二次再熱機組煙氣余熱利用與抽汽參數優化研究

楊 義, 鄭莆燕, 齊同磊, 沈玉清

(上海電力大學 能源與機械工程學院, 上海 201306)

據統計,2018年我國火電機組裝機容量為114 367萬kW,占總裝機容量的60.2%以上;火力發電量達到49 231億kWh,占全國發電總量的70.39%以上,火力發電依舊為主力,是我國的經濟命脈[1-2]。同時煤炭消耗量占全國50%以上[3-4],節能任務艱巨。從歷年主要的電力技術經濟指標可以看出,過去10年(2007—2017)平均每年供電標準煤耗下降4.66 g/kWh。在2018年,6 000 kW及以上電廠供電標準煤耗下降僅1 g/kWh[5],挖掘節能潛力難度增加,因此有必要尋求更有效提高效率的方法。

通常提高效率從兩個角度出發:一是對現役機組進行節能改造;二是從設計角度對系統參數和結構進行設計。前者多為鍋爐排煙余熱的優化利用,因為鍋爐排煙溫度設計值大都介于120～140 ℃,占據了鍋爐熱損失的50%以上[6],所以基于能級匹配的原則,優化換熱面結構布置,對鍋爐排煙進行煙氣余熱利用的研究與應用較多[7-10]。后者主要采用超超臨界二次再熱、回熱系統優化等方式來提高機組效率[8]。回熱系統的優化可大致分為以下3種:一是回熱設備的改造,如優化換熱管的尺寸結構,優化回熱系統布置[9],最佳回熱級數的選擇[11-12]等;二是對回熱系統參數的優化,如各級抽汽參數以及給水焓升分配[13-14];三是實際運行策略的優化分析[15-17]。

針對目前引入煙氣余熱利用系統后對回熱系統的影響的研究較少的情況,本文考慮煙氣余熱利用裝置加入對回熱抽汽的影響,對回熱抽汽參數和余熱利用進行整體尋優。……