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二次再热机组热经济性分析
王红娟;屠珊;鲁敬妮;洪振瀚
【期刊名称】《热力发电》
【年(卷),期】2017(046)001
【摘要】针对典型超(超)临界一次再热机组,在新蒸汽参数和一次再热参数不变的基础上,以5台典型超(超)临界一次再热机组为母机型,叠加1个二次再热部分,构建了二次再热机组模型;采用做功系数法及汽轮机中蒸汽等熵膨胀过程线对二次再热理想循环热效率进行理论分析及数据计算.结果表明:不同机组最佳二次再热压力为一次再热压力的19％～23％;相同机组二次再热压力与一次再热压力比值的选取范围为15％～30％;在该压力范围内,二次再热理想循环热效率比一次再热高约1％.该结论为实际工程中二次再热压力的选取提供参考.
【总页数】4页(P7-10)
【作者】王红娟;屠珊;鲁敬妮;洪振瀚
【作者单位】西安交通大学能源与动力工程学院,陕西西安 710049;西安交通大学能源与动力工程学院,陕西西安 710049;西安交通大学能源与动力工程学院,陕西西安 710049;西安交通大学能源与动力工程学院,陕西西安 710049
【正文语种】中文
【中图分类】TK212
【相关文献】
1.二次再热火电机组热力系统热经济性矩阵分析方法 [J], 张树芳;冉鹏;肖淼
2.应用扩展型能效分布矩阵分析二次再热机组的热经济性 [J], 张树芳;冉鹏;郭江龙
3.一次、二次再热机组汽轮机高低位布置方案热经济性分析 [J], 付亦葳;谢天;屈杰
4.超超临界二次再热机组热经济性及技术经济性分析 [J], 刁美玲;唐春丽;朱信;邓磊;车得福
5.超超临界二次再热发电机组热经济性分析 [J], 谷雅秀;王生鹏;杨寿敏;朱宝田因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
1000MW二次再热超超临界机组仿真及热经济性分析作者：章鹏来源：《中国科技博览》2017年第02期[摘要]随着不可再生资源的急剧减少，生态环境持续遭受破坏，能源即将成为经济发展发展的瓶颈和短板。
与此同时，我国政府也提出“既要金山银山，也要绿水青山”的生态可持续发展战略。
因此，寻找高容量、高利用率以及低污染的火电机组设备工作已经越来越紧迫。
本文主要论述了二次再热技术的背景与问题、针对1000mw二次再热超超临界机组仿进行真实验以及对其热经济性研究分析三个方面的问题。
[关键词]二次再热；仿真；热经济中图分类号：TM621 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）02-0148-01一、二次再热技术历史发展与问题上世纪六、七十年代是二次再燃机组投入运营的高峰期，不过，后来由于材料便宜，技术水平较低，利润较低，同时二次再热机组较为复杂和昂贵，九十年代的二次再燃机组发展开始停滞不前，发展缓慢。
目前，据有关数据显示，美国拥有全球最多的二次再热机组，数量超过23台。
日本次之，超过13台超（超）临界二次再热机组在运行。
随着泰州国电二次再热机组示范点的开设，全国范围内开始进行学习和应用，标志着我国已经基本掌握了二次再热超超临界机组开发和运维技术。
虽然经过几年的快速发展，但是相对于国际发达国家，我国二次再热机组仍处于发展的初级阶段的内部环境，以及外部数据不完善、发达国家封锁核心技术等严峻的外部环境，这就需要我们不断地去探索其中的机制和特性，避免因缺乏对于二次再热机组的全面认识使我国热电机组的发展走向弯路。
二、1000MW二次再热超超临界机组热经济性分析热经济性分析是通过机组热力系统的运行进行数据提取、分析和组合运算，根据得到的数据，挖掘出其中的潜在影响因素和其中“最大路径”，从而实现最大可能的降低电厂的能源损耗，同时这些数据也为热力系统的组装、改进和完善提供了理论基础，进而明确重要的热经济性指标，最终实现优化结构和提高效益的目的。
火力发电机组二次再热控制方式的探讨刘树洲;米大利【摘要】与传统的一次再热机组相比，采用二次再热能够进一步提高机组热效率，减少二氧化碳和氮氧化物等燃烧污染物的排放，二次再热技术是中国电力工业的重要发展方向。
本文针对二次再热系统的控制尤其是二次再热蒸汽温度的控制进行了论述。
