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內蒙燃氣鍋爐蒸汽壓力和溫度越高,機組的熱效率就越高。例如,蒸汽溫度(538℃/538℃)
在不變的情況下,汽壓從亞臨界(16.5MPa)提高到超臨界(24.2MPa),熱效率可提高1.8%;在汽壓(24.2MPa)不變的情況下,汽溫從538℃/538℃提高到621℃/621℃,熱效率可提高3.7%。因此,多年來,各國都在追求高參數機組,以達到效率。
長期以來,蒸汽參數的升高受到金屬材料的限制,尤其是蒸汽溫度的升高,長期徘徊在540℃左右。20世紀80年代末,美國開發了T91和P91新鋼種,日本和歐洲一些地區相繼引進和改進,大大提高了90年代投入運營的大型機組參數。
事實上,首臺超臨界鍋爐于1957年在美國投產。當時,這臺125MW鍋爐的設計參數達到31MPa/621℃/566℃/538℃。由于參數選擇過高,超過了當時金屬材料的技術水平,未能達到預定目標。因此,此后,雖然美國也制造了一些超臨界鍋爐,但仍以亞臨界鍋爐為主。20世紀80年代,美國對超臨界鍋爐參數進行了優化研究,認為在技術不需要突破的情況下,機組采用31MPa/566-593℃/566-593℃的蒸汽參數,一次再熱,容量為700-800MW。然而,這一結果并沒有在美國實施,而是在一些亞洲和歐洲地區得到應用。1999年,美國提出了Vision21計劃,主要開發35MPa/760℃/760℃/760℃的超臨界機組,其熱效率將高于55%,污染物排放將比亞臨界機組減少30%左右。
歐洲丹麥尤為突出。雖然90年代投入運行的機組容量不大(400-50MW),但蒸汽壓力達到30-31MPa,蒸汽溫度達到580-600℃。因此,機組的熱效率達到45%~49%。比如丹麥的425MW機組,鍋爐可以燃煤、油、采用二次再熱,蒸汽壓力28.48MPa,蒸汽溫度580℃/580℃/580℃,使機組的熱效率在燃煤時達到47%,燃氣時達到49%,成為世界上熱效率一位的火電機組。
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