超临界火力发电机组二次再热技术研究
超超临界二次再热锅炉技术研究进展
超超临界二次再热锅炉技术研究进展超超临界二次再热技术作为煤炭清洁高效利用技术备受关注。
本文介绍了二次再热技术的原理，分析了二次再热锅炉关键技术，并简要介绍了全球二次再热技术的应用情况，中国二次再热技术在机组容量及蒸汽参数等方面，处于世界领先地位。
标签：超超临界锅炉;二次再热;技术改造0 引言我国一次能源呈现“富煤、贫油、少气”的分布特点，煤炭处于我国能源结构的主导地位。
从统计数据来看，截止2016年末，我国发电装机容量16.5亿千瓦，其中燃煤机组装机容量9.5亿千瓦，占总装机容量的57.6%。
到2017年末，我国发电装机容量17.8亿千瓦，其中燃煤机组装机容量10.2亿千瓦，占总装机容量的57.3%。
虽然燃煤机组装机容量占比略有下降，但是装机容量依然增长了7.4%。
显然，我国电力生产中煤电依然处于重要地位。
因此，煤炭的清洁高效利用成为了主要发展趋势，其中超超临界二次再热技术作为目前切实可行的煤高效利用及节能减排发电技术，成为目前的研究热点。
1 二次再热技术简介二次再热技术是在常规一次再热基础上，锅炉增加了一级再热系统，汽轮机增加了超高压缸。
蒸汽在超高压缸中做功后进入锅炉进行一次再热，然后进入高压缸，在高压缸中做功后进入锅炉进行二次再热。
图1为二次再热的热力系统图。
图2为二次再热循环的T-S图。
如图所示，二次再热循环在原朗肯循环的基础上又加入了一级高参数的循环，相当于提高了循环的平均吸热温度，在平均放热温度不变的情况下，机组循环热效率提高。
文献[1]中指出，二次再热循环热效率比一次再热高1.5%-2%，CO2减排约3.6%。
此外，与一次再热机组相比，二次再热技术还可以提高汽轮机低压缸的排汽干度，有利于机组的安全运行。
2 二次再热锅炉关键技术二次再热机组的热力系统决定了二次再热锅炉与常规的一次再热锅炉有很大的不同，目前世界上发展二次再热技术锅炉的关键技术有以下几个方面。
2.1 蒸汽参数的合理选择对于二次再热机组，蒸汽参数的合理选取有利于提高机组效率，保障机组的安全运行。
国产超超临界二次再热机组汽温控制应用分析
国产超超临界二次再热机组汽温控制应用分析摘要：自国家“十二五”规划以来，中国能源发展的节能和环保政策日益严格，燃煤发电机组不断进行技术改造和创新发展。
近几年国内已开始应用二次再热技术，但运行项目较少、时间较短，仍处于摸索和总结阶段。
针对国内已投产的国产超超临界二次再热机组的汽温控制特点、策略以及投运效果进行了分析总结。
通过分析总结，能够对后续国产超超临界二次再热机组汽温调节的控制策略设计及优化应用具有一定的实际借鉴意义。
关键词：国产超超临界机组；二次再热；汽温控制；调节方式0.引言从20世纪50年代开始，美国、西欧、日本等国家和地区建造了一批二次再热发电机组，美国是世界上最早发展二次再热机组的国家之一，1957年美国的Philo NO.6号机组是世界上第一台超超临界机组，机组容量为125MW，蒸汽参数为31MPa/621℃/565℃/538℃，并采用了中间二次再热技术[1]。
随后从20世纪70年代开始，西德、丹麦、日本相继建成并投产一批二次再热机组。
采用二次再热技术的机组在国外已经投运几十年，是一个成熟技术，但由于二次再热机组系统结构复杂、投资造价等原因，1998年以后国外没有新投运的二次再热机组。
面对日益严格的国际节能减排形势，从进入21世纪第二个10年以来，国内外发电企业和主机制造企业不约而同地重新开展了二次再热机组的研发。
“欧盟、美国和日本的‘700摄氏度超超临界机组’计划的主机方案，无一例外地将二次再热机组作为主要技术路线。
据研究证明，在超超临界范围内，主汽温每升高10℃，机组热效率可升高0.25%~0.3%，再热汽温每升高10℃，机组热效率可升高0.3%左右[2]。
当温度达到650~720℃，压力超过30MPa时，二次再热机组可获得与IGCC（整体煤气化联合循环）发电技术相当的经济性[3]。
在相同蒸汽压力、温度参数时，二次再热机组比一次再热机组热效率提高2%~3%，对应CO2减排可达到约3.6%[4]，因此二次再热机组的节能和减排效益十分显著，是一种可行的节能降耗、清洁环保的火力发电技术。
超超临界二次再热机组调试技术
０ 引言
超 临 界 二 次 再 热 机 组 以 安 全 、经 济 、高 效 、环 保 而 被 广 泛 关 注 。 特 别 是 随 着 煤 价 上 涨 ，其 优 势 更 为 明 显 的 表 现 出 来 。 我 国 已 经 投 运 及 在 建 的 二 次 再 热 机 组 主 要 有 华 能 莱 芜 、华 电 莱 州 、大 唐 东 营 、国 电 蚌 埠 、 国电泰州、华电句容、国电宿迁、华能安源、江西丰城、国华北 海、粤 电 惠 来、深 能 河 源、大 唐 雷 州、国 华 清 远等电厂的数十台机组。但在我国二 次 再 热 技 术 起 步 较 晚，相 对 较 为 成 熟 的 一 次 再 热 机 组 的 研 究、运 行 、调 试 经 验 相 对 较 弱 ，需 要 不 断 的 在 实 践 及 运 行 经 验 中 优 化 ，使 得 二 次 再 热 技 术 更 为 成 熟 。
１ 某设备及系统概述
某电厂二期工程的锅炉为东方电气股份有限公司 设 计制 造的超 超 临 界 参 数 变 压 运 行 直 流 炉，锅 炉 型号为：ＤＧ１７８５．４９／３２．４５ＩＩ１４。采用 π型 布置，单炉膛、二次 中间再热、前后 墙对 冲燃 烧方 式、平 衡 通
收 稿 日 期 ：２０１８０９１４ 作 者 简 介 ：王 强 （１９８９），男 ，吉 林 长 春 人 ，助 理 工 程 师 ，从 事 火 力 发 电 厂 热 工 调 试 及 自 动 控 制 优 化 方 面 的 工 作 。
第
二十四卷 第 １期 Ｖｏｌ．２４，Ｎｏ．１
ＪＯＵＲＮＡＬＯＦＡＮＨＵＩＥＬＥＣＴＲ安ＩＣ徽ＡＬ电Ｅ气Ｎ工ＧＩ程ＮＥ职ＥＲ业ＩＮ技Ｇ术Ｐ学ＲＯ院ＦＥ学ＳＳ报ＩＯＮＡＬＴＥＣＨＮＩＱＵＥＣＯＬＬＥＧＥ
２Ｍ０１ａ９ｒｃｈ年２３０１月９
超超临界二次再热机组不同调频方式特性比较研究
Vol. 48,No.2Mar., 2021第 48 卷第 2 期2021年3月华北电力大学学报Journal of North China Electric Power Universitydoi ： 10. 3969/j. ISSN. 1007-2691. 2021. 02. 13超超临界二次再热机组不同调频方式特性比较研究荆雨田，段立强，田李果(华北电力大学能源动力与机械工程学院，北京102206)摘要：为保证电网安全平稳运行、平抑新能源对电网带来的冲击，火电机组需适应新环境，提高自身的调频灵活性。
使用Ebsilon 仿真软件对某660 MW 超超临界二次再热机组进行建模。
基于此模型分别研究高加旁路调频、补气阀调节、凝结水节流调频等不同方式调频特性，获得每种调频方式对于机组负荷及热经济性方面的影响规律。
并比较了三种调频方式各自的优劣点并进行排名，最后给出机组不同调频方式的使用建议，结果表明：机组负荷需求较高时采用高加大旁路；对于经济性要求较高时采用凝结水节流调频；对两者均有考虑时可选择1/2混合旁路或高加大旁路，在响应初期可打开补气阀做出最快反应。
