二次再热机组

630-650 ℃高效参数机组适用温度范围内可供选择的铁素体耐热钢，目前只有日本制铁株式会社的SAVE12AD和我国钢铁研究总院+宝武集团的G115。G115钢属于我国自主开发的新型马氏体耐热钢，在630-650 ℃范围内具有良好的组织稳定性能、优异的高温蠕变性能、较好的抗蒸汽氧化性能，在性能多项指标方面都略优于SAVE12AD，也是应用于该温度段大口径管、集箱等厚壁部件的最关键材料。但尚未有与其配套的焊接材料及相应的焊接工艺，这是制约G115钢工程实际应用的关键问题，也是卡脖子问题。国外由于技术封锁，相关的报道很少，必须依赖自主研发。高参数大容量机组可提高发电效率、降低煤耗，控制CO2排放、减少环境污染，现已成为国际上燃煤火电机组发展的主导方向，在700 ℃超超临界机组实现工程应用之前，国际上把重点建设集中在了630-650 ℃参数机组。国家能源局现已正式批复大唐集团郓城630 ℃超超临界二次再热机组示范项目。国家能源集团国华清远630 ℃超超临界二次再热机组项目建设已获广东省发改委核准，这也是到目前为止世界上最高火电参数机组应用工程。机组主蒸汽管道及高温集箱、锅炉管屏（高温段）将分别选用新型耐热钢G115和Sanicro25（C-HRA-5）。课题研究可解决配套的焊接材料及相应的焊接工艺问题，有利于推进35 MPa/615 ℃/630 ℃/630 ℃二次再热示范机组建设。项目针对630-650 ℃目前世界最高参数等级高效机组所选用的国产新型耐热钢G115无焊材、无工艺局面，开展了专用匹配焊接材料研发及相应的焊接工艺系列研究，研制了焊材体系，获取了各类工艺规范参数，完成了G115钢同/异种钢焊接工艺优选，填补了多项国内外空白。 项目研制的G115钢匹配焊接材料、提出的G115同/异种钢焊接工艺技术适用于9Cr-3W-3Co系马氏体耐热钢焊接，提高了焊接接头的可靠性。项目研究成果在哈尔滨锅炉厂有限责任公司、山东电力建设第三工程有限公司等单位成功应用，有助于推进630-650 ℃高效超超临界机组电站建设。

《高参数超超临界二次再热关键技术研究及工程示范》项目在华能国际电力股份有限公司的牵头组织下，华能安源电厂、哈尔滨锅炉有限责任公司、东方电气股份有限公司、江西省电力设计院、西安热工研究院有限公司等单位积极响应，全力研发与实施。以华能安源电厂“上大压小”新建项目为依托，于2013年6月28日正式启动，建设两台高参数超超临界660MW二次再热机组，#1机组于2015年6月27日投产，#2机于2015年8月24日投产，标志我国首座二次再热机组顺利建成。投产后机组运行稳定高效，主要参数达到设计值。锅炉温度场均匀，燃烧稳定，一再、二再热汽温均达到623℃长期运行，锅炉效率高达94.61%，超过设计值93.8%。汽轮机轴系振动优良，控制系统安全可靠，调节性能满足电网调峰需要，机组供电煤耗275.2 g/KW.h，厂用电率3.32%达到国内能耗水平领先水平。

北京国电智深控制技术有限公司（后简称智深公司）几十年来先后全自主开发了七代DCS产品，成功应用在各类发电机组主控及全厂辅控一体化辅控项目中2000余台套。新一代大型成套控制系统已成功应用在百万机组18台、二次再热机组12台，是国内第一，国际一流的国产高端重大核心技术装备。 在长期的研发与工程实践中，智深公司一贯高度重视工控信息安全及其体系建设，早在2000年开始，公司就启动了以DCS边界防护为主的安全相关的第一阶段研发工作，并根据2002年经贸委30号文以及2005年的电监会5号令，确立了高于电力二次安防要求的发电行业DCS配套工控安全防护技术规范，成功保障了上千套在运行DCS系统的安全稳定运行。 项目成果是国内首个集成了网络拓扑、主机安全、设备管控、策略管理、隔离防护、审计分析于一体的专为大型成套控制系统量身定制的综合信息安全管控系统。采用本平台的发电生产监控系统均满足电力行业信息系统安全等级保护第三级要求。

该项目属于大型燃煤发电机组的节能提效领域。 华北电力设计院与华北电力大学联合开展了机炉深度耦合综合提效技术研究，发挥各自特长，理论研究和工程应用研究无缝链接，取得了显著的节能减排效果，并成功应用于大型超超临界燃煤机组项目中。机炉深度耦合技术基于大型燃煤机组的降耗时空效应理论，打破了火电厂锅炉岛和汽机岛之间热质传递过程之间的壁垒，将烟气、蒸汽、凝结水、给水和空气等统一视为系统能量利用大过程中的放热和吸热介质进行耦合集成，按照能量品位匹配原则，重构机组回热系统。在理论研究基础上，依托中兴电力蓬莱电厂1000MW超超临界二次再热机组和神皖庐江电厂660MW项目超超临界一次再热机组的工程条件，于2015年在华北院公司立项，开展机炉深度耦合综合提效技术研究，项目编号Y2015-J05；于2017年在中电工程立项，开展了机炉深度耦合综合提效技术工程应用研究，项目编号DG1-J01- 2017。通过华北院与华北电力大学充分讨论沟通，深入理解机炉深度耦合技术原理内涵，对机炉深度耦合综合提效技术进行了全方位的研究，涵盖了理论分析、原理研究、概念设计、系统拟定、热力计算、参数选择、控制策略、设备选型、布置、经济性分析、风险分析等各方面。

本发明提供的二次再热机组再热汽温控制方法，解决了 超超临界二次再热机组一次、二次再热汽温之间的相互耦合 以及调整速度慢等问题，分别利用烟气再循环风机控制一次、 二次再热器的总吸热量，利用再热器烟气调节挡板控制一次、 二次再热汽温，采用前馈、超驰、闭锁等控制措施，实现超 超临界二次再热汽机一次、二次再热汽温的控制精度和响应 速度，同时保证机组的安全稳定运行。