%Compared with the traditional single reheat unit, using double reheat unit can further improve the thermal efficiency and reduce emissions of carbon dioxide and combustion pollutants such as nitrogen oxides, double reheat technology is an important development directionof China's power industry. In this paper, the control of double reheat system, especially secondary reheat steam temperature control are discussed..【期刊名称】《仪器仪表用户》【年(卷),期】2015(000)002【总页数】3页(P82-84)【关键词】热工自动化;二次再热;火力发电;控制方式【作者】刘树洲;米大利【作者单位】中南电力设计院，武汉 430071;中南电力设计院，武汉 430071【正文语种】中文1 二次再热机组简介蒸汽中间再过热，就是将汽轮机（高压部分）内膨胀至某一中间压力的蒸汽全部引出，进入到锅炉的再热器中再次加热，然后再到汽轮机（低压部分）内继续做功。
经过再热以后，蒸汽膨胀终了的干度有明显地提高。
虽然最初只是将再热作为解决主汽干度问题的一种办法，而发展到今天，它的意义已远不止此。
超超临界二次再热机组热力系统优化分析作者：赵晓军来源：《企业科技与发展》2018年第02期【摘要】对于大型超超临界二次再热系统回热抽汽温度高、过热度大等情况，通过采用优化后具备回热式小汽轮机的超超临界二次再热热力系统，利用EBSILON软件对常规二次再热系统和优化后的热力系统进行仿真计算，最终优化后系统的抽油过热度大幅度下降。
为对优化后系统的经济性做出进一步验证分析，运用㶲分析理论，对常规二次再热热力系统和经过优化的系统的抽汽回热系统的指标进行了全面的计算和对比分析。
【关键词】超超临界；二次再热；抽汽过热度；小汽轮机；分析【中图分类号】TM621 【文献标识码】A 【文章编号】1674-0688（2018）02-0095-020 引言近年来，随着我国能源形势不断紧张，火电机组逐步向着高参数大容量方向发展[1]。
超超临界二次再热技术可以进一步提高火电机组初参数，进而提高机组经济性，是当今火电机组研究的一个重要发展方向[2]。
同时，经过锅炉两次再热器加热也导致回热系统的抽汽参数升高，抽汽过热度也会提高，增加了回热加热器的不可逆损失。
为了进一步提高二次再热机组的热经济性，需要优化利用回热抽汽过热度[3]。
1 超超临界常规二次再热系统超超临界二次再热机组，汽轮机包括五缸四排汽单轴，由高压缸（HP）、第一再热中压缸（IP1）、第二再热中压缸（IP2）及2个低压缸（LP1、LP2）共5个汽缸组成，效率分别为90%、91.5%、91.8%、92%，共10级抽汽回热，额定背压取为4.5 kPa，一次再热和二次再热蒸汽压损均为10%，锅炉效率为94%，管道效率为99.1%，厂用电率为3.5%[4]。
系统主要参数如下：发电功率为1 000 MW；主汽门前蒸汽压力与温度分别为31 MPa、600 ℃；主蒸汽进汽量为2 629.5 t/h；一次再热后蒸汽压力与温度分别为10.09 MPa、610 ℃；二次在热后蒸汽压力与温度分别为3.084 MPa、610 ℃；给水温度为315 ℃。
第42卷第9期热力发电V ol42N o9 2013年9月T H E R MA L P O W ER G E N E R A T I O N Sep．2013[摘遮遮临寥二次再垫发电机组垫缠济叶生弓’析谷雅秀1，王生鹏2，杨寿敏2，朱宝田21．长安大学环境科学与工程学院，陕西西安7100542．西安热工研究院有限公司，陕西西安710032要]在一次再热机组的主蒸汽压力、主蒸汽温度、再热蒸汽温度保持不变的基础上，采用二次再热可降低汽轮机的热耗率，提高机组效率。
以某参数为26．25M Pa／600℃／600℃／600℃超超临界1000M W机组为例，对其进行一次再热与二次再热循环下的各热经济指标对比发现，1000M W负荷工况下，二次再热机组汽轮机热耗率比一次再热机组热耗率降低了92kJ／(kW h)，供电煤耗率降低了3．47g／(kW h)，机组净效率提高了0．57％。
[关键词]超超l临界；1000M W机组；二次再热；热耗率；机组净效率[中图分类号]T K212．+4、TK262[文献标识码]A[文章编号]1002—3364(2013)09—0007—03 I D O l编号]10．3969／j．i ss n．1002—3364．2013．09．007T her m al ec onom i c anal ys i s on an ul t r a s uper cr i t i c al uni tw i t h s ec ond r eheat c yc l eG U Y a xi ul。
