2024主流大型火力发电机组发展介绍

22.1MPa其出色的整体性能可满足中型柴油机与涡轮发电机组的应用需求全球制造与服务网络为客户提供丰富的技术支持与完整的售后服务，包括系统升级等，为世界各地的电厂运营商提供可靠与高效的电力输出ABB日本三菱公司.

2.

4.新开发的用于联合循环的先进汽轮机有蒸汽参数为单缸结构，输出功率末级叶片长度（50Hz

10.2MPa/

537.7℃英寸），高压一级调节级和个压力级，与中低压反向排列；蒸汽参数/

537.2℃/

138.9℃,

100.55MW,

899.16mm

35.4输出功率末级叶片长度4（英寸），高中压合缸结构，各有个压力级，反向布置低压为双流共有

10.3MPa/

537.8℃/

535.9℃/

250.7℃,128pMW,

899.16mm级，向下排汽三菱公司还有其它汽轮机通流多种布置形式，具有先进的设

35.47计技术2x

6.大型循环流化床炉火电机组概况」.循环流化床锅炉趋于高参数、大容量现代电站锅炉发展的趋势是高参数、大容量煤粉燃烧锅炉在这方面已经迈过了超临界和超超临界两个门槛循环流化床锅炉（）正向高参数，大容量目标挺进，必将在未来电站锅炉中占有一席之地作为公认的最具发展前景的“洁CFB净”煤燃烧技术，循环流化床是一种兼顾环保与经济性并且得到广泛验证的新技术，大型流化床锅炉已进入商业市场，已投运最大的锅炉为法国普罗旺斯锅炉国外制造公司认为，目前制造循环流化床锅炉在技术上是CFB有把握的，其中的一个重要方向是超临界参数循环流化床锅炉技术250MW600MW当前世界上已有近千台锅炉投入运行，国外约有台以上容量的循环流化床锅炉，其中已经投运的有余台共家公司生产流化床锅炉，CFB60100MW其中家生产炉循环流化床锅炉检验规程和安全规程已经列入美国4037标准，这是其技术成熟和标准化的重要标志它的国际发展趋势是继续开发27CFB ASME级以上大型电站循环流化床锅炉300MW美国能源部制定了支持美国制造商的重要的清洁煤技术计划，法国国家也有类似的计划，还有若干国家的计划支持有关的研究发展工作，包括欧洲委员会的支持工作国外研究表明，采用超临界蒸汽参数的循环流化床锅炉的发RD电热效率可以达到这和传统的燃气蒸汽联合循环发电热效率相比已毫不逊EC色，但其成本却大大降低因此，国际上普遍认为，在未来年内常压循环

43.2%,〜流化床发电技术将会有很大的市场据英国贸工部估计，到年，世界上以燃2030煤为主的循环流化床锅炉容量将达到左右，其中中国为2020北美印度日本150000MW125000MW,法国电力公司认为中国、印度以及许多东南亚和东欧国家在强劲的经济17000MW,6000MW,3000MW发展中迫切需要增加发电量，但是这些国家面临一个十分困难的抉择，一方面他EDF们拥有大量等级很差或比较差的煤炭资源；而另一方面面临着越来越大的环保压力而循环流化床技术最适合于满足此种情况开发这种技术可以使在拓展全球发电业务的竞争中处于有利地位所以自从年以来就一直致力于采用EDF技术更新和改进现有常规电厂1985CFB循环床锅炉大型化的技术发展趋势.

2.容量扩大.

2.

1.目前，世界上单台循环流化床锅炉机组的容量最大已达到容量等级的机组马上很快也要投入商业运行目前技术成熟的炉膛单元的容量为250MW,300MW增加炉宽可以合成到；采用加中间隔墙方式，合成为三炉室炉膛时，容量即达到规模但是，如果想进一步扩大锅炉机组容量到125MW,250MW则炉膛单元的容量应才行300MW400-600M.W提,高燃烧效率200MW.

3.2对于难燃煤种，总的技术趋势是将床温提高到增加炉膛有效高度,延长一次停留时间，适当提高循环倍率900C,.研制新型分离器及布置方式.

