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高效低排放燃煤电站推介会资料


高效低排放燃煤电站推介会 ——锅炉部分

上海电气电站集团 2014年5月 上海电气电站集团
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一、上海电气业绩情况 二、上海电气最新技术 三、田集电厂基本情况 集 本情况

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上锅超超临界燃煤发电技术发展路线
第一阶段:材料基础不变,优化参数,优化系统,挖掘潜力,提高综合利用效率 华厦阳西—— 第二阶段:材料基础提升,优化参数,优化系统,提高综合利用效率。 先进的700 ℃二次再热超超临界技术 次再热超超临界技术

安徽田集— —国内首个 620℃超超 临界锅炉合 同

国内首个 1240MW620℃ 超超临界锅炉 合同

36.65Mpa/705℃/723℃ / 723℃ 先进的700 ℃超超临界技术 36.65Mpa/705℃/723℃

先进的600 ℃二次再热超超临界技术 33.11Mpa/605℃/613℃/613 ℃

先进的600 ℃超超临界技术 29Mpa/605℃/623℃ 1000MW超超临界燃煤技术 28Mpa/605℃/603℃

第二阶段 2.2 Second stage 2.2 第二阶段 2.1 Second stage —— 2.1 国内首 国电泰州

第一阶段 1.2 First stage 1.2 第一阶段 1.1 First stage 1.1

个二次再热超超临界 锅炉合同

已有技术 1.0 Current Technology

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我们的业绩
塔式和∏型满足不同用户需求 塔式和 满足不同用户需求

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我们的业绩
产品系列

国内唯一一个获得国家科技支撑的二 次再热项目——国电泰州1000MW 合同数量 投运情况 已承接合同燃用煤 种情况

1200MW超超临界锅炉 1000MW超超临界塔式锅炉 1000MW超超临界∏型锅炉 660MW超超临界∏型锅炉 660MW超超临界塔式锅炉

2台 50台 18台 40台 2台

21台 6台 18台 -

烟煤 烟煤、贫煤 烟煤、贫煤 烟煤、贫煤 烟煤
以68台的业绩确保 上海电气市场占有 率近40%

2013年12月22日投运国内第一个623℃的超超临 界项目——安徽田集660MW超超临界项目 截止到 截止到2014 2014年 年4月底 月底,上锅承接超超临界合同情况 ,上锅承接超超临界合同情况

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我们的业绩
2012年度全国火电600MW 2012年度全国火电 600MW级以上机组能效对标(公示版)和 级以上机组能效对标(公示版)和 指标分析报告 揭晓了年度机组竞赛结果 指标分析报告,揭晓了年度机组竞赛结果 指标分析报告,揭晓了年度机组竞赛 揭晓了年度机组竞赛结果(中电联公布数据)
?1000MW 1000MW超超临界机组 超超临界机组 一等奖:天津国投北疆发电厂 1号机组 (全国唯一的一个一等奖) 三等奖 三等奖:上海上电漕泾发电有限公司 :上海上电漕泾发电有限公司 2号机组 国电谏壁发电厂 13 13号 号机组 ?600MW超超临界机组 600MW超超临界机组 一等奖:华能上海石洞口第二电厂 4号机组 二等奖:许昌龙岗发电有限责任公司 4号机组 三等奖:华电望亭发电厂 3号机组、华能上海石洞口第二电厂 3号机组

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我们的业绩

选择上海的设 备——更高的效率

2012年度全国火电500MW~1000MW 2012年度全国火电 500MW~1000MW 机组煤耗统计表 (排名前十位)信息来源:?中电联科技开发服务中心 其中七台机组全部选用上海电气的锅炉
供电煤耗(gce/kWh)
电厂简称 机组 编码 竞赛年度 机组实际 容量(MW) 1000 1000 1000 1000 1000 1000 1000 1000 1000 1000 定额 288.08 288.89 288 91 288.91 288.78 288. 288.58 288. 288.4 291.54 290.3 报送值 275.85 276.44 282 91 282.91 283.09 283.76 283.93 284.56 284.56 284.98 285. 计算值 275.85 276.44 285 55 285.55 285.58 282. 283.93 284.56 284.56 287.18

申能上海外三 申能上海外三 国电浙江北仑 国电浙江北仑 国电江苏谏壁 中电投上海漕泾 华能南京金陵 中电投上海漕泾 国投天津北疆 华润徐州彭城

8 7 7 6 13 2 1 1 1 2

2012 2012 2012 2012 2012 2012 2012 2012 2012 2012

285. 上海电气电站集团

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一、上海电气业绩情况 二、上海电气最新技术 三、田集电厂基本情况 集 本情况

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上海电气最新技术
?1.满足更高的参数 最高压力 >33 MPa 最高压力: MP 最高温度:主汽605 ℃ 再热汽623 ℃ ?2.更高的可靠性 采用先进的设计和工艺技术 合理的材料使用 运行中没有超温爆管 ?3.更高的效率 效率 > 94.5% (优质烟煤) 排烟温度 <120℃ 锅炉运行过量空气系数 < 1.15 空气漏风 4.5~5% 低的汽水和烟风阻力

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上海电气最新技术
?4. 更低的排放 锅炉空预器出口NOx排放 150~250mg/m3 (烟煤) ?5. 更广的煤种适应性 满足无烟煤、烟煤、褐煤、贫煤 ?6. 更好的调节性 燃烧器摆动加挡板,调节再热器汽温,以提高低负荷 时的机组效率

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上海电气最新技术
1200MW超超临界锅炉

目前国内最大容 量的高效超超临 界锅炉

z最大蒸发量3700t/h z更高的过热器出口压力29.3MPa z更高再热器出口温度——623℃ z挡板调温塔式锅炉 z超低NOx燃烧技术 z宽负荷汽温调节能力——挡板+燃烧器摆动组 合调温 z先进的系统设计——更低的阻力、漏风率 z代表电厂——阳西1240MW

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上海电气最新技术
1000MW超超临界锅炉 z一次再热 z最大蒸发量3200t/h z更高的过热器出口压力29.3MPa z更高再热器出口温度——623℃ z挡板调温塔式锅炉 z超低NOx燃烧技术 z宽负荷汽温调节能力——挡板+燃烧器摆动组 合调温 z先进的系统设计——更低的阻力、漏风率 z代表电厂——漳泽、可门

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上海电气最新技术
1000MW超超临界锅炉 z一次再热 z最大蒸发量3200t/h z更高的过热器出口压力29.3MPa z更高再热器出口温度——623℃ z挡板调温Π型锅炉 z超低NOx燃烧技术 z宽负荷汽温调节能力——挡板+燃烧器摆动组 合调温 z先进的系统设计——更低的阻力、漏风率 z代表电厂——北疆二期、板集、鸳鸯湖
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上海电气最新技术
1000MW超超临界锅炉 z二次再热 z最大蒸发量2800t/h z更高的过热器出口压力33.11MPa z更高再热器出口温度——623℃ z挡板调温塔式锅炉 z超低NOx燃烧技术 超低 燃烧技术 z宽负荷汽温调节能力——挡板+燃烧器 摆动组合调温 z先进的系统设计——更低的阻力、漏 风率 z代表电厂——泰州
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国内唯一获得国 家科技支撑计划 支撑的二次再热 项目

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上海电气最新技术
660MW超超临界锅炉 z一次再热 z最大蒸发量2100t/h z更高的过热器出口压力29.3MPa z更高再热器出口温度——623℃ z挡板调温Π型锅炉 z超低NOx燃烧技术 超低NO 燃烧技术 z宽负荷汽温调节能力——挡板+燃烧器 摆动组合调温 z先进的系统设计——更低的阻力、漏 风率 z代表电厂——田集、八角

国内唯一已经投 运的623℃的机组

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上海电气最新技术
电厂名称 电厂名称 炉号 炉号 试验单位 试验单位 锅炉效率(%) 锅炉效率(%)

超低NOx燃烧技术

中国华电望亭发电厂 3 外高桥 漕泾2# 2 1 中国华电望亭发电厂 彭城1

上海发电设备成套设计研究院 3 西安热工研究院有限公司 西安热 研究院有限公司 西安热工研究院有限公司 西安热工研究院有限公司 4 江苏方天电力技术有限公司 江苏方天电力技术有限公司

第3代 94.84 、 94.78 94.36 94.2 、
94.41、94.36 93.92 93.82 94.36 94.53 、、 93.91、93.97 94.21、94.44 94.04、93.83 94.08 93.99 、、 93.93 93.91 94.16、94.10 93.69 、 93.67 94.35、94.29 94.18、94.26 94.55、94.50 93.96、93.91 93.85 93.93(平均值) 、93.91 93.71 93.80(平均值) 94.25、94.22

第2代

z高的燃烧效率 z宽的煤种适应性 z低的NOx排放 z稳定的运行特点

2 彭城2 江苏方天电力技术有限公司 3 西安热工研究院有限公司(苏州) 华能上海石洞口第二电厂 切向燃烧属于整体燃 1 铜陵1 西安热工研究院有限公司 13 烧,具有高效燃烧、 谏壁13# 江苏方天电力技术有限公司 4 西安热工研究院有限公司(苏州) 华能上海石洞口第二电厂 低 NOx排放、宽煤种 14 江苏方天电力技术有限公司 谏壁14# 可以摆动的燃烧器设 3 杭州意能电力技术有限公司 浙能乐清电厂 5 宁海1# 杭州意能电力技术有限公司 适用性、稳定运行等 计提供了更灵活的汽 宁海2# 浙能乐清电厂 华徐州1# 国华徐州 淮浙煤电凤台电厂 国华徐州2# 6 1 2 杭州意能电力技术有限公司 温调节手段 优于其他燃烧方式的 4 杭州意能电力技术有限公司 江苏方天电力技术有限公司 苏方 力技术有限公司 特点 3 西安热工研究院有限公司(苏州) 江苏方天电力技术有限公司

第1代

1 新密1# 西安热工研究院有限公司 河南龙泉金亨电力有限公 1 河南省电力公司电力科学研究院 1 漕泾1# 西安热工研究院有限公司 司

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上海电气最新技术
超低NOx燃烧技术

贫煤 高灰 分煤 种

新密、 禹州、 蒲圻

z宽的煤种适应性

低灰熔 点煤种
外高 桥、宁 海、谏 壁电 厂……

铜陵、 彭城

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上海电气最新技术
江苏国电谏壁电厂 1000MW超超临界、塔式锅炉, 原设计优质烟煤锅炉,实际掺 烧30~35%高水分印尼煤或褐煤 达到60% 水冷壁采用了上海电 达到60%,水冷壁采用了上海电 气的优化技术,锅炉安全稳定 运行。
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上海电气最新技术
超低NOx燃烧技术

第二代燃烧技术

z低的NOx排放

平均 x排放: 平均NO NOx 排放: 3 烟煤: 258mg/Nm 烟煤:203mg/Nm3 高灰分烟煤:314mg/Nm3
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上海电气最新技术
超低NOx燃烧技术

