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内蒙燃气锅炉蒸汽压力和温度越高,机组的热效率就越高。例如,蒸汽温度(538℃/538℃)
在不变的情况下,汽压从亚临界(16.5MPa)提高到超临界(24.2MPa),热效率可提高1.8%;在汽压(24.2MPa)不变的情况下,汽温从538℃/538℃提高到621℃/621℃,热效率可提高3.7%。因此,多年来,各国都在追求高参数机组,以达到效率。
长期以来,蒸汽参数的升高受到金属材料的限制,尤其是蒸汽温度的升高,长期徘徊在540℃左右。20世纪80年代末,美国开发了T91和P91新钢种,日本和欧洲一些地区相继引进和改进,大大提高了90年代投入运营的大型机组参数。
事实上,首台超临界锅炉于1957年在美国投产。当时,这台125MW锅炉的设计参数达到31MPa/621℃/566℃/538℃。由于参数选择过高,超过了当时金属材料的技术水平,未能达到预定目标。因此,此后,虽然美国也制造了一些超临界锅炉,但仍以亚临界锅炉为主。20世纪80年代,美国对超临界锅炉参数进行了优化研究,认为在技术不需要突破的情况下,机组采用31MPa/566-593℃/566-593℃的蒸汽参数,一次再热,容量为700-800MW。然而,这一结果并没有在美国实施,而是在一些亚洲和欧洲地区得到应用。1999年,美国提出了Vision21计划,主要开发35MPa/760℃/760℃/760℃的超临界机组,其热效率将高于55%,污染物排放将比亚临界机组减少30%左右。
欧洲丹麦尤为突出。虽然90年代投入运行的机组容量不大(400-50MW),但蒸汽压力达到30-31MPa,蒸汽温度达到580-600℃。因此,机组的热效率达到45%~49%。比如丹麦的425MW机组,锅炉可以燃煤、油、采用二次再热,蒸汽压力28.48MPa,蒸汽温度580℃/580℃/580℃,使机组的热效率在燃煤时达到47%,燃气时达到49%,成为世界上热效率一位的火电机组。
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