亚临界超高温煤气发电技术应用和研究
超超临界电站锅炉的喷煤技术研究和应用
超超临界电站锅炉的喷煤技术研究和应用近年来，随着能源需求不断增长和环境意识的提高，超超临界电站锅炉的喷煤技术日益受到关注和研究。
超超临界锅炉以其高效、低排放、节能的特点，成为未来发电行业的发展趋势。
本文将从研究和应用两个方面探讨超超临界电站锅炉喷煤技术的现状和未来发展趋势。
1. 喷煤技术的研究超超临界电站锅炉的喷煤技术目前主要集中在燃烧器设计、煤粉粒度控制、煤粉燃烧特性等方面的研究。
首先，在燃烧器设计方面，需要考虑到燃烧效率和NOx排放之间的平衡。
研究人员通常采用CFD模拟等手段，优化燃烧器的结构和燃烧参数，以提高燃烧效率和降低燃烧产物的排放。
其次，在煤粉粒度控制方面，需要选择合适的颗粒大小和煤粉含氧量，以达到最佳燃烧效果。
研究表明，当煤粉颗粒大小在15-30um时，燃烧效率最高。
此外，合理控制煤粉的含氧量也是关键，过高或过低的含氧量都会影响燃烧效果。
最后，在煤粉燃烧特性方面，研究人员通常关注煤粉颗粒燃烧速率、煤粉的燃尽度等参数。
通过实验室试验和数值模拟，可以研究煤粉在不同温度和压力下的燃烧特性，为锅炉喷煤技术的优化提供依据。
2. 喷煤技术的应用超超临界电站锅炉喷煤技术的应用主要体现在燃烧效率的提高和排放物的减少。
首先，喷煤技术的应用使得燃烧动力学过程更加充分，燃煤效率得到显著提高。
其次，喷煤技术的应用能够有效减少NOx等有害气体的排放。
相较于传统的锅炉燃烧方式，超超临界锅炉喷煤技术的应用可以将NOx排放降低约80％。
此外，喷煤技术的应用还可以减少颗粒物和SOx等污染物的排放，保护环境和人类健康。
未来，超超临界电站锅炉喷煤技术的发展趋势将更加注重煤炭的可再生利用和资源化。
研究人员将从改进锅炉燃烧器和优化煤粉喷射系统等方面入手，努力降低煤炭的消耗量和碳排放量。
同时，研究人员还将进一步探索低成本、高效率的煤粉喷煤技术，在保持燃烧效率的同时降低运行成本。
除了喷煤技术的研究和应用，超超临界电站锅炉还有其他的发展方向和技术难题需要攻克。
超高温亚临界煤气发电机组
超高温亚临界煤气发电机组超高温亚临界煤气发电机组是一种新型的发电设备，运用了超高温技术和亚临界煤气流化床技术。
它不仅能够高效地利用煤炭资源，减少能源消耗和环境污染，还具有高效、稳定、可靠的特点。
超高温亚临界煤气发电机组的核心部分是超高温亚临界锅炉，它能够将煤气的温度提高到超过1000摄氏度，并将其压力提升到亚临界状态。
这样可以充分利用煤气的热能，提高发电效率。
与传统的发电设备相比，超高温亚临界煤气发电机组具有以下几个优势：首先，高效能。
超高温亚临界煤气发电机组采用高温亚临界技术，使得煤气的温度和压力提高，从而提高了热效率。
相比传统的煤炭发电方式，能够提高近20%的发电效果。
这意味着同样的煤炭燃烧量，能够产生更多的电能，从而更高效地利用煤炭资源。
其次，稳定性好。
超高温亚临界煤气发电机组采用了成熟的亚临界煤气流化床技术，使得煤气的燃烧更加稳定。
煤气在流化床中进行充分混合和燃烧，保证了燃烧过程的稳定性和可靠性。
并且，该技术能够适应不同种类的煤气和煤炭，具有较强的适应能力。
再次，环保节能。
超高温亚临界煤气发电机组在燃烧过程中，能够有效控制煤气中的污染物排放，减少环境污染。
同时，通过提高热效率，减少能源消耗，实现了能源的节约和环保。
最后，经济效益好。
超高温亚临界煤气发电机组虽然在设备和技术上有一定的投入，但是通过提高发电效率和降低能源消耗，能够带来较高的经济效益。
特别是在煤炭资源相对丰富的国家，超高温亚临界煤气发电机组具有较大的市场潜力。
总体而言，超高温亚临界煤气发电机组是一种利用煤炭资源高效、稳定、可靠的发电设备。