4.3对于分离器的研究，最主要的任务是优化分离器的布置方式，同时开发紧凑型分离装置，即非圆截面，可与水冷壁整装的新型分离器回送装置型式趋同.

4.

1.循环流化床锅炉的循环物料回送装置也称回料阀、返料阀等，是循环床的关键部件之一既要使物料稳定持续的返回炉膛，又要隔绝炉膛与分离器间的压差在循环流化床开发初期，回送装置种类繁多，目前则以阀为主，尽管各个制造厂商冠以不同的名称，实际多为阀之变种U控制生成U.

4.

2.NOX低温燃烧时生成率高，而高温燃烧时解离率高燃烧氮转化生成的过程主要发生在密相区初始燃烧阶段因而采用密相区徽欠氧燃烧方式，可提高NOx NOx还原为氮气的解离率，从而控制生成NOx发展超临界参数循N环Ox流化床锅炉.

4.

3.据掌握的资料，各个循环流化床生产制造厂家均未生产过超临界参数的循环流化床锅炉未来年内，容量等级的循环流化床锅炉将从生〜〜产车间走向商业运行，为进一步提高机组效率，循环流化床锅炉有向超临界参数510300600MW发展的需要应用新的防磨和耐火材料.

4.

4.内置翼墙和管屏的防磨覆层材料的性能直接关系到循环流化床锅炉运行的可靠性和可用率水平以及运行维修成本等，密相区和分离器内壁的耐火材料衬层同样也需要有良好的抗腐蚀性能与其这方面的需求会促进相应材料技术的发展新材料的应用会大大改善大型循环流化床锅炉的负荷调节幅度和调节能力就称为超临界机组，如果蒸汽初压力超过则称为超超临界火电机组目前一些发达国家中，超临界和超超临界机组巳是火电结构中的主导机组或是占据一27MPa,个举足轻重的比例，也就是说火电结构巳经超临界化了以超临界化为特点的对火电结构的更新换代早在世纪的中叶就已开始超临界化可以说是火电发展的一种模式，一条道路，是被多国实践证明的成功模式20所谓超临界化指的是经过若干年的努力应使超临界机组和超超临界机组在我国火电结构中占据一个举足轻重的比例，而且这些机组的规格、造价和主要性能指标，包括环保性能等应不逊于同类机组的国际水平我国的超临界化起步晚，现在已比火电先进国家晚了多年，但要优化我国的火电结构，这似乎是必经的模式40优化我国火电结构，发展超临界乃至超超临界火电机组，参数等级和容量等级是需要讨论的一个问题关于容量等级的意见比较一致，多认为的容量似乎太小，以为起步容量酌情分成几个容量系列较为适当关于参数300MW主要是两种意见，一是从超临界的最低参数起步，即由现在的亚临界参数600MW单纯通过提高蒸汽压力过渡到超临界参数；另一种意见则是从更高一些的起点开始我们的国产化研制

16.7MPa/538℃/538℃,蒸汽初参数与机组效率有着密切的关系

24.2MPa/538℃/538℃一般而言，采用亚临界的机组，在计入脱硫与脱硝后的净效率约把亚临界参数过渡到超临界的净效率最多可提高到把〜38%,亚临界机组格局转换为超临界或超超临界机组格局，意味着降低的供25MPa/540/540℃℃,40%42%电煤耗16-32g/kWh迄今水蒸汽循环电厂蒸汽初参数的提高，从本质上讲主要是不断使用改进的金属材料的结果，金属材料的水平与火电厂初参数的水平有着相互依存和相互促进的紧密关系通过采用更高的的初参数使供电效率每提高降低煤耗约但要求使用的则是不同的金属材料和不同的部件结构，它们又直接地与设备造价、1%7g/kWh,机组的可用率和负荷适应能力相关联国际上八十年代以后，大量铁素体耐热钢开发成功，在范围内替代了奥氏体钢，从而使电站的蒸汽参数得以提〜高，在、或、的参数范围内具有良〜580630c〜〜好的可靠性2831MPa566580℃2425MPa593~600℃以一次再过热的某机组为比较标准，其背压是25MPa/540/540℃℃700MW这种机组使用的是钢，不使用奥氏体下一步对主蒸汽区（如过热器联箱，管道，汽轮机）将使用（即钢），至于过4000Pa.X20CrMoV121热器管道还要使用奥氏体对参数与效率的关系作了估计如采用了二次再过热，X10CrMoVNb91P91则效率可再提高约从效率和经济效益的观点，钢使用的最佳场合可能是在日本正在发展一种叫做的钢，欧洲则是它们均