燃用高挥发份烟 煤超低NOx可以达 到近100mg/Nm3。 代表电厂:台山、 定州、南通 600MW锅炉每 100mg/Nm3NOx的 降低带来300万元 运行费用的减少。

z低的NOx排放

第三代燃烧技术

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上海电气最新技术
优化系统设计

z低汽水阻力 z低烟气阻力 z宽负荷汽温调节特性 z低排烟温度 z全负荷脱硝 z余热利用

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上海电气最新技术
三级过热器

优化系统设计

一级过热器

z宽负荷汽温调节特性
30° 摆 角 为 0° 摆 角 为 -30° 摆 角 为

燃烧器摆动+烟气挡 板的组合式调温方案 提供了更好的低负荷 汽温特性

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上海电气最新技术
优化系统设计

z低排烟温度 z全负荷脱硝 z余热利用 燃用优质烟煤效 率可以达到94.5% 以上。 更低排烟温度 更低过量 每降低2℃,效 空气系数 率提高0.1% 效率提升

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上海电气最新技术
更优的空气预热器设计 双道密封技术 600MW以上锅炉 可以承诺4.5~5% 的漏风率

z低空气预热器漏风率 z高的换热特性

空气预热器的低漏风 冷端旁路密封 率、 高的换热性的特点确 保了锅炉的高效和机 组的高效

柔性密封技术

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上海电气最新技术
安全的受热面设计

z安全的水冷壁设计

从江苏国电谏壁电厂 开始,我们形成了第 二代塔式锅炉技术, 已经彻底解决了塔式 锅炉水冷壁的泄漏问 题。

材料优化 12Cr1MoVG替代SA‐213?T23

结构优化

过程控制

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安全的受热面设计 1)高档次材料使用:S304H、HR3C、P92、P92 2)优化结构设计:受热面水平布置或不采用小R弯头 优化结构 受热 水 布 或 采 弯头 z安全的过热器、再热器设计 3)减少烟温偏差的设计 4)减少水力侧偏差的设计 5)改良的管接头设计

我们的超超临界锅炉投运至今未 发生由于过热器、再热器氧化、 超温引起的爆管情况。 可水平调 节

可上下调 节

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一、上海电气业绩情况 二、上海电气最新技术 三、田集电厂基本情况 集 本情况

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田集设计情况介绍

设计重点:1、如 何实现汽温提升; 2、如何解决温度 偏差

BMCR 容量配置情况 1957 煤种 过热蒸汽 下部螺旋管+上部垂直管的布置 淮南煤 蒸汽流量 t/h 水冷壁 (没有节流圈的设计) MPa(g) 28 旁路 出口蒸汽压力 100%高压旁路+65%低压旁路 采用15CrMoG+12Cr1MoVG材料 605 安全阀 出口蒸汽温度℃ 100%带控制功能的再热器安全阀 两级,分别布置在尾部 1638 吹灰 再热蒸汽 96只墙式吹灰器 蒸汽流量 t/h 省煤器 采用SA-210C材料 MPa(g) 5.79 54只长伸缩式吹灰器,备用开孔4只 进口蒸汽压力 主受热面三级串联布置,设置两级喷 水减温 5.59 8只半伸缩式吹灰器 出口蒸汽压力MPa(g) 低 低温过热器采用15CrMoG+12Cr1MoVG材 过热 采用 362 材 进口蒸汽温度 空气预热器配置4只双介质吹灰器 ℃ 过热器 料 623 出口蒸汽温度 ℃ 汽源:低温再热器进口 高温过热器采用SA-213 T91+SA-213 301 给水 烟温探针 给水温度 2只 ℃ TP347HFG+S304H+HR3C材料 启动系统 不带循环泵的启动系统配置 两级串联布置,设置一级微量喷水 低温再热器采用15CrMoG+12Cr1MoVG材 再热器 料 高温再热器采用SA-213 28 上海电气电站集团 TP347HFG+S304H+HR3C材料

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田集设计情况介绍
解决温度提升问题 解决温度偏差问题

z优化再热器受热面布置 z了解运行实际情况 z协调汽机参数

z优化再热器受热面布置 z采用两级分离燃尽风设计 z减少受热面屏间偏差 z减少受热面同屏偏差 z优化再热器出口管接头设计

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田集运行情况介绍

目前国内唯一运 行参数实现再热 温度达到623℃的 超超临界锅炉, 且偏差可控

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上海电气提供的是:
1 更安全可靠的超超临界锅炉 1、更安全可靠的超超临界锅炉
上海电气的第二代塔式锅炉已经彻底解决了水冷壁的泄漏问题; 上海电气的超超临界锅炉至今未发生过任何过热器、再热器泄漏问题;

2、更高效的超超临界锅炉
上海电气的超低NOx燃烧技术可以达到优质烟煤94.5%的锅炉效率; 上海电气的空气预热器可以达到先进的4.5%~5%的漏风率;

3、更环保的超超临界锅炉
上海电气的超低NOx燃烧技术可以达到优质烟煤近100mg/Nm3国际先进水平; 上海电气配套的粉尘处理系统可以达到最新的国家环保指标的要求。31 上海电气电站集团




使用“上上上” 的组合,将为用户提 供更安全、更高效、 更环保的机组,“上 上上”将是用户的最 ” 佳选择!
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创造动力之源,推动社会进步

共创蒸蒸日上的生活

感谢各位专家莅临!
Create?Better?Future?with?You!
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高效低排放燃煤电站推介会 ——汽轮机部分

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一、超超临界机组运行情况 二、超超临界汽轮机技术特点 三、系列化高效超超临界机组 四、新的研发方案
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超超临界汽轮机运行情况
典型机组性能试验数据(热耗kJ/kW.h)
超超临界1000MW汽轮机已签定 合同96台(含中标),目前已 投运40台,市场占有率超过 54%。

超超临界660MW汽轮机已签定 合同56台 目前已投运26台 合同56台,目前已投运26台, 自望亭后,国内660MW超超机 组60%订单归上汽获得。

性能试验热耗全面超过设计值!

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2012年度中电联发布全国35台1000MW级 超超临界机组全年平均能效水平对标数据
统计 制造厂 台数 ( gce/k Wh) 上海汽轮机厂 196 型机组 A厂机组 20 07 08 总平均 35 286.65 292.20 289.79 288.40 供电煤

能效指标
油耗 厂用电率 (kg/万 (%) 耗水率 (kg/kWh)

4.04 4.09 4.37 4.11

99.77 106.88 173.72 109.1

0.40 0.89 0.83 0.56

供电煤耗g/kWh

B厂 机组

293 292 291 290 289 288 287 286 285 284 283

292.2 289.79

289.55

286.65

上汽

A厂

B厂

平均

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2012年度中电联发布全国36台600MW级 超超临界机组全年平均能效水平对标数据
汽轮机制造厂

统 计 台 数 12 12 12 36

能效指标 供电煤耗 (gce/kWh) 292.05 299.93 299.09 297.02 厂用电率 (%) 4.45 4.68 4.44 4.52 耗水率 (kg/kWh) 0.39 0.78 0.82 0.65

上海汽轮机厂 195?型机组 A厂机组 B厂机组

供电煤耗g/kWh

总平均

302 300 298 296 294 292 290 288
上汽

299.93

299.09 297 02 297.02

292.05

A厂

B厂

平均

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一、超超临界机组运行情况 二、超超临界汽轮机技术特点 三、系列化高效超超临界机组 四、新的研发方案
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超超临界汽轮机技术特点
基本技术特点 9 模块化设计 9 高中压分缸
低压缸

9 小直径、多级数、高效率 9 无中心孔整锻/焊接转子 9 3DV叶片变反动度设计 9 T型叶根漏汽损失小 9 单轴承支撑,短8~10m 9 无台板、轴承座整体灌浆 9 凝汽器与外缸刚性连接
凝汽器

中压缸

发电机

高压缸

阀门

9 无导汽管、单联通管 9 高、中压缸整体发运 9 可靠性高、12年一次大修 9 ……

汽轮机结构三维动画播放

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卓越性能源于高成本投入
高、中压分缸,圆桶型缸,AIBT高效通流 技术 多级数 技术、多级数。 成本比目前市场中同类机型高2000万左右。 高、中压分缸、高压圆桶型缸是高效超超临 界机组的主流选择。 已投运机组热耗比同类机型低85~ 215kJ/kW.h,供电煤耗低3.14~7.88g/kW.h, 每台机组每年可为业主增加千万以上的净 利润。 高性价比是机组选型的重要依据。 上海电气电站集团
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一、超超临界机组运行情况 二、超超临界汽轮机技术特点 三、系列化高效超超临界机组 四、新的研发方案
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系列化高效超超临界机组
高效一次再热机组
高效 660MW

先进 技术
高效 1000MW
z超超临界1000MW技术上的一次突破

高效 z参数提高、采用9级回热系统 1200MW z国内首台机组-安庆电厂 上海电气电站集团
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高效超超临界660MW一次再热机组业绩
1 安徽淮南田集电厂二期#3 2 安徽淮南田集电厂二期#4 3 华能长兴电厂“上大压小”工程# 1 4 华能长兴电厂“上大压小”工程# 2 5 浙能温州四期“上大压小”工程# 1 6 浙能温州四期“上大压小”工程# 2 7 国电哈密能源开发有限公司(大南湖煤电一体化) # 1 8 国电哈密能源开发有限公司(大南湖煤电一体化 大南湖煤电 体化) # 2 9 华能烟台八角电厂#1 10 华能烟台八角电厂#2 11 华能罗源电厂#1 12 华能罗源电厂#2 N660-27/600/620 N660-27/600/620 N660-28/600/620 N660-28/600/620 N660-28/600/620 N660-28/600/620 NJK660-27/600/610 NJK660 27/600/610 NJK660-27/600/610 N670-28/600/620 N670-28/600/620 N660-28/600/620 N660-28/600/620 2013.12 2014.4 已订合同 已订合同 已订合同 已订合同 已订合同 已订合同 已订合同 已订合同 已订合同 已订合同
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高效超超临界660MW机组
结构型式 额定出力 进汽参数 高效一次再热660MW超超临界机组 单轴、四缸四排汽、一次再热凝汽式 660MW 28MPa/600℃/620℃ 3高+1除氧+4低 ~0.8% HP(高压)+IP(中压)+2LP(低压) 约26m

低压缸 高压缸 中压缸

回热系统: 较常规超超临界 机组热耗收益 模块组合 机组总长

在常规超超临界机组基础上 进行材料升级和结构优化

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中压模块(620 ℃中压模块 )
再热阀门阀壳: CB2 中压内缸:CB2

中压外缸: 新型球墨铸铁

中压转子: FB2

中压模块在常规机组基础上材料全面升级 中压内缸、中压阀壳材料采用: CB2 中压转子材料采用:FB2 中压外缸材料采用:新型球墨铸铁
?中压转子、内缸材料升级 ?中压外缸材料升级 ?再热阀门材料升级 ?中压通流全新设计

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田集项目的技术准备与运行情况:
?2011年8月 ?2012年3月 ?2012年4月27日 ?2012年5月31日 ?2013年2月 ?2013年4月 定购全尺寸FB2中压转子毛坯 配套铸件厂宏钢公司试制CB2再热主门阀壳毛坯浇注成功 新型球墨铸铁中压外缸毛坯浇注成功 CB2再热调阀毛坯成功 FB2中压转子到厂 CB2中压内缸到厂