关键词：二次再热；高加旁路调频；补气阀调节；凝结水节流调频中图分类号：TK37 文献标识码：A 文章编号：1007-2691 (2021) 02-0104-10Comparison of Ultra-supercritical Double ReheatingUnits under Different Frequency ModulationsJING Yutian , DUAN Liqiang , TIAN Liguo(School of Energy Power and Mechanical Engineering , North China Electric Power University , Beijing 102206, China)Abstract : To guarantee the stable operation and to smooth the new-energy-caused impact on power grid, coal-firedpower generation units need to adapt to the new environment and improve their frequency modulation flexibility. In thispaper, we use Ebsilon simulation software to model a 660 MW ultra-supercritical double reheating unit. Based on thismodel, the frequency modulation characteristics of different frequency modulation modes, such as high pressure feedingwater heater bypass frequency modulation, overload control valve adjustment and condensate throttle frequency modula tion, are studied respectively to obtain their effects on the unit load and thermal performance. Their advantages and dis advantages of these three kinds of frequency modulation methods are compared and ranked respectively. Finally, somevaluable suggestions for the use of the frequency modulation methods are given. The results show that: it is better to usethe whole high pressure feeding water heater bypass frequency modulation when the load demand for the unit is higher,to use the condensate throttling frequency modulation when the economic performance requirement is higher, and use 1/2 mixed high pressure feeding water heater bypass or the whole bypass when both the load demand and the economicperformance demand are considered. At the initial stage of response, it is suggested to open the overload control valve to realize the fastest response.Key words : double reheating ； high pressure feeding water heater bypass frequency modulation ； overload control valveadjustment ； condensate throttling frequency modulation0引言收稿日期：2020-08-24.基金项目：国家重点研发计划项目(20i7YFB0602i0i).近年来随着新能源开发规模不断增大，火电机组的整体占比及利用小时数有了明显的降低。
超超临界二次再热机组超高压内缸可靠性研究
超超临界二次再热机组超高压内缸可靠性研究魏小龙;唐涛;王鑫;胥睿;王娟【摘要】Anyuan power generation set is the first double-reheat unit,which VHP barrel type inner casing made by Dongfang first works in such tough condition. This paper introduces the design feature of the VHP inner casing. The thermal stress of the VHP inner casing is deeply analyzed with the measured temperature data during the start-up and shut-down of the unit. It's proved that the de⁃sign and operation of Anyuan VHP inner casing is safe and reliable.%安源机组超高压内缸为公司首个二次再热机组筒形内缸，文章简述了超高压筒形缸设计特点，并结合机组运行过程中的实测温度数据，对机组启动运行及停机过程中筒形内缸的热应力进行了分析，验证了公司超超临界二次再热机组超高压筒形内缸设计、运行的安全可靠性。
【期刊名称】《东方汽轮机》【年(卷),期】2016(000)001【总页数】4页(P77-80)【关键词】筒形内缸;温度场;结构强度【作者】魏小龙;唐涛;王鑫;胥睿;王娟【作者单位】东方汽轮机有限公司，四川德阳，618000;东方汽轮机有限公司，四川德阳，618000;东方汽轮机有限公司，四川德阳，618000;东方汽轮机有限公司，四川德阳，618000;东方汽轮机有限公司，四川德阳，618000【正文语种】中文【中图分类】TK262提高蒸汽参数实现能源清洁化是汽轮机发展的必由之路。
超超临界二次再热机组机炉主保护系统分析
