回热加热器毕业设计

本文主要研究的是回热加热系统仿真的优点及发展现状和发展方向，介绍了回热加热器仿真对现代电厂的重要意义，并合理分析其经济运行的方式及提出一些有效改进的措施。
本文针对600MW发电机组回热加热器的特点进行了动态的建模，然后参考某电厂的600MW发电机组回热加热器的额定参数在STAR-90仿真系统上进行仿真，并对仿真结果进行了对比验证。
按安装布置形式不同，回热加热器分为立式和卧式两种。立式加热器占地面积小，检修方便，但其传热效果较差。卧式加热器传热效果好，实验表明横管的换热系数为垂直管的1.7倍；虽然它占地面积大且不便于布置，但为了提高其热经济性，目前被广泛应用在大容量机组中。
目前加热器在结构大多采用U型管管板式。到目前为止从设计、制造及运行方面积累了大量的经验。但从经济角度而言，设备的效率、可用系数以及系统的整体完善程度还有很多不足之处。发电厂对加热器安全经济运行的要求也越来越高了。对提高机组经济方面越来越重视，加热器系统的运行也得到了重视。
Key Wordselectric power system,Heater, simulation model, analysis of the economic operation
1
随着世界电力设备制造技术水平的发展，火力发电机组的容量也在不断提高，600MW机组已成为现在火力发电厂的主力机组。伴随着机组容量的不断增加，机组所需求的参数也在不断升高，这就对设备的要求提出了更加严格的要求。汽轮机的正常工作是发电机组运行的重要环节，不容有失。由于单元机组容量的增大和参数的提高，运行中出现许多新的控制方式和管理模式，迫切需要提供对其进行分析指导和工程研究的有效工具和手段。这就要求大型火电机组仿真机不仅要为电厂操作运行人员提供良好的培训手段，也要为各种工况下运行技术的分析和故障诊断、性能预测、控制方式的研究创造实时在线的环境。因此，集火电机组运行人员培训和程序分析研究于一身的多功能仿真机已成为当前仿真机发展的一个主要方向。鉴于此现本文研究方向主要是600MW发电机组回热加热器仿真模型的建立及经济运行分析。
超超临界火电机组经过几十年的发展，已经是成熟先进的发电技术，在经济发达国家中已大量投入商业运行，并且正进一步向更高参数方向发展。由于具有显著的节能和能减少环境污染的效果，超超临界机组将成为21世纪很具有竞争力的燃煤火电机组。为迅速扭转我国火电机组煤耗长期居高不下的局面，优化火电结构，缩小与国外先进水平的差距，发展国产大容量超超临界火电机组是十分必要的。中国是世界上最大的煤炭生产和消费国，也是当即世界上几乎唯一以煤为主的能源消费大国，原煤占能源消费总量的比例高达70﹪左右，用于发电的煤炭量约占其他总产量的40﹪。我国现有火电机组设备总体技术水品落后，性能与世界先进水平相比较有较大差距，发电煤耗高，能源利用率低。我国有条件立足于较高的起点，把近期目标定在当前国际水平，充分利用当今世界最新的科技成果，尽快跨入超超临界机组的发展阶段。
按照加热器内汽、水接触方式的不同，回热加热器分混合式和表面式两类。就回热加热器本身而言，混合式加热器由于汽水直接接触，其端差为零，能降水加热到加热蒸汽压力下所对应的饱和温度，热经济型高于有端差的表面式加热器，同时由于没有金属传热面，构造简单，在金属耗量、制造、投资以及汇集各种汽、水流等方面都优于表面式。
摘
现代热力发电厂的汽轮机都无一例外的采用给水回热加热，回热系统既是汽轮机热力系统的基础，也是全电厂热力系统的核心，它对机组和电厂的热经济性起着决定性的作用。当所研究的系统造价昂贵、实验的危险性大或需要很长的时间才能了解系统参数变化所引起的后果时，仿真是一种特别有效的研究手段。火电机组仿真，就是仿真技术在火电生产领域的一种应用。
近年来，随着相关学科的新理论、新技术、新成果被广泛应用到火电机组的仿真技术中，火电机组的仿真系统无论是在硬件技术还是软件技术方面都有了很大的提高。电力系统数字仿真已经成为电力系统研究、试验和人员培训的有效工具。
综上所述目前来看全球电站仿真技术发展的新动向主要是以下三点：
（1）分布计算及网络通讯技术；
对于现今我国来说，600MW清洁高效机组仍然是我未来10年左右电力行业的主力机型。600MW机组具有效率高、煤耗低、自动化程度高、运行人员少的特点。但我国对于600MW机组的研究和开发还处于较低水平，因此，为保持电厂安全经济运行，培养高素质的电厂运行人员变得尤为重要。电厂仿真技术的出现，解决了这一难题。通过在仿真机上培训，运行操作人员可以熟练掌握机组的全部操作，包括正常工况、异常工况和事故状态的操作与处理、以及自动控制系统投入运行和切除条件下的操作，仿真机在各种操作过程中具有的动态响应能力均应和参考电厂运行特性一致。
仿真的核心技术是建模，没有精确的数学模型就谈不上高精度的仿真技术。回热循环是提高机组效率的重要措施之一，回热加热器是回热加热系统的核心。因此，本次毕业设计题目是“600MW发电机组回热加热器仿真模型建立及经济运行分析”。这就要求我们要对600MW机组建立完善的回热加热器仿真模型；并深刻分析回热加热器的工作特点，提出经济运行的建议。因此仿真机研究与开发刻不容缓。
