温度每提高10℃，机组的热耗率就可下降0.15%～0.20%。
在一定的范围内，如果采用二次再热，则其热耗率可较采用一次再热的机组下降1.4%～1.6%。
超临界（超超临界）机组的发展在20世纪60～70年代曾经历过低谷时期，主要是因为当时的试验条件所限，没有认识到超临界（超超临界）压力下工质的大比热容特性对水动力特性以及传热特性的影响，因而引发了水冷壁多次爆管等事故。
经过理论和技术方面的不断发展，发现了超临界压力下的工质存在类膜态沸腾导致传热恶化问题，克服了技术发展障碍。
与此同时，随着金属材料工业的发展，超临界（超超临界）机组获得了新的生命。
超临界（超超临界）机组具有如下特点：
(1）热效率高、热耗低。
超临界机组比亚临界机组可降低热耗约 2.5％，故可节约燃料，降低能源消耗和大气污染物的排放量。
(2）超临界压力时水和蒸汽比容相同，状态相似，单相的流动特性稳定，没有汽水分层和在中间集箱处分配不均的困难，并不需要象亚临界压力锅炉那样用复杂的分配系统来保证良好的汽水混合，回路比较简单。
(3)超临界锅炉水冷壁管道内单相流体阻力比亚临界汽包炉双相流体阻力低。
(4)超临界压力下工质的导热系数和比热较亚临界压力高。
(5）超临界压力工质的比容和流量较亚临界小，故锅炉水冷壁管内径较细，汽机的叶片可以缩短，汽缸可以变小，降低了重量与成本。
(6）超临界压力直流锅炉没有大直径厚壁的汽包和下降管，制造时不需要大型的卷板机和锻压机等机械，制造、安装、运输方便。
同时取消汽包而采用汽水分离器，汽水分离器远比亚临界锅炉的汽包小，内部装置也很简单，制造工艺也相对容易，相应地降低了成本。
(7）启动、停炉快。
超临界压力直流锅炉不存在汽包上下壁温差等安全问题，而且其金属重量和储水量小，因而锅炉的储热能力差，所以其增减负荷允许的速度快，启动、停炉时间可大大缩短。
一般在较高负荷（80～100％）时，其负荷变动率可达10％/min。
(8)超临界压力锅炉适宜于变压运行。
(9）超临界锅炉机组的水质要求较高，使水处理设备费用增加，例如蒸汽中铜、铁和二氧化硅等固形物的溶解度是随着蒸汽比重的减小而增大，因而在超临界压力下，即使温度不高，铜、铁和二氧化硅等的溶解度也很高，为防止它在锅炉蒸发受热面及汽机叶片上结垢，超临界锅炉需100％的凝结水精处理，除盐除铁。
(10）超临界压力锅炉的蓄热特性不及汽包炉，外界负荷变动时，汽温、汽压变化快而必须有相当灵敏可靠的自动调节系统，锅炉的自控水平要求也较高一些。
超临界（超超临界）机组存在的不足：
(1)超临界压力锅炉由于参数高，锅炉停炉事故的概率比亚临界多，降低了设备的可用率和可靠性。
另外，超临界压力锅炉出现管线破裂和起动阀泄漏故障时影响较大。
(2)超临界压力锅炉虽然热效率高，但锅炉给水泵、循环泵却要消耗较多的电耗，压力参数的提高又会增加系统的漏泄量，实际上对热效率的提高和热耗的减少都会有一定的影响。
(3)超临界压力锅炉为了保证水冷壁和过热器的冷却，启动时要建立一定的启动压力和流量，为此要配置一整套专用的启动旁路系统，因而启、停的操作较复杂，热损失也大。
(4)超临界直流锅炉水冷壁的安全性较差。
直流锅炉的水冷壁出口处，工质一般已微过热，故管内会发生膜态沸腾，自然循环有自补偿特性，而直流炉没有这种特性，因此，直流炉水冷壁管壁的冷却条件较差，较易出现过热现象。
超临界（超超临界）发电技术是我国电力工业升级换代、缩小与发达国家技术与装备差距的新一代技术，超临界（超超临界）发电机组将是未来二三十年我国电力工业生产的主要机组形式。
发展超临界（超超临界）发电技术是目前在较短时间内形成我国电力工业提供新一代主体装备的能力、规范化地实现洁净煤发电的最现实最快捷的途径。
随着我国国民经济的不断迅速发展，对电力市场的需求愈来愈大，同时对环保和控制污染排放的要求也愈来愈高，因此，积极发展高效、节能、环保的超临界（超超临界）火力发电机组势在必行。