第50卷第1期 熬力透年Vol . 50 No . 12021 年 03 月_________________________________________T H E R M A L T U R B I N E ___________________________________________Mar .2021文章编号：1672-5549(2021)01.021.4超超临界二次甬热机组机炉壬保护系统分析张天海，高爱民，汤可怡，肖新宇(江苏方天电力技术有限公司，南京211102)摘要：采用常规的热工保护系统已经不能满足二次再热机组的正常运行要求。
根据国内某660 M W 超超临界二次再热机组设备特点，对机炉主保护系统进行了详细的设计分析，主要包括主燃料硬件跳闸回路、主燃 料跳闸软逻辑以及汽轮机危急遮断保护回路等三个方面。
主燃料跳闸硬件保护设计为2套完全独立、相互冗 余的带电跳闸回路，可有效避免保护系统的拒动和误动。
主燃料跳闸软逻辑中修改了汽轮机跳闸和再热器保 护丧失等相关逻辑，满足了二次再热机组的保护需要。
对ETS 保护回路的超速保护、数据采集及处理和跳闸条件等方面都进行了改进，大大提高了系统可靠性。
所分析的内容可为二次再热机组热工保护系统设计和维 护提供参考。
关键词：二次再热；主燃料切除；危急跳闸中图分类号：TK267文献标志码：A doi ： 10.13707/j. cnki. 31 -1922/tli. 2021.01.005Analysis of Main Protection System for Ultra-SupercriticalDouble Reheat UnitZHANG Tianhai # GAO Aijnin # TANG Keyi # XIAO Xinyu(Jiangsu Frontier Electric Technology Co. #Ltd. # Nanjing 211102# China )Abstract % For double reheat unit# conventional thermal protection system is unable to meet the normal operatingrequirements. According to the characteristics of a domestic 660 MW ultra-supercritical double reheat unit# the mainprotection system of boiler and unit including the main fuel trip hardware trip circuit# main fuel trip soft logic and emergency trip system protection circuit are analyzed in detail. The main fuel trip hardw two sets of completely independent and mutually redundant live trip circuits # so it can effectively prevent the protection system from r ejection and mis-operation. In main fuel trip soft logic# related logics such as steam turbine tripping and loss of reheater protection are modified to meet the protection needs of double rehea the ETS protection circuit are improved in terms of over-speed protection# acqui shutdown # etc. # t hus the system reliability has been greatly improved. The analyzed content can provide reference for the design and maintenance of the thermal protection system of double reheat unit.K e y words % double reheat & main fuel trip & emergency trip二次再热发电技术代表当前世界领先的发电 水平，是目前提高火电机组热效率的有效途 径[1>]。
超临界火电机组二次再热技术
1 二次再热机组的概况
日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。
再 热 器
中压缸 低压缸 过 热 器
锅
炉
高压缸
给水泵
T
冷凝器
一
二次再热系统
次
再
热
器
高压缸
低压缸
过
热
器
锅 炉 超高压缸
二次再热器
给水泵
T
中压缸 冷凝器
S
S
典型一次再热与二次再热热力系统及其循环T-S图
3 二次再热系统的技术特点
3.3 减少排放 随着火力发电机组热效率的提高，单位发电量的CO2排放量明 显降低，在相同蒸汽压力温度参数下，二次再热相比一次再热机组 热效率提高2%，对应CO2减排约3.6%。因此二次再热还是一种可行 的节能降耗、清洁环保的火力发电技术。超超临界机组单位发电量 CO2排放随发电机组热效率的变化趋势，见下图。
4 二次再热锅炉的关键技术
早期，二次再热机组温度参数多为538/552/566℃，这种再热 蒸汽温度逐步提高的机组应用最为普遍，在美国和日本投运的二次 再热机组中分别有12台和6台采用该温度参数，分别占当时该国投 运二次再热机组的48%和54.5%。目前国内新建或拟建的超超临界 二次再热机组温度均在600/600/600℃以上，如国电泰州电厂二期 2×1000MW超超临界二次再热燃煤机组温度参数为600/610/610℃， 华能莱芜电厂2×1000MW超超临界二次再热机组温度参数为 600/620/620℃，国电蚌埠电厂和华能安源电厂的2×660MW超超 临界二次再热机组温度参数为600/620/620℃。
超超临界二次再热机组高旁优化控制研究
该公司二期工程高旁采用 IMI-B&R 的旁路设
基金项目：高效灵活二次再热发电机组研制及工程示范 （2017YFB0602100）。
备，高旁型号为 SIRA BH 112sT，高旁安全功能 通过三路冗余的安全功能电磁阀实现，安全功能信 号来自就地的 MT5356 测量和试验装置柜。按照 标准配置，生产厂家只提供一个 MT5356，其中包 含 3 个压力开关，负责采集和检测主蒸汽系统的压 力，3 个压力开关与高旁阀上的 3 个安全功能电磁 阀一一对应，其中任何一个压力开关跳闸均会触发 高旁阀安全功能快开。该配置方式误动风险较大， 任何一个压力开关及其回路故障都可能触发高旁阀 误动，造成机组的非计划性停运，所以有必要对高 旁控制进行优化改造。
(2) 高过压力大于 34.1 MPa，延时 3 s MFT （DCS 压力信号为高过 3 只压力变送器模拟量信号 经 DCS“三选二”逻辑判断）。 1.2.2 就地高旁控制柜硬回路保护逻辑
