无再热超超临界机组热力系统及其优化设计

    王颖

    摘 要：针对大型超超临界二次再热系统回热抽汽温较高、热度较大情况，本文提出无再热超超临界机组的热力系统优化设计，并经过仿真计算发现经过优化设计之后的系统抽油过热温度呈大幅度降低。

    关键词：无再热超超临界机组；热力系统；优化设计

    DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.10.157

    近些年来我国能源问题成为我国发展中所重视的关键问题，火电机组也随之呈高参数大容量的发展方向。超超临界再热技术能够对火电机组的初始参数有效提升，也进一步对机组的经济性有所提高，作为目前火电机组的研究关键发展趋向[1]。超临界及超超临界机组现如今被较为广泛的运用于国际间火电技术比较先进的国家，作为火电结构内地的主流机型。发展高参数、大容量的发电技术，作为本文的研究切入点，展开对无再热超超临界机组热力系统及其优化探索。

    1 超超临界机组特点简述

    根据目前国际间有关超超临界机组的设计运行具体现状，发现超超临界机组的参数发电技术可靠性较高，我国运行机组达到了经济效益及运行可靠性[2]。那么超超临界机组的主要技术特点包括，根据国内外运行情况，设备的可用率较亚临界机组明显较高，且发电能耗较亚临界机组明显降低，不仅如此达到的节能收益能够弥补投资增加数额。与此同时还达到了较好的调节负荷优越性，达到发电量同样的前提下，能够最大化降低耗煤量，且超超临界机组还有效解决了运行中所产生的环境污染问题。

    2 单耗分析及应用问题切入点

    参照热力学第二定律针对任一能源的利用过程，一般性表示?平衡关系，通常描述为燃料?=产品?+?耗损，公式如下[3]：。据此对于任何能源的利用过程，单耗分析模型表示为[4]：b=。在完成单耗理论分析时首先，需要界定热耗能产品的热力学第二定律运用，也就是最低燃料单耗，作为无关生产过程的数值，较实际单耗从而得出产品生产理论节能潜力。但是目前能源单耗分析仍然在交通运输领域、二次产品生产其余运用中存在一定问题，针对内燃机、电动机、机床、纺织品、服装等物质性产品作为原料的二次产品生产，虽然同样会对能源造成消耗，但是通常无法对产品的最低燃料单耗完成计算，因此对理论节能潜力分析中存在制约因素。

    3 再热器作用及超超临界机组热力系统设计新思路

    再热器实现了将汽轮机高压缸所做过的部分功蒸汽，实现将其重新送入至锅炉内，加大庵后返回值汽轮机组完成中压和低压缸的做功。通过运用再热器起再热循环作用，能够增加每千克蒸汽的所作功，因此降低耗汽滤。那么本文提出无再热超超临界机组的热力系统优化设计，即将再热器去掉运用核电汽轮机匹配，经过实现火电机组的有效改造，也就是將本文提出的优化后火电机组高压缸内部排汽，直接进入至机组高压及低压缸，能够增加水流量从而满足电汽轮机组的运行需求。再者对原火电机组高压缸改造中，还可以移动中压缸的叶片至高压缸，也对通流面积很大程度有效增加。

    4 2000MW超超临界机组全长原则性热力系统优化设计计算

    4.1 优化后过热蒸汽流量

    通过根据如上提出的将锅炉再热器去掉之后，新机组的过热器会将原机组的再热器吸热量全部吸收，为了确保过热蒸汽的参数恒定，需要对主蒸汽流量增加。首先完成再热器去掉之后的火电机组流量计算公式为：，过热蒸汽增加量：，根据如上公式可得过热蒸汽达到了638545kg/h的增加量。原过热蒸汽流量相加改造后过热蒸汽增加量即新机组的蒸汽流量，综合经过改造后锅炉给水流量即3725.6t/h。

    4.2 确定各抽汽压力及回热加热系统汽水参数计算

    设计回热系统包括4个高压加热器、1个低压加热器以及1个除氧器，设定322℃的给水温度，能够得出H1高压加热器322℃给水出口温度，那么除氧器的出口171℃水温。综合考虑抽气口的设计方便要素，第三级抽泣由高压缸排气管道的上部完成抽取，确保高压缸的排汽参数等同抽气的温度及压力。之后得出各个加热器的出水口水文及断差，完成疏水温度的求得也就是加热器工作压力。最终根据计算结果拟定近似热流偶成的曲线，求得热抽汽比焓值（见图1），较原机组达到了预期的汽轮机加热经济指标。

    5 结语

    本文通过提出无再热超超临界机组热力系统的优化设计思路，提出通过将锅炉再热器去除之后，从而达到了效率有效提升，设备机组有效简化的目的。

    参考文献：

    [1]李运泽，杨献勇，严俊杰，et al.二次再热超临界机组热力系统的三系数线性分析法[J].中国电机工程学报，2016，22（06）：132-136.

    [2]严俊杰，邵树峰，李杨，et al.二次再热超临界机组热力系统经济性定量分析方法[J].中国电机工程学报，2014，24（01）：186-190.

    [3]王朝伟.600MW超超临界机组热力系统热经济性分析研究[D].华北电力大学（河北），2017.

    [4]白慧峰，徐越，陈德龙.基于Aspen Plus平台的超超临界机组热力系统性能预测模型开发[J].热力发电，2016，35（04）：14-16.