它具有高效能、稳定性好、环保节能和经济效益好的特点。
随着能源消耗和环境问题的日益严重，超高温亚临界煤气发电技术有望成为未来发电产业的重要发展方向，为经济可持续发展做出贡献。
超高温亚临界135 MW汽轮机热力系统设计
摘要：为了适应煤气发电技术不断向高参数方向发展的需求，东方汽轮机厂研发了超高温亚临界135 MW等级的汽轮机。
对该机型的热力系统设计特点进行了介绍，分析了机组的配汽方式、回热系统设计、末级叶片选型等方面内容，为后续机组开发提供了参考。
关键词：超高温亚临界；汽轮机；热力系统01概述钢铁生产中会伴随产生大量煤气、余热，钢厂通过系统性利用余热，开展全面节约热能的工作，保障煤气满足钢铁生产工艺自用后，尚有大量煤气可供电厂燃用，减少了大量煤气（含CO2、CH4等）、高温热气向空气中排放，避免了废气、热源等物质污染大气，改善了钢厂周边环境，提高了钢厂所在区域的可持续发展水平。
随着技术的不断进步，钢厂煤气发电机组的初参数不断提高，大体可以分为以下几个阶段：（1）第一代中温中压煤气发电技术，主要以3.43 MPa、435 ℃或者更低参数的机组为主，全厂发电效率≤25%，典型项目有湘钢25 MW 煤气发电机组项目。
（2）第二代高温高压煤气发电技术，2002年开始煤气发电机组初参数提高至8.83 MPa、535 ℃，全厂发电效率提高至29%～31%，典型项目有沙钢4×50 MW、南钢3×50 MW煤气发电机组项目。
（3）第三代高温超高压、一次再热煤气发电技术，2011年开始煤气发电机组初参数提高至13.24 MPa、535 ℃、535 ℃，随着机组参数的提高以及采用中间再热方式，全厂发电效率提高至35%～38%，典型项目有九江线材2×65 MW、五矿营口135 MW煤气发电机组项目。
（4）第四代超高温亚临界、一次再热煤气发电技术，在2016年部分机组采用超高温超高压参数13.24 MPa、566 ℃、566 ℃，但为了进一步降低机组能耗，超高温亚临界参数被提出并得到了迅速推广应用，初参数为16.67 MPa、566 ℃、566 ℃，全厂发电效率约为42%，典型项目有日照钢铁2×135 MW、湛江钢铁2×135 MW煤气发电机组项目。
超临界、超超临界燃煤发电技术
1.工程热力学将水的临界状态点的参数定义为：22.115MPa，374.15℃。
当水蒸气参数值大于上述临界状态点的压力和温度时，则称其为超临界参数。
超超临界设定在蒸汽压力大于25MPa、或蒸汽温度高于593℃的范围。
2.提高机组热效率：提高蒸汽参数（压力、温度）、采用再热系统、增加再热次数。
3.常规亚临界机组参数为16.7MPa/538℃/538℃，发电效率约38%；超临界机组主汽压力一般为24MPa左右，主蒸汽和再热蒸汽温度为538—560℃，典型参数为24.1MPa/538℃/538℃，发电效率约41%；超超临界追压力25—31MPa及以上，主蒸汽和再热蒸汽温度为580—600℃及以上。
超临界机组热效率比亚临界机组的高2%—3%，超超临界机组的热效率比超临界机组高4%以上。
4.在超超临界机组参数条件下，主蒸汽压力提高1MPa，机组的热效率就可下降0.13—0.15%；主蒸汽温度每提高10℃，机组的热效率就可下降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%。
如果增加再热参数，采用二次再热，则其热耗率可下降1.4%—1.6%。
当压力低于30MPa时，机组热效率随压力的提高上升很快；当压力高于30MPa时，机组热效率随压力的提高上升幅度较小。
5.锅炉布置主要采用Ⅱ型布置、塔式布置、T型布置。
超超临界机组可采用四角单切圆塔式布置、墙式对冲塔式布置、单炉膛双切圆Ⅱ型布置及墙式对冲Ⅱ型布置。
