熱風再循環機爐耦合高效發電系統變負荷性能仿真及優化

馬有福，王梓文，呂俊復

（1 上海理工大學能源與動力工程學院，上海 市動力工程多相流動與傳熱重點實驗室，上海 200093；2 清華大學能源與動力工程系，熱科 學與動力工程教育部重點實驗室，北京 100084）

提高能源利用效率是減少溫室氣體排放最有效的手段，國際能源署的報告顯示，到2040年能源效率的提升可以完成《巴黎協議》減排目標的44%，是對碳減排貢獻最大的一項。其次才是可再生能源利用（36%）、碳捕捉和儲存（9%）、核能利用（6%）以及其他減排手段（5%）。火力發電是目前全球主要供電來源，也是溫室氣體的主要來源之一，2019年全球總發電量中火電占62.8%，在中國火電占比達68.9%。因此，提高火電機組發電效率、降低煤炭消耗，不僅可降低發電成本創造經濟效益，更是直接從源頭上減少由化石燃料燃燒引起的溫室氣體排放。

電站鍋爐的排煙溫度常在120～150℃范圍，排煙熱損失是火電廠熱損失中較大的一項，一般占鍋爐總輸入熱量的4%～8%。隨著低溫電除塵器技術的日趨成熟，除塵器入口煙溫可低至90℃，使鍋爐排煙余熱的回收利用成為可能。為此，國內外學者提出了以低壓省煤器為代表的機爐耦合系統、有機朗肯循環、吸收式熱泵等多種鍋爐排煙余熱回收利用方案。其中，機爐耦合系統（又稱鍋爐冷端優化系統）屬于現有電廠熱力系統的進一步優化，無須另外增設發電系統，非常適宜于在役大型火電廠的節能升級改造。

低壓省煤器回收排煙余熱用于加熱機組低壓凝結水，是當前已廣泛應用的機爐耦合系統。……