W A N G S hengpen92，Y A N G Shoum i n2，ZH U B aot i an21．School of En vi ronm e nt a l S c i e nce and E ngi ne er i ng，C hang'an U ni ver s i t y，X i’an710054，C hi na2．X i'an T her m al P ow er R es ea r ch I ns t i t ut e C o．，Lt d．，X i'an710032，C hi naA bs t r a c t：O n t he ba si s of keepi ng t he m ai n s t ea m pr es s ur e and t em per at ur e and r e hea t s t ea mt em—per a t ur e of t he uni t w i t h s i ngl e r e hea t cycl e cons t a nt，a ppl yi ngs econd r e hea t cycl e ca n r educe t he he at cons um pt i on r at e and enhance t he uni t ef f i c i ency．T a ki ng a n ul t r a super cr i t i cal1000M W u—ni t w i t h doubl e r e hea t cyc l es and s t eam par am et er of26．25M P a／600。
超超临界火电机组热力系统热经济分析摘要：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。
宁德600MW超临界机组热力系统热经济性分析的开
题报告
标题：宁德600MW超临界机组热力系统热经济性分析
摘要：
宁德600MW超临界机组是一种新型的高效节能发电设备。
在热力系统中，热经济性是评价机组热能利用效率的重要指标。
本文旨在分析该
机组热力系统的热经济性，对其进行评价和提升。
本文首先介绍了超临界机组的基本原理和技术特点。
然后，对宁德600MW超临界机组的热力系统进行了详细的描述，包括供热系统、蒸汽发生系统和余热利用系统等。
接着，通过对机组运行数据的统计和分析，计算了其热能输入和输出量，并利用热经济学方法得出了机组的热经济
系数。
在此基础上，本文对热经济系数进行了进一步探究。
通过对比相似
机组的热经济系数，分析了宁德600MW超临界机组的优势和劣势。
针对机组热经济性存在的问题，本文提出了相应的优化措施，包括提高汽轮
机效率、优化水处理系统、增加冷却水量等。
最后，本文对宁德600MW超临界机组的热经济性进行了总结和展望。
认为在今后的运行中，需要进一步提高机组的热经济性，以实现更高效
的能源利用和更加可持续的发展。
关键词：超临界机组；热力系统；热经济性；热经济系数；优化措施。
热平衡研究方案1. 研究背景我国能源消耗量日益剧增，而世界能源相对紧缺，提高设备的热效率，提高企业的能量利用率，已愈来愈为人们所重视。
进行能量平衡研究，以评价企业能源利用状况，找出能源浪费的环节或部位，可以优化用能过程，指导节能工作，从而降低成本、提高生产效率，对提高企业效益、保护生态环境、促进地区经济发展，以及支援国防建设有重要意义。
在企业的生产过程中伴随着各种能量的传递、转换和利用过程，而热能则是其能量利用的主要形式。
进行能量平衡是考察设备及企业的能量构成、分布、利用的有效而科学的手段，是能源领域重要的基础性工作。
企业热能利用主要以蒸汽为主，所使用的蒸汽总量巨大、压力等级多，热源及用热设备和用户多，管网系统复杂，存在部分区域热源与热负荷不匹配、蒸汽节流、低压蒸汽排空、部分凝结水不能回收等问题，影响全厂的能源利用效率。
本项目将利用热力学第一定律和第二定律，针对企业的热能生产、传输及利用过程存在的问题进行研究分析，建立其热能利用过程的物理及数学模型并进行热平衡分析，查清其热能利用的现状，获得汽热能利用效率；针对热能利用过程存在的问题并结合企业的未来发展制订热能利用规划，提出提高其能源利用效率的方案，为企业的科学、高效用能提供理论依据。
2. 研究内容本项目研究内容主要包括以下四个方面：1) 建立热平衡模型确定本项目热平衡研究的调查区域及对象，统计其主要的热力设备及管道系统，建立区域内热能的生产、传输及利用的系统流程图，在此基础上利用热力学第一定律，以及热力学第二定律获得企业热平衡的物理模型及数学模型，为本项目的热平衡计算奠定理论基础。
2) 计算热能利用效率根据企业相关部门所提供的某一时间段主要热力设备的能耗数据及参数，考虑不同的季节，进行所考察的区域及对象的热平衡计算，获得各热力设备的热效率及火用效率；在此基础上根据上述热平衡模型得到热能的生产、输送及利用三个环节的热效率及火用效率，进而获得典型季节时企业总的热效率及火用效率。
