由亞臨界燃煤發(fā)電機組改造的二次再熱超超臨界機組的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實用新型涉及一種二次再熱超超臨界機組，尤其是涉及一種由亞臨界燃煤發(fā)電 機組改造的二次再熱超超臨界機組，屬于燃煤發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域，主要應用于亞臨界燃煤發(fā)電 機組，尤其適用于服役年限超過20年的亞臨界機組。
【背景技術(shù)】
[0002] 現(xiàn)代火力發(fā)電廠發(fā)展的特點之一表現(xiàn)為高參數(shù)、大容量，我國從上世紀90年代開 始大力發(fā)展亞臨界機組，其中容量包含300MW等級和600MW等級，其數(shù)量占我國發(fā)電裝機的 大部分;2000年初期我國開始大力發(fā)展容量為600MW等級的超臨界機組;從2006年開始，超 超臨界等級的機組開始在我國大規(guī)模發(fā)展，其中容量涉及600MW等級和1000MW等級；2015年 世界首臺660MW等級超超臨界二次再熱機組和首臺1000MW等級超超臨界二次再熱機組相繼 在我國投產(chǎn)，實現(xiàn)了在更高技術(shù)上的產(chǎn)業(yè)升級。
[0003] 目前一般的亞臨界機組的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示，目前亞臨界機組其熱力參數(shù)為 16.7MPa/538°C/538°C，凝汽器1熱井內(nèi)的凝結(jié)水經(jīng)由凝結(jié)水栗2進入四級低壓加熱器3，經(jīng) 除氧器4除氧后由給水栗5打入給水系統(tǒng)，經(jīng)由三級高壓加熱器6進入鍋爐，給水在鍋爐內(nèi)吸 熱后產(chǎn)生過熱的主蒸汽經(jīng)過鍋爐過熱器7后進入汽輪機高壓缸8,高壓缸8排汽進入鍋爐再 熱器9再進行吸熱產(chǎn)生再熱蒸汽進入中壓缸10做功，中壓缸10排汽經(jīng)由中低壓聯(lián)通管進入 低壓缸11做功，做完功后的蒸汽排入凝汽器1，經(jīng)凝汽器1冷凝后的凝結(jié)水再由凝結(jié)水栗2打 入凝結(jié)水系統(tǒng)，完成整個熱力循環(huán)。
[0004] 隨著火力發(fā)電廠產(chǎn)業(yè)的不斷升級，我國早期亞臨界機組已投產(chǎn)近20年，甚至已超 過20年，技術(shù)已明顯落后，機組面臨著能效水平下降、設(shè)備老化、運行安全可靠性下降等問 題，如何對早期亞臨界機組進行產(chǎn)業(yè)升級成為關(guān)注的問題。尤其是國家發(fā)改委、國家能源局 和國家環(huán)保部三部委聯(lián)合印發(fā)《關(guān)于印發(fā)煤電節(jié)能減排升級與改造行動計劃（2014-2020 年）的通知》(發(fā)改能源[2014]2093號）（以下簡稱《行動計劃》），其要求:到2020年，現(xiàn)役燃煤 發(fā)電機組改造后平均供電煤耗達到310g/kWh水平，其中60萬千瓦及以上機組（除空冷機組 外）改造后平均供電煤耗達到300g/kWh，《行動計劃》對現(xiàn)役煤電機組的升級改造提出更為 嚴格的要求，而能效水平較低的亞臨界機組成為首要改造的對象，由于受機組參數(shù)的限制， 采用常規(guī)的技術(shù)改造手段(如汽機通流改造等措施)很難大幅度提高機組能效水平，因此， 尋找一種有效提高亞臨界機組參數(shù)的改造方法成為新的思路。 【實用新型內(nèi)容】