高过压力高于 34.1 MPa，高旁 A/B 阀快开。 此处高过压力信号为就地 MT5356 控制柜的 3 只压 力开关测点，任一压力开关测点值达 34.1 MPa 后， 开关会发出一个信号至就地 PCS1 或 PCS2 柜，其 中，A 侧的信号至 PCS1 柜，B 侧的信号至 PCS2 柜。 经过 PCS1 或 PCS2 柜后屏蔽 DCS 所有控制信号， 同时输出信号直接去就地，让高旁 A/B 阀控制电 磁阀失电使高旁 A/B 阀快开。 1.3 原有高旁快开保护系统逻辑存在安全隐患
1 高压旁路保护功能
高压旁路配置容量为 100 %，高压旁路装置对
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电力安全技术
第 21 卷 (2019 年第 10 期)
关于超超临界二次再热机组再热汽温控制策略探讨
关于超超临界二次再热机组再热汽温控制策略探讨发布时间：2021-08-03T06:54:50.517Z 来源：《电力设备》2021年第5期作者：谢晓辉[导读] 探究整体机组的再热汽温，对提高机组的安全性、稳定性与经济性等具有十分重要的作用。
（深能合和电力（河源）有限公司 517600）摘要：超超临界二次再热机组在实际运行中，需要综合考虑多种因素，才能提高机组的工作效率，降低再热汽温的偏差。
结合二次再热机组运行的基本现象及要求为基础，针对在运行过程中影响再热汽温偏差的主要因素进行分析，并提出了相应的优化措施。
关键词：超超临界；二次再热；汽温控制二次再热机组锅炉增加了一级再热器，系统的功能比较复杂，与同等级同发电容量的一次再热锅炉比，它的节能效率更高，而且二次再热机组的蒸汽参数也发生了变化，机组各个受热面吸热量匹配的难度更大，由于一、二次再热气温存在多种差异，探究整体机组的再热汽温，对提高机组的安全性、稳定性与经济性等具有十分重要的作用。
一、设备概述河源电厂二期锅炉是由东方锅炉厂设计制造的超超临界变压运行直流炉，二次中间再热、单炉膛、平衡通风、固态排渣、露天布置、全钢构架、全悬吊Π型炉。
锅炉燃烧方式为前后墙对冲燃烧，采用双层等离子点火系统，燃烧器采用东方锅炉设计的外浓内淡型第三代低NOX旋流煤粉燃烧器。
锅炉的设计煤种为神华神东煤，校核煤种1为印尼煤，校核煤种2为晋北烟煤，保证过热蒸汽出口压力为33.2MPa，出口温度为605℃；一次再热蒸汽出口压力为11.12MPa，出口温度为623℃,二次再热蒸汽出口压力为3.41MPa，出口温度为623℃，锅炉给水温度为314℃。
炉膛采用内螺纹管螺旋管圈+混合集箱+垂直管水冷壁，在锅炉的顶部沿烟气流动的方向设置有三级过热器、一/二次高温再热器，锅炉的尾部烟道为双竖井烟道，前烟道布置一次低温再热器，后烟道布置二次低温再热器，再热器出口布置有炉内省煤器及烟气挡板。
过热器为辐射对流式，再热器纯对流布置。
1000MW超超临界二次再热机组深度调峰技术探讨
1000MW超超临界二次再热机组深度调峰技术探讨摘要随着科技不断进步，人们对各类资源的利用变得日益频繁，需求在不断增加。
在可再生能源的开发与利用过程中，国家对风电和水电的发展重视程度在的不断增加，这也造成电网的负载结构出现了明显的变化，电网在运行过程中所面临的负载差异明显增大。
因此，大型火力发电机组需要频繁进行深度调峰，而这一调峰过程所承受的压力在不断增加。
火电企业为了能够在激烈竞争的发电市场中占据更大的份额，需要满足电网的深度调峰需求，从而可以对机组的调峰能力进行提升，满足电网的安全调度以及正常运行的要求。
基于此，本文深入分析了1000MW超超临界二次再热机组深度调峰技术。
关键词 1000MW超超临界；二次再热机组；深度调峰技术一、深度调峰的相关概述在进行调峰之前，需详细分析不确定因素，深入了解各机组的实际调峰能力，准确把握调峰技术难点，制定合理的调峰计划，优化机组的实际调峰。
如有条件，可请相关专家实施实际调整。
一般情况下，进行深度调峰的方法主要包含：一是有效减少锅炉的热负荷，将干态转变为湿态，以使蒸汽和供水流量逐渐满足电力系统的需求。
超临界锅炉的设计要求最小水冷壁冷却工质流量为其额定蒸发量的30%。
在机组的启停过程中，干湿态转换一般控制在30%到35%的额定负荷范围内。
如果需要深度调峰的负荷超过35%的额定负荷，可以不进行湿态转换。
二是可采取保持锅炉最小燃烧负荷、启用高、中、低旁路等措施，从而能够减少蒸汽流量进入到汽轮机，有效减少机组的出力。
然而，频繁开关旁路阀可能导致阀门内部泄漏，同时在高负荷时也可能导致旁路阀后温度过高的情况。
因此，如何选择调峰方法还需根据具体机组情况来确定。
二、1000MW超超临界二次再热机组深度调峰技术1、深度调峰的操作过程为满足华东电力系统的需求，2016年2月，江苏省电力公司决定将句容发电厂1号机组列为直调电站。
该机组在负载超过400 MW时的可变负载速度达到每分钟15 MW。
1000MW超超临界二次再热机组热力性能分析与实验研究
2023《1000mw超超临界二次再热机组热力性能分析与实验研究》•引言•二次再热机组热力性能分析•热力性能实验研究•热力性能优化与改进建议•结论与展望目•参考文献录01引言03超超临界二次再热机组的技术特点超超临界二次再热机组具有更高的蒸汽参数和热效率，能够显著降低煤耗和碳排放，是未来火电技术的发展方向。
研究背景与意义01我国能源结构转型的需求随着经济的发展和环保要求的提高，对于高效、清洁的能源需求逐渐增加。
02火电机组节能减排的潜力火电机组作为我国电力产业的主要组成部分，其能耗和排放量较大，具有较大的节能减排潜力。
研究内容研究1000MW超超临界二次再热机组的热力性能，包括蒸汽参数、热效率、煤耗等。
研究方法采用理论分析、数值模拟和实验研究相结合的方法，对超超临界二次再热机组进行热力性能分析和实验研究。
研究内容与方法目的通过对1000MW超超临界二次再热机组热力性能的分析和实验研究，为该类型机组的优化设计、运行和控制提供理论依据和技术支持。
意义提高超超临界二次再热机组的热效率和煤耗，降低碳排放，推动我国电力产业的绿色发展。
研究目的与意义02二次再热机组热力性能分析二次再热机组工作原理及特点工作原理二次再热机组基于传统的火力发电技术，通过两次再热过程，提高蒸汽的热能利用率和发电效率。
首先，高压缸排出的蒸汽经过第一次再热，被加热到更高的温度，然后进入中压缸继续做功，最后再次被加热，进入低压缸做功。
特点二次再热机组具有更高的热能利用率和发电效率，可有效降低煤耗，减少环境污染。
同时，由于增加了再热系统，机组结构更为复杂，制造成本和运行维护难度相对较高。
二次再热机组热力性能影响因素蒸汽参数蒸汽参数如温度、压力、蒸汽流量等对二次再热机组的热力性能有重要影响。
过高或过低的蒸汽参数都会影响机组的热效率。
汽轮机设计汽轮机的设计如叶片高度、流道形状、间隙等都会影响机组的热力性能。
优良的汽轮机设计可以有效提高机组的热效率。
1000MW机组二次再热超超临界塔式锅炉施工方案研究
1000MW机组二次再热超超临界塔式锅炉施工方案研究摘要：热控系统作为超超临界机组的重要组成部分，直接关系到整个机组的运行。
为了进一步提高热控制系统的稳定性和性能，需要从主机、辅机等三个部分进行改进和优化。
在我国经济高速增长的背景下，科学技术飞速发展，社会对火电厂超超临界机组提出了更高的要求。