Ⅱ型布置适用于切向燃烧方式和旋流对冲燃烧方式；塔式炉适用于切向燃烧方式和旋流对冲燃烧方式；T型布置适用于切向燃烧方式和旋流对冲燃烧方式。
6.水冷壁型式：变压运行超临界直流锅炉水冷壁：炉膛上部用垂直管，下部用螺旋管圈及内螺纹垂直管屏。
7.我国超超临界技术参数：一次再热、蒸汽参数（25—28）MPa/600℃/600℃，相应发电效率预计为44.63%—44.99%，发电煤耗率预计为275—273g/kWh。
亚临界与超临界机组新技术应用
亚临界与超临界机组新技术应用摘要：本文介绍了超临界机组目前在国内、外的发展情况及其与亚临界机组的区别和共同点，并对超临界机组的基本性能参数、关键技术及各项介质物性进行了介绍，并对超临界机组的启动方式和启动中存在的问题进行了学习、研究。
另外还对超临界锅炉和汽轮机应用的新技术进行了研究。
关键词：超临界；亚临界；启动方式；热物性；性能参数一、发电厂新技术及应用近几年来，随着全社会对节能降耗的要求不断提高。
作为能源消耗大户的火力发电厂来说，提高燃烧效率很重要；但另一方面，减少汽耗率，提高汽轮机的作功效率也尤为重要。
燃料燃烧技术在国民经济的发展，尤其在能源工程中起着十分重要的作用。
在我国.能源利用很不合理。
能源的利用效率低，浪费大，国民经济的单位产值能耗指标很高。
因此发展新型燃烧技术，提高用能设备的运行效率具有十分重要的意义。
对于现代发电厂来说，汽轮机新技术的应用是很广泛的。
例如汽轮发电成套设备的大容量化方面保持和提高了汽轮机效率、运转性及稳定性，减少了低压汽缸数量，高中压转子一体化，1000MW 机组单轴化等，使汽轮机的结构紧凑化。
下面主要介绍在火电力发电中应用的一些燃料燃烧以及提高汽轮机做功效率的新技术：1.1 锅炉燃烧新技术应用研究1、我国目前锅炉燃烧的弊端我国燃煤工业锅炉的运行效率平均为65%。
比发达国家同类型锅炉低l5个百分点。
我国锅炉燃烧方面主要存在以下问题：（1）炉膛温度低达不到额定要求，链条炉排上的煤不能达到充分燃烧，火焰呈红色，火力不集中，锅炉出力较小；（2）锅炉出现带状燃烧，煤不能充分燃尽，灰渣含碳量较高；（3）炉内有黑烟生成，排烟烟气黑度较大，尘含量较高，污染环境；（4）炉膛内各风室之间极易断火，需司炉经常拨火来维持燃烧，工人劳动强度大。
目前，煤粉炉的燃烧技术正面临着解决高燃烧效率、低负荷稳燃、防止结渣、防止高温腐蚀和低NOx排放问题，这些需要有新的锅炉燃烧技术。
2、锅炉燃烧新技术介绍（1）燃烧调整设计通过锅炉热态试验表明：锅炉下层燃烧器采用浓淡燃烧器后.锅炉可以在3OOMW 的电负荷下稳定运行。
钢铁企业富余煤气高效利用发电技术应用分析
钢铁企业富余煤气高效利用发电技术应用分析摘要：针对钢铁行业节能减排要求的不断提高，本文介绍了钢厂富余煤气发电技术的发展历程，对煤气高效利用发电系统的原理进行了分析，并针对典型装机规模主要技术指标进行了对比，通过应用超高温亚临界煤气发电技术可有效提高钢厂能源利用效率，降低企业生产能耗并减少污染物排放。
关键词：钢铁行业；节能减排；煤气发电；高效利用1概述钢铁企业在冶炼加工过程中会产生大量煤气资源，此部分煤气资源除用作钢铁主体工艺消耗外，尚有大量富余煤气可供回收利用。
为贯彻执行国家节能减排政策，利用富余煤气发电是钢铁企业煤气资源综合利用的主要思路。
煤气发电技术能有效利用钢铁企业富余煤气资源，为企业节能增效提供了较好的途径。
2钢厂富余煤气发电技术的发展历程近年来，由于钢铁企业节能增效任务的日益紧迫以及国家节能减排要求的不断提高，钢铁企业低热值煤气发电技术亦不断进步，逐步从中温中压向更高参数发展，发展至超高温亚临界中间再热参数系列。