国内首台
再热温度620℃ 机组

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高效超超临界1000MW一次再热机组业绩
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 安庆电厂二期#1 安庆电厂二期#2 广东粤电茂名博贺电厂#1 广东粤电茂名博贺电厂#2 中电投协鑫滨海电厂#1 中电投协鑫滨海电厂#2 大唐河南三门峡电厂三期#1 大唐河南三门峡电厂三期#2 神华国华寿光电厂一期#1 神华国华寿光电厂一期#2 天津北疆电厂#3 天津北疆电厂#4 安徽利辛板集电厂#1 安徽利辛板集电厂#2 山西漳泽电厂#1 山西漳泽电厂#2 华电可门三期#1 华电可门三期#2 N1000-28/600/620 N1000-28/600/620 N1000-27/600/610 N1000-27/600/610 / / N1050-27/600/610 N1050-27/600/610 N1000-28/600/610 N1000-28/600/610 N1023-28/600/620 N1023-28/600/620 C1000-28/0.5/600/620 C1000-28/0.5/600/620 / / / N1000-28/600/620 N1000-28/600/620 CZK1034-28/0.5/600/620 CZK1034-28/0.5/600/620 N1000-28/600/620 N1000-28/600/620 已订合同 已订合同 已订合同 已订合同 已订合同 已订合同 已订合同 已订合同 已订合同 已订合同 已订合同 订合同 已订合同 已订合同 已订合同 已订合同 已订合同 已订合同 已订合同

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高效超超临界1000MW机组
高参数1000MW超超临界机组 单轴、四缸四排汽、一次再热凝 汽式 1000MW 28MPa/600℃/620℃

高压缸

中压缸

低压缸

结构型式 额定出力 进汽参数

回热系统: 3高+1除氧+5低 较常规超超临界 ~0.8% 机组热耗收益 模块组合 HP(高压)+IP(中压)+2LP(低压) 机组总长 约29m

安庆项目的执行情况:

?设计已全部完成; ?目前正在交货过程中; ?预 计 2015 年 年 初 投 运 ;

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863国家科技支撑计划课题——高效超超临界1200MW机组
高参数1200MW超超临界机组 结构型式 单轴、五缸六排汽、一次再热凝 汽式 1200MW 28MPa/600℃/620℃ 4高+1除氧+4低 ~0.8% HP(高压)+IP(中压)+3LP(低压) 约35m

低压缸 中压缸 高压缸

额定出力 进汽参数 回热系统: 较常规超超临界 机组热耗收益 模块组合 机组总长

目前已进入施工设计阶段

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二次再热机组

二次再热机组订单情况
二次再热项目已接订单 国电泰州项目(1000MW) 31MPa/600℃/610℃/610℃ 华能莱芜项目(1000MW) 31MP /600℃/620℃/620℃ 31MPa/600℃/620℃/620℃ 粤电惠来项目(1000MW) 31MPa/600℃/610℃/610℃ 国电蚌埠项目(660MW) 31MPa/600℃/620℃/620℃

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863国家科技支撑计划课题——二次再热1000MW机组
二次再热1000MW超超临界机组 结构型式 额定出力 单轴、五缸四排汽、二次再热凝汽式 1000MW 31MPa/600℃/620℃/620℃ 4高+1除氧+5低 7068~7100kJ/kWh VHP(超高压)+HP(高压)+IP(中 压)+2LP(低压) 约36.7m

中压缸 超高压缸 高压缸

低压缸

进汽参数 回热系统: 机组热耗 模块组合 机组总长

?汽轮机火电技术的一次重大突破; ?采用二次再热循环; ?全球首台百万等级高参数二次再热机 组-泰州电厂;

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参数提高

二次再热

1. 提高主汽压力 2. 提高再热温度

蒸汽冷却器

3. 采用二次再热循环 4. 上海电气独特的结构 5. 循环系统方面的优化

4级高加

5级低加

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?

设计开发更高压力的VHP模块

?进汽温度不变,压力从27MPa 提高到31MPa ?对现有超超临界高压缸模块进 行优化设计,材料不变;

针对二次再热机组取消原1抽 抽汽口,缸体旋转对称性更好;

通过调整内外缸壁厚、结 构尺寸、夹层压力分配 来满足压力升高要求。

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?

二次再热机组高压缸在现有的中压模块基础上改型设计

? 再热温度和再热压力提高, 在上海电气现有较小中压模 块IP‐1上进行改型设计; ? 增加阀门、汽缸的壁厚; ? 内缸、阀壳、转子采用新材 料 外缸由球墨铸铁改为铸 料,外缸由球墨铸铁改为铸 钢件。

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?

二次再热中压缸基于IP‐3模块优化设计

二次再热中压缸进、出口压力仅 为原来一次再热中压缸的1/2, 蒸汽比容增加了~50%,必须采 用更大的中压缸 用更大的中压缸;

在IP‐3模块基础上,继续增 大跨距,内外缸布置方式不 变。中压四级回热抽汽口, 满足二次再热十级回热抽汽 要求 要求;

内缸、阀壳、转子采用新材料 ,外缸采用新型球墨铸铁。

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泰州项目的执行情况:
2011年2月份开展合作
中国国电 集团 中国电 力顾问 集团

2012年5月份签订协议进入施工设计

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2014年4月中压转子毛坯到厂
?设计工作已全部完成; ?目前进入生产加工阶段; ?预计首台机组于2015年上半年投运;

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二次再热660MW机组
结构型式 额定出力 额 进汽参数 回热系统: 机组热耗

二次再热660MW超超临界机组 单轴、五缸四排汽、二次再热凝汽 式 660MW 31MPa/600℃/620℃/620℃ 4高+1除氧+5低 ~7105kJ/kWh VHP(超高压)+HP(高压)+IP(中 压)+2LP(低压) 约31m

超高压缸

高压缸

中压缸

低压缸

模块组合 机组总长

蚌埠项目的执行情况:进入施工设计阶段

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一、超超临界机组运行情况 二、超超临界汽轮机技术特点 三、系列化高效超超临界机组 四、新的研发方案
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新的研发方案
1、焊接转子
上海汽轮机厂具有50多年的焊接转子设计、制造运行经验,至今已经成功焊 接制造各类转子460余根,其中432根已经投入商业运行,没有出现一例因焊 接造成的质量造成的停机返修事故,取得成功的经验,赢得良好的声誉。
? 50MW、125MW、135MW汽轮机 ? 超临界600MW高中压转子-奉节 ? 超超临界660MW中压转子-朱家坪 ? 超超临界1000MW低压转子-南通 ? 再热温度620℃超超临界系列中压转子-FB2

火电
联合 循环 核电

? E级一拖一、三压再热、单缸汽轮机 ? F级一拖一,中低压转子

? 巴基斯坦K2K3项目,百万等级核电低压转子

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二次再热焊接转子方案
整锻转子 型式 重量 材料 51t FB2
焊接转子合成应力考核: 应力比(计算值/许用值)小 于1,考核合格

焊接转子

中间段:?28t,调阀段:?12t,电机段:?11t 中间段:FB2,两端:25Cr2NiMo1V
焊接转子蠕变应变考核: 蠕变应变小于1%,考核合格 考核合格

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2、回热系统优化 (1)增加回热抽汽级数 超超临界一次再热机组增设一级低加后机组热耗可降 低9 ~ 20kJ/kW.h。 湿冷9级、空冷8级回热抽汽更经济。

增设一级低加

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湿冷九级回热机组低压模块 低压模块

#1低压缸: z一个#7抽汽口 z四个#9抽汽口 z静叶持环抽汽流 道面积增加
#7抽汽 #1低压内缸 #1静叶持环

?低压模块以常规超超临界为基础开发 ?两个低压缸共设四级回热抽汽 ?低压通流为双流六级,前三级全新设计 #2低压内缸 ?1146mm、914mm末级叶片
#6抽汽 #2静叶持环

#2低压缸: z一个#6抽汽口 z两个#8抽汽口 z静叶持环抽汽 口位置调整

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空冷八级回热机组低压模块

?低压模块增加一级回热抽汽 ?全新设计的低压进汽流道 ?系列化的820mm、910mm末级叶片

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(2)设置外置式蒸汽冷却器
三抽蒸汽

将中压缸第一级回热抽汽 (即三抽)引到末级高加前 的外置蒸汽冷却器,利用三 抽蒸汽的过热度来提高最终 给水温度,提高整体循环效 率。按目前超超临界一次再 热蒸汽参数计算,可降低热 耗~13 kJ/kW.h。 耗 J
#3高加

蒸汽冷却器

? 一次再热机组设置一级蒸汽冷却器,二次再热设置两级 ? 已在多个项目上应用
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(3)烟气余热利用 利用锅炉高温烟气加热凝结水,提高凝结水温度,减少 低 低压加热器的抽汽量,提高机组性能。 热器的抽汽量,提高机 性能

凝结水全流量加热

凝结水部分加热

按常规八级回热机组的#7低加出口水温提高20℃计算(吸 热量为MW),可降低热耗~50kJ/kW.h,经济效益可观。该系 统简单可靠,投资小,对大机的影响也很小,已运用于多个 电厂。 上海电气电站集团
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3、强化1050mm空冷长叶片 为适应间接空冷 更低的排汽压力,推 出强化型1050mm长 叶片。 以原湿冷 1050mm叶片母型为 基础,保持结构、气 动性能不变,通过材 料升级、严格控制加 工工艺等措施,提高 强度水平,以适用于 间接空冷机组。
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4、汽动引风机 锅炉引风机采用小汽机驱动,以减少厂用电率。小机 汽源来自高排(一级再热器出口)或四抽,小汽机采用背 汽源来自高排( 级再热器出口)或四抽 小汽机采用背 压或凝汽式。背压式小汽机的排汽可作为供热,或排至除 氧器、低加。
对汽轮机的影响:
? 增加了对外供汽量,在相同的功率下需要增加主蒸汽流量; ? 需要对高压、中压通流进行强度核算或调整设计,汽源在四 需要对高压 中压通流进行强度核算或调整设计 汽源在四 抽时需要修改抽汽口尺寸或个数 ? 背压式小汽机排汽至除氧器或低加时,排热量大于回热抽汽 热量,还需考虑溢流蒸汽的系统配置。

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应用电厂:
? 北仑超超临界1000MW 配置方式 背压小机 汽源为锅炉一级再热器出口 排汽正常 配置方式:背压小机,汽源为锅炉一级再热器出口,排汽正常 情况下对外供热,无供热时排除氧器;已投运 ? 南通超超临界1000MW 配置方式:抽背小机,汽源为锅炉一级再热器出口,小机一段 非调整抽汽去#3高加,排汽至除氧器;已投运 ? 凤台超超临界660MW 配置方式:背压小机,汽源为大机高排,排汽至#7低加出口凝 结水管道;已投运 采用汽动引风机的优点是减少厂用电,提高引风机在低负 荷下的性能,但同时也影响了大机效率,系统配置相对复杂。 针对每个电厂需要作详细的方案对比,上海电气配合设计院进 行相关的优化计算。 上海电气电站集团
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5、0号高加 在补汽阀后 增加回热抽汽供 0号高加,利用 汽轮机高压抽汽, 提高机组部分负 荷工况的给水温 度。使给水温度 接近最佳回热温 度,在50%负荷 时可降低热耗~ 44kJ/kW.h 。
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特有结构,汽源来自补汽阀后

0号高加

6、BEST透平 采用一个背压式小机,在驱动给水泵的同时,取代大 机为所有再热后高温的高、低加热器供回热抽汽。 其优点是 降低汽轮机热耗 减少 热器受热 其优点是,降低汽轮机热耗,减少再热器受热面,降 降 低加热器的进汽温度,从而大大降低二次再热电厂的投资。

“BEST透平” 热力系统示意图

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谢 谢!