在这种情况下，改进和优化计划往往会反映出一定的滞后，无法在实践中发挥最大的作用。
关键词：1000MW超超临界；二次再热机组；节能降耗1000MW超超临界二次再热机组是目前煤炭火电厂中的主力装备。
然而，由于能源资源的有限性和环境污染的问题，提高机组的热效率和经济性已成为当今火电厂面临的重要挑战。
因此，研究如何通过有效的节能降耗技术来提高1000MW超超临界二次再热机组的性能，具有重要的理论和实践意义。
1 1000MW超超临界二次再热机组节能降耗的重要性1.1高热效率节能降耗的核心目标之一是提高机组的热效率。
1000MW超超临界二次再热机组在超超临界工况下运行，通过二次再热技术能够实现更高的热效率。
提高热效率不仅可以降低煤炭消耗量，减少能源资源的浪费，还能降低排放物的排放量，对环境保护具有积极作用。
1.2降低能耗对于机组开展节能降耗，最重要的一个内容是为了降低能耗。
通过引入先进的燃烧技术、优化热力系统和改进循环水系统等措施，可以有效降低机组的能耗。
降低能耗不仅可以降低生产成本，提高经济性，还能减少对能源资源的需求，减轻能源供需压力。
1.3减少排放物1000MW超超临界二次再热机组在燃烧过程中会产生大量的排放物，如二氧化碳、氮氧化物和颗粒物等。
通过采用高效低排放燃烧技术和优化热力系统，可以有效减少这些排放物的排放量。
减少排放物不仅能够改善环境质量，减少空气污染，还能够减缓气候变化，为可持续发展作出贡献。
1.4推动可持续发展节能降耗不仅对火电厂的可持续发展至关重要，也对整个能源系统和社会经济的可持续发展具有重要意义。
1000 MW超超临界二次再热燃煤发电技术分析
智能制造与设计今 日 自 动 化Intelligent manufacturing and DesignAutomation Today2020.9 今日自动化 ｜ 532020年第9期2020 No.9燃煤发电始终是我国电能领域极为重要的角色，而在提倡节能减排的社会趋势下，其实际的市场份额有所下调。
所以，行业若要保持稳定发展状态，应当注重运转效率的提升以及控制能耗。
根据近年的发电机组研究情况来看，实际水平已经得到优化，而在蒸汽参数持续扩大的过程中，二次再热系统在超超临界体系中所在展现的应用性能也发生变化。
1 二次再热系统的应用性能为掌握系统实际的能量消耗成因和各装置的实际分布状况，基于由此得出的结果，调整消耗占比偏大的装置，以提高机组系统的使用性能。
1.1 设备单耗该项应用性能分析是根据热力学进行探究，把机组内的所有装置运转消耗以量化方式表达，形成机组内部的能量消耗布局，为后续的系统调整及节约能耗提供探究的方向。
1.2 机组单耗需要进行单耗分析的装置涉及到锅炉、汽轮机、加热装置、冷却装置、管道系统与其他部件，其中管道方面的能耗一般来源于压力及混流环节，而其他部件有水泵及发电装置等。
根据对装置单耗的分析得出锅炉耗能最大。
通常情况下，单耗计算结果和设计指标无过大出入，在不同工况中，锅炉消耗均占总体的绝大部分。
同时，在负荷不断下调的过程中，所有装置的实际煤耗量都随之提高，其中锅炉的增加值同样位居榜首。
由此基本可以断定，锅炉能耗占比在超超临界的机组系统内，也处于最高的状态。
所以，如果想要合理调整机组性能，需以锅炉为重点[1]。
锅炉不同受热面的能耗存在差异，有水冷壁、低高温过热装置、空气预热装置等，除具体装置部件的能耗外，还有其他方面的损耗，如烟气散热、燃烧不彻底及排烟等不属于换热类的损耗，此类能耗至少占总体的0.5 %，而形成能耗的原因一般是燃烧煤的品质、锅炉结构及燃烧模式等因素影响，通常难以调整。
从整体来看，水冷壁的耗能最大，形成此种情境的原因在于炉膛内的温度偏高，而此部件换热温差较为明显，占比一般超过0.25 %。
二次再热超超临界百万千瓦机组建设 关键技术创新与工程应用
二次再热超超临界百万千瓦机组建设关键技术创新与工程应用提名者山东省科技厅提名意见：我单位认真审阅了该项目提名书及其附件材料，确认真实有效，相关栏目符合填写要求。
按照要求，我单位及完成人所在单位均进行了公示，确认完成人、完成单位排序无异议。
根据项目科技创新、技术经济指标、促进行业科技进步作用、应用情况、完成人情况，并参照山东省科学技术进步奖申报和提名基本条件，提名理由和建议等级如下：本技术创新点、技术经济指标、促进行业科技进步作用：研究对象是世界首台再热温度为620℃的二次再热超超临界百万千瓦机组。
成果突破了施工过程中存在的机组结构复杂、荷载较大、设计难度大，建设过程中存在超高空作业多、吊装就位困难、精度要求高、焊接难度大、安装工序复杂等诸多施工技术难题，并首次成功应用二次再热超超临界1000MW机组建设，形成具自主知识产权二次再热超超临界机组建设关键技术，获得行业及省部级科技进步奖10项（其中特等奖、一等奖各1项），授权发明专利12项，实用新型专利29项，取得国际先进水平以上关键技术成果11项，省部级工法8项。
中国电建集团山东电力建设第一工程有限公司、山东电力工程咨询院有限公司、华能莱芜发电有限公司、山东大学合作，建设完成世界首台再热温度为620℃的百万千瓦超超临界二次再热机组，是世界上单机容量最大、效率最高、能耗最低、指标最优、环保最好的火电机组。
相关技术成果相继在鸳鸯湖电厂二期2×1100MW等工程推广应用，缩短工期，节约成本超数亿元，社会、经济、生态效益显著，具有重要的示范引领作用和意义。
提名该项目为国家科学技术进步奖二等奖。
项目简介电力工业是国民经济的重要基础，是国民经济发展战略的重点和先行产业。
电力行业主要由发电和输变电两部分构成，象征国家高技术名片的特高压技术标志着我国输变电领域已进入国际领先地位，发电领域的技术创新是推动我国整个电力行业技术进步的关键。
发电系统主要包括锅炉及附属设备、汽轮机及附属设备、发电机及励磁机。
锅炉丨二次再热机组再热汽温控制方案研究
锅炉丨二次再热机组再热汽温控制方案研究再热汽温是表征锅炉运行工况的重要参数之一。
汽温过高，会使锅炉受热面及蒸汽管道金属的蠕变速度加快，影响锅炉使用寿命；汽温过低将会引起机组热效率降低，使汽耗率增大，还会使汽轮机末级叶片处蒸汽湿度偏大，造成汽轮机末级叶片侵蚀加剧。
再热汽温对象具有大延迟、大惯性的特点，而且影响再热汽温变化的因素很多，如机组负荷变化、煤质变化、减温水量、受热面结焦、风煤配比、燃烧工况以及过剩空气系数等，汽温对象在各种扰动作用下反映出非线性、时变等特性，使其控制难度增大。
随着电网规模不断增大以及大容量机组在电网中的比例不断增加，电网要求发电机组具有更高的负荷调整范围和调整速率，快速的负荷变化极易导致再热器超温，而大量使用喷水减温又会严重降低机组热效率。
如何保证再热汽温自动调节系统正常投用，同时兼顾机组运行的安全性和经济性，是一个长期而复杂的课题。
随着近年来火力发电技术的不断发展，二次再热超超临界发电技术逐渐成熟，国内已有多台二次再热机组在建或即将开建。
而二次再热机组锅炉增加了一级二次再热循环，锅炉的受热面布置更加复杂，锅炉汽温控制的复杂性和难度也相应增加，其中最主要的在于两级再热汽温的控制。
因此，合理的再热汽温控制是二次再热机组安全性、经济性、可靠性的有力保证。