第24卷第1期中国电机工程学报Vol.24 No.1 Jan. 20042004年1月Proceedings of the CSEE ©2004 Chin.Soc.for Elec.Eng. 文章编号：0258-8013（2004）01-0186-05 中图分类号：TK212.4 文献标识码：A 学科分类号：470·2099二次再热超临界机组热力系统经济性定量分析方法严俊杰，邵树峰，李杨，刘继平，林万超（西安交通大学能源与动力工程学院，陕西西安 710049）A METHOD FOR ANALYSIS THE ECONOMICS OF A THERMAL SYSTEM IN ASUPERCRITICAL PRESSURE POWER UNIT WITH DOUBLE REHEAT CYCLESYAN Jun-jie, SHAO Shu-feng, LI Yang, LIU JI-ping, LIN Wan-chao（School of Energy and Power Engineering, Xi’an Jiaotong University, Xi’an 710049, China）ABSTRACT: Based on the theory of “equivalent enthalpy drop” and aiming at the supercritical pressure unit with double reheat cycles, a set of mathematical models for calculating “equivalent enthalpy drop” and efficiency of regeneration cycle are established. Through a strict theoretical analysis and mathematical formulation, a calculating method for the equiva-lent enthalpy drop of nominal and real extractions is obtained, and the principles for local quantitative analysis of the econo-mics for the thermal system of supercritical pressure unit with double reheat cycle are given. A set of complete quantitative calculating methods is formed in which by using the model, only 3 equations are needed and result in a fast and convenient calculation the economics changes of the system during a local adjustment and changes of the criterion, and provides an accurate method for the economics analysis and energy-saving diagnosis for such kind of units. A practical case study has proved the feasibility and accuracy of the model.KEY WORDS: Supercritical pressure power unit with double re-heaters; Thermal system; Economics analysis摘要：该文针对二次再热超临界机组采用了二次再热和高低压加热器回热抽汽均设有外置蒸汽冷却器进行过热度跨级利用的特点，基于等效热降理论，经过严格的理论分析和数学推导，得出了各加热器名义和真实抽汽等效热降及抽汽效率的计算方法，给出了二次再热超临界机组热力系统经济性的局部定量分析法则，形成了一套完整的经济性定量计算方法。
利用该模型仅用3个公式即可以方便、快捷、准确地计算出热力系统发生局部调整和变化时机组经济性指标的变化，为此类机组的经济性分析和节能诊断提基金项目：国家自然科学基金项目（50106010）；国家“973”重点基础研究发展规划基金项目（G2000026303）。
Project Supported by National Natural Science Foundation of China （50106010）；Project Subsidized by the Special Funds for Major State Basic Research Projects of China（G2000026303）．供了一种简捷、准确的定量方法。
并通过实例计算验证了该模型的可行性和准确性。
关键词：二次再热超临界；热力系统；热经济分析1 引言等效热降理论是基于热力学的热功转换原理，利用热力系统局部定量分析代替整体热力系统计算的一种简捷、快速、方便的热力系统经济性定量分析方法，已经形成了比较完善的常规凝汽机组、一次再热机组、供热机组和压水堆核电机组的热力系统经济性诊断和分析方法[1~4]，并已广泛应用于我国火电厂的节能诊断和节能改造，创造了巨大的社会效益和经济效益。
