超临界火电机组二次再热技术

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1、超临界火电机组二次再热技术张经武2014-12主要内容1二次再热机组的概况2二次再热机组的经济分析3二次再热系统的特点4二次再热锅炉的关键技术5国内二次再热机组锅炉的设计特点6结束语1二次再热机组的概况1.1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，然后回到汽轮机（低压部分）内继续作功。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乏汽干度问题的一种办法，而发展到后来，它的意义已远不止此。现代大型机组几乎毫无例外地都采用再热循环，因此它已成为大型机组提高热效率的必要措施。从世

2、界上现有的发电机组来说，再热方式分为一次再热和二次再热两种。1二次再热机组的概况1.2二次再热应用情况近几年来投产的锅炉全采用一次再热方式。而在早期（20世纪50年代至70年代）,受金属材料性能限制，有不少机组采用了二次再热方式。在国际上，从20世纪50年代开始，美国、西德、日本等国家均建造了大量二次再热发电机组。在美国的超临界压力锅炉中，一次再热机组除了1964年外，占了绝对优势，在1973年以后的机组，没有再采用二次再热。在二次再热机组中，又以再热汽温逐步升高的538/552/566℃这种机组使用得最普遍，共有12台，占二次再热机组的48%。1二次再热机组的概况日

3、本的超临界压力机组中，二次再热机组中以538/552/566℃这种再热蒸汽温度逐步上升的机组用得最普遍，占二次再热机组的54.5%，而且日本二次再热机组采用的燃料多为重油。由于过分注重初压的提高（大于30MPa）采用二次中间再热而使机组结构复杂、运行困难、可用率不高，导致运行参数被迫下降，出现发展停滞和参数反复的现象。1二次再热机组的概况这期间，除了早期美国的三台机组外，只有日本川越电站两台700MW机组（31MPa/566/566/566℃,1989年）和丹麦二台415MW（28.5MPa,580/580/580℃，1998年）机组采用二次再热的超超临界机组。国外，

4、近十多年投运的超超临界机组中，主蒸汽压力＞（30~31）MPa的机组台数仅三台，其中两台是二次再热机组。近五年来新投运的超超临界机组没有采用二次再热。国内，目前在建的有国电泰州电厂2×1000MW、华能莱芜电厂2×1000MW、华能安源电厂2×660MW、国电蚌埠电厂2×660MW等工程的二次再热机组。2二次再热机组的技术经济分析二次再热与一次再热机组的对比分析见下表。由下表可知，在所给参数范围内，在相同的主蒸汽压力下，采用二次再热使机组热经济性得到提高，其相对热耗率改善值约为1.4%～1.6%。项目蒸汽温度(℃)汽机入口蒸汽压力（MPa）252830二次再热较一次再

5、热机组耗率改善值（%））565/565/5651.431.431.50二次再热较一次再热机组耗率改善值（%））593/593/5931.501.501.602二次再热机组的技术经济分析2二次再热机组的技术经济分析主汽出口压力由15MPa增加到35MPa，相对效率可以增加1%，主汽温度由520℃增加到640℃，相对效率可增加4.1%；再热蒸汽温度由520℃增加到640℃，相对效率可以增加3%左右。因此，提高机组的参数，可以提高机组的热效率。2二次再热机组的技术经济分析2二次再热机组的技术经济分析机组的参数由25.0MP/600/600℃提高到30.0MP/600/600

6、℃，机组的效率提高约0.5%，若出口温度由600/600℃提高到600/610℃,机组的效率又提高0.25%左右，如蒸汽参数再提高到600/620℃，机组的效率又能提高0.25%。二次再热机组，若汽机入口参数为35.0MPa/600/620/620℃，相对于25.0MP/600/600℃的参数，机组的热效率提高了约2.4%~2.6%左右，可显著降低机组煤耗。因此，采用二次再热机组是目前阶段具有实施条件的大容量超超临界机组的发展方向。2二次再热机组的技术经济分析以1000MW二次再热超超临界机组为例，采用30MPa/600℃/620℃/620℃主机参数。其投资回收年限分

7、析：基本数据初投资增加额：ΔP=9.141亿元≈9.2亿元机组降低发电标煤耗：9.5g/kWh基准收益率:I=0.08计算结果初投资增加值的回收年限见下图。2二次再热机组的技术经济分析由以上曲线可看出，若要收回增加的初投资，当标煤价755元/t时需要30年的运营期，当煤价达到995元/t时需要15年，当煤价涨至1270元/t时需要10年。3二次再热系统的技术特点3.1循环热效率典型一次再热与二次再热热力系统如下图所示，一次再热系统中蒸汽在高压缸做功后进入锅炉进行一次再加热；而二次再热系统中蒸汽在超高压缸和高压缸中做功后在锅炉的二次再热器中再次加热。相