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高效低排放燃煤电站推介会 ——发电机部分

上海电气电站集团 2014年5月 上海电气电站集团
1

一、多级风扇轴向通风1000MW级 多级风扇轴向通风1000MW级 汽轮发电机 二、660MW级II型汽轮发电机

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一、多级风扇轴向通风1000MW级 多级风扇轴向通风1000MW级 汽轮发电机
1. 先进的发电机技术 2. 发电机的高可靠性 3. 整体铁路运输能力

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1.先进的发电机技术
1.1 技 术 发 展 历 程
2011年 2008年 2003年 ~2006年 2002年 ~2009年 ~2012年 2012年

?开发百万千瓦 内陆运输产品 ?全面引进西门 子技术

?与SIEMENS合作 生产外高桥二 ?我国首台自主 生产的百万千 厂#2发电机 瓦超超临界燃 煤机组---浙江 华能玉环电厂 1号机投运

?系列化模块化 开发世界单机 容量最大的 1200MW级火电 发电机 当前上海电气

?结合市场需 求,开发配二 次再热及高参 数的百万火电 发电机

百万千瓦级火电发电机 投运40台,订单96台(含中标) 4 占全国市场54%以上 上海电气电站集团

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1.先进的发电机技术
1.2 发 电 机 结 构 简 介

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1.先进的发电机技术
1.3 多 级 风 扇 轴 向 通 风 技 术
铁心轴向通风,无径向风道,本体短10% 定子铁心本体无径向风道板,有效提高 铁心压装效率和可靠性 抽风式多级风扇,与鼓风式相比温升低 5~8k;容量裕度增大5% 系统风量较其他通风方式低约20%,效率高

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1.先进的发电机技术
出力
发电机出力 (MW)
1170 1152 1140 1120 1112 1100 1070 1100

1000MW,27kV,0.9(滞后),50Hz,3000r/min

温升
1020 30 31 32 33 34 35

1060 0.5MPa(g) 0.55MPa(g) 36 37 38 39 40

冷却器进水温度(°C)

各部件温升实测值 氢压0.5MPa(g) 定子绕组出水温度 转子绕组温度(电阻法) 定子铁心温度

单 位 K K K

1000MW PF0.9 22 36 51

1060MW PF0.9 25 41 56

1100MW PF0.9 27 44

GB/T (IEC) 限值 ≤90℃ ≤110℃
7

上海电气电站集团 59 ≤120℃

2.发电机的高可靠性
2.1 先 进 结 构 保 障
A 铁心采用crown test和压铅法补偿冲 片板差,齿部采用内倾式结构过补偿 铁心径向夹紧环间隙控制法收紧 硅钢片采用水溶性无机涂层,抗蠕变 能力强
立式隔振 弹簧板安 装位置

B C

夹紧环

Crown Test 试验

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2.发电机的高可靠性
2.1 先 进 结 构 保 障
整体性好,线圈受力均匀,抗SSC能力高 提高整机防晕水平 防油、防水、防异物 槽楔下双层高弹性波纹板 槽侧斜式波纹板 抗蠕变弹性防松

金 属 支 架

大 锥 环

整 定 弧 体 子 形 灌 线 压 9 上海电气电站集团 胶 棒 板

2.发电机的高可靠性
2.1 先 进 结 构 保 障
不锈钢 水盒及 孔板 不锈钢 空导

A

采用SVPI全屏蔽技术的定子线 圈介损 tgδ < 1(标准<3) 绝缘寿命长

B
SVPI全屏 蔽技术主 绝缘 螺纹扣压 式成型绝 缘引水管

不锈钢空导无铜离子腐蚀 水质的PH值要求不高 长期运行不堵塞

C

线圈附加损耗低

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2.发电机的高可靠性
2.1 先 进 结 构 保 障
转子槽楔 楔下垫条

以有力和完善的转子质 量控制为依托,不断优 化工艺,确保转子线圈 防匝间短路技术可靠 A. 组合式匝间绝缘结构,与 铜排等宽设计 B. 线圈弯形过程中采用铜排 等高工艺技术 等高 艺技术 C. 匝间绝缘与铜排间采用耐 高温的粘结材料 D. 转子嵌线过程中采用大电 流加热工艺 E. 清洁房内进行整体嵌线
11 F. 未发生转子匝间短路故障 上海电气电站集团

合 组合式匝 间绝缘

双孔铜排

槽底垫条

槽绝缘

2.发电机的高可靠性
2.1 先 进 结 构 保 障
上 位 水 箱
流量计

RTD

定子水系统

?防异物进入定冷水系统 ?杜绝安装过程中遗漏可能

?当发电机定子断水时,整个系统 仍充满水,延缓故障对机组的影响

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2.发电机的高可靠性
2.2 安 装 、 运 行 维 护 简 单
A 定子安装采用液压千斤顶调节定位,较传统垫片式 安装节省工时 安装节省工时、降低工艺难度 降低工艺难度

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2.发电机的高可靠性
2.2 安 装 、 运 行 维 护 简 单
A 定子安装采用液压千斤顶调节定位,较传统垫片式 安装节省工时 降低工艺难度 安装节省工时、降低工艺难度

B

独有的无刷励磁机技术,无滑环和碳刷结构所带来 的碳粉污染、碳刷更换、火花等隐患

已投运机组统计: 无刷励磁:22台 静态励磁:18台

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2.发电机的高可靠性
2.2 安 装 、 运 行 维 护 简 单
A 定子安装采用液压千斤顶调节定位,较传统垫片式 安装节省工时 降低工艺难度 安装节省工时、降低工艺难度

B

独有的无刷励磁机技术,无滑环和碳刷结构所带来 的碳粉污染、碳刷更换、火花等隐患

C

基于结构的可靠性和易维护性,在没有突然短路等 特殊情况发生的前提下,可以实现免抽转子大修

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2.发电机的高可靠性
2.3 现 场 运 行 情 况
大量在运的 1000MW级发电机 一年大修检查情况 发电机内部比 较清洁,没有 油污污染迹象 发电机端部紧固 件状况良好, 未发生紧固件松 脱状况
16

铁心状况良好 槽楔紧度良好, 未发现超差 未发现过热及 松动等迹象

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3.整体铁路运输能力
运输参数 定子运输重量410t (含运输端盖) 外形尺寸(mm): 10705×4000×4265

运输工具 DQ45型钳夹车 整体铁路运输

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一、多级风扇轴向通风1000MW级 多级风扇轴向通风1000MW级 汽轮发电机 二、660MW级II型汽轮发电机

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二、660MW级II型汽轮发电机
2. 发电机的业绩

1. 660MW级II型发电机的特点

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1.660MW级II型发电机的特点
全补偿、抗蠕变定子铁心防松技术 全补偿、抗蠕变定子铁心 防松技术

全面采用百万 千瓦级发电机 的先进技术, 进一步提高产 品安全可靠性
转子防匝间短路技术等 槽内弹性防松技术 定子端部整体灌胶技术

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1.660MW级II型发电机的特点
A 采用百万核电的 球形接头机械式 水电连接技术 B 可适应定子嵌线过程中鼻 端六个方向的装配误差, 减少线圈所受应力 采用挤压变形式机械连 接,既确保100%电接触, 抗冲击能力强,防止松动

优化外部水路连接结构,提高定冷水水量,解决并联环气堵问题
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1.660MW级II型发电机的特点
轴承采用椭圆瓦替代可倾瓦结构 安装方便 轴承采用椭圆瓦替代可倾瓦结构,安装方便, 减少机械损耗(290kW)

改进了转子气隙取气结构, 减少通风损耗(80kW)

优化定子线圈设计, 减少线棒损耗(30kW)

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2.发电机的业绩
截止2014年2月: ?上海电气660MW等级汽轮发电机累计订货近200台,投运的机组已超过150台 ?其中Ⅱ型机目前订单近50台,投运机组17台 序号 1 2 3 4 容量等级 700MW 660MW 660MW 600MW PF 0.9 0.85 0.9 0.9 订货(台) 2 28 58 107 安徽田集, 备 注 Ⅱ型机,已投运

印度、印尼等出口项目 超、超超临界,Ⅱ型机投运14台 亚、超临界, Ⅱ型机投运1台

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谢谢!
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高效超超临界660MW机组介绍

淮沪煤电田集发电厂 上海电力股份有限公司

一、工程概况

主 要 内 容

二、主要技术参数 三、机组运行情况 四、机组性能情况 结束语

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一、工程概况

主 要 内 容

项目组织
业主:淮沪煤电有限公司 三大主机供货商:上海电气股份有限公司 工程管理单位:中电投电力工程有限公司 工程监理单位:山东信诚工程建设监理有限公司 工程设计单位:华东电力设计院 程设计单位:华东电力设计院 工程调试单位:上海电力建设启动调整试验所 上海明华电力技术工程有限公司

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参数选择 国内外实践,田集选择:28 MPa/605 ℃/623 ℃

德国 Walsum B. 10 1?x?790?MWel?/?1?x?2143?t/h HD: 603 ?C / 290 bar a RH: 621 ?C / 75 bar a 运行时间: 2009

德国 P.S. Datteln 1100 MWel / 2939 t/h HD: 600 ?C / 285 bar a RH: 620 ?C / 58 bar a 运行时间: 2010

德国 P.S. Moorburg A/B 2 x820 MWel / 2 x 2088 t/h HD: 600 ?C / 276 bar a RH: 610 ?C / 51 bar a 运行时间: 2011/2012

再热蒸汽温度 620℃高效超超 ℃高效超超 临界机组,我国 首个项目,世界 首台Π型炉应用

再热参数达到 610/620℃的电厂情况

参数选择
8 7 6 热耗相对收益% 5 4 3 2 1 0 15 20 25 进汽压力MPa 30 35

610/630 600/610 593/593 566/593 566/566 538/566 538/538

620℃再热蒸汽参数进一步提高了超超临界机组 的性能,符合国家节能和环保的发展方向。

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田集二期项目于2011年11月签订主设备合同 3号机组于2013年12月22日通过168小时满负荷试运行; 4号机组于2014年04月28日通过168小时满负荷试运行。 4号机组于2014年04月28日通过168小时满负荷试运行

主 要 内 容

二、主要技术参数

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? ? ? ? ? ? ? ? ? ?

机组型号:N660-27/600/620 额定功率:660MW 超超临界、一次中间再热、单轴、四缸四排汽 Π型炉、单炉膛、螺旋管圈、四角切圆、中速磨直吹式 TMCR工况额定主汽门前蒸汽压力/温度:27MPa.a/600℃ TMCR工况额定再热蒸汽压力/温度:5.291MPa.a/620℃ TMCR工况额定主汽门前蒸汽流量:1860.599t/h VWO工况阀门全开流量:1953.63t/h 汽轮机低压缸平均设计排汽压力:4.7 kPa.a THA工况净热耗:7292kJ/kW.h

主 要 内 容

三、机组运行情况

55

#3机组运行调整---充分理解并挖掘机组设计能力
1)初始状态,高再壁温偏差大,制约再热汽温提升,再热汽温运 行在600℃以下,没有完全发挥出机组设计能力; 2) 2013年12月13日-14日,初次调整,满负荷再热汽温达到 623℃,高再壁温局部偏高,但在允许范围内; 3) 2014年2月17日-25日,验证机组再热汽温623℃的设计目标, 初步摸底锅炉性能 经过配风和燃烧调整 在高 中负荷范围内 初步摸底锅炉性能。经过配风和燃烧调整,在高、中负荷范围内, 再热汽温达到623℃,高再壁温低于报警值15℃; 4) 2014年3月22日-26日,同时考虑机组经济性、环保排放和动 态工况的安全裕量,寻求锅炉整体性能最优的运行方式。(结果 见第四部分)