二次再热超临界机组是一种清洁、高效的新型火电机组，已确定为我国“十五”863重点研究和开发项目，研究其热力系统的定量分析方法对该种机组的设计和运行均具有十分重要的意义。
由于二次再热超临界机组热力系统与现有火电机组相比有很大的区别：首先采用了二级再热器以提高机组热经济性，其次不仅高压加热器采用外置蒸汽冷却器，而且由于低压抽汽过热度很大，所以低压加热器的回热抽汽也采用了外置蒸汽冷却器进行过热度热量的跨级利用。
这样就使其热力系统比我国现有机组更加复杂，当热力系统发生变化时，会导致二级再热器吸热量与高低压加热器外置式蒸汽冷却器放热量等相互耦合，从而使常规的定量分析计算变得非常复杂和繁琐，而现有的等效热降分析方法又不再能直接适用。
针对这一问题，文[4]利用矩阵运算，得出了三系数线形整体计算分析方法。
本文旨在基于等效热降理论，建立一套完整的二次第1期 严俊杰等： 二次再热超临界机组热力系统经济性定量分析方法 187再热超临界机组热力系统局部定量分析方法，为此类机组的经济性诊断和热力系统定量分析提供简捷、快速、有效的工具。
2 数学模型2.1 二次再热超临界机组热力系统简介图1所示为典型的二次再热超临界机组的热力系统。
从图中可以看出其热力系统中除了采用二次再热以外，高压加热器7的回热抽汽过热度直接用于提高给水温度，低压加热器4的回热抽汽过热度跨级用于提高除氧器的进水温度。
12312312345678R 1R 2图1 典型的二次再热超临界机组热力系统图Fig.1 Flow chart of typical supercritical pressure powerplant with double reheat2.2 抽汽等效热降和抽汽效率根据等效热降理论[1]，可以定义二次再热热段 以后的回热加热器抽汽的名义等效热降*j H 为∑−=⋅−−=11**j r r rrn j jH q A h h H (1) 式中 h j 为加热器j 的抽汽焓，kJ/kg ；h n 为汽轮机的排汽焓，kJ/kg ；q r 为加热器r 的1kg 抽汽在该加热器中的真实放热量，kJ/kg ，计算方法参见文[4]；A r 根据加热器的型式取τr 或γr ，kJ/kg ；具体取法参见文[1]；τr 为1kg 凝结水在加热器r 的焓升， kJ/kg ；γr 为另一个加热器的1kg 疏水在加热器r 的放热量，kJ/kg ；j 为加热器的编号（j =1,2,3,4,5）。
定义二次再热冷段至一次再热热段后的回热 抽汽的名义等效热降*jH 为∑−=⋅−+−=11*2*j r r rrn j jH q A h h H σ (2) 式中 2σ为1kg 二次再热蒸汽在二次再热器的吸热量，kJ/kg ；j 为加热器的编号( j =6,7)。
定义一次再热冷段及其以前的回热抽汽的名义 等效热降*jH 为∑−=⋅−++−=11*21*j r r rrn j j H q A h h H σσ (3) 式中 1σ为1kg 一次再热蒸汽在一次再热器的吸热量，kJ/kg ；j 为加热器的编号（j =8）。
从图1所示的二次再热超临界机组的热力系统可以看出，由于采用二次再热后低压加热器的回热抽汽的过热度加大，为了充分利用抽汽过热度，因此低压加热器4也采用了外置蒸汽冷却器进行过热度热量的跨级利用于加热器6，这样当低压加热器4排挤1kg 抽汽返回汽轮机时，就不仅影响比低压加热器4压力低的加热器的抽汽，同时还会影响加热器6和低压加热器5的抽汽，因此低压加热器4的真实抽汽等效热降就不是上面定义的名义等效热降，通过热力系统分析和数学推导，可以得出在低压加热器4处进行热量利用使1kg 抽汽返回汽轮机的真实作功为6*66444141*441q H q h h H q A h h H r r r r n ⋅∆⋅−∆−⋅−−=∑−=α (4)式中 ∆h 4为低压加热器4的1kg 抽汽在外置式蒸汽冷却器中的放热量，kJ/kg ；α4为低压加热器4所在的加热单元出水系数为1时的抽汽份额，5544444q q q τγτα⋅−=。
因此，二次再热超临界机组各加热器抽汽的真实等效热降计算方法为：（1）按照式(1)~(3)计算各级抽汽的名义等效热降*j H （j =1,2,3, (8)； （2）加热器1至加热器3的真实抽汽等效热 降为*j j H H = （j =1,2,3）； （3）由式(4)计算加热器4的真实抽汽等效热降；（4）加热器5的真实抽汽等效热降为−−=n j j h h H ∑−=⋅11j r r rrH q γ （j =5）； （5）二次再热冷段至一次再热热段后的回热抽汽的真实等效热降H j 为∑−=⋅−+−=112j r r rrn j j H qA h h H σ；（6）一次再热冷段及其以前的加热器抽汽的等效热降H j 为∑−=⋅−++−=1121j r r rrn j j H q A h h H σσ； （7）各加热器的抽汽效率为j j j q H /=η 。