表1 煤气发电技术发展历程及主要技术指标序号项目早期技第一代技术第二代技术第三代技术第四代技术术1主机参数中温中压或更低中温中压或次高温次高压高温高压高温超高压带中间再热超高温亚临界带中间再热2典型机组规模MW12255035~13580~1503锅炉容量t/h75130220130~440260~425全厂热效率 %≤2424~2830~3236~3840~424煤气单耗Nm3/kW.h（760kcal/Nm3）4.534.53~4.043.77~3.543.14~2.982.70~2.83第四代超高温亚临界中间再热发电技术综合热效率较高，全厂综合热效率约40.5%，根据电厂传统容量参数匹配原则，其主要应用于200MW及以上大型机组，但近年来，由于节能减排以及装备升级改造任务日益紧迫，以往应用于大型机组的超高温亚临界中间再热技术逐渐向小型化发展，目前80MW~150MW等级中小型超高温亚临界中间再热发电机组已有成熟的技术和业绩，截至2020年底，超高温亚临界发电机组总装机70多套，其中中冶南方都市环保公司设计及总承包50余套，已投运20多套。
80mw超高温亚临界煤气锅炉
80mw超高温亚临界煤气锅炉80MW超高温亚临界煤气锅炉引言能源是现代社会的基石，而煤炭作为传统的化石能源依然在全球范围内占据重要地位。
然而，煤炭燃烧所产生的废气和灰渣对环境和人类健康造成了不可忽视的影响。
为了解决这些问题，80MW超高温亚临界煤气锅炉在煤炭燃烧领域取得了突破性的进展，成为煤炭利用的新方向。
本文将对80MW超高温亚临界煤气锅炉的原理、特点和应用进行介绍。
一、80MW超高温亚临界煤气锅炉的原理80MW超高温亚临界煤气锅炉是利用煤炭进行燃烧发电的装置。
其主要原理是将煤炭在高温高压下氧化分解，产生一系列高温高压的气体，并将这些气体用于高压锅炉的燃烧过程。
在80MW超高温亚临界煤气锅炉中，通过增加燃烧温度和压力，可以提高热效率和发电能力，同时降低燃气中的污染物排放。
二、80MW超高温亚临界煤气锅炉的特点1. 先进的煤气化技术：80MW超高温亚临界煤气锅炉采用先进的煤气化技术，能够将煤炭高效地转化为燃气，在燃烧过程中产生更少的污染物排放。
2. 高效的热能利用：80MW超高温亚临界煤气锅炉的燃烧温度和压力较传统锅炉更高，使得燃气中的能量更充分地释放，提高了热效率和能源利用率。
3. 减少环境污染：由于燃气中的污染物排放量较低，80MW超高温亚临界煤气锅炉能够减少大气污染和温室气体的排放，对环境更为友好。
4. 燃烧稳定性高：80MW超高温亚临界煤气锅炉采用先进的控制系统和燃烧技术，能够实现燃烧的稳定性和控制性，降低操作难度和风险。
三、80MW超高温亚临界煤气锅炉的应用80MW超高温亚临界煤气锅炉主要应用于大型发电厂和能源工业领域。
由于其高效能和环保性能，已经在全球范围内得到了广泛应用。
1. 大型发电厂：80MW超高温亚临界煤气锅炉能够为大型发电厂提供可靠的电力供应，并且降低环境污染和能源浪费。
2. 能源工业：80MW超高温亚临界煤气锅炉可以用于化工和冶金等领域的能源供应，提高能源利用效率和工业生产的可持续发展。
80mw超高温亚临界参数
80mw超高温亚临界参数80MW超高温亚临界参数是指在超高温且亚临界状态下的发电机组的参数。
本文将详细介绍80MW超高温亚临界参数的背景、特点、优势以及应用前景。
超高温亚临界技术是指将火电厂的蒸汽参数提升到更高的温度和压力，以提高热效率和减少碳排放。
传统火电厂的蒸汽参数一般在540℃左右，而超高温亚临界技术可以将蒸汽温度提升到600℃以上。
80MW超高温亚临界参数是指在这种技术下，发电机组的额定功率为80兆瓦。
80MW超高温亚临界参数的特点主要体现在以下几个方面。
首先，其蒸汽参数更高，相比传统火电厂的蒸汽参数提高了10%左右，显著提高了能量利用效率。
