660MW超超临界机组热力系统热经济性分析研究

摘 要： 660MW的超超临界机组发电技术在我国已经有了几十年的使用历史，但是在实际使用的过程中发现其热效率并不是很高，这造成了大量的能源的浪费。本文基于此对660MW的超超临界机组热力系统的热经济性进行了分析和研究。介绍了热力系统的经济分析的相关理论基础，以内蒙古大唐国际托克托发电公司为例结合热经济分析理论对其热经济性进行了分析，最后给出了660MW超超临界机组热力系统经济性的相关建议。

关键词：660MW超超临界机组 热力系统 热经济性分析 建议

中图分类号：TM621.4 文献标识码：A 文章编号：1003-9082（2015）08-0321-01

引言

超超临界机组发电在我国已经有几十年的使用历史了，通过几十年的发展该方面的技术已经相对比较成熟，并且在我们国家已经成熟应用了较长的时间，并且超超临界机组也在朝着越来越高的热效率方向发展。其具有效率高以及无污染等优点，所以在未来超超临界发电机组具有很强的竞争力。使我国的火力发电从长期的对于煤的高依赖性中解放出来，使得我国火力发电的原料来源变得多样化，使得我国和世界上先进国家之间的发电水平缩短，所以对我国现有的超超临界发电机组进行研究是十分必要的。随着我国电力科学技术的不断发展我国有能力将电力系统的发展目标定位到国际先进水平，在这个过程中充分的应用我国在这几十年的电力系统方面的技术积累，使得我国的超超临界机组获得质的飞跃。在技术层面来看超超临界机组技术参数的选择受到多方面因素的制约，但是目前瓶颈集中在材料这一块。在目前国外的相关方面的材料已经非常成熟并且得到应用。在我国超超临界机组的造价成本也越来越低，这使得我们国家越来越倾向于采购此类的发电机组。在采购国外或者是本国研发的超超临界机组的过程中最为主要的还是要考虑到超超临界机组的可靠性以及经济性，所以目前最为主要的是改进超超临界机组发电机使其具备更高的热效率。基于此本文展开了对于超超临界机组的热经济性的研究。

一、热力系统经济性分析的相关理论

1.等效焓降法

等效焓降法就是热力学中的热力的转换，也就是利用热力系统的相关参数来对热能向电能的转换以及转换的效率研究的一种方法。在热力系统设备以及设备的参数确定之后，那么热量相关的参数也就确定了，然后通过相应的公式进行计算，就可以得到相关参数的输出。对于超超临界机组的热经济性进行分析就是基于这个原理，就是利于上述参数进行热量的计算。这种研究的方式只是将其他的参数固定研究的是其他的参数的变化对于热经济性的影响，都是以每个参数对于整个系统的经济性影响的研究为前提。

2.蒸汽等效焓降

等效焓降的计算过程中蒸汽等效焓降值是确定不变的。这种计算的方式能够有效的消除传统的等效焓降计算中的不利因素，也就是热力系统中所有的可能造成经济性的变化都被考虑到了其中。其计算的结果会对抽气量以及蒸汽量产生一定的影响，所以需要对蒸汽等效焓降进行重新的计算，才能够得出较为经济性的后果。如果计算过程中将蒸汽的量进行固定，所以热力系统中的经济性，只是和蒸汽轮机的功率是有关系的，蒸汽流量的变化不会对整个系统的经济性产生影响。所以单一的对蒸汽的流量进行分析就可以得到经济性的相关变化。这种分析方式就大大减少了系统分析过程中的变量，简化了计算。