0.8%P91是非奥氏体钢，研究目标是在时的蠕变强度达到而才27MPa/580℃Nf616E911,所以有时把前者称为钢这种钢可用于的蒸汽参数，它比600℃120MPa,P9190MPa,奥氏体钢导热性好，热胀率低，在某些场合有希望代替奥氏体钢，而奥氏体钢的120MPa31MPa/595℃极限使用温度则有希望从扩展到目前国际上即使是超超临界机组所采用的参数也还是过渡性的公650C700℃司巳公布了发展下一代超临界机组的计划，蒸汽初温将从现在的提高至FLS/BWE相应的压力将从目前的提高到供电效率将达至580C〜IJ610-700℃,30MPa40MPa,IJ50建国以来，我国一直在追踪世界先进技术研制国产化火电机组，从开始，55%经历了几乎所有的参数和容量等级，成绩很大，但道路既不平坦也不笔直,特别是6MW以上大机组的研制，经过了不少曲折至今我国制造的、、机组与从国外引进同容量同参数机组还有一些差距200MW200MW300MW我国在电站用钢方面还相对落后，表现为规格不全，性能不高且进展缓慢这600MW种现状使我们对于超临界参数的发展一直持非常谨慎的态度在新的世纪里,可持续发展战略已成为全世界的共识，它对火电生产不仅要求减排硫氧化物和氮氧化物，而且对二氧化碳和其他温室气体的排放总量也加强了限制，这是通过京都议定书的形成变成了世界公众和各国政要所关注的重大问题我国将是温室气体排放的头等大国，排放量的每一变化都将受到世界高度重视超临界机组发展史美国于年投运的第一台超临界机组的参数为年投运的机组的参数为1957125MW31MPa/621℃实质上它们已是迄今最高参数的超超临界机组到年代中期，新增机/566℃/560℃,1958325MW

34.4MPa/649℃/566℃组中有一半采用超临界参数，但到年代订货台数急剧下降根据的一份/566℃,60调查报告认为，这一下降的原因是多方面的，当时美国缺乏超临界机组调峰运行70EPRI的经验，最重要的是核电站担负起了基本负荷，因而对带基荷的超临界机组的需求量出现了下降，在采用超临界参数方面出现了反复在日本和欧洲则情况则有所不同尽管如此，从宏观上看美国在年年的年期间，共安装台超临界机组，单机最大容量为到年代初，超临界机组仍增至1967-197610118余台，占燃煤机组的以上，占总装机容量的其中单机容量介于1300MW,80170者占至年共安装和投运了台的超临界机70%

25.22%,组500-800MW60%-70%,199491300MW日本在年第一台超临界的机组系从美国引进，在长崎电厂投运此后日本的超临界压力火力发电得到了迅速的发展截止年月，日本各大1967600MW电力公司的个主要火电厂的总装机容量中，超临界压力的为19893占总装机量的比重很大，致使火电机组全国供电煤耗由年的4875870MW降低到年和年在川越电厂投运的两台49350MW,65%,1963机组的参数是两次再过热的在满负荷下的热效率366g/kWh1987335g/kWh19891990达投运以来情况很好目前在日本，以上的机组全部采用超临界700MW31MPa/566/566/566℃,参数从年以后已把蒸汽温度提高到和一次再过

41.9%,450MW热，说明这种等级的超超临界参数已达到成熟阶段1993566/593℃℃593/593℃℃,前苏联也是世界上拥有超临界机级最多的国家，共有台，总容量达凝汽式汽轮机中，超临界机组的容量占年，苏联投入第224一台超临界机组，其热耗率比超高压的机组降低了这一79300MW,