二次再热机组锅炉特点二次再热机组锅炉相比一次再热增加了一级再热器，主要的蒸汽参数也有很大差异，下表是典型的二次再热π型锅炉与常规的一次再热π型锅炉的主要参数对比。
表1二次再热锅炉与常规一次再热锅炉的主要参数对比从表1可以看出，二次再热锅炉具有以下特征：(1)增加了一级二次再热循环，主汽流量减少，主汽与再热汽之间的吸热比例发生变化。
(2)蒸汽温度调节对象由一次再热的主汽温度、再热汽温度变为主汽温度、一次再热汽温度、二次再热汽温度三个，调节方式和系统耦合将更加复杂。
(3)再热汽温度和给水温度提高，空预器入口的烟温将会提高，导致排烟温度的控制难度增大。
二次再热超超临界机组的设计探讨
２ 二次再热超超临界机组的设计难点
２ ． １ 二 次再 热机 组蒸 汽参 数 的选择
都将 显著 地 降低机组 热 耗率 ， 若采 用二 次再 热 ， 热
机组效 率和煤 耗 上优 势 明显 ， 热经 济 性更 好 ， 但 是 由于二次再热 系 统较 复杂 ， 初 投 资较 大 ， 材 料 要 求 较高， 给设 计 、 制 造 和运行 都 带来 了困难 。
耗率 可进 一 步 降低 １ ． ５ ％ 左 右 Ｊ 。一 般 而 言 ， 提 高蒸 汽温 度对 提 高 机组 热效 率 的效 果 非 常显 著 ，
施爱 阳， 陈云芬 ， 邵爱华
（ 中机 国能电力工程有限公 司， 上海 ２ ０ ０ ０ ６ １ ）
摘 要： 二次再热系统 比一次再热在机组效率 和煤 耗上优势明显 ， 针对火力发 电厂二 次再 热超 超临界机组 ， 介
绍 了国内外 的技术 发展和应用情况 ， 通过 分析二次再热超超临界 机组设计 的主要技术 难点 ， 进一步探讨 了二 次再热机组蒸汽参数选择 、 锅炉设计 、 汽轮机及热力系统设计 的思路 。 关键词 ： 二次再热 ； 超超 临界 机组 ； 探讨
Ｓ ｈ ｉ Ａ ｉ ｙ ａ ｎ ｇ ， Ｃ ｈ ｅ ｎ 咖ｎ ， Ｓ ａ ｏ Ａ ｉ ｈ ｕ ａ
（ Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ Ｓ ｉ ｎ ｏ ｇ ｙ Ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｉ ｒ ｃ Ｅ ｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｉ ｒ ｎ ｇ Ｃ ｏ ． ， Ｌ ｔ ｄ ． ， Ｓ ｈ ａ ｎ ｇ ｈ ａ ｉ ２ ０ ０ ０ ６ １ ， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ）
超超临界压力二次再热生产流程
超超临界压力二次再热生产流程一、引言超超临界压力二次再热技术是一种高效的发电方式，其生产流程相对复杂，但具有显著的优点。
本文将对超超临界压力二次再热生产流程进行详细介绍，包括整个流程的步骤、关键技术和设备等。
二、技术原理超超临界压力二次再热技术是一种提高锅炉热能利用率的先进技术。
其原理是在超超临界压力条件下，把锅炉中的高温高压蒸汽经过再热器再次加热，使其温度提高到更高的水平，然后再驱动汽轮机发电。
这样可以提高热能转化效率，降低燃料消耗，减少排放，是一种非常环保和高效的发电方式。
三、生产流程1.燃料供给：首先，需要将燃料输送到锅炉内，然后通过燃烧产生高温高压蒸汽。
2.蒸汽再热：高温高压蒸汽经过再热器再次加热，使其温度提高到更高的水平。
3.驱动汽轮机：再热后的蒸汽驱动汽轮机旋转，发电。
4.冷却循环：发电后的蒸汽通过冷却循环，变成水再次进入锅炉，完成循环。
四、关键技术1.超超临界锅炉设计：超超临界锅炉要求能够承受更高的压力和温度，所以在设计上需要考虑更高的强度和稳定性。
2.再热器技术：再热器是整个再热过程的关键设备，需要保证再热的效率和稳定性。
3.热力系统优化：整个发电流程中的热力系统需要精心设计和优化，以确保热能的充分利用。
五、设备配置超超临界压力二次再热发电厂需要包括超超临界锅炉、再热器、汽轮机等设备，以及相关的控制系统、冷却循环设备等。
六、发展前景超超临界压力二次再热技术具有高效环保的特点，是未来发电行业的发展方向。
随着技术的进步和成本的降低，相信这种发电方式将会得到更广泛的应用。
七、结论超超临界压力二次再热技术是一种高效环保的发电方式，其生产流程相对复杂，但通过精心设计和优化，可以达到良好的效果。
希望本文对该技术的生产流程有所了解，可以为相关领域的研究和实践提供一定的参考和借鉴。
1000MW超超临界二次再热机组深度调峰浅析
1000MW超超临界二次再热机组深度调峰浅析摘要：随着国家经济的快速发展，电网装机容量随之增大，新能源在电网中的比例逐渐扩大，对调峰电源的需求也逐渐升高，水电、风电等新能源受环境因素的影响不能满足电网调峰的要求，所以提高火电运行灵活性势在必行。
1000MW 超超临界二次再热机组在深度调峰时存在着一定的安全风险和技术难点，本文介绍泰州电厂二期机组的AGC实时控制深度调峰试验，为大容量机组深度调峰提供思路和积累经验。
关键词：超超临界二次再热深度调峰前言随着风电、光伏新能源装机规模不断增加，同时整体受电规模也大幅提升，电网调峰矛盾日益突出，根据江苏省电力调度控制中心文件电调【2017】198号文关于江苏电力调度控制中心关于印发《江苏电网统调发电机组深度调峰技术规范（试行）》要求：原则上要求2018年底全省30万千瓦及以上统调公用燃煤发电机组调峰深度达到机组额定出力40%。
在此背景下，泰州电厂二期机组作为世界首台二次再热百万机组，对深度调峰能力进行研究、试验和分析，为今后大容量、高参数的二次再热机组深度调峰积累经验。
1 设备概况图1 汽轮机本体示意图泰州电厂二期工程采用上海锅炉厂超超临界、中间二次再热、变压运行直流炉，锅炉型号为SG-2710/33.03-M7050。
锅炉设计煤种神华煤，制粉系统采用中速磨冷一次风机直吹式制粉系统，每台锅炉配置6台中速磨煤机，磨煤机B配有8只等离子点火器。
同步配置SCR脱硝反应装置、电除尘、湿法脱硫、湿式电除尘。
主机采用上海汽轮机厂引进的西门子汽轮机，超超临界、二次中间再热、五缸四排汽、单背压、反动凝气式汽轮机，型号N1000-31/600/610/610。
配置两台汽动给水泵，取消了电动给水泵。
2 深度调峰影响因素影响深度调峰的主要因素是锅炉的燃烧稳定性。
低负荷时由于燃烧弱化，稳定性下降，煤种、风量、磨煤机出力等细小的变化都可能引起工况的扰动，甚至造成灭火。
其次低负荷锅炉空气动力场发生改变，火焰中心下移且集中，水冷壁温容易超限。
东方660～1000MW超超临界机组高效二次再热锅炉技术方案(2)
投运时间
14
国华绥中发电厂二期
3
1000
26.25/605/603
准葛尓烟煤神华煤
2010.2.12 2010.5.12
15
4
16
中电投平顶山发电厂
1
1000
26.25/605/603
烟煤
2010.11.23 2010.12.08
17
2
18
莱州发电厂
1
1000
26.25/605/603
烟煤
2012.11.04
东方已投运的27台1000MW等级锅炉共同突出优点
3）温度偏差小 投运的27台1000MW超超临界锅炉，高温再热器温度偏差控制非常好，均能控制在20℃以内。
高再壁温及热偏差系数