二、内蒙古大唐国际托克托660MW超超临界参数与技术经济性的分析

1.超超临界机组热力参数和其效率的关系

在发电系统的热力循环的过程中，蒸汽的相关参数的变化直接影响到了超超临界机组的热效率。而燃煤的热力发电系统的热循环都是按照朗动规律运行的，通过将蒸汽的温度以及压力参数提高，以及采用改进的再热系统或者是增加再热的次数来高超超临界机组的热效率。在一定的条件下如果蒸汽或者是新蒸汽的温度每提高一度，那么机组的相应的热消耗就会有所下降。如果在这个过程中增加再热器再热的次数的话，那么蒸汽的热效率就会比一次再热的效率要高的多。通常的超超临界机组的相关蒸汽压力以及温度参数为16.7MPa/538/538℃，其发电过程中的热效率一般为40%。改进后的超超临界机组的参数为24.1MPa/538/566℃，其对应的热效率可以达到42%。所以超超临界机组的改进实际上就是对于蒸汽的压力以及温度参数的提升，但是对于温度和压力的提升必须要有合适的材料作为支撑。一般来讲超超临界的蒸汽的压力值为30-35 MPa，温度值在593-600℃左右或者是具有更高的温度，并且超超临界机组一般具有再热装置。有的学者认为，超超临界机组所要达到的温度已经超过一定的范畴，任何的超临界机组如果其蒸汽的温度以及蒸汽的压力值超过这一界限都被成为是超超临界，或者称其为提高了临界参数的临界机组。在国外的很多文献中都对该种类型的临界机组进行过介绍，按照其翻译过来的汉语的意思就称为是超超临界机组。

2.超超临界蒸汽压力与技术经济性之间的关系

通过近几十年材料技术的发展超超临界机组的进气的压力值已经达到了一定的数值，本文对于这几种的超超临界系统热经济性进行了分析一般来讲采用进气的压力值的时候为了减少蒸汽的含水量会进行再热。所以其在只有一次再热的超超临界发电机组上是无法使用的。所以相关的经济性的分析主要集中在以往参考的数据上。蒸汽轮机的进气的气压和蒸汽轮机出气的气压具有一定的比例关系，但是超超临界机组的热效率不仅仅只考虑到热效率还要综合考虑提高参数后所花费的成本是否要低于从一段时间来看所节约的成本。但是对于660MW的超超临界机组的热经济性尤其是涉及到蒸汽压力值的选择上还是存在着一定的分歧，本文从发电厂长期的运作所解决的资金和提高压力参数后的成本来综合考虑确定蒸汽压力的选择。通过综合的因素考虑，采用较高标准和低一等级的标准没有太大的差别，从目前的技术以及材料水平来看都能够达到相应的技术要求；但是从长远的经济性进行考虑的话，尽管在相应的满载负荷下其热效率相比压力较低的参数有所提高，但是在较低负荷的情况下其热效率反而会降低；并且采用28Mpa一次性投入的资金是一笔不小的开支所产生的热效率的提高确实微乎其微，所以综合上述因素来考虑一般选取低等级标准作为蒸汽压力值。

3.提高超超临界机组热力系统经济性的建议

从上述的分析來看，如果要提高超超临界机组的热效率，那么就要在一定程度上提高蒸汽压力值以及温度，温度的提高以及压力值的提高都会在一定程度上降低热的损耗，使得热能向电能转化的过程中转化的效率能够得到提升。但是在实际的应用过程中不论是压力值的提高或者是温度的提高都对锅炉参数提出了更高的要求，这需要企业一次性投入大量的成本，所以提高超超临界热力机组的热效率要结合企业的经济因素以及技术因素两个方面来进行考虑，如果技术实现上没有问题，那么就要考虑一次性投入和长期节约的资本是否具有相应的经济性，如果满足企业自身的利益那么就可以提高超超临界系统的参数，如果对于企业来讲提高参数是不经济的那么就没有必要提高超超临界机组的热效率。

结语

随着我国经济的飞速发展，长期以来经济的发展对于高消耗以及高污染能源的利用使得我们付出了惨痛的代价，随着不可再生资源的日益减少以及环境的恶化，人们开始使用电能作为一种能源来支撑我国的经济发展，超超临界机组就是在超临界机组发展的过程中产生的一项新的发电机组技术，本文对于我国超超临界机组热效率的经济性以及经济性提高的原理进行分析并结合企业的技术和经济性提出了企业应用超超临界机组的建议。有效的为企业超超临界机组的应用提供了理论上的支持。

参考文献

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[2]张树芳，郭江龙，陈海平，彭启珍，冯卫强.加热器抽汽压损对再热器吸热量影响分析的精确模型[J].上海汽轮机. 2003（04）

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