摘要：字2015年之后，我国建成了一批超超临界二次再热机组，最大容量可达1000MW。由于可将能量的“量”与“质”结合起来，近几年分析法受到了广大学者的青睐，接下来，本文主要研究了集成回热式汽轮机的超超临界二次再热机组设计优化测量，以供参考。
关键词：
引言
超临界二次再热机组以安全、经济、高效、环保而被广泛关注。特别是随着煤价上涨，其优势更为明显的表现出来。我国已经投运及在建的二次再热机组主要有华能莱芜、华电莱州、大唐东营、国电蚌埠、国电泰州、华电句容、国电宿迁、华能安源、江西丰城、国华北海、粤电惠来、深能河源、大唐雷州、国华清远等电厂的数十台机组。但在我国二次再热技术起步较晚，相对较为成熟的一次再热机组的研究、运行、调试经验相对较弱，需要不断的在实践及运行经验中优化，使得二次再热技术更为成熟。
1机组概况
以典型660MW超超临界机组为例进行研究，在THA工况时，机组发电功率为660MW，锅炉为塔式布置的直流炉，主蒸汽温度和压力为600℃和31MPa，一次再热和二次再热温度均为620℃。汽轮机由超高压缸、高压缸、中压缸和低压缸组成，具有十级抽汽回热，即回热加热器为“四高五低一除氧”的布置方式。
2系统建模
本文运用Ebsilon Professional软件进行热力系统的建模。Ebsilon Professional是一款热力系统模拟软件，它能够进行电厂总体的建模及优化分析。Ebsilon建模和热力性能计算中主要假设有:
(1)汽轮机系统中各个气缸的等熵膨胀效率分别为:超高压缸0.89，高压缸0.92，中压缸0.93，低压缸0.88;(2)根据已有研究，回热式汽轮机的效率取0.9;(3)锅炉热效率为0.95;(4)发电机的机械效率为0.989。
运用该软件建立常规机组(基准系统)的模型。经过该机组设计参数的检验，模拟结果与设计参数相对误差小于1%，模拟结果与设计参数误差在允许范围之内，因此本文所用数学模型具有很高的可靠性。
3计算模型
主要采用基于热力学第一定律的热量平衡法和基于热力学第二定律的㶲分析法，进行各个方案能量系统热力性能的分析和评价。发电效率和热耗率是普遍用来评价火电机组热力性能的重要指标;㶲分析能进一步定位能量损失的部位、数量并揭示产生不可逆损失的原因。
4给水泵驱动方式与功率匹配
目前，超超临界二次再热常规机组(基准系统)和加装两级外置式蒸汽冷却器机组(参比系统)中，给水泵均采用小汽机驱动的方式。然而集成回热式汽轮机的各个方案中，一方面由于超超临界二次再热机组相比常规一次再热机组增加了一个汽缸(超高压缸)，使得汽轮机的轴长增加较多，考虑到轴系稳定性的因素，因此回热式汽轮机与主汽轮机采用分轴布置，且回热式汽轮机更具有灵活性;另一方面由于各个方案抽汽级数的不同，回热式汽轮机所发功率可能多于或少于给水泵所需功率，两者功率不能同步匹配。
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为了保证集成回热式汽轮机的各个方案中机组的实发功率与基准系统、参比系统的一致，扣除给水泵所需功率后所得功率值仍为660MW，则所有方案包括基准系统和参比系统可在定功率条件下进行机组性能的比较分析和研究。
5热力性能分析
5.1过热度和回热加热器㶲分析
回热式汽轮机的进汽来自高压缸的部分排汽，不再进行再热。对比基准系统，方案1中进入H2、H3和H4抽汽过热度显著降低;方案2中进入H2、H3、H4和DEA抽汽的过热度有所降低;方案3进入H2、H3、H4、DEA和H6抽汽的过热度明显降低;方案4在方案3的基础上，增加一级抽汽进入H6，排汽作为H7的汽源，进一步降低了进入H7抽汽的过热度。
超超临界二次再热常规机组中，由于进入H2～H7加热器的抽汽过热度过高，使得汽水换热温差较大，从而造成不可逆损失大。集成回热式汽轮机的各个方案中回热加热器总㶲损均小于基准系统和参比系统;而方案4的回热加热器总㶲损最小，在于采用回热式汽轮机的抽汽或排汽替代原常规机组的抽汽级数最多。
5.2整个机组的㶲分析
对于一个超超临界二次再热热力系统来说，统内部之间具有关联性，回热加热器系统的优化和改造必然会对整个机组产生影响。因此，需要对机组的热力性能进行分析和评价，集成回热汽轮机的各个方案(方案1～方案4)机组的发电煤耗均比基准系统和参比系统的低，相应的热耗也小，且其发电效率均超过48%;尽管方案4中机组的回热加热器系统的总㶲损是最小的，但系统总能耗并非最小的，说明回热加热器有最小㶲损不代表机组经济性也最好;方案3是所有集成回热式汽轮机的方案中系统总能耗最小，发电效率最高，比基准系统煤耗降低了2.15g/kW•h，发电效率提高了0.4个百分点，比参比系统煤耗降低了1.27g/kW•h，发电效率提高了23.6%。
结语
超超临界二次再热机组集成回热式汽轮机的各个方案中，当回热汽轮机排汽至7号低压加热器时(方案4)回热加热器总㶲损最小;而排汽至6号低压加热器时(方案3)机组的的发电煤耗最低，说明回热加热器㶲损最小，机组的经济性并不一定最好。集成回热式汽轮机的各个方案中(方案1～方案4)机组的总㶲损比基准系统、参比系统的都小。方案3中机组的总㶲损是最小的，与得到的发电煤耗最小的计算结果相一致，说明方案3的机组的经济性最好;其发电煤耗最低，比基准系统降低了2.149g/kW•h，比参比方案降低了1.267g/kW•h;其发电效率也最高，比基准方案提高了0.4%，比参比方案提高了0.24%。
参考文献：
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论文作者:李加龙
论文发表刊物:《电力设备》2019年第14期
论文发表时间:2019/11/8
标签：机组论文; 汽轮机论文; 方案论文; 系统论文; 加热器论文; 基准论文; 煤耗论文; 《电力设备》2019年第14期论文;