1、再熱機(jī)組對(duì)回?zé)峤?jīng)濟(jì)性的影響姓 名 學(xué) 號(hào) 班 級(jí) 再熱機(jī)組對(duì)回?zé)峤?jīng)濟(jì)性的影響 學(xué)院 班 摘要：高溫超超臨界二次再熱機(jī)組中，經(jīng)過(guò)二次再熱削弱了熱力系統(tǒng)回?zé)岬男Ч?，同時(shí)增大了汽輪機(jī)抽汽過(guò)熱度。本文采用回?zé)崞啓C(jī)優(yōu)化高溫超超臨界二次再熱機(jī)組回?zé)嵯到y(tǒng)。以外置串聯(lián)式蒸汽冷卻器作對(duì)比，參考相關(guān)文獻(xiàn)中分別建立的外置串聯(lián)式蒸汽冷卻器和回?zé)崞啓C(jī)的計(jì)算模型的實(shí)例計(jì)算結(jié)果，研究二者對(duì)常規(guī)超超臨界機(jī)組及高溫超超臨界二次再熱機(jī)組熱力系統(tǒng)熱經(jīng)濟(jì)性的影響。結(jié)果表明：應(yīng)用回?zé)崞啓C(jī)后汽輪機(jī)效率大于原熱力系統(tǒng)的汽輪機(jī)效率；按照目前小汽輪機(jī)內(nèi)效率90%為參考，當(dāng)作為高溫超超臨界二次再熱機(jī)組第5、6 級(jí)加熱器汽源時(shí)，可使發(fā)電廠標(biāo)

2、準(zhǔn)煤耗降低0.633 g/(kWh)，當(dāng)作為常規(guī)超超臨界再熱機(jī)組除氧器汽源時(shí)，可使汽輪機(jī)效率提高約0.25%，標(biāo)準(zhǔn)煤耗降低約0.689 g/(kWh)；相比于設(shè)置蒸汽冷卻器，利用回?zé)崞啓C(jī)能夠更加合理、充分地利用抽汽過(guò)熱度，能夠更大程度地提高回?zé)嵯到y(tǒng)熱經(jīng)濟(jì)性，節(jié)能潛力較大。關(guān)鍵詞：回?zé)崞啓C(jī)；二次再熱；蒸汽冷卻器；回?zé)嵯到y(tǒng)；過(guò)熱度；熱經(jīng)濟(jì)性；汽源；標(biāo)準(zhǔn)煤耗為降低污染物排放，提高發(fā)電效率，實(shí)現(xiàn)煤的潔凈利用，越來(lái)越多的國(guó)家開始注重提高燃煤電廠的熱經(jīng)濟(jì)性，高參數(shù)、大容量仍是火電機(jī)組今后的發(fā)展方向。目前我國(guó)在役超臨界機(jī)組的再熱溫度已達(dá)到600 ，而正在研究的高溫超超臨界機(jī)組再熱溫度將達(dá)到700 。在7

3、00 材料尚未成熟之前，采用更高參數(shù)的二次再熱技術(shù)能大幅提高機(jī)組效率。二次再熱在技術(shù)上具有先進(jìn)性、成熟性。相對(duì)于超超臨界機(jī)組，采用二次再熱技術(shù)能夠使機(jī)組的熱效率提高約1%2%。再熱會(huì)使再熱熱段的回?zé)岢槠^(guò)熱度升高，增大換熱過(guò)程的不可逆損失，從而削弱回?zé)嵝Ч档蜋C(jī)組熱經(jīng)濟(jì)性。隨著二次再熱機(jī)組陸續(xù)投產(chǎn)，尤其是一二次再熱參數(shù)的提高，這種影響會(huì)更加明顯。目前采用的內(nèi)置或外置式蒸汽冷卻器只能部分利用抽汽過(guò)熱度，而不能從根本上解決問(wèn)題。目前電廠中普遍采用蒸汽冷卻器來(lái)利用加熱器抽汽過(guò)熱度，將能量品味較高的蒸汽過(guò)熱度熱量用在較高能級(jí)的加熱器上，避免蒸汽過(guò)熱度直接降落到本級(jí)加熱器上，從而降低過(guò)熱蒸汽在熱交換過(guò)

4、程中的不可逆損失，提高機(jī)組的熱經(jīng)濟(jì)性。外置串聯(lián)式蒸汽冷卻器利用抽汽過(guò)熱度加熱回?zé)嵯到y(tǒng)給水，提高鍋爐給水溫度，從而提高機(jī)組經(jīng)濟(jì)性。一、以一次中間再熱并具有回?zé)岬难h(huán)為例從做功能力法的角度來(lái)分析熵分析法或分析法是以燃料化學(xué)能的做功能力被利用的程度來(lái)評(píng)價(jià)發(fā)電廠的熱經(jīng)濟(jì)性，由于它的定量計(jì)算復(fù)雜，使用起來(lái)不方便、不直觀，一般用于發(fā)電廠熱經(jīng)濟(jì)性定性分析，以便從本質(zhì)上指導(dǎo)技術(shù)改進(jìn)方向。 1kg煤的產(chǎn)氣量 kg汽/kg煤e=(ein+eq)-(wa+eout)=Tens kj/kg 一次再熱循環(huán)在T-S圖中的表示如圖所示?？梢钥闯?，蒸汽經(jīng)中間再過(guò)熱以后，其乏汽的干度明顯提高了。再熱循環(huán)的吸熱平均溫度將高于基本

