江蘇鳳谷節(jié)能科技有限公司   2015年9月25日，世界首臺(tái)1000MW超超臨界二次再熱汽輪機(jī)國(guó)電泰州電廠#3機(jī)組順利通過168小時(shí)試運(yùn)行，這是迄今目前世界上效率最高的燃煤發(fā)電機(jī)組。
　　這也是繼今年6月27日，世界首臺(tái)660MW的華能安源電廠新建工程1號(hào)機(jī)組順利通過168小時(shí)連續(xù)滿負(fù)荷試運(yùn)行后，國(guó)內(nèi)又一個(gè)采用IMI關(guān)鍵流體的汽輪機(jī)旁路技術(shù)的二次再熱發(fā)電項(xiàng)目進(jìn)入正式運(yùn)行！

泰州電廠

　　
　　與華能安源電廠采用IMICCIBTG旁路技術(shù)不同的是，國(guó)電泰州電廠#3二次再熱機(jī)組采用的是IMI關(guān)鍵流體旗下德國(guó)IMIBopp&Ruether旁路技術(shù)，為共計(jì)8套高、中、低旁路組成整個(gè)旁路系統(tǒng)，以配合和優(yōu)化機(jī)組啟動(dòng)，保護(hù)汽輪機(jī)，提供安全功能保護(hù)鍋爐系統(tǒng)，以及配合再熱器安全閥保護(hù)再熱系統(tǒng)。該訂單是在2013年6月簽訂，并于半年之后交貨。
　　為什么要采用二次再熱技術(shù)？
　　因?yàn)榛剂系目萁?，和全球民眾?duì)火電廠CO2排放限制的呼聲愈濱愈烈，發(fā)展高參數(shù)大容量的超超臨界機(jī)組，尤其是700℃超超臨界機(jī)組、提高火電機(jī)組發(fā)電效率、降低污染物及CO2排放成為整個(gè)電力生產(chǎn)行業(yè)發(fā)展的主要趨勢(shì)，也是解決目前能源危機(jī)的主要方法。
　　二次中間再熱技術(shù)是提高機(jī)組熱效率的另一種有效方法。蒸汽中間再熱是指將汽輪機(jī)高壓缸中膨脹至某一中間壓力的蒸汽全部引出，送入到鍋爐再熱器中再次加熱，然后送回到汽輪機(jī)中壓缸或低壓缸中繼續(xù)做功。再熱技術(shù)可以提高蒸汽膨脹后的干度，提高蒸汽的做功能力，蒸汽中間再熱可分為一次再熱和二次再熱。
　　以泰州電廠為例，其壓力及溫度為33.11Mpa/605℃/613℃/613℃的二次再熱技術(shù)相比傳統(tǒng)的24.1MPa/566℃/566℃的一次再熱技術(shù)，其熱效率可提高約3%~8%，煤耗降低約5%~8%。
　　二次再熱的技術(shù)挑戰(zhàn)在哪里？
　　超超臨界二次再熱機(jī)組與超超臨界百萬機(jī)組相比增加了一個(gè)超高壓缸，形成了以超高壓缸、高壓缸、中壓缸和兩個(gè)低壓缸組成的5缸結(jié)構(gòu)，是當(dāng)今燃煤機(jī)組中技術(shù)含量最多、蒸汽參數(shù)最高、通流效率最好、制造難度最大的機(jī)組。由此也為其旁路系統(tǒng)解決方案提出了前所未有的技術(shù)挑戰(zhàn)。

