提高再热蒸汽温度对超超临界汽轮机组热经济性的影响

ABSTRACT：This article discusses the possibility of improving reheater temperature to improve the efficiency of ultra-supercritical generating units and the thermal efficiency of the unit changes is calculated by thermodynamic calculation graded when reheating temperature increased from 566 ℃ to 600 ℃。

Key words：temperature of reheater，ultra-supercritical generating units，thermal efficiency

摘要：本文讨论了通过提高再热器温度来提高超超临界机组效率的可能性，并通过分级热力计算算出当再热器温度从566℃提高到600℃时，机组的热效率的变化。

关键词：再热器温度 超超临界机组 热效率

0.引言：

现如今，我国能源需求与日俱增，同时我国火电行业还面临着节能减排的压力。所以通过提高汽轮机组效率降低煤耗势在必行。而提高蒸汽参数是提高汽轮机组热效率的一条重要途径。

超超临界发电技术经过几十年的发展，已是成熟的先进技术，在可靠性、可用率、运行灵活性等方面己和亚临界机组没有差别，己有了较多的商业运行经验。

我国发电制造行业与国外支持方在不同合作方式下设计生产超超临界机组，主要蒸汽参数为24.2MPa/566℃/566℃

欧盟曾提出700℃计划，并希望在2014年完成借此大幅提高蒸汽参数来提高机组热效率。但由于种种原因，该计划被迫推迟。事实上，如此大幅度地提升蒸汽参数需要找到一种新型材料，但是这是一项困难的工作。即使找到了，成本也会大大增加，经济性如何也很难预测。所以这里希望基于现有材料条件下，来提高蒸汽参数从而提高机组效率。

1.提高蒸汽参数对机组效率的影响

理论上来讲，无论是提高机组温度还是压力，都会提高机组热效率。当新蒸汽初温不变仅提高初压时，一定范围内可提高机组热效率。但单独提高初压过大，机组热效率反而会降低，其主要原因是初压提高时蒸汽比容减小，将使汽轮机超高压通流部分叶片高度减小，甚至需要采用部分进汽，这样将使叶片级的二次流损失和轴封漏汽损失都增大，将抵销一部分提高压力参数所带来的好处。同时，低压缸的排汽湿度将随初压的提高而增加，加大湿气损失，使汽轮机的热效率下降。另外初压过高又不采用二次再热，还将使低压缸末级叶片水蚀进入不可接受的程度。

鉴于提升初压对机组效率提升并不是很明显，而且会带来一些危害，所以这里采用提高蒸汽参数来提高机组经济性。而受现在蒸汽管道所用材料P92钢特性限制，主蒸汽温度提升空间极其有限。所以，这里选择提升再热器温度来提高汽轮机组的经济性。

2.蒸汽参数的选定：

2.1蒸汽参数与效率的关系

从理论上讲，蒸汽参数越高，热效率也随之提高。热力循环分析表明，在超临界参数范围的条件下，主蒸汽压力提高1MPa，机组的热耗率下降0.13%-0.15%；主蒸汽温度每提高10℃，机组的热耗率下降0.25%-0.30%；再热蒸汽温度每提高10℃，机组的热耗率下降0.15%-0.20%；即提高蒸汽的温度对提高机组热效率更有益。

2.2材料对蒸汽参数的限定

材料对对蒸汽参数的选择有着两方面的限制。一方面，根据西安热工研究院给出的标准，P92钢和P911钢的推荐温度分别是625℃和620℃；另一方面，蒸汽参数提升之后必将要求蒸汽管道厚度提升，而壁厚过后将导致一系列的问题：焊接难度增加；管系对设备推力增加，布置困难；影响启停速率；壁厚过大时材料无法通过正常热处理获得理想的组织：钢管、管件厂的生产能力，弯管厂的弯管能力都有限。主蒸汽管道管壁厚度要比再热器管道厚得多，受钢材影响，主蒸汽温升极其有限。而再热器则还有一定的温升空间。

综合以上两方面考虑，再结合我国材料制造水平，选定蒸汽参数为24.2MPa/566℃/600℃。

3.热效率的计算

4.结论

本文利用我国N600-24.2/566/566超超临界机组的各项参数，对提高蒸汽参数的可能性进行了探讨，得出的结论是相对于提高主蒸汽的温度和压力，提高再热器温度更为有效和可行。

然后分级具体计算了将再热器温度由566℃提高到600℃时机组的热效率，可以看出提高再热器温度可以提高机组热效率。

参考文献：

[1] 郑体宽. .热力发电厂 中国电力出版社 2008

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[3] 朱宝田 周荣灿. 进一步提高超超临界机组参数应注意的问题 中国电机工程学报 2009，29

[4] 王朝伟 .600MW超超临界机组热经济性分析 北京： 华北电力大学 2006

[5] 常旭东 宁德600MW超临界机组热经济性分析 保定： 华北电力大学 2007

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