48.7%1963成功促使苏联决定，以上的机组全部采用超临界参数机组在300MW200MW

5.2%年代中期的可用率已达年雷夫提恩电厂的机组的利用小时300MW300MW70达小时

86.4%,1984300MW德国早在年代开始发展超临界机组，是研究和制造超临界机组最早的国家7043之一，但初期容量较小年投运了一台的超临界机组，年投入60了一台二次再过热的机组德国电力公司在和年于1972430MW1979电厂投产的两台褐煤机组，蒸汽参数为475MW VEAG19992000净效率为；计划于年在发电厂投产的褐煤机组，Lippendorf900MW

26.8MPa/554/583℃,使用的蒸汽参数为由于采用了以超超临界参数为主的多项提42%2002Niederaussen985MW高效率的措施，净效率高达机组滑压运行，可超负荷最低负荷为26MPa/580/600℃℃,o电厂大修期最少为年

45.2%,5%50%,4丹麦是热能动力方面很先进的国家，在火电机组上也处于领先地位在年在发电厂投产的机组，两次中间再过热，蒸汽参数为1998加以海水直接冷却，额定背压为净效率高达Skaebaek400MW是当今世界上效率最高的火电机组年在电厂投产的29MPa/582/582/582℃,

2.2kPa,49%,机组，使用同样的蒸汽初参数，效率也高达丹麦计划年在1999Nordjylands400MW电厂投产的机组，采用的参数为其净效率也是高达47%2001Avedore375MW30MPa/580/600℃,其他如意大利、荷兰、芬兰等国在采用超临界机组方面也都有成功的经验目48%o前世界上已有多台超临界机组在运行600超临界机组技术介绍

3.超临界技术在优化火电结构方面有特殊作用可以断言，采用超临界和超超临界参数将是新世纪初火力发电厂主要发展方向之一超临界化是火电的一种发展模式，且已被证明是改造和优化火电结构的一种成功的模式所以无论从哪个角度看，我厂三期建成一台超临界机组都符合国家发展的要求火电设备的主要发展趋势为以高效率、低污染、低能耗、低造价的发电设备和新型的清洁煤燃烧发电技术为开发重点，机组容量大多为不再向更大单机容量发展具体表现为600~800MW,普遍采用单机容量为容量火电机组；

1.600~800MW.工业发达国家广泛应用单机容量为及以上的大容量超临界机组；

2.大容量、高效率燃气轮发电机组迅速60发0M展W；

3.空冷发电机组、热电联产供热机组向大型化发展；

4.机组运行自动化水平不断提高；

5.十分重视开发和使用新的高效燃烧技术、煤气化技术、高温燃气轮机、常压和增压流化床将有大发展6燃气轮机以及燃气蒸汽联合循环机组脱颖而出，在天然气生产空前发展的前CFBC,PFBC提下，逐渐扮演起与蒸汽轮机电站“平起平坐”的角色联合循环机组的单机容量已超过供电效率已实现即将达到的高水平,交钥匙工〜350MW,56%58%,60%程的比投资费用已能控制在美元左右，它已经成为最能体现“高效、洁净、经济、可靠、安全”方针的机组500~600/kW在洁净煤发电概念的指导下，燃煤的燃气一蒸汽联合循环和大型电站用循环流化床锅炉的研究工作集中于整体煤气化燃气、蒸汽联合环和增压流化床燃气到世纪初期，前者的供电效率将达到比投资费用有望降低到〜美元燃煤的排放质量是最优的，并且特别适用于燃用高硫煤这两种〜2150%52%,1000燃煤联合循环机组必将部分地成为燃煤蒸汽轮机电站更新换代的技术1100/kW,.超超临界参数的蒸汽轮机电站随着环保要求日益严格，迫使燃煤电厂要采用更高的参数以获得更高的效率，同时新材料的开发成功也使得超临界机组从技术上具备了发展高参数的条件目前世界上超超临界机组的最高热效率已达在美国已运行的超临界机组总数有台，台及以上的火力发电机组均为超临界机组，最大的单机容47%,量为166117800MW日本发展超临界机组是采用引进美国和欧洲的技术，并进行二次开发创新,已1300MWo跃居世界发展超临界技术的先进国家日本以上的火力发电机组全部采用超临界或超超临界机组，其容量占总装机容量的俄罗斯以上容量450MW机组全部采用超临界参数，共有超临界机组台61%300MW就发电动力而言，为实现电能生产的“高效、洁净、经济、可靠、安全”之224要求，蒸汽轮机电站的参数经历了低压、中压、高压、超高压、亚临界和超临界参数的发展阶段，目前正在向超超临界参数的前沿挺进，机组的单机容量已达供电效率已超过并将逐渐逼近超临界参数的蒸汽轮机电站目前已经在主要工业化国家趋于成熟，并获得了1300MW,42%45%广泛应用，日本各制造公司正着手对参数为、的超超临界机组进行