5、的朗肯循環(huán)。使整個(gè)再熱循環(huán)的熱效率有所提高?；?zé)崞啓C(jī)是將高壓缸排汽分為3 路，一路經(jīng)過(guò)一次再熱器再熱后進(jìn)入中壓缸，一路去第7 級(jí)高壓加熱器，另一路直接進(jìn)入回?zé)崞啓C(jī)。用回?zé)崞啓C(jī)的抽汽口代替中壓缸各級(jí)抽汽口作為原各級(jí)加熱器汽源，可以大大降低抽汽過(guò)熱度，進(jìn)一步減小蒸汽再熱對(duì)回?zé)徇^(guò)程的削弱作用。回?zé)崞啓C(jī)工作原理是第3 級(jí)加熱器汽源為回?zé)崞啓C(jī)抽汽，第4 級(jí)加熱器汽源為回?zé)崞啓C(jī)排汽，通過(guò)對(duì)原有回?zé)嵯到y(tǒng)的改造提高回?zé)嵯到y(tǒng)熱經(jīng)濟(jì)性。中間再熱對(duì)熱經(jīng)濟(jì)的影響1再熱對(duì)汽輪機(jī)相對(duì)內(nèi)效率的影響再熱使排氣濕度下降，濕氣損失下降，相對(duì)內(nèi)效率上升2再熱對(duì)汽輪機(jī)理想內(nèi)效率的影響當(dāng)：附加循環(huán)吸熱過(guò)程平均溫度基本循環(huán)吸

6、熱過(guò)程平均溫度，理想熱效率上升3采用中間再熱，蒸汽初壓上升單機(jī)容量上升，汽輪機(jī)總汽耗量下降。二、以一次中間再熱并具有回?zé)岬难h(huán)為例從傳熱過(guò)程分析的角度來(lái)分析顯然，抽氣的過(guò)熱度愈高，不可逆?zhèn)鳠釗p失愈大 建立回?zé)崞啓C(jī)對(duì)熱力系統(tǒng)影響的數(shù)學(xué)模型，計(jì)算回?zé)崞啓C(jī)作為除第8 級(jí)、第7 級(jí)加熱器以外其他任意一級(jí)加熱器汽源時(shí)，其對(duì)回?zé)嵯到y(tǒng)熱經(jīng)濟(jì)性的影響。由于回?zé)崞啓C(jī)內(nèi)效率未知，將其作為循環(huán)變量，逐漸改變回?zé)崞啓C(jī)內(nèi)效率，計(jì)算出相應(yīng)汽輪機(jī)組效率變化以及相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)發(fā)電煤耗變化值，從而確定回?zé)崞啓C(jī)對(duì)回?zé)嵯到y(tǒng)熱經(jīng)濟(jì)性的影響。分別以某高溫超超臨界1 000 MW 二次再熱機(jī)組和某常規(guī)超超臨界1 000 MW 一次

7、再熱機(jī)組為例，計(jì)算了外置串聯(lián)式蒸汽冷卻器對(duì)回?zé)嵯到y(tǒng)熱經(jīng)濟(jì)性的影響，通過(guò)煤耗偏差分析其利用抽汽過(guò)熱度時(shí)的節(jié)能效益。在某高溫超超臨界二次再熱機(jī)組中，第6 級(jí)高壓加熱器抽汽過(guò)熱度達(dá)到了297.78 ，在該級(jí)加熱器中應(yīng)用外置串聯(lián)式蒸汽冷卻器，利用其抽汽過(guò)熱度加熱給水，經(jīng)過(guò)計(jì)算獲得蒸汽冷卻器從第6 級(jí)抽汽中帶走熱量721.29 kJ/kg，使得鍋爐給水溫度提高了6.41 ，而第6 級(jí)加熱器出口給水加熱不足j 為31.27 kJ/kg，從而得出發(fā)電標(biāo)準(zhǔn)煤耗率降低0.46 g/(kWh)，節(jié)能效果較為顯著。在某常規(guī)超超臨界機(jī)組中，第3 級(jí)加熱器抽汽過(guò)熱度為277.62 ，在該級(jí)設(shè)置外置串聯(lián)式蒸汽冷卻器，利用