仿真机作为一种新型的模拟系统，最初它是从军事领域中逐渐发展与壮大起来的，现已推广到火力发电厂、水力发电厂、核电站等电力生产企业。在我国，仍以火力发电厂为主导，所以电站仿真机也以电仿真机的数量居多。特别是近几年，随着电仿真机技术发展迅速，应用日趋普及，在仿真机上接受培训的电力生产运行人员数量持续增长，效果明显提高。
1.3
仿真是指利用模型复现实际系统中发生的本质过程,并通过对系统模型的实验来研究存在的或设计中的系统，又称模拟。当所研究的系统造价昂贵、实验的危险性大或需要很长的时间才能了解系统参数变化所引起的后果时，仿真是一种特别有效的研究手段。火电机组仿真，就是仿真技术在火电生产领域的一种应用。
20世纪40年代中期，仿真技术初始应用于与战争相关的领域，后延伸至核反应堆的仿真研究。1971年仿真技术开始由核电部门转向火电部门，1973年法国建立了第一个全范围数字式火电机组仿真。1979年，美国三哩岛核电站发生严重事故后，人们认识到了仿真机的社会效益，在全世界范围掀起了研制电站仿真机的热潮。至1986年底，全世界共有200多台火电机组仿真机投入使用。20世纪80年代后期，我国仿真技术人员消化吸收国外技术后，开发自主技术，使我国电力仿真技术得到了快速发展，进入20世纪90年代，国内电力行业发展迅速，火电机组仿真机的应用和发展得到了巨大的促进。
This article in view of the 600MWpower unit regenerative heater features of the dynamic modeling of a power lant, and then refer to the600MWpower unit regenerative heater rated parameters in the STAR-90simulation system is simulated, and the simulation results.
1.1
现代电站用的汽轮机都是具有回热加热抽汽的汽轮机，回热抽汽与加热器组成回热加热系统，回热加热是指从汽轮机中抽出部分蒸汽，引入回热加热器中对锅炉给水进行逐级加热的过程。
给水回热加热的意义在于，采用给水回热后，一方面汽轮机抽汽所具有的热量用来加热锅炉给水，提高给水温度；另一方面使汽轮机排气量减少，从而减少了蒸汽在凝汽器中的放热量。因此，在蒸汽初、终参数相同的情况下，回热循环的热效率比郎肯循环热效率有显著提高。
最后，本文在建模阶段完成之后，提出了一些对回热加热器经济运行所提出的一些该进措施和一些影响回热加热器性能的要素。并指出对回热加热器的仿真研究仍将是今后电厂对机组改进的主要研究方式。
关键词电力系统，回热加热器，仿真模型，经济运行分析
Abstract
Modern thermal power plant turbine not using regenerative water heating, heat recovery system of steam turbine thermal system is based, is the core of thermodynamic system in power plant, it on the unit and the power plant thermal economy plays a decisive role. When the system is costly, dangerous experiment or take a long time to understand the system parameter changes caused by the consequences, the simulation is a particularly effective research methods. Powerplant simulation, simulation technology in thermal power production is one of the application.
因此，通过对仿真机组的研究和分析能够更加清晰的了解给水回热加热系统的性能和运行特性，研究和分析加热器系统的经济性指标与设备结构和运行的关系，可以更好地掌握加热器系统特性和提高系统的运行效率，进而提高机组的经济性和安全性。
1.2
为了适应世界电力工业的发展，我国在引进国外超临界机组及其设计制造技术的基础上，开始超临界机组的国产化研究，并同时进行超超临界机组的示范工程建设。
一般来说，一个仿真系统由以下四个主要部分组成：
数学模型。包括锅炉、汽轮机、电气、控制系统等，是仿真系统的核心部分。
（1）开发者和运行人员。是仿真系统的制造者和使用者。
（2）计算机和专用物理效应设备。是仿真系统的物理载体，通过它们将实际仿真对象和仿真系统联系起来。
（3）仿真支撑环境。以计算机设备为载体，为开发者和运行人员提供一个输入和输出界面，并通过此界面于数学模型联系起来。