34.5MPa/620℃/650℃全面的研究，力求其相对热效率提高以上据报道，丹麦投运了台31MPa/593℃/593℃/593℃^n

34.4MPa/649℃/593℃/593℃的超超临界参数机组，一台燃煤，一台燃天然气，蒸汽参数为10%2412MW凝汽器背压为热效率可达倘若对汽轮机的元件效率等进行改进，尚能把机组的效率提高个百分点,即

28.5MPa/580℃/580℃/580℃,

2.3kPa,47%2高温超超临界参数机组可能实现的供电效率大约是倘若像公司所期望的那样把亚临界参数机组的供电效率改善为0那么高温超超临界参数

46.6%siemens机组可能实现的供电效率的极限值大约为当然，从超临界机组过渡到超

41.9%,超临界机组必然会增大电站的比投资费用

50.5%.燃气联合循环机组技术概况燃气一蒸汽联合循环机组性能特点.

1.联合循环技术已相当成熟，当今的燃气轮机联合循环发电机组热效率高、比投资低、排污指标低、建设周期短、占地和用水量少、起动灵活、自动化程度高，已在世界上得到了广泛的应用热效率高.

1.

1.近年来燃气轮机及其联合循环技术获得突飞猛进的发展，世纪初联合循环的单机功率和供电效率已经分别达到和如美国公司的21型燃机、公司型、三菱公司型等大型燃气轮机单机功率都480MW60%GE MS9001G在以上,联合循环功率热效率达到美国公司〜Siemens V

94.3A7019生产的第一台型联合循环机组在年投产，其功率为电厂热效200MW350MW470MW,58%GE率达109H2002480MW,60%投资低.

1.

2.燃气轮机及其联合循环机组的比投资费用远低于燃煤的蒸汽轮机电站，例如大功率燃气轮机电站和联合循环电站交钥匙工程的比投资费用分别为美元和美元而的燃煤超临界参数机组的单位造价为〜200-300美元因而烧天然气的联合循环电站的发电成本在国外是最低的，例如在/kW500600/kW,600MW100荷兰为美分而燃煤蒸汽轮机电站的平均发电成本为美分・/kW3调峰/k性W-能h,好

4.5/kW h.

1.

3.燃气轮机及其联合循环电站的启动方便，可以实现“无外电源”启动，调峰性能优越此外，燃气轮机及其联合循环电站的用水量少，建设周期短，便于按“分阶段建设方针”建厂，经济收益效果好

一、燃气轮机的调频调峰能力燃气轮机常用于电力系统的调频调峰，具备较强的响应速度和较高的调整能力燃气轮机能够实现从轻载到满载的快速切换，且在燃料供给问题上更为优秀与传统的发电机组相比，燃气轮机组可以在较短的时间内提供更大的负荷，实现更快的调频调峰但是，燃气轮机的调频调峰能力也存在一定的局限性由于燃气轮机的启动和停机需要时间，因此燃气轮机不能够实现对短时段内的负荷变化做出快速的响应止匕外，燃气轮机的高温排放问题也是其存在的难题