660MW,再热汽温调整与高再壁温分布

56

经过多次运行调整后,主汽/再热汽温达到600℃/620℃设计值

满负荷:机组振动、轴承温度情况良好。

57

满负荷:主调门全开,主、再压力接近设计值,各项参数稳定

主 要 内 容

四、机组性能情况

58

全调峰负荷范围,整体性能深度调试:
1)目标:锅炉整体性能最优,经济指标(其中再热汽温为工程重 )目标 锅炉整体性能最优 经济指标 其中再热汽温为 程重 点目标)、环保指标、动态工况安全裕量 2)优化内容:煤水比、受热面吸热量分配、燃烧器投运组合方 式、二次风配风方式、燃烧器摆角、尾部烟气挡板开度、燃烧氧 量、煤粉细度等。 3)优化结果:优化后的运行方式在调峰负荷范围内经过全程动态 考核后(包括负荷变化、磨煤机启停等),固化在DCS控制系统 内。

最 佳 工 况 为 第 9 点

59

最 佳 工 况 为 第 3 点

660MW-最优工况

500MW-最优工况

450MW-最优工况

350MW-最优工况

60

660MW-最优工况

500MW-最优工况

450MW-最优工况

350MW-最优工况

锅炉深度调试-最优工况
机组功率 主汽温度 再热汽温度 主汽压力 燃烧器投运 实测氧量 再热烟气挡板开度 过热烟气挡板开度 燃烧器摆角 过热减温水量 再热减温水量 再热汽温偏差 高再壁温极值 NOx(干基,6%氧量) 锅炉效率(基准温度、设 计煤质) 排烟温度(基准温度) 实测CO 实测飞灰 实测炉渣 MW ℃ ℃ MPa % % % % t/h t/h ℃ ℃ mg/Nm3 % ℃ ppm % % 666.1 603.2 618 3 618.3 27.0 BCDEF 2.8 65 55 65 31.1 0.0 4 6 4.6 629.8 275.2 94.02 124.9 0 1.18 0.59 502.2 600.4 619.3 19.8 BCDE 3.7 75 45 65 6.3 3.2 3 7 3.7 632.5 262.1 94.43 114.6 0 0.68 0.56 444.0 595.5 612.8 17.7 BCDE 4.3 80 39 70 5.8 1.9 2 1 2.1 637.4 289.3 94.59 112.8 0 0.43 0.22 359.4 600.4 611 6 611.6 14.2 CDEF 5.6 95 25 90 34.4 0.0 4 5 4.5 623.1 411.7 94.31 109.7 0 0.34 0.22

61

锅炉性能保证值(部分)----摘自锅炉技术协议
1)BRL负荷,热效率 93.8 %, NOx≤300mg/Nm3 g (O2=6%,干 基) 2)BMCR负荷, NOx≤300mg/Nm3(O2=6%,干基)

#3炉当前性能
1)锅炉蒸发量达到保证值; )锅炉蒸发量达到保证值 2)主汽温度在50 %~100 %负荷范围内,达到605 ±5℃; 3)再热汽温度在65%~100 %负荷范围内,达到623 ±5 ℃; 4)锅炉效率在50 %~100 %负荷范围内,>94.0%; 5)NOx排放在65%~100 %负荷范围内, <300mg/Nm3

汽轮机性能保证值----摘自汽轮机技术协议
1)机组设计THA工况缸效率 2)高压缸效率:90.33% 3)中压缸效率:93% 4)低压缸效率:89.30% 5)设计THA工况热耗:7292 kJ/kW.h

#3机满负荷工况高、中压缸效率(数据取自运行表计):
1)高压缸效率:~90.35% 2)中压缸效率:~93.04%

因还未进行性能试验,以上缸效值仅供参考。

62

2014年3月份3号机组经济指标(估算)
发电量 平均负荷率 发电煤耗 发电厂用电率 供电煤耗 3.758亿kWh 76.52% 277.12kWh 3.43% 286.95g/kWh (2013年业内标杆288.2g/kWh)

3号机组单日满负荷经济指标(估算)
机组负荷 发电煤耗(反平衡) 综合厂用电率 供电煤耗 660MW 271.51g/kWh 3.52% 279 96g/kWh 279.96g/kWh

63

结束语
中电投上海电力淮沪煤电田集发电厂二期工程作为国内 首个620度高效超超临界电站项目,在设计、制造、安装、调 试等阶段,多方合作顺利投运,基本达到预期目标,为我国 燃煤电站节能减排工作提供了宝贵的经验,为我国今后高效 超超临界的发展和建设打下了坚实的基础。

祝本次会议取得圆满成功 谢谢各位!

64

高效低排放燃煤电站设计

精于设计

追求卓越

不断超越

华东电力设计院
2014 年 5月 上海

主要内容
国内百万机组运行数据解读

BEST小汽轮机技术

GODWE烟气余热利用技术

污染物超洁净排放技术

65

第1节
国内百万机组 运行数据解读

全国已投产100万千瓦超超临界火电机组共67台,其中由华东 院承担勘测设计任务的有28台,占四成。 目前签订超超临界两次再热机组共10台,其中华东院占6台, 占六成。
玉环 泰州 外三 北仑三期 金陵

新密

徐州

谏壁

漕泾

彭城三期

嘉兴三期

南通

常熟

66

总分
79.00? 78.80?

78.82

2012年中电联大机组评比, 1000MW机组参评机组共37 台,其中华东院设计的19 台。
煤耗
289.00? 288.50? 288.00? 287.50? 287.00? 286 50? 286.50 286.00? 285.50? 285.00? 284.50? 284.00?

78.60? 78.40? 78.20? 78.00? 77.80 77 80? 77.60?

78.04

平均值
4.15

华东院

288.77

厂用电率
4.15? 4.15?

285.64

4.14? 4.14? 4.13? 4.13?

4.13

平均值

华东院

4.12?

平均值

华东院

三大主机制造集团的对比
4.56
4.60? 4.50? 4.40? 4.30? 296.00? 294.00? 292.00? 290.00? 288.00? 286.00? 284.00? 282.00? 280.00?

4.23 4.15 4.12

294.21

293.13

4.20? 4.10?

288.77 284.98

4.00? 3.90?

平均值

上海

A集团

B集团

厂用电率
平均值 SEC A集团 B集团

供电煤耗

67

煤耗最低的前12台机组中,华东院设计了11台 前8名均为华东院设计机组
电厂名称 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 上海外高桥外高桥第三发电有限责任公司 上海外高桥外高桥第 发电有限责任公司 上海外高桥外高桥第三发电有限责任公司 北仑发电厂 北仑发电厂 国电谏壁发电厂 上海上电漕泾发电有限公司 南京金陵(燃煤)电厂 上海上电漕泾发电有限公司 天津国投北疆发电厂注 徐州华润电力有限公司 上海上电漕泾发电有限公司 徐州华润电力有限公司 机组编号 8 7 7 6 13 2 1 1 1 6 1 6

注:部分蒸汽供热用于海水淡化

厂用电率最低的前12台机组中,华东院设计了8台
电厂名称 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 北仑发电厂注 北仑发电厂注 铜陵发电厂 国电谏壁发电厂 中电投河南电力有限公司平顶山发电分公司 徐州华润电力有限公司 中电投河南电力有限公司平顶山发电分公司 上海外高桥外高桥第三发电有限责任公司 上海外高桥外高桥第三发电有限责任公司 徐州华 徐州华润电力有限公司 电力有限 司 南京金陵(燃煤)电厂 华能国际电力股份有限公司海门电厂 机组编号 6 7 5 14 1 6 2 8 7 5 1 12

注:汽动引风机

68

总分最高的前12台机组中,华东院设计了7台
电厂名称 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 上海外高桥外高桥第三发电有限责任公司 上海外高桥外高桥第三发电有限责任公司 天津国投北疆发电厂 国电谏壁发电厂 华电国际邹县发电厂 华电国际邹县发电厂 北仑发电厂 北仑发电厂 中电投河南电力有限公司平顶山发电分公司 华电宁夏灵武发电有限公司 上海上电漕泾发电有限公司 徐州华润电力有限公司 机组编号 8 7 1 13 7 8 6 7 2 4 1 6

第2节
BEST小汽轮机技术

69

BEST 小汽轮机技术
华东院和上海电气合作开发 华东院负责系统拟定、厂房布置;上海电气负 责设备开发 形成2项华东院独立专利,3项华东院和上海电 气联合专利 研发工作历经一年半,已经初步完成 确定了BEST系统、开发了BEST汽轮机、完成了 热力系统设计和主厂房布置设计、进行了技术经 济评估

BEST 小汽轮机示意

70

常规主机抽汽的回热系统
问题:高参数机组的抽汽过热度高。

单 100%THA 单位 抽汽温度 抽汽压力 饱和温度 过热度 ℃ MPa(a) ℃ ℃

亚临界 超临界 超超临界 三抽 三抽 三抽 453 1.74 206 247 P11 472 2.15 216 256 P11 484.7 2.26 219 266 P11

二次再热 四抽 544 2.17 217 327 P91

700℃ 二抽 660 5.27 267 393 Ni基合金

管道材料 /

BEST小机抽汽的回热系统 BEST 小机抽汽的回热系统
目的:降低抽汽过热度,提高回热系统经济性。 单位 ℃ MPa(a) ℃ ℃ / 一次再热超超 二次再热 临界 超超临界 三抽 四抽 271.7 3.01 234 38 20钢 221.6 2.09 215 7 20钢 700℃ 二抽 抽 393.7 5.27 267 126 20钢

100%THA % 抽汽温度 抽汽压力 饱和温度 过热度
管道材料

71

BEST BEST技术 技术一次再热机组技术指标 一次再热机组技术指标
(28MPa/600 28MPa/600℃ ℃/620 ℃) 100%THA 厂用电率 750%THA 汽机热耗率 kJ/kW.h 厂用电率 50%THA
汽机热耗率 kJ/kW.h 厂用电率 基准 基准

单位 %

常规技术 基准 准 基准 基准 基准

BEST技术 -41 -2.35 -29 -2.32 -4 -3

汽机热耗率 汽 耗率 kJ/kW.h

%

%

BEST BEST技术 技术二次再热机组技术指标 二次再热机组技术指标
(31MPa/600 31MPa/600℃ ℃/610 ℃ /610 ℃) 100%THA 厂用电率 75%THA 汽机热耗率 kJ/kW.h 厂用电率 50%THA
汽机热耗率 kJ/kW.h 厂用电率 基准 基准

单位 %

常规技术 基准 基准 基准 基准

BEST技术 -39 -1.19 -52 -2.19 -19 -0.84

汽机热耗率 kJ/kW.h

%

%

72

BEST BEST技术 技术一次再热机组四大管道工程量 一次再热机组四大管道工程量
100%THA 主蒸汽 一次热段 一次冷段 高压给水 单位 t t t t 常规技术 基准 基准 基准 基准 BEST技术 -5 -97 -46 +30
总计造价低: 1700万元/机组

BEST BEST技术二 技术二次再热机组六大管道工程量 次再热机组六大管道工程量
100%THA 主蒸汽 一次热段 一次冷段 二次热段 二次冷段 高压给水 高 单位 t t t t t t 常规技术 BEST技术 基准 基准 基准 基准 基准 基准 准 -5 -124 -39 -72 -44 -4
总计造价低: 3600万元/机组

73

BEST BEST技术 技术一次再热机组投资对比 一次再热机组投资对比
单位 主厂房 四大管道 主机 回热系统 辅机设备
合计

常规技术 BEST技术 基准 基准 基准 基准 基准
基准

万元 万元 万元 万元 万元
万元

-2289 -1700 不变 -500 +2000 -2489
总计造价低: 2489万元/机组

BEST BEST技术 技术一次再热机组运行费用对比 一次再热机组运行费用对比
单位 煤耗降低的收益 厂用电率价低的收益 合计 万元 万元 万元 常规技术 基准 基准 基准 BEST技术 -464 -2800 -3264