　　
　　二次再熱機(jī)組高、中、低旁路的入口蒸汽溫度達(dá)到了628℃。所以，材料工程是基礎(chǔ)工程，耐高溫閥門的合金材料篩選與研發(fā)是關(guān)鍵！IMI關(guān)鍵流體的產(chǎn)品能夠承受更高的壓力，耐更高的溫度一是得益于材料科學(xué)的發(fā)展，二是設(shè)計(jì)上對(duì)材料的合理選擇使用，以及先進(jìn)的生產(chǎn)工藝和熱處理工藝。
　　其次，二次再熱會(huì)使得鍋爐、汽輪機(jī)和熱力系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)變得復(fù)雜。因?yàn)橛袃蓚€(gè)再熱器，鍋爐結(jié)構(gòu)復(fù)雜化；增加一個(gè)超高壓缸，增加一根再熱冷管與再熱熱管，增加一套超高壓主汽、調(diào)節(jié)閥，機(jī)組長(zhǎng)度增加，軸系趨于復(fù)雜，汽輪機(jī)結(jié)構(gòu)復(fù)雜化。
　　IMI關(guān)鍵流體在二次再熱旁路應(yīng)用中的解決方案
　　因?yàn)槎嗔酥信蚤y，形成高中低三級(jí)串聯(lián)旁路系統(tǒng)，較一次再熱的二級(jí)串聯(lián)旁路復(fù)雜，因此需要各級(jí)旁路同時(shí)協(xié)同配合以完成整個(gè)啟動(dòng)過程。同時(shí)這種復(fù)雜性對(duì)鍋爐的影響也很大，運(yùn)行時(shí)對(duì)閥門的控制性要求更高。

　　此外，由于中、低旁路的入口壓力要小于標(biāo)準(zhǔn)一次再熱機(jī)組的旁路，這要求非常大的閥門尺寸來應(yīng)對(duì)2倍于一次再熱機(jī)組內(nèi)的流量。
　　根據(jù)這些實(shí)際的應(yīng)用工況，IMI關(guān)鍵流體的高旁閥采用多級(jí)籠罩、加大行程等方法來應(yīng)對(duì)，控制過程流速并降低震動(dòng)噪音，同時(shí)增加了閥門的調(diào)節(jié)性能，實(shí)現(xiàn)壓力和溫度控制。
　　安全可靠的液壓系統(tǒng)為閥門的動(dòng)作提供動(dòng)力保障，采用硬管作為液壓塊與執(zhí)行機(jī)構(gòu)之間油路通道，避免用螺栓連接，增加了可靠性，防止因螺栓松動(dòng)造成油系統(tǒng)泄漏。

　　對(duì)鍋爐系統(tǒng)起到安全保護(hù)功能。在啟動(dòng)階段優(yōu)化工質(zhì)、縮短啟動(dòng)時(shí)間，實(shí)現(xiàn)鍋爐與汽輪機(jī)的最佳匹配，在運(yùn)行階段保護(hù)汽輪機(jī)。
　　IMI關(guān)鍵流體的旁路閥技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)增大行程、增加可調(diào)比。并采用蒸汽輔助霧化增強(qiáng)霧化效果，避免內(nèi)件受到過大熱應(yīng)力。
　　為用戶提高能效和經(jīng)濟(jì)效益——每年節(jié)約發(fā)電成本約7000~8000萬元
　　無論是國(guó)電泰州采用的IMIBopp&Reuther技術(shù)，還是華能安源采用的IMICCIBTG旁路技術(shù)，兩個(gè)電廠一致肯定IMI關(guān)鍵流體旗下的這兩種旁路技術(shù)能夠適應(yīng)和滿足二次再熱超超臨界機(jī)組的運(yùn)行，至目前為止閥門沒有明顯的泄漏、振動(dòng)和其它異常。

　　以國(guó)電泰州電廠為例，從能效的提高上看，熱耗率降低了7%(二次再熱熱耗為7296.67kj/kwh,比單級(jí)再熱機(jī)組7841.78kj/kwh節(jié)省了約545.0kj/kwh)。煤耗率節(jié)省了7.2%（267.4g/kwh,比單級(jí)再熱機(jī)組的288.0g/kwh節(jié)省了約20.6g/kwh）。

　　

　　如果換算成經(jīng)濟(jì)效益，因采用二次再熱技術(shù)比起單次再熱機(jī)組所降低的煤耗，每年為電廠節(jié)約14.8萬噸標(biāo)煤，節(jié)省發(fā)電成本7000~8000萬元/年（按標(biāo)煤市價(jià)500元/噸計(jì)算）。
　　以上各項(xiàng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)均處于世界領(lǐng)先地位，汽機(jī)旁路系統(tǒng)的可靠性能為整個(gè)機(jī)組的安全可靠運(yùn)行提供了有力保障。

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