其次，80MW超高温亚临界参数的发电机组采用了先进的材料和工艺，具有更好的耐高温性能，能够在高温环境下稳定运行。
此外，该参数下的发电机组还采用了先进的排放控制技术，能够有效减少污染物的排放，环保性能卓越。
最后，80MW超高温亚临界参数的发电机组具有更小的体积和更低的建设成本，节省了空间和投资。
80MW超高温亚临界参数的应用前景非常广阔。
首先，该技术可以提高火电厂的热效率和发电效率，减少燃煤等化石燃料的消耗量，从而减少对能源资源的需求和压力。
其次，超高温亚临界技术可以显著减少二氧化碳等温室气体的排放，有助于应对全球气候变化。
此外，该技术还可以提高火电厂的可靠性和安全性，降低事故风险。
最后，80MW超高温亚临界参数的发电机组在远离城区的郊区和农村地区也能够应用，为当地提供可靠的电力供应。
当然，80MW超高温亚临界参数的应用仍然面临一些挑战与问题。
首先，超高温和高压条件下的设备需要具备更高的技术要求，涉及到材料、工艺等方面的创新和改进。
此外，超高温亚临界技术对水资源的需求也较高，需要解决水源紧缺等问题。
同时，超高温亚临界技术的推广需要政策支持和资金投入，以加速技术的成熟和大规模应用。
综上所述，80MW超高温亚临界参数是一种先进的火电厂发电机组参数，具有高效、环保、节能等特点。
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经统计，在 2001 年以前，钢厂煤气发电技术主 机参数仍为中温中压（3.43MPa/435益）或更低，发电 效率臆25%，定义为第一代煤气发电技术。从 2002 年至 2010 年，煤气电厂主机参数发展成高温高压 （8.83MPa/535益），发电效率 29%~31%，定义为第二 代煤气发电技术。自 2011 年开始出现高温超高压煤 气发电技术，主机参数（13.2MPa/535益），发电效率 35%~38%，定义为第三代煤气发电技术。在 2016 年
锅炉水冷壁在受热时，靠近管内壁处的工质首
冶金动力
2018 年第 4 期
30
METALLURGICAL POWER
总 第 218 期
先开始蒸发产生大量小气泡，当循环倍率高时，气泡 被及时带走；亚临界锅炉循环倍率低，蒸发受热面热 负荷和管内含汽率的增加，易使管内壁产生气泡的 速度远大于气泡被带走的速度，气泡就会在管内壁 聚集起来形成所谓的“蒸汽垫”，使管壁得不到及时 冷却，产生膜态沸腾，危及锅炉安全运行。
Wang Yi, Li Bin, Du Wenya, Wang Fangming, Tan Shan, Li Hu
(CISDI Thermal and Environment Engineering Co. Ltd, Chongqing 401122, China)
[Abstract] The development process of power generating technology using steelmaking surplus gas is described; and the development trend of small volume high parameter of gas power generating technology is reasonably predicted. The design difficulties to be tackled and attention points in application of subcritical ultra high temperature gas power generating tech原 nology in actual project are analyzed and studied in depth.