运行费用降低: 3264万元/机组/年

74

BEST BEST技术二 技术二次再热机组投资对比 次再热机组投资对比
单位 主厂房 房 四大管道 主机 回热系统 辅机设备 合计 万元 万元 万元 万元 万元 万元 常规技术 基准 基准 基准 基准 基准 基准 BEST技术 -2740 -3600 不变 -800 +2000 -5140
总计造价低: 5140万元/机组

BEST BEST技术二 技术二次再热机组运行费用对比 次再热机组运行费用对比
单位 煤耗降低的收益 厂用电率价低的收益 合计 万元 万元 万元 常规技术 基准 基准 基准 BEST技术 -595 -1961 -2556

运行费用降低: 2556万元/机组/年

75

第3节
GODWE烟气余热 利用技术

烟气余热利用
GODWE:Gas?Optimization?for?Dust‐reduction,?Wate‐saving?&?Enetgy‐ saving

烟气系统综合优化GODWE 烟气系统综合优化 GODWE
GODWE

降低机组煤耗

减少脱硫塔耗水量

提高除尘器效率

节能+减排

华东电力设计院专利 ZL 201020256340.8
76

第一代GODWE 第一代 GODWE 两级烟气换热系统

华东电力设计院专利 ZL 201020256340.8

安装位置
第一级 第二级 除尘器进口 吸收塔进口

烟温下降
123->108℃ 113->98 ℃

(1)第 )第一级 级 在烟温下降高于露点温度下,可最大限度回 在烟温下降高于露点温度下 可最大限度回 收此段工质;并防止低温省煤器后设备及烟道的腐蚀; (2)第二级:可以降低进入吸收塔的温度,从而减少吸收 塔的水耗约:43t/h(每台机组), (3) 可以提高静电除尘器效率:0.06%。 (4)降低汽轮机热耗约: 59kJ/KWh(1 1.86g/kWh 86 /kWh)。
外三【脱硫入口】 凤台二期【脱硫入口】 台二电厂、玉环改造、漕泾改造【GODWE】

77

第二代GODWE 第二代 GODWE 置换式烟气余热利用系统

降低汽轮机热耗约97kJ/KWh。

华东电力设计院专利 ZL 201110131012.4

技术经济指标对比
项目 原机组热耗 新机组热耗 无烟气余热利用系统的发 电煤耗 有烟气余热利用系统的发 电煤耗 发电煤耗下降数量 节约燃煤费用 年节约工业水费用 年节约 水费用 增加电费 总计效益 烟气余热利用系统投资总 费用 单位 第一代(两级 烟气换热) 7290 kJ/k h kJ/kwh 7231 267.64 265.48 2.16 687 13 97 603 1700 第二代(置换 式余热利用) 7290 7193 267.64 264.1 3.55 1130 13 121 1022 2715 1.39 443 相差 -38 38

g/kwh g/kwh g/kwh 万元/a 万元/a 万元/a 万元/a
万元

419 1015

78

第4节
污染物超洁净排放技术

燃煤电厂污染物超洁净排放目标
污染物项目 烟尘 二氧化硫 氮氧化物(以NO2计) 汞及其化合物 单位
3 mg/Nm g mg/Nm3 mg/Nm3 mg/Nm3

目标 4~10 15~50 30~50 <0.003

污染物排放 监控位置 烟囱或烟道

79

污染物超洁净排放与燃机排放的区别与对比

燃机实际排放低于燃机排放标准 燃煤排放折算成燃机排放,单位烟气量的污染物浓度需乘以0.6 燃煤排放折算成燃机排放,单位烟气量的污染物浓度需乘以 0.6 燃机单位发电量的产生烟气量是燃煤机组的2.25 燃机单位发电量的产生烟气量是燃煤机组的 2.25倍 倍

污染物 烟尘 二氧化硫 氮氧化物

超洁净排 单 位 发 电燃机排放单 位 发 电燃机实际单位发电 排 放标 准排 放排 放排 放 放 mg/Nm3 mg/kwh mg/Nm3 mg/kwh mg/Nm3 mg/kwh 12~30 5 32 0 0 4~10 4 ~150 1 0 3 35 226 2~ 7 13~45 4 15~50 45 90 ~ 150 50 323 10 ~ 50 64 ~ 323 30~50

注:燃煤机组为1000MW 注:燃煤机组为 1000MW超超临界一次再热机组,燃机为 超超临界一次再热机组,燃机为F F级SGT5 SGT5-4000F 4000F机组 机组

超洁净排放技术 超洁净 排放技术路线 路线————高效除尘
高效除尘的方法:
?

(1)五电场及以上电除尘 器; (2)旋转电极式电除尘器; (3)低低温电除尘器; (4)湿式除尘器; (5)袋式除尘器; (6)提高脱硫塔除尘效率 (6)提高脱硫塔除尘效率;
(7)降低脱硫塔石膏排放;

? ? ? ? ? ?

80

湿式静电除尘器
? 湿式静电除尘器的主要工作原理:烟气

中的粉尘颗粒吸附负离子而带电,通过电 场力的作用,被吸附到集尘极上;并水喷 至极板上使粉尘冲刷到灰斗中随水排出。 同时喷到烟道中的水雾既能捕获微小烟尘 又能降电阻率,利于微尘向极板移动。 ?从美国的资料以及日本电厂运行情况来
看,湿式静电除尘器可以长期高效稳定地 除去烟气中PM2.5等污染物微小颗粒。

湿式静电除尘器的优点:
? ? ? ? 高效地除去烟气中的烟尘和石膏雨微液滴。 可除去烟气中部分SO3微液滴。 可降低烟气中总的携带水量,减小石膏雨形成的几率。 可除去PM2.5微尘。 微尘

湿式静电除尘器的缺点:
? ? ? ? ? 初投资较高; 系统较复杂; 极板寿命问题(结垢和腐蚀);
废水处理困难; 提高运行成本。

81

超洁净排放技术 超洁净 排放技术路线 路线————高效脱硫技术
?双托盘技术; ?双循环U形塔(液柱+喷淋双塔)技术; 循环 形塔(液柱 喷淋 塔)技术; ?串联接力吸收塔技术; ?双回路吸收塔技术; ? 提高吸收塔液气比,增加喷淋层数和喷淋密度; ?提高氧化空气供给量和分布效率; ?增加吸收塔浆液停留时间 ?采用添加剂

超洁净排放技术 超洁净 排放技术路线 路线————全负荷高效脱氮技术
采用炉内低NOx燃烧+SCR脱硝技术,锅炉出口NOx指标为200mg/Nm3, 按85%脱硝效率计算,脱硝出口NOx指标为30mg/Nm3。 全负荷脱硝技术: ?提高给水温度 ?提供空预器进口冷风温度 ?省煤器分段 结合主机选型情况,选用提高脱硝装置入口烟气温度或者省煤器分段
布置方案,实现全负荷脱硝。提高脱硝装置入口温度后,同时通过增 加空预器换热面积、设置烟气余热利用系统,保证机组热效率。

82

超洁净排放技术 超洁净 排放技术路线 路线————控制石膏雨
“石膏雨”包含了“石膏”和“雨”两层含义。“石膏”指的是石膏浆 液;“雨”指的是净烟气附近的冷凝液滴。控制“石膏雨”的主要技 术手段包括: 9 9 9 9 9 9 9 合适的塔内烟气流速:低于3.5m/s 合适的除雾器类型:屋脊式,三层 减少除雾器结垢(控制除雾器压差、冲洗水、浆液ph值、浆液密度) 湿式静电除尘器:降低石膏颗粒排放 合适的烟囱内烟气流速 <17 / 合适的烟囱内烟气流速:<17m/s
烟囱、烟道酸液收集系统 减少饱和烟气含湿量:减少“雨”,烟气余热利用技术

采用排烟冷却塔 9烟气和空气混合后,湿度大幅降低,由100%降低至90%以下,由饱和 状态变化为不饱和状态,在冷却塔内和出口处不会再由于温度的降低产 生新的液滴,原有携带的液滴也有减少的趋势; 9由于烟塔中烟气的平均流速很低,大幅减少了携带的液滴。

83

超洁净排放技术 超洁净 排放技术路线 路线————污染物协同控制
污染物 烟尘 二氧化硫 氮氧化物 PM2.5超细颗粒 汞 脱硝技术 SCR × × √ × ▲ 除尘技术 脱硫技术 干 式 电 除 湿 式 电 除 石灰石-石膏湿法 尘 尘 √ √ ⊙ × × √ × × × √ √ ⊙ ⊙ ⊙ ⊙

注: √表示直接作用; ▲表示间接作用; ⊙表示协同作用; ×表示基本无 作用或无作用。

超洁净排放技术 超洁净 排放技术路线 路线————整体处理方案 整体处理方案(案例) (案例)

84

超洁净排放技术 超洁净 排放技术路线 路线————整体处理方案 整体处理方案(案例) (案例)

超洁净排放技术 超洁净 排放技术路线 路线————厂用电 厂用电指标 指标
1000MW机组 电气除尘器 湿式电气除尘器(湿式除尘电耗 +引风机增加电耗) 脱硫(双回路吸收塔) 脱硝 合计 常规排放 (KW) 1800 超洁净排放 (KW) 1800 800 7400 65 9265 8500 65 11165

脱硫系统耗电较常规增加1100kW 脱硫系统耗电较常规增加1100kW,湿式电气除尘器增加 湿式电气除尘器增加 800kW,合计每台机组增加厂用电约1900kW,厂用电率增长 约0.19%。

85

超洁净排放技术 超洁净 排放技术路线 路线————投资估算
2×1000MW常规达标排放和超洁净排放设备投资估算 1000MW常规达标排放和超洁净排放设备投资估算 (万元)
1 2 3 4 5 五电场静电除尘器 湿式除尘器 烟气脱硫设施 烟气脱硝设施 合计 常规达标排放 超洁净排放 10300 6900 12000 23000 17000 16000 14000 61300 45600

比常规排放增加投资15700万元。 单位污染物去除成本对比 (万元) 常规达标排放 1 2 3 每mg/Nm3烟尘去除成本 每mg/Nm3 SO2去除成本 每mg/Nm3 NOx去除成本 0.138 4.5 35 超洁净排放 的增量部分 300 46 20

结束语
华东院的创新理念:全负荷高效,全负荷洁净

86

谢谢各位领导和专家! 谢谢各位领导和专家

87

高效低排放燃煤电站推介会 ——环保设备部分(Ⅰ)

上海电气电站集团 2014年5月 上海电气电站集团
1





一、上海电气斯必克公司 一、 上海电气斯必克公司概况 概况 二、上海电气斯必克主要除尘产品和技术 二、 上海电气斯必克主要除尘产品和技术

三、上海电气斯必克公司除尘业绩 四、除尘技术经济性比较
上海电气电站集团
2

89

公司概况
上海电气斯必克工程技术有限公司(简称“上海电气斯必克”)是由上海 电气集团股份有限公司和美国斯必克集团合资成立的一家战略性合资企业,隶属 于上海电气电站集团,旨在为中国及特定的国际电力市场提供技术领先的除尘器、 空冷系统和汽水分离再热器等产品和服务。 ?上海电气斯必克工程技术有 限公司除尘业务整合德国巴克 杜尔和瑞典菲达技术,建立统 一平台面向市场。
巴克杜尔