[0005] 本實用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述不足，而提供一種結(jié)構(gòu)設(shè)計合 理，可以將現(xiàn)有亞臨界燃煤發(fā)電機組升級改造為先進的超超臨界二次再熱機組，可以大幅 度提高現(xiàn)有亞臨界發(fā)電機組的能效水平，實現(xiàn)亞臨界燃煤發(fā)電機組產(chǎn)業(yè)升級的由亞臨界燃 煤發(fā)電機組改造的二次再熱超超臨界機組。
[0006] 本實用新型解決上述問題所采用的技術(shù)方案是:該由亞臨界燃煤發(fā)電機組改造的 二次再熱超超臨界機組包括凝汽器、凝結(jié)水栗、四級低壓加熱器、除氧器、給水栗、三級高壓 加熱器、高壓缸、中壓缸、低壓缸和主發(fā)電機，所述凝汽器通過管路和凝結(jié)水栗連接，所述凝 結(jié)水栗通過管路和四級低壓加熱器連接，所述四級低壓加熱器通過管路和除氧器連接，所 述除氧器通過管路和給水栗連接，所述給水栗通過管路和三級高壓加熱器連接，所述中壓 缸通過管路和低壓缸連接，所述低壓缸和凝汽器連接，所述主發(fā)電機和低壓缸同軸連接，其 結(jié)構(gòu)特點在于:還包括超超臨界鍋爐過熱器、超超臨界鍋爐省煤器、超超臨界背壓機、超超 臨界鍋爐一次再熱器、O號高壓加熱器、背壓抽汽式透平、超超臨界鍋爐二次再熱器和小發(fā) 電機，所述三級高壓加熱器通過管路和O號高壓加熱器連接，所述O號高壓加熱器通過管路 和超超臨界鍋爐省煤器連接，所述超超臨界鍋爐省煤器通過管路和超超臨界鍋爐過熱器連 接，所述超超臨界鍋爐過熱器通過管路和超超臨界背壓機連接，所述超超臨界背壓機通過 管路分別和O號高壓加熱器、超超臨界鍋爐一次再熱器和背壓抽汽式透平連接，所述超超臨 界鍋爐一次再熱器通過管路和高壓缸連接，所述高壓缸通過管路和超超臨界鍋爐二次再熱 器連接，所述超超臨界鍋爐二次再熱器通過管路和中壓缸連接，所述小發(fā)電機和超超臨界 背壓機同軸連接。
[0007] 作為優(yōu)選，本實用新型所述高壓缸、中壓缸和低壓缸同軸布置。
[0008] 作為優(yōu)選，本實用新型所述超超臨界背壓機、背壓抽汽式透平和小發(fā)電機同軸布 置，稱為前置機組，布置于前置機房內(nèi)。
[0009] 作為優(yōu)選，本實用新型還包括前置栗，所述前置栗連接在除氧器和給水栗之間的 管路上。
[0010] 作為優(yōu)選，本實用新型所述背壓抽汽式透平的1~4級抽汽去三級高壓加熱器和除 氧器。
[0011] 作為優(yōu)選，本實用新型所述低壓缸的5~8級抽汽去四級低壓加熱器。
[0012] 作為優(yōu)選，本實用新型用亞臨界燃煤發(fā)電機組進行改造時，鍋爐本體部分的改造 如下:將原亞臨界鍋爐拆除，新建一個超超臨界鍋爐，鍋爐的選型是重點，對于超超臨界鍋 爐，供選擇的有η型爐和塔式爐，兩種爐型各有優(yōu)劣，針對改造情況，原來亞臨界機組為η型 爐，如果改造后選用型爐，則原機組的大部分基粧可以回收利用，節(jié)約投資;但因為改造時 機組要新增占地面積，考慮到空間布置問題，根據(jù)項目需要選擇占地面積更小的塔式爐。
[0013] 作為優(yōu)選，本實用新型用亞臨界燃煤發(fā)電機組進行改造時，汽輪發(fā)電機本體部分 的改造如下:其中新增部分為超超臨界背壓機、汽門、背壓抽汽式透平、油系統(tǒng)和軸封系統(tǒng)； 需改造的部分為原機組高中壓轉(zhuǎn)子，高中、低壓動葉，高中壓外缸，高中、低壓內(nèi)缸，高中、低 壓隔板，端汽封，高壓主汽管，高壓閥門，中壓主汽管，中壓閥門，連通管和低壓轉(zhuǎn)子;原亞臨 界機組的通流重新設(shè)計，其高壓缸配汽方式取消調(diào)節(jié)級，采用節(jié)流配汽;新增一臺200MW等 級的小發(fā)電機，并根據(jù)需要對原發(fā)電機進行相應消缺改造。