更适合623℃高效参数机组安全运行
东方已投运的27台1000MW等级锅炉共同突出优点
4）宽负荷汽温保证 满负荷工况：过热汽温均能达到605℃，实际偏差<2℃； 再热汽温均能达到603℃，偏差<3℃ 低负荷工况：过热汽温在35％BMCR以上负荷均能达到605℃； 再热汽温在50％BMCR以上负荷均能达到603℃。 磨煤机任意切停：过热汽温和再热汽温，均能达到额定值，受热面不超温。 高加全部切除：过热汽温和再热汽温，均能达到额定值，受热面不超温。 燃烧非设计煤质：过热汽温和再热汽温，均能达到额定值，受热面不超温。
1000MW超超临界二次再热锅炉蒸汽吹管技术分析
一、 二次再热器采用并列布置的型式布置于炉膛上部的前、 后区域。 一、二次再热器设计的前后烟道深度尺寸比例约为 58 ︰ 42， 和 吸 热量 比 例 接 近 ， 因 此 一、 二 次 再 热 汽 温 变 化 的 趋 势是一样的，这种并列布置的受热面有着天然的平衡性。
在本案设计中，采用了部分再热器提前，吸收部分辐射 热，并将一、二次高再受热面并列布置的方式，达到了换热、经 济性、安全性的平衡。 1.2 1 000 MW超超临界二次再热机组汽轮机介绍
关键词：二次再热；吹管；超超临界
1 1 000 MW超超临界二次再热机组锅炉和汽轮机ห้องสมุดไป่ตู้ 术简介
国内某大型电厂两台1 000 MW超超临界二次再热火力发 电机组采用上海锅炉厂生产的超超临界参数变压运行螺旋管 圈的二次再热直流炉，锅炉型号SG-2710/33.03-M7050，为单 炉膛塔式布置、四角切向燃烧、摆动喷嘴调温、平衡通风、全钢 架悬吊结构、露天布置的采用机械刮板捞渣机固态排渣锅炉。 汽轮机采用上海汽轮机厂生产的二次再热凝汽式汽轮机，型 号 N1000-31/600/610/610， 为 超 超 临 界 二 次 再 热 、 单 轴 、 五 缸 四排汽、纯凝汽式汽轮机。 1.1 1 000 MW超超临界二次再热机组锅炉介绍
2 1 000 MW超超临界二次再热锅炉受热面分段吹管 技术
由于本案为世界首台1 000 MW超超临界二次再热锅炉吹 管，没有有效的吹管借鉴经验，通过借鉴国内一次再热塔式锅 炉蒸汽吹管经验，锅炉蓄热能力偏小，并且该工程配置的临冲 门现场开关试验动作全行程时间大约为55 s，考虑过热器总压 降为1.59 MPa，过热器吹管系数偏小，一次再热器总压降为 0.22 MPa，二次再热器总压降为0.26 MPa，因此设计院提出采 用两阶段蓄热降压的吹管方式：第一阶段单吹过热器，采取蓄
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会对电厂CO2排放限制的增强，发展高参数大容 量的超超临界机组、提高火电机组发电效率、 降低污染物及CO2排放成为我国电力生产行业发 展的必然趋势。 发展超高参数机组，尤其是700℃超超临界 机组是解决目前能源危机的主要方法。700℃超
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2013年04月
第2期
发电设计 超临界火力发电机组二次再热技术研究
热、二次再热机组在蒸汽温度参数一定时，蒸 汽压力变化对机组热效率的影响。随着蒸汽参 数的增加机组热效率明显提高，在相同蒸汽压 力温度条件下，二次再热机组的热效率比一次 再热机组提高2%左右。
2013年04月 第2期
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发电设计 超临界火力发电机组二次再热技术研究
在超超临界机组参数范围的条件下，即主 蒸汽压力大于 31MPa ，主蒸汽温度高于 600 ℃ 时，主蒸汽压力每提高1MPa，机组热耗率降低 0.13%～0.15%，主蒸汽温度每提高10℃，机组 热耗率降低 0.25% ～ 0.3% ，再热蒸汽温度升高 10℃，机组热耗率降低0.15%～0.2%，若采用二 次再热，热耗率将进一步降低1.5%左右。图3所 示为超超临界机组单位发电量CO2排放随发电机 组热效率的变化趋势，可见随着火力发电机组 热效率的提高，单位发电量的CO2排放量明显降 低，在相同蒸汽压力温度参数下，二次再热相 比一次再热机组热效率提高 2% ，对应 CO2减排 约 3.6% 。因此二次再热还是一种可行的节能降 耗、清洁环保的火力发电技术。
2.1 循环热效率
典型一次再热与二次再热热力系统如图1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会分别在锅炉的 一次再热器和二次再热器中再次加热。相比一 次再热系统，二次再热系统锅炉增加一级再热 系统，汽轮机则增加一级循环做功。
Study of Secondly Reheat Technique of Supercritical Fire Power Generators
ZHANG Fang-wei1, LIU Yuan-yi2, TAN Hou-zhang2, ZHANG Jing-wu3
(1.North China Power Engineering Co., Ltd, Beijing 100120, China; 2. Xi'an Jiaotong University, Xi'an 710049, China; 3.Northeast Power Science Institute Co., Ltd, Shenyang 110006, China) Abstract: The technical characteristics of double-reheat system are proposed and the key technologies for doublereheat boiler are analysed in this paper. The thermal efficiency of the unit could be improved by the applying of double-reheat system and CO2 emission could also be reduced. The Ferrite Alloy and Austenite Alloy which are mature now can meet the requirements for safety operation of double-reheat supercritical units well. Although the structure of boiler, turbine and thermodynamic system will be complicated, the double-reheat technology is a promising method to improve thermal efficiency before the nickel-based materials technology is maturely developed. Key words: double-reheat; supercritical; boiler.