?上海电气斯必克工程技术有 限公司是上海电气集团与斯必 克集团在中国从事除尘器业务 的唯一子公司,在除尘领域致 力于成长为客户满意的环保除 尘解决方案专家。

除尘器

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3

1935
Walther & Cie 开 始除尘 器研究

1936
Rothemühl e成立,产 品包括除 尘器等

1951

1989

2000

2002
Balcke‐Dürr 成为SPX集 团的全资子 公司

2003
Balcke‐Dürr 并购Hamon? Rothemühle? Cottrell

2013
上海电气斯必 克公司开始转 入Balcke‐Dürr 全套除尘器技 术

Hamon?控股 Rothemühle生 Rothemühle Rothemühle 产了公司第一 并购Walther & 更名 Hamon? 台除尘器 Cie Rothemühle? Cottrell

为火电、冶金、水泥等行业提供卓越的全 系列除尘器产品的新建和改造服务。

除尘器技术的世界领导者
拥有近140年的历史 80年以上的除尘器生产设计经验 全球2000套以上的除尘器业绩

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4

90

公司理念--为用户提供最佳解决方案
量身定制最合适的方案

适用

可靠
确保设备长期可靠运 行是我们的质量承诺

经济

尽可能提供性价 比更优的方案

安全
从源头设计到售后维 护,始终安全第一

高效
不断追求更高的除尘效 率和更低的能源消耗

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5





一、上海电气斯必克公司概况 一、 上海电气斯必克公司概况 二、上海电气斯必克主要 二、 上海电气斯必克主要除尘产品和技术 除尘产品和技术

三、上海电气斯必克公司除尘业绩 四、除尘技术经济性比较
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6

91

除尘产品及特点
? 产品种类全
? 静电(含低低温除尘器、移动电极等)、袋式、电袋复合等

? 适应范围广
? 应用范围广: 火电行业(煤、生物质、固废、油气等) 钢铁行业、水泥行业、垃圾焚烧等

? 装机容量大
? 全球超过2000台,静电最大达1100MW,袋式最大800MW

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7

除尘产品及特点
? 先进专利技术
? Bi-Corona?双电晕——PM2.5的克星(电除尘) ? Delta Wing? 三角翼——尖端气流优化技术(电除尘) ? TVS双脉冲阀——强气流高效清灰(袋除尘)

? 除尘效率高
? 静电除尘器已有最低排放低于6mg/m3工程案例 ? 袋式除尘器已有最低排放低于5mg/m3的工程案例

? 改造形式多样化
? 具有三角翼、双电晕、高效电源、移动电极、低低温、扩容、电改袋等 多种改造技术

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静电除尘产品及专利技术

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9

拥有顶部传动、侧部振打结构优势
传动轴 ?阴极传动系统: 阴极传动系统 涡轮涡杆结构 (特有技术) ?传动轴与吊挂系统相结合 ?优化的振打锤撞击设计

绝缘子

传动轴与吊挂系统相结合 涡轮蜗杆结构

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拥有多种形式的阴极线

P&S型阴极线(特有技术) ?1个刚性放电框替代2根电极线 ?坚固的管状&针刺放电线 P&S,不会断裂

螺旋线

芒刺线

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结构优势-宽间距电场

?依据粉尘特性采用不同极距设计 ?提高对细小粉尘的收集 ?经济、高效

常规电场

宽极距电场

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三角翼技术(Delta Wing?)-专利技术
原理:在烟气中合适位置布置与烟气流向成一定角度的 圆形或三角形板。当气流通过时,在板的边缘产生旋涡 ,从而引导气流按照设计需要运行。旋涡是双股的,其 按照相反的方向旋转并且成锥形逐渐扩散。 作用:强烈的涡流可以使气流速度、温度和浓度等在最 短距离内达到最佳的混合及分散,极大的优化了流场的 分布。 布
三角翼技术涡流图

三角形板涡流图

圆形板涡流图

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13

三角翼(DELTA WING ? )技术优势
混合所有烟气特性(温度、 节能 流速、粉尘浓度等)

低压损

安装灵活

适用于复杂烟道

优势

高混合量 低混合长度 高混合量、低混合长度、 最小的气流分离

用20多年的时间积累了全球范围内众多结构的成功经验,有400多个应用项目。

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95

电除尘器三角翼技术对比
使用前 使用前

使用后

使用后

三角翼使用前后第一电场速度分布图

三角翼使用前后第一电场粉尘浓度离均差分布图 15

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Bi-Corona?(双电晕)-专利技术
?电场分为荷电区和收尘区,解决放电和收尘功能的冲突(双电晕原理) ?适用于不同极距的放电极和收尘极设计 ?双电晕电场可串联使用 ?针对PM2.5效果显著
管状放电线 (收尘效果好) 针刺放电线 (荷电效果好)

烟 气 进 口

收尘区

荷电区

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96

Bi-Corona?(双电晕)——PM2.5 克星 PM2.5
使用前

使用后

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布袋除尘产品及专利技术

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袋式除尘器 产品特点:
?滤袋长度: 滤袋长度 ?典型温度: ?典型压力: ?单排设计 或 4 至 12m(长袋技术) 4m 12 (长袋技术) ?每排滤带数量:15-27条(多袋技术) 50 至 250?C -50, -75, -100, -125 hPa 双排设计

?双阀清灰系统(专利技术) ?高级节能管理系统 ?在线检修

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TVS(双脉冲阀技术)-专利技术
运行成本优势: ?将主风机能源消耗最大减少40% ?压缩空气消耗量比较传统系统最多减 少30% 效率优势: ?双脉冲阀系统提供的强大脉冲气流, 可以满足最长达12米的滤袋进行有效 清灰

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TVS(双脉冲阀技术)-专利技术
对传统清灰系统及双脉冲阀清灰系统的比较 传统 开关时间: 耗气量: 滤袋内最大压力: 185 ms 320 Nm?/h 12.6 hPa 双脉冲阀 110 ms 220 Nm?/h 66.0 hPa

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高级节能管理系统(AESM)
优势 优势: ?明显降低压缩空气运行成本 ?较低的投资水平 ?增加效率 使用效果: 采用模糊控制程序将压缩空气包 的压力从2bar到6bar自动调整,可 以减少压缩空气耗量40%,延长滤袋 寿命最长 寿命最长至5年,从而达到降低运行 年 从而达到降低运行 成本的效果。

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一、上海电气斯必克公司概况 一、 上海电气斯必克公司概况 二、上海电气斯必克主要除尘产品和技术 二、 上海电气斯必克主要除尘产品和技术

三、上海电气斯必克公司 上海电气斯必克公司除尘业绩 除尘业绩 四、除尘技术经济性比较
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静电除尘典型业绩
(欧洲最大机组) 大型 ESP: ? 电站项目 ? 处理烟气量 ? 入口烟气温度 ? 进口含尘量 ? 出口含尘量 ? 收尘面积 ? 除尘效率 ? 运行日期 1 x 1,100 MW 4,982,000 Am?/h 120 – 140 °C 21.43 g/m? i. N. dry 10 mg/m / ? i. i N. N dry d 220,000 m? 99.95 % 2013
E.ON?Datteln,?Germany?(2013) Delta?Wings??

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100

静电除尘典型业绩
(排放最低) 大型 ESP: ? 电站项目 ? 处理烟气量 ? 入口烟气温度 ? 进口含尘量 ? 出口含尘量 ? 收尘面积 ? 除尘效率 ? 运行日期 1 x 800 MW 3,185,000 Am?/h 120 – 140 °C 24.41 g/m? i. N. dry < 6 mg/m / ? i. i N. N dry d 118,932 m? 99.97 % 2011
Wilhelmshaven,?Germany?(2011) Bi‐Corona?? & Delta?Wings??

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静电除尘典型业绩
(中国案例) 大型 ESP: ? 电站项目 ? 型号 ? 处理烟气量 2 x 900 MW H540/4x5,25/15,0/400G 4,830,600 Am?/h

? 入口烟气温度 136 °C ? 进口含尘量 ? 出口含尘量 24.36 g/Nm? 100 mg/Nm? ( 实际~20 mg/Nm?) ? 收尘面积 ? 运行日期 58,080 m? 2003
Waigaoqiao phase II,?China?(2003)

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静电除尘典型业绩
大型 ESP: ? 电站项目 ? 处理烟气量 2 x 880 MW 3,485,000 Am?/h

? 入口烟气温度 109 °C (实测温度87 °C) ? 进口含尘量 ? 出口含尘量 ? 收尘面积 ? 除尘效率 ? 运行日期 17.2 g/Sm? 20 mg/Sm? 139,062 m? 99.88 % 2008
Yonghung?No.?3?and?4,?Korea?(2008)

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袋式除尘器典型业绩
应用 SA沥青煤煤粉燃烧锅炉烟气除尘 -工艺数据,每台锅炉 ? 处理烟气量: ? 过滤面积: 5.360.000 m?/h 79.000 m?

? 滤袋尺寸: D = 160 mm, L = 8,25 m ? 滤袋材质: 滤袋材质 亚克力滤料

? 入口烟气温度: 125°C ? 进口含尘量: ? 出口含尘量: 61.5 g/Nm? 5mg/Nm?
南非国家电力公司迈德匹/库斯火电厂 12 x 800 MW锅炉 2011/2015年投运

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一、上海电气斯必克公司概况 一、 上海电气斯必克公司概况 二、上海电气斯必克主要除尘产品和技术 二、 上海电气斯必克主要除尘产品和技术

三、上海电气斯必克公司除尘业绩 四、除尘技术经济性比较 除尘技术经济性比较
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除尘技术经济性比较
以新建一套600MW配套除尘设备,处理烟气量按3,600,000m 以新建 套600MW配套除尘设备 处理烟气量按3 600 000 3/h计, /h计 在达到30mg/Nm3烟尘排放下,采用以下几种方案为例 。 电除尘器:5个电场、SCA约为110m2/(m3/s), 6个电场、SCA约为140m2/(m3/s); 袋式除尘器:过滤速度1m/min; 电袋除尘器:包括一体式及分体式,电除尘为2个电场,除尘效率90%, 其布袋区的过滤速度为1.2m/min。

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各类除尘器运行30年经济性比较
25000

20000

总费用(万元)

15000

10000

5000

0 1 6
电除尘器(5电场)

11
电除尘器(6电场)

16
袋式除尘器

21
一体式电袋

26
分体式电袋

时间(年)

*数据来源:中电联研究[2013]473号

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技术经济性综合比较
序号 设备名称 技术特点及安全可靠性比较 经济性比较 占地面积 比较

1

电除尘 器

五电场

六电场

2

袋式除尘器

袋复合除 电袋复合除尘器 (一体式)

设备费用相对6电场低; 优点:除尘效率高、压力损失小、适用范围广、无二次污染;设备 年运行费用低; 安全可靠性好。 经济性好。 缺点:除尘效率受煤、飞灰成分等的影响, 无法实现对其中一个供 设备费用相对高; 电区实现在线检修。 年运行费用较低; 经济性较好。 优点:不受煤、飞灰成分的影响,出口烟尘浓度低且稳定;采用分 设备费用低; 室结构的能在100%负荷下在线检修。 年运行费用高; 缺点:系统压力损失最大;对烟气温度、烟气成分较敏感;若使用 经济性差。 不当滤袋容易破损并导致排放超标;目前旧滤袋资源化利用率较小。 优点:不受煤、飞灰成分的影响,出口烟尘浓度低且稳定;破袋对 设备费用较高; 排放的影响小于袋式除尘器 排放 影响 袋 除 年运行费用较高; 缺点:系统压力损失最大;对烟气温度、烟气成分较敏感;目前旧 经济性差。 滤袋资源化利用率较小, 无法实现在线检修。 优点:不受煤、飞灰成分的影响,出口烟尘浓度低且稳定;在点炉、 高温烟气等恶劣工况下可正常使用电除尘器而滤袋不受影响;设备对 设备费用较高; 高温烟气等突发性事故的适应性较袋式好。破袋对排放的影响小于袋 年运行费用较高; 式除尘器。 经济性差。 缺点:系统压力损失最大;对烟气温度、烟气成分较敏感;目前旧 滤袋资源化利用率较小,目前国内燃煤电厂未得到推广应用。

占地面积大

占地面积小

占地面积小

3

电袋复合除尘器 (分体式)

占地面积大

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104

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33

105

高效低排放燃煤电站推介会 ——环保设备部分(Ⅱ)

上海电气电站集团 2014年5月 上海电气电站集团
1

粉尘“近零”排放总体解决方案

环保岛主要系统构成
SCR系统 低低温电除尘系统 FGD系统 湿式除尘系统

粉尘排放小于5mg/m? NOx排放小于50mg/m? g/ SO2排放小于35mg/m?

