赵兴
（广东粤电博贺煤电有限公司 广东茂名 525000）
摘要：火电机组的热力系统热经济性分析是反映火电机组各项经济指标以及各环节节能减排的基础。本文主要分析超超临界火电机组热力系统各个工况下的各项热经济指标以及提出系统优化措施。
关键词：热力系统；系统优化
1我国现今电力能源的发展现状
随着我国电力制造企业的巨大发展，1000MW超超临界的火电机组的运行数量和总装机容量上都达到了世界第一[1]。火电仍然是我国主力发电形式。
2某电厂火电机组的热力系统
由所查询和最终选取的资料，采用某百万火力发电机组的热力系统作为本课题的研究材料。
某电厂2×1000MW机组原则性热力系统图
某电厂选用上汽1000WW超超临界汽轮机
1）主蒸汽及再热蒸汽系统
主蒸汽及再热蒸汽系统是指从锅炉过热器出口联箱到汽轮机高
中压自动主汽门前的蒸汽管阀门及疏水管道阀门所组成的系统，均为单元制系统。机组旁路采用高压和低压两级串联的旁路系统，高旁为一路，低旁为两路，容量：高旁40%BMCR，低旁40%BMCR+高旁喷水量。
2）回热抽汽系统
该系统的汽轮机采用八段非调节抽汽，三个高压加热器（内设蒸汽冷却段和疏水冷却段）由一、二、三段抽汽供给。四段抽汽供除氧器、汽动给水泵和辅助蒸汽联箱。五、六、七、八段抽汽分别供给四台低压加热器。各级加热器采用疏水逐级自流方式。汽机两个低压缸排汽排入双背压凝汽器。
3）给水系统
给水系统为单元制。给水系统配备1台25％容量的电动启动给水泵和两台50％容量的汽动给水泵。给水泵汽轮机为单缸、双流、凝汽式，汽源采用具有高、低压双路进汽的切换进汽方式。
4）凝结水系统
凝汽器的热井排出的凝结水经凝结水泵进入凝结水精处理装置处理后，流经一台轴封冷却器再一次经过四台低压回热加热器之后进入除氧器。
3百万机组不同负荷机组数据分析
N1000-26.25/600/600火电机组的额定工况（THA）、调节门全开工况（VWO）、TMCR工况、75%额定工况、高加全切工况。
1）各工况数据
名称单位额定工况（THA）调节门全开工况（VWO）TMCR工况75%额定工况高加全切工况
发电机端功率MW10001093.2411057.2417501000
汽机总进汽量t/h2707.2653092.9872945.71965.3662361.622
主蒸汽压力、温度MPa/℃27/60027/60027/60020.5/60024.135/600
高压排气压力、温度MPa/℃5.5555/352.76.292/376.16.013/368.24.152/358.15.802/375.9
再热蒸汽流量t/h2277.8752581.9342466.461691.5462348.7
2）各工况的回热抽汽口压力、温度
名称单位额定工况（THA）调节门全开工况（VWO）TMCR工况75%额定工况高加全切工况
#1抽汽口压力、温度MPa/℃7.5/3958.6/4208.18/4125.6/4006.6/395
#2抽汽口压力、温度MPa/℃5.6/3526.1/3786.013/3694.18/3584.7/354
#3抽汽口压力、温度MPa/℃2.38/4832.7/4822.40/4821.8/4862.1/485
#4抽汽口压力、温度MPa/℃1.165/3811.3/3791.242/3800.92/3901.6/385
#5抽汽口压力、温度MPa/℃0.59/2900.66/2870.637/2880.46/2940.53/291
#6抽汽口压力、温度MPa/℃0.24/1920.27/1890.26/1900.19/1980.22/195
#7抽汽口压力、温度MPa/℃0.0638/880.071/910.068/900.05/800.0578/84
#8抽汽口压力、温度MPa/℃0.025/650.027/680.026/640.02/600.023/63
3）各工况的功率、汽耗、热耗、汽轮机内效率
名称单位额定工况（THA）调节门全开工况（VWO）TMCR工况75%额定工况高加全切工况
功率MW10001093.2411057.2147501000
汽耗kg/kW·h2.7072.832.7872.622.66
热耗kJ/kW·h73437411738974597594
汽轮机内效率%高压90.387909191.1
中压93.293.3939393.1
低压9189.58891.590.8
图表一：各工况抽汽口压力分布图（#1-#4）
图表二：各工况抽汽口压力分布图（#5-#8）
图表三：各工况抽汽口温度分布图
图表四：各工况汽轮机高、中、低压缸效率
