一种新型煤电机组的制作方法

所属本技术属于亚临界及以下煤电机组改造领域，尤其涉及一种新型煤电机组。

背景技术：

1、我国在二十世纪末和二十一世纪初曾建设了一大批300mw、600mw亚临界参数机组，现役亚临界及以下参数机组仍占据了我国煤电机组(以原煤为燃料的发电机组称为煤电机组，通常由锅炉和汽轮发电机组(指由汽轮机作原动机拖动转子旋转，利用电磁感应原理把机械能转换成电能的发电设备；主要由汽轮机和发电机两部分组成)两大主要设备及其辅助系统组成)装机容量的40％左右，其引进的主要是国外早期技术，按当时的技术水平还比较先进，但现在看来机组的运行经济性以及排放指标均比较落后。由于这批现役机组尚未到达其寿命末期且数量庞大，如对其完全替代，将造成极大的资产损失且投资巨大，因此，对其进行技术改造，提高机组的技术经济指标使其适应当前双碳目标下对煤电机组的能效要求，将具有重要的现实意义。

2、如图2中显示，目前现役300mw、600mw亚临界参数(压力在16-19mpa的蒸汽参数，略低于临界压力(22mpa))机组的汽轮发电机组一般由高、中、低压缸三部分组成，锅炉过热器出口的蒸汽先进入汽轮机高压缸(进汽参数一般为16.7mpa.a/535～540℃)做功后，再返回至锅炉再热器，从锅炉再热器加热后再进入汽轮机的中压缸和低压缸做功，最后的低压缸排汽经凝汽器冷却后，回收工质，再重新进入锅炉进行下一个循环。

3、根据《中国电力行业年度发展报告》(2021年版)中对2020年度参加火电600mw级机组对标活动的机组的统计，600mw级亚临界湿冷机组和空冷机组的供电煤耗(指统计期内发电厂每供出一千瓦时电量所需耗用的标准煤量)平均值分别为310.73克标准煤/千瓦时和325.82克标准煤/千瓦时，远高于国家能源局要求的供电煤耗不高于300克标准煤/千瓦时的指标。

4、为了提高大容量机组的经济性，通常采用中间再热的办法提高热力循环的平均吸热温度，降低热耗，国内外投运的亚临界及以上机组大多采用一次中间再热以提高热力循环的效率。近几年，为了提高机组效率，国内部分机组开始采用二次再热技术，即在原有一次再热机组的基础上增加二次再热，如图3中显示，在一次再热机组高、中、低压缸基础上增加超高压缸，将原有的高压缸排汽返回锅炉进行再加热改为超高压缸排汽和高压缸排汽均返回锅炉进行再加热，同时为了尽可能提高效率，对于蒸汽初参数也做了提高，目前已投运商业运行的二次再热机组汽轮机进汽口的最高参数为：主蒸汽31mpa.a/600℃，一次再热和二次再热蒸汽温度均为620℃；正在建设的二次再热机组汽轮机进汽口的最高参数为：主蒸汽35.5mpa.a/616℃，一次再热和二次再热蒸汽温度均为631℃。

5、但缺陷在于，现有的二次再热技术，与原有的一次再热机组相比较在机组结构和布置上差异较大，投资也较大，如对现有的亚临界一次再热机组进行二次再热技术改造，则需对原有机组进行彻底的更换，耗资巨大，投入产出比太差，无法实施。

技术实现思路

1、为了解决现有技术存在的上述问题，本实用新型提供一种新型煤电机组，通过在现役亚临界及以下参数的煤电机组中增加前置汽轮机，通过对原有锅炉进行部分改造，使锅炉出口的主蒸汽参数提高到650℃，从而使前置汽轮机可以利用650℃的高参数蒸汽做功，而前置汽轮机做功后的蒸汽参数正好降低到原汽轮发电机组高压缸可接受的蒸汽参数范围内，实现在不对原汽轮机发电机组进行大的改动前提下将机组由亚临界及以下参数机组改为650℃超超临界参数机组，从而提高机组效率。

2、本实用新型的技术方案如下：

3、一种新型煤电机组，包括锅炉、第一汽轮机和第一发电机，其中第一汽轮机包括第一汽轮机高压缸、第一汽轮机中压缸和第一汽轮机低压缸，锅炉主蒸汽出口与第一汽轮机高压缸进汽口相连，第一汽轮机高压缸出汽口与锅炉的一次再热蒸汽进口相连，锅炉的一次再热蒸汽出口与第一汽轮机中压缸进汽口相连，第一汽轮机中压缸出汽口与第一汽轮机低压缸进汽口相连，以及第一汽轮机高压缸、第一汽轮机中压缸和第一汽轮机低压缸均与第一发电机同轴布置连接，在锅炉的主蒸汽出口与第一汽轮机高压缸进汽口之间还设置有前置汽轮机，该锅炉的主蒸汽出口与前置汽轮机进汽口相连，前置汽轮机出汽口与第一汽轮机高压缸进汽口相连。

4、作为优选，该前置汽轮机与第一发电机连接或与前置汽轮机一侧增设的前置发电机连接。

5、本实用新型具有以下优点和特点：

6、本实用新型通过在现役亚临界及以下参数的煤电机组中增加前置汽轮机，充分利用现有机组的已有设施，通过应用目前研发的650℃超超临界发电技术，将亚临界及以下参数机组改造为650℃超超临界高效发电机组，大大提高机组效率，使存量机组的能耗指标大幅降低，投资收益较好，具有较强的工程应用价值。

技术特征：

1.一种新型煤电机组，包括锅炉(1)、第一汽轮机和第一发电机(24)，其中第一汽轮机包括第一汽轮机高压缸(21)、第一汽轮机中压缸(22)和第一汽轮机低压缸(23)，锅炉(1)主蒸汽出口(11)与第一汽轮机高压缸进汽口(211)相连，第一汽轮机高压缸出汽口(212)与锅炉(1)的一次再热蒸汽进口(12)相连，锅炉(1)的一次再热蒸汽出口(13)与第一汽轮机中压缸进汽口(221)相连，第一汽轮机中压缸出汽口(222)与第一汽轮机低压缸进汽口(231)相连，以及第一汽轮机高压缸(21)、第一汽轮机中压缸(22)和第一汽轮机低压缸(23)均与第一发电机(24)同轴布置连接，其特征在于：

2.根据权利要求1所述的一种新型煤电机组，其特征在于，该前置汽轮机(31)与第一发电机(24)连接或与前置汽轮机(31)一侧增设的前置发电机(32)连接。

技术总结
本技术公开了一种新型煤电机组，在原有锅炉、第一汽轮机和第一发电机组成的亚临界及以下参数机组的基础上，在锅炉主蒸汽出口和第一汽轮机高压缸之间设置前置汽轮机，该锅炉的主蒸汽出口与前置汽轮机进汽口相连，前置汽轮机出汽口与第一汽轮机高压缸进汽口相连。本方案通过增设的前置汽轮机，在锅炉主蒸汽温度参数提高到650℃以上后，通过应用目前研发的650℃超超临界发电技术，将亚临界及以下参数机组改造为650℃超超临界高效发电机组，大大提高机组效率，使存量机组的能耗指标大幅降低，投资收益较好，具有较强的工程应用价值。

技术研发人员：徐梓原,钟文英,王健山,李少华,靳朝晖
受保护的技术使用者：中国电力工程顾问集团华北电力设计院有限公司
技术研发日：20230224
技术公布日：2024/1/13