出现超高温超高压煤气发电技术，主机参数 （13.2MPa/566益），发电效率 37%~39%，目前邯郸纵 横钢铁在建的煤气发电使用此参数的发电机组。但 随着亚临界超高温技术的提出和发展，此主机参数 可能很快被取代，所以我们把亚临界超高温煤气发 电技术定义为第四代煤气发电技术，主机参数 （16.7MPa/566益），发电效率 40%~42%。这已经是目 前在煤气发电领域的最高主机参数。
[Keywords] subcritical ultra high temperature; double cylinder double axis; circulation ratio; thermal efficiency
1 概述
钢铁企业生产用煤炭的能值有约 34%会转换 入副产品煤气中，包括焦化厂产生的焦炉煤气 COG （低位热值~4000 kcal/m3），高炉产生的高炉煤气 BFG（低位热值~800 kcal/m3），转炉产生的转炉煤气 LDG（低位热值~1600 kcal/m3）。充分利用二次能源， 高效回收利用富余煤气发电，尽量提高自发电比例， 在当前钢铁企业竞争加剧的形式下，对提高企业竞 争力具有重要意义。
2018 年第 4 期 总 第 218 期
冶金动力
METALLURGICAL POWER
29
热电
亚临界超高温煤气发电技术应用和研究
王 毅, 李 斌, 杜文亚, 王方明, 谭 山, 李 虎
（重庆赛迪热工环保工程技术有限公司，重庆 400013）
【摘 要】 阐述了钢厂富余煤气发电技术的发展过程，对煤气发电技术的发展趋势即小容量高参数化进行
了合理预测。对亚临界超高温煤气发电技术在工程上实现投入运行时在设计上需要攻克的难关和注意事项进
行了深入的分析和研究。
【关键词】 亚临界超高温；双缸双轴；循环倍率；热效率
【中图分类号】 TM61
【文献标识码】 B
【文章编号】 1006-6764(2018)04-0029-04
Study and Application of Subcritical Ultra High Temperature Gas Power Generating Technology
饱和水，省煤器引出管的给水不直接注入汽包下部， 而是直接注入下降管，降低下降管水温、增加管内水 的密度，提升水循环取较大的下降管直 径，布置较多的进水管和引出管，减少水循环阻力， 增加水冷壁管的介质流速。
b 改善汽水分离的措施 （1）汽包顶部 V 型百叶窗：增加二次汽水分离 面积，降低入口蒸汽速度，有助于提高二次分离效 率。 （2）斜向二次分离装置：增强分离效果，便于疏 水。 （3）加大汽包内径：超高压锅炉汽包内径 1600 mm，亚临界加大至 1743~1800 mm，有较大的蒸汽 上升空间，减少蒸汽带水。参见图 2。
3 第四代煤气发电技术—亚临界超高温
亚临界超高温煤气发电技术与高温超高压煤气 发电技术在工艺流程系统上基本一致，主要变化在 于锅炉、汽轮机为适应主汽参数的提高，对原设备结 构做了较大的调整，特别是汽轮机；另外配套高加、 给水泵、凝结水泵、除氧器等辅机设备也需要进行高 参数、小型化的设计改进。 3.1 锅炉设计的关键点和优化措施 3.1.1 循环倍率变低，需特别关注锅炉水循环设计
表 1 超高压和亚临界锅炉循环倍率比较
名称 额定压力 /MPa 额定温度 /℃ 汽包工作压力 /MPa 饱和温度 /℃ 饱和水密度 /(kg/m3) 饱和气密度 /(kg/m3) 饱和水气密度比
循环 K 倍率
超高压 13.7 540 15.3 344 596.2 100.9 5.9 6~8
亚临界 17.5 540 18.8 361 521.9 148.1 3.5 3.5~5