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2

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粉尘“近零”排放总体解决方案

粉尘排放<5 粉尘排放 5 mg/m g/ 3的技术路线

锅炉 脱硝 空预器 热回 收器 干式 除尘 引风机

脱硫

湿式 除尘

再加 热器

粉尘浓度 (mg/Nm3)

<25,000 , >25,000

<20 <30

<5 <10 <5

<5 烟囱 <5

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3

低 低 温 电 除 尘 系 统

系统构成

常陆那珂火力发电厂的全景图 热回收器,低低温电除尘器,再加热器

电除尘前增设热回收器,降低除尘器入口温度,利用 烟气、粉尘特性改变达到更好的除尘效果,吸收塔后 增加再加热器,利用烟气余热抬升烟气温度,防止下 游设备腐蚀,无烟气泄露,可以彻底消除白烟及石膏 锅炉 脱硝 空预器 热回收器 除尘器引风机 吸收塔 再加热器 增压风机 烟囱 雨。 4
热回收器 低低温电除尘器
108

吸收塔

上海电气电站集团 再加热器

低 低 温 电 除 尘 系 统

技术优势

有效利用回收热,回收3%~5%的热量 入口烟温低,粉尘比电阻低,EP除尘效率高 吸收塔入口温度低 吸收塔蒸发水量减少 吸收塔入口温度低,吸收塔蒸发水量减少

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5

低 低 温 电 除 尘 系 统

低低温电除尘系统设计原理
低低温电除尘利用 了烟气体积流量随 温度降低而变小和 粉尘比电阻随温度 降低而下降的特性。 随温度降低,粉尘 比电阻减少至1011以 下,此时的粉尘更 容易被捕集。所以, 烟气流经电除尘器 的温度范围在 80~100℃之间时, 除尘系统效率将会 6 上海电气电站集团 明显提高。
109

低 低 温 电 除 尘 系 统

低低温电除尘系统的防腐蚀原理
粉尘 SO3 SO3 H2SO4 粉尘 H2 SO
4

推荐系统
350℃

121℃

90℃

(空预器)
粉尘 SO3 SO3 H2SO4

(热回收器) (低低温电除尘器) (引风机)(脱硫塔)

(烟囱)

SO3

H2SO4

此系统易 发生腐蚀

H2SO4
80℃

H2SO4

不推荐系统
(烟囱) 上海电气电站集团
7

350℃

130℃

(空预器)

(电除尘器) (低温省煤器) (引风机) (脱硫塔)

低 低 温 电 除 尘 系 统

低低温电除尘器结构示意图
绝缘 室 绝缘密封用加热空气

热回收器

放 电极?集尘 极及振打装置

引风机

灰斗部加热用蒸汽

红色:特殊处理

粉尘

灰处理装置

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8

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低 低 温 电 除 尘 系 统

业绩介绍
电厂名称 苓北2号机 常陆那珂1号机 住金鹿岛 住共新居浜 东曹二号机 韩国灵兴岛 浙能嘉华 燃料 煤炭 煤炭 煤炭 煤炭 煤炭 煤炭 煤炭 发电量 (MW) 700 1000 507 150 220 2×870 2×1000 投运时间 (年月) 2003年6月 2003年12月 2007年1月 2008年4月 2008年4月 在建 在建

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9

低 低 温 电 除 尘 系 统

业绩介绍
热回收器 再加热器 粉尘浓度(mg/Nm3) 入口/出口烟气温度 入口/出口烟气温度 热回收器 低低温 烟囱 (℃) (℃) (℃) (℃) 入口 出口 入口 苓北2号机 130 80以上 47 93 9800 100以下 15以下 常陆那珂1号机 138 88以上 51 91 15000 30以下 8以下 住金鹿岛 130 80以上 47 93 14070 30以下 5以下 住共新居浜 130 80以上 47 90 16100 30以下 5以下 东曹2号机 128 90以上 48 82 11550 30以下 5以下 韩国灵兴岛 136 93 51 92 7500 5.7以下 浙能嘉华 119 85.6 48 80 25920 15以下 5以下 电厂名称

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10

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低 低 温 电 除 尘 系 统

新日铁住金鹿岛电厂低低温电除尘技术应用情况

新日铁住金鹿岛电厂装机容量为507MW×1,燃用煤种灰分为11%,硫分 为0.5%,烟气排放处理工艺流程为:锅炉出口+SCR+热回收器+低低温静电除 尘器+FGD+再加热器的方式,经过处理后的烟气因含尘量极低且排烟温度高, 因此在烟囱出口的烟气基本透明。 11

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低 低 温 电 除 尘 系 统

新日铁住金鹿岛电厂低低温电除尘技术应用情况

鹿岛电厂只有一台低低温电除尘器,为双室三电场布置。 设计值 处理烟气量 低低温电除尘器入口 低低温电除尘器入 粉尘浓度 低低温电除尘器出口 粉尘浓度 除尘效率 烟囱出口粉尘浓度 实测值

1485800Nm3/h 13130mg/Nm3 30mg/Nm3 99.77% 5mg/Nm3 13000mg/Nm3 15mg/Nm3 99.88% 2mg/Nm3

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低 低 温 电 除 尘 系 统

浙能嘉华百万机组低低温除尘系统
名称及符号 工业分析 元素分析 收到基灰分Aar 收到基全硫St,ar 三氧化二铝Al2O3 三氧化二铁Fe2O3 二氧化钛TiO2 单位 % % % % % 设计煤种 11±5 0.41±0.3 10~12 10~14 0.7 校核煤种1 11.08 0.43 10.88 12.58 0.72 校核煤种2 20 1.0 22.15 8.34 1.11

1、嘉华煤质参数如表所示,通过对嘉华煤质参数中灰分、硫分和碱 氧化钙CaO % 15~25 20.23 1.89 灰份 金属含量等成分进行分析计算,可知本项目适合使用低低温电除尘技 氧化镁MgO % 1~1.5 1.38 0.55 术。分析 % 5 ~7 6.1 4.95 三氧化硫SO3 2、针对国内电厂运行过程中煤种频繁变化的问题,我司结合IHI设计 % 0.3~0.7 0.20 0.91 氧化钠Na2O 基准,进行二次开发,可针对国内不同煤种测算低低温电除尘系统可 % 0.3~0.9 0.60 1.09 氧化钾K2O 以运行的最低温度,为业主日后顺利运行提供依据。 13 上海电气电站集团

低 低 温 电 除 尘 系 统

设计参数
项目 入口烟气温度 出口烟气温度 烟气量 交换热量 压损 入口烟气流速 传热面积 热媒循环流量 单位 ℃ ℃ m?N/h KJ/h Pa mN/s ㎡ t/h 热回收器 119 85.6 516223 23748241 420 3 56350 222 ≤2.592×104 再加热器 48 80 3252207 141979145 845 4.5 32367 1330

经改造低低温电除尘器出口粉尘浓度将< 15?mg/m? 进口热媒温度 ℃ 70 96.3
粉尘(?dry?O2??6%) mg/Nm3

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‐‐

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低 低 温 电 除 尘 系 统

低低温系统总布置图

热回收器 再加热器

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低 低 温 电 除 尘 系 统

再加热器总布置图
湿式电除尘器 再加热器 烟囱

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湿 式 电 除 尘 系 统

湿式除尘器的原理
烟气中的颗粒物和水滴在 WESP中的电子带负离子 带负离子的颗粒物和水滴被 吸引到带正极的收集板上 当雾滴、颗粒被吸引到收集 板后形成水膜,并流入底部 水池
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湿 式 电 除 尘 系 统

湿式除尘器的优势
? 对微细颗粒物(PM2.5粉尘及SO3气溶胶)、重金属(汞Hg、砷As、硒 Se、铅Pb、铬Cr)等有显著的脱除效果。对 亚微米气溶胶颗粒物的效率可 达99%以上。粉尘排放低至5mg/m3以下。 ? 由于水滴与颗粒物附着荷电降低了粉尘表面比电阻,对黏性大或高比电 阻粉尘能有效收集,因此也适用于温度高、湿气含量大的烟气的处理。 ? 集尘板的粉尘由水膜冲洗,可避免二次扬尘,提高了除尘效率和设备运 行的可靠性。 ? 脱硫后的饱和烟气中携带部分水滴,在FGD后面布置可以使水滴在电场 中被荷电捕集,水滴大大减少,可有效降低石膏雨形成几率。

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湿 式 电 除 尘 系 统

湿式除尘器技术发展规划

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湿 式 电 除 尘 系 统

技术引进

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湿 式 电 除 尘 系 统

技术引进

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湿 式 电 除 尘 系 统

自主研发

设计烟气量:300?m3/h?~800m3/h φ1000*17000高速湿式电除尘塔串联 在原有燃煤锅炉烟气之后布置

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湿 式 电 除 尘 系 统

自主研发

湿式电除尘器设计性能参数
烟气量Nm3/h 电场风速m/s / 电场截面积m2 塔直径mm 设备总高mm 工作温度℃ 工作压力Pa 系统阻力Pa 配用电源KV/A 冷却冲洗m3/h 进口含尘浓度 进口SO3雾 进口水雾浓度 出口含尘浓度 出口SO3雾 出口水雾浓度 300~800 1 5~4 1.5 0.054 700 13600 5~250 <5000 <2500 60/0.05 3 100mg/Nm3 20 mg/Nm3 100mg/Nm3 10mg/Nm3 5 mg/Nm3 10mg/Nm3

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湿 式 电 除 尘 系 统

自主研发
烟气流速4m/s,不同电压下除尘效果 入口粉尘含量95.5mg/m3
100

除尘效率(%)

95 90 85 80 75 70 65 60 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70

电压(KV)

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湿 式 电 除 尘 系 统

自主研发
100 95

湿式电除尘器设计性能参数
烟气流速4m/s,不同电压下PM2.5去除效果 入口PM2.5含量44.63mg/m3

除尘 尘效率(%)

90 85 80 75 70 65 60 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70

电压(KV)

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湿 式 电 除 尘 系 统

自主研发

湿式电除尘器设计性能参数

上海锅炉厂有限公司3MW燃煤锅炉 试验平台

φ2000*15600高速湿式电除尘塔串联 在原有燃煤锅炉烟气之后布置

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湿 式 电 除 尘 系 统

自主研发

湿式电除尘器设计性能参数

WESP投运前后烟囱效果对比
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