二、内燃机的调频调峰能力内燃机也可以用于调频调峰内燃机的优点在于其启动速度快，可以快速响应负荷变化而且，内燃机可以使用多种燃料，具有较强的燃料适应性此外，内燃机的发电效率较高，装机容量也较小，对于一些小型电力需求的场合,内燃机是一种很好的选择然而，内燃机的调频调峰能力也存在一定的局限性内燃机在高负载和高温时存在着燃烧控制和可靠性方面的问题，而且长时间高负载运行容易导致机械磨损，缩短使用寿命

三、燃气轮机和内燃机的选择在实际应用中，燃气轮机和内燃机都可以用于调频调峰，但具体选择要根据实际情况进行判断燃气轮机适用于大负荷、长时间运行和稳定供电的场合,而内燃机则适用于小负荷、短时间运行和需求弹性较大的场合在发电系统中,燃气轮机和内燃机也可以组合使用，以达到更好的效果.跨国企业联合循环汽轮机的技术特点.2公司.

2.

1.GE型联合循环配置的汽轮机是三压再热式，与燃气轮机单轴布置，高、中、低种压力供汽，中压供汽经再热，通过采用冲动级以减少级数和提高未经动叶片高H度以提高通流能力，尽可能缩短其汽轮机长度3公司自主研发的首台燃气轮机是一台的机器，与一台蒸汽机组合，安装在俄克拉荷马州天然气和电力公司电站该燃GE Frame

33.5MW气轮机的轴线水平布置正如美国机械工程师协会所指出的那样“虽然51MW BelleIsle这个单位的额定功率为但实际上它的使用功率却大大超过了这个数字”ASME

3.5MW,它通常提供的电力输出，并且在年月到年月之间,平均发电量为据报道，燃机的效率约为值得注意的是，除了5MW1949719527发电之外，该燃机的废气还用于为常规蒸汽设备加热给水，使其成为美国首个用

4.2MW GEFrame317%于“联合循环”配置的燃气轮机公司.

2.

2.Siemens最先进的联合循环为三压再热单轴联合循环，汽轮机有高、中、低种压力.均来自于余热锅炉，中压具有中间再热汽轮机在结构设计上具有HP IP以下特点高压缸采用圆筒型，无水平中分面，结构紧凑；中低压缸具有水平中LP3分面，轴向排汽等优化设计；用反动式设计，中压叶片采用全三元、高效串的弓形叶片；转子采用不同材料焊接而成，高温区采用具有优良的高温持久强度材料，低温区离心应力大，采用高韧性、优良的抗腐蚀性能以及低材料公司FATT.

2.

3.ABB型燃气轮机单轴联合循环中的汽轮机为三压、再热式.高中分缸同流向、低压双流结构G126KA-1是大型极同步发电机的全球领导厂商，可应用于蒸汽及燃气轮机受业内认可的产品系列输出功率涵盖至在全球范围内，大型ABB4极同步发电机累计装机量超过能为行业客户在短周期内提供最具成本AMS585MVA,ABB4效益的解决方案50,000MVA,定制化发电机利用模块化设计满足客户对于产品性能与成本效益的特定要求，依据最严格的制造标准，发电机能在不同环境下保持可靠运行，包括ABB寒冷气候或热带气候下的危险区域，以及易腐蚀的海上平台等ABB作为涡轮机组中的重要组成部分，级同步发电机方案使厂商可以自由选择转速范围使涡轮机组的设计最优化，利用最低的成本达到最高的系统效ABB4OEM率发电机因其紧凑的外型不仅降低运营成本，在初始设备投资中也能减少占地面积从而减少资本支出ABB不仅能提供发电机监控、保护和控制的整体解决方案，也能为发电机和减速机提供底座设计及减速机安装发电机控制面板与先进的ABB自动电压调节器连接，确保可靠的励磁与同步启动，并能根据客户的特定需UNITROL1020求与当地电网规范轻松地调整启动方式AVR推出功率范围为的紧凑型极发电机，适用于电压范围ABB1-6MVA4。