[0014] 作為優(yōu)選，本實用新型用亞臨界燃煤發(fā)電機組進行改造時，輔機及工藝的改造如 下:選用單設(shè)給水栗汽輪機及配套凝汽器的方案，將其布置于前置機房;新增4臺全容量高 壓加熱器布置于前置機房;對四大管道、疏水系統(tǒng)管道、旁路系統(tǒng)管道、抽汽系統(tǒng)管道、閉式 水系統(tǒng)管道進行相應的改造;對鍋爐的磨煤機、給煤機、各大風機進行增容或直接替換，對 爐后環(huán)保設(shè)施進行超低排放改造或預留改造空間；核算輸煤、除灰系統(tǒng)容量，進行相應的增 容，核算精處理系統(tǒng)及制水系統(tǒng)容量，改造后水質(zhì)要求要達到超超臨界機組的要求。
[0015] 作為優(yōu)選，本實用新型用亞臨界燃煤發(fā)電機組進行改造時，機組進入低壓缸的流 量需要核算，盡量維持機組低壓部分系統(tǒng)不變，進入凝汽器的排汽量應變化不大，以維持冷 卻塔不動；雖然機組煙氣量增加，但進行改造后煤耗大幅下降，煙氣量增加幅度較小，同時 機組進行低溫省煤器及超低排放改造后，煙溫降低，應核算煙肉流速在標準范圍內(nèi)；機組根 據(jù)冷端設(shè)備、低壓設(shè)備、煙肉設(shè)備維持不改造的要求核算最后的增容容量。
[0016] 本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點和效果:結(jié)構(gòu)設(shè)計合理，布局科學，可 以將現(xiàn)有亞臨界燃煤發(fā)電機組升級改造為先進的超超臨界二次再熱機組，通過該改造可以 大幅度提高現(xiàn)有亞臨界發(fā)電機組的能效水平，實現(xiàn)亞臨界燃煤發(fā)電機組的產(chǎn)業(yè)升級。
【附圖說明】
[0017] 圖1是【背景技術(shù)】中亞臨界燃煤發(fā)電機組的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018] 圖2是本實用新型實施例中由亞臨界燃煤發(fā)電機組改造的二次再熱超超臨界機組 的左視結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0019] 下面結(jié)合附圖并通過實施例對本實用新型作進一步的詳細說明，以下實施例是對 本實用新型的解釋而本實用新型并不局限于以下實施例。
[0020] 實施例。
[0021] 參見圖2,本實施例中由亞臨界燃煤發(fā)電機組改造的二次再熱超超臨界機組包括 凝汽器1、凝結(jié)水栗2、四級低壓加熱器3、除氧器4、給水栗5、三級高壓加熱器6、超超臨界鍋 爐過熱器22、超超臨界鍋爐省煤器23、高壓缸8、中壓缸10、低壓缸11、超超臨界背壓機12、超 超臨界鍋爐一次再熱器13、0號高壓加熱器14、背壓抽汽式透平15、超超臨界鍋爐二次再熱 器16、前置栗17、小發(fā)電機18和主發(fā)電機19。
[0022] 本實施例中的凝汽器1通過管路和凝結(jié)水栗2連接，凝結(jié)水栗2通過管路和四級低 壓加熱器3連接，四級低壓加熱器3通過管路和除氧器4連接，除氧器4通過管路和給水栗5連 接，給水栗5通過管路和三級高壓加熱器6連接，中壓缸10通過管路和低壓缸11連接，低壓缸 11和凝汽器1連接，主發(fā)電機19和低壓缸11同軸連接。前置栗17連接在除氧器4和給水栗5之 間的管路上。
[0023]本實施例中的三級高壓加熱器6通過管路和0號高壓加熱器14連接，0號高壓加熱 器14通過管路和超超臨界鍋爐省煤器23連接，超超臨界鍋爐省煤器23通過管路和超超臨界 鍋爐過熱器22連接，超超臨界鍋爐過熱器22通過管路和超超臨界背壓機12連接，超超臨界 背壓機12通過管路分別和0號高壓加熱器14、超超臨界鍋爐一次再熱器13和背壓抽汽式透 平15連接，超超臨界鍋爐一次再熱器13通過管路和高壓缸8連接，高壓缸8通過管路和超超 臨界鍋爐二次再熱器16連接，超超臨界鍋爐二次再熱器16通過管路和中壓缸10連接，小發(fā) 電機18和超