由上面图表得出：
1）机组带部分负荷75%正常运行时，相对于额定工况。机组的主要参数都低于额定工况的主要参数。回热抽汽口的压力均低于额定工况下回热抽汽口的压力，而温度高于额定工况温度。75%负荷工况下机组的汽耗低于额定工况下机组的汽耗；75%负荷工况下机组的热耗高于额定工况下机组的热耗；75%负荷工况下机组高低压缸的内效率明显高于额定工况下机组高压缸的内效率，而中压缸的内效率基本相等。
2）机组切除高加时，发电机端功率与额定工况相等。高加全切工况汽机总进气量、主蒸汽压力、给水温度、平均排汽焓低于额定工况的总进气量、主蒸汽压力、给水温度、平均排汽焓。其余主要参数高于额定工况。高加全切的抽汽口压力均低于额定工况的抽汽口压力。高加全切机组高压缸的内效率明显高于额定工况下机组高压缸的内效率，而中低压缸的内效率基本相等。
3）调节门全开（VWO）和TMCR工况，机组主要参数高于额定工况。各抽汽口的压力高于额定工况。调节门全开工况的中压缸内效率与额定工况基本相等，高低压缸的内效率均低于额定工况；TMCR工况的高中压缸内效率与额定工况基本相等，低压缸的内效率均低于额定工况。
4影响机组效率的因素
1）再热器减温喷水的变化将使机组的循环热经济性降低。当机组处于事故喷水的情况下，再热器减温喷水的流量将会增加，这结果就会造成机组的热经济性发生强烈的负面后果，从而使得机组相应的增加煤炭的消耗。
2）凝结水的过冷度是凝汽器经济性的指标之一。过冷度的大小表示凝汽器的冷源损失，过冷度的变化将使得进入末级加热器的给水焓值发生变化[2]。凝结水的过冷度与凝汽器的冷源损失成正相关，与机组的热经济性成反相关。过冷度会对在机组的凝汽器的凝结水中含氧量造成影响。
3）机组汽轮机的能量利用率是依据汽轮机各缸的相对内效率，汽轮机各缸的相对内效率是机组运行经济性的重要影响因素之一。通流部分的结垢、内漏、腐蚀或叶片磨损等的扰动都会造成汽轮机各缸内效率的变化。
这些扰动不仅会威胁到机组的安全性，还会对机组的运行经济性造成影响。其中，对于机组热经济性的影响大小关系是：<<。
4）各级加热器参数变化影响机组的热经济性。加热器的抽汽参数主要受到汽轮机通流部分的主汽温度、主汽压力、主汽流量和各级组效率，以及回热系统的各级加热器的上下端差、抽汽压损、辅助汽水相对流量、给水泵功和凝结水过冷度等参数的共同扰动影响[3]。
5）凝汽器真空是凝汽式汽轮机的一个重要参数指标。凝汽器的真空度越高，排气压力也就越低，机组的效率也就越高。在凝汽器真空始终处于最佳真空值，机组的经济性才是最好的。在机组运行时，凝汽器真空受到凝汽器冷端与热端各因素的影响。凝汽器冷端影响因素主要包括：循环冷却水流量、循环冷却水入口温度、凝汽器换热系数、抽气器工作状况、凝结水过冷度等，热端因素主要包括：主蒸汽参数、再热蒸汽参数、回热系统参数（加热器上、下端差等）、汽缸效率、凝汽器杂项疏水等。
5 提高机组效率的有效措施
1）可以适当的降低高压加热器的端差。
2）低压加热器输水系统设疏水泵且无外置式的疏水冷却器。
3）可以通过改进机组的磨煤机系统和密封系统来优化制粉系统。从而可以将制粉系统的制粉耗能降低和制粉效率提高。使用先进的密封技术来改进锅炉的空气预热器依次来有效的预防空预器的漏风，提高机组的效率。
4）火电机组的循环冷却水依旧有许多热能可以再利用。发电厂的循环冷却水丢失的能量所占总输送能量的比例比较高，如果任由能量的丢失，将会对机组的能量利用率造成巨大的影响和浪费。因此对于电厂而言，能够充分的将循环冷却水的热能回收利用就可以对机组的效率有很大的帮助。
6结论
我们可以查阅资料了解到百万火电机组的优点：
1）百万千瓦火电机组的机组供电煤耗比600MW超临界火电机组的供电煤耗约低10克/千瓦时，火电行业素有“10克煤耗，一代技术”的说法。对于如今国家大力倡导的节能减排保护环境有着重要的作用。
2）百万千万的大机组能够节约占地，一般建设为煤电一体项目，能够极大地节约成本，有效利用。大多修建在沿海地区，直接利用海水进行冷却。充分的保护当地的水资源，达到资源利用的最大化。
参考文献：
[1]全国发电装机容量，火电技术网
[2]《凝结水过冷度对火电机组热经济性影响的计算模型》，闫顺林、孙轶卿，汽轮机技术，2009
[3]《火电厂SIS中在线性能计算与分析的应用》，梁艳明、孙立明、贺晋卫，中国电力，2005
论文作者:赵兴
论文发表刊物:《河南电力》2018年19期
论文发表时间:2019/4/12
标签：工况论文; 机组论文; 凝汽器论文; 汽轮机论文; 效率论文; 火电论文; 压力论文; 《河南电力》2018年19期论文;