8、其抽汽過(guò)熱度加熱給水，經(jīng)過(guò)計(jì)算獲得蒸汽冷卻器從第3 級(jí)抽汽中帶走熱量587.78 kJ/kg，使得鍋爐給水溫度提高了4.65 ，而第3 級(jí)高壓加熱器出口給水加熱不足j 為12.37 kJ/kg，從而得出發(fā)電標(biāo)準(zhǔn)煤耗降低0.62 g/(kWh)。一、針對(duì)高溫超超臨界二次再熱機(jī)組，應(yīng)用回?zé)崞啓C(jī)優(yōu)化其原有的熱力系統(tǒng)，分別計(jì)算回?zé)崞啓C(jī)作為第6 級(jí)加熱器和第5、6 級(jí)加熱器汽源（回?zé)崞啓C(jī)完全代替中壓缸抽汽，其抽汽作為第6 級(jí)高壓加熱器汽源，排汽作為第5 級(jí)加熱器（即除氧器）汽源）時(shí)回?zé)嵯到y(tǒng)熱經(jīng)濟(jì)性的變化?？梢?jiàn)：隨著回?zé)崞啓C(jī)效率的提高，發(fā)電廠標(biāo)準(zhǔn)煤耗率逐漸降低；按照目前回?zé)崞啓C(jī)效率90%計(jì)算，發(fā)

9、電廠標(biāo)準(zhǔn)煤耗降低0.324 7 g/(kWh)，此時(shí)利用回?zé)崞啓C(jī)的經(jīng)濟(jì)效益低于外置串聯(lián)式蒸汽冷卻器。由圖3b)可見(jiàn)：隨著回?zé)崞啓C(jī)效率的提高，發(fā)電廠標(biāo)準(zhǔn)煤耗逐漸降低；相比于圖3，此時(shí)回?zé)崞啓C(jī)對(duì)煤耗的影響更大；取回?zé)崞啓C(jī)效率為90%時(shí)， 發(fā)電廠標(biāo)準(zhǔn)煤耗可降低0.633 g/(kWh)，相比于利用蒸汽冷卻器，此時(shí)回?zé)崞啓C(jī)節(jié)能潛力更大。二、針對(duì)某常規(guī)超超臨界1 000 MW 一次再熱機(jī)組，利用回?zé)崞啓C(jī)優(yōu)化原有的回?zé)嵯到y(tǒng)，分別計(jì)算了回?zé)崞啓C(jī)作為第3 級(jí)高壓加熱器汽源和作為除氧器汽源（回?zé)崞啓C(jī)抽汽作為第3 級(jí)高壓加熱器汽源，其排汽作為第4 級(jí)加熱器即除氧器汽源）時(shí)汽輪機(jī)效率(以b 計(jì))的變

10、化。結(jié)果可見(jiàn)，隨著回?zé)崞啓C(jī)效率的升高，原熱力系統(tǒng)汽輪機(jī)效率逐漸升高，呈線性增長(zhǎng)趨勢(shì)，但此時(shí)的最高效率仍然低于原熱力系統(tǒng)汽輪機(jī)效率。可見(jiàn)該方案下機(jī)組經(jīng)濟(jì)性不升反降，不利于回?zé)嵯到y(tǒng)的優(yōu)化改造。由圖4b)可見(jiàn)：汽輪機(jī)效率隨著回?zé)崞啓C(jī)效率變化仍然呈線性增長(zhǎng)趨勢(shì)；當(dāng)回?zé)崞啓C(jī)效率大于0.7 時(shí)，應(yīng)用回?zé)崞啓C(jī)后汽輪機(jī)效率大于原熱力系統(tǒng)中汽輪機(jī)效率；按照目前小汽輪機(jī)內(nèi)效率90%為參考，此時(shí)能使汽輪機(jī)效率提高約0.25%，標(biāo)準(zhǔn)煤耗降低約0.689 g/(kWh)；相比于設(shè)置蒸汽冷卻器，更加合理地利用了抽汽過(guò)熱度，對(duì)提高機(jī)組經(jīng)濟(jì)性效果更加顯著。用回?zé)崞啓C(jī)作為第3 級(jí)和第4 級(jí)加熱器汽源時(shí)，回?zé)崞啓C(jī)排汽

11、干度為0.999 4；當(dāng)為第5 級(jí)加熱器提供抽汽時(shí)回?zé)崞啓C(jī)排汽干度下降至0.963 6，排汽進(jìn)入了濕蒸汽區(qū)，對(duì)加熱器安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行不利。針對(duì)該機(jī)組進(jìn)行回?zé)醿?yōu)化時(shí)，回?zé)崞啓C(jī)只能作為第3、4 級(jí)加熱器汽源，此時(shí)對(duì)機(jī)組經(jīng)濟(jì)性提高最大。結(jié)論：針對(duì)高溫超超臨界二次再熱機(jī)組抽汽過(guò)熱度較大的特點(diǎn)，分別采用外置串聯(lián)式蒸汽冷卻器以及回?zé)崞啓C(jī)2 種方式，合理利用抽汽過(guò)熱度，降低熱交換過(guò)程的不可逆損失，提高回?zé)嵯到y(tǒng)熱經(jīng)濟(jì)性。通過(guò)對(duì)某高溫超超臨界1 000 MW 二次再熱機(jī)組以及某常規(guī)超超臨界1 000 MW 一次再熱機(jī)組進(jìn)行計(jì)算表明，利用回?zé)崞啓C(jī)能夠更加合理、更加充分地利用抽汽過(guò)熱度，節(jié)能潛力較大，能夠更大程度地提高回?zé)嵯到y(tǒng)熱經(jīng)