10 9 8
540/540 565/565 600/600 540/540/540 565/565/565 600/600/600
瓶颈。目前合金铁素体 (Ferrite) 和合金奥氏体 (Austenite) 材料已经在600℃等级的超超临界机 组中得到规模化应用。然而为了将机组的热效 率进一步提高到 50% 以上，蒸汽温度参数需达 到 700 ℃等级，那么现在满足 600 ℃运行条件的 合金铁素体和奥氏体材料将无法满足机组安全 运行的要求，新型镍基合金材料就成为必要的 选择。 见图4，当机组蒸汽参数从25MPa/540/540℃ 增加到30MPa/700/720℃时，合金奥氏体材料占 锅炉总材料的份额将增加到 24% ，镍基合金材 料所占锅炉总材料比例亦将增加至 16% ，而镍 基合金材料要占到整个 700 ℃超超临界机组材 料的 29% 。目前美、欧、日和我国都在积极探 索 700 ℃等级镍基合金材料，对于锅炉小口径 薄壁管，Inconel617等材料已经通过了试验，但 A617材料用于制造的大口径厚壁管在现场试验 时发现了焊缝裂纹等问题。在700℃温度条件下 使用的高温材料还没有得以解决。
1 概述
我国是以煤炭为主要一次能源的国家，火 力发电在我国电力生产中占有主导地位。 2011 年我国总发电装机容量为 105576 亿 kWh ，其中 火力发电装机容量为76546亿kWh，约占总装机 容量的72.5%。随着化石燃料的枯竭以及国际社
* 收稿日期：2012-12-10 作者简介：张方炜(1966- )，女，北京人，高级工程师。
超临界火电机组是目前国际上参数最高、最先 进的高效、节能和低排放发电设备，可大幅度 提高机组发电效率。然而推广700℃级别的超超 临界机组首先必须解决在700℃温度条件下金属 材料强度、抗高温腐蚀和使用寿命等问题。目 前的技术条件下，700℃等级金属材料的研制、 加工制造工艺均无法得到大规模的推广，国内 外均未有700℃等级超超临界机组投运。 二次中间再热技术是提高机组热效率的另 一种有效方法。蒸汽中间再热是指将汽轮机高 压缸中膨胀至某一中间压力的蒸汽全部引出， 送入到锅炉再热器中再次加热，然后送回到汽 轮机中压缸或低压缸中继续做功。再热技术可 以提高蒸汽膨胀终了的干度，提高蒸汽的做功 能力，蒸汽中间再热可分为一次再热和二次再 热。 31MPa/566 ℃ /566 ℃ /566 ℃的二次再热技 术相比传统的24.1MPa/566℃/566℃一次再热技 术，其热效率可提高约5%。此外，由于二次再
不同商品温材料占锅炉总材料份额/%
100
热效率增加率 ������ / % 1%
7 6 5 4 3 2 1 0 16
18
20
22
24
26
28
30
32
34
36
38
� � � � / MPa 主汽压力 /MPs
�������������� / %
� ��� 镍基合金 奥氏体 � �� 铁素体 � ��
50
图2 蒸汽参数对g·kWh 单位发电量 CO2排放值 /gkWh-1
1100 � � � � � CO2� � 单位发电量 CO2� 排放值 CO2� �� CO 2减排率
45 40 35 30 25
1000
0
-1
25MPa/540/540
28MPa/600/620 ����
发电设计 超临界火力发电机组二次再热技术研究
超临界火力发电机组 二次再热技术研究
张方炜1，刘原一2，谭厚章2，张经武3 (1. 华北电力设计院工程有限公司，北京 100120； 2. 西安交通大学，陕西 西安 710049； 3. 东北电力科学研究院有限公司，辽宁 沈阳 110006)
摘要：本文指出典型二次再热系统的技术特点，并对二次再热锅炉的关键技术进行分析。二次再热技术可有效 地提高火力发电机组的热效率并降低单位发电量CO2排放，且目前技术成熟的铁素体合金材料和奥氏体合金材料 能够满足二次再热超临界机组的安全要求。虽然二次再热会使得锅炉、汽轮机和热力系统的结构变得复杂，但 是，在我国700℃等级镍基材料解决之前，二次再热技术是提高火力发电机组热效率切实可行的有效手段。 关键词：二次再热；超临界机组；锅炉。 中图分类号：TM621 文献标志码：B 文章编号：1671-9913(2013)02-0034-06
热技术中蒸汽参数相对700℃超超临界机组低很 多，目前已有的材料可满足二次再热机组的大 规模生产，不存在明显的技术瓶颈。然而二次 再热机组的热力系统相对复杂，带来相对高昂 的初期建设投资，运行和操作相对传统一次再 热机组也更为复杂。本文将对二次再热系统的 技术特点及二次再热锅炉关键技术进行分析。
2 二次再热系统的技术特点
一次再热系统
再 热 器 过 热 器 中压缸 低压缸
一 次 再 热 器 过 热 器
二次再热系统
高压缸
低压缸
锅 炉
高压缸
锅 炉
超高压缸 二次再热器
中压缸 冷凝器
给水泵
冷凝器
给水泵
T
T
S
S
图1 典型一次再热与二次再热热力系统及其循环T-S图
由两种系统的热力循环温 - 熵 (T-S) 图 1 可 见，整个热力循环可以等效为原朗肯循环叠加 一个附加循环。由图1可知，二次再热系统比一 次再热系统多叠加一个高参数的附加循环，其 循环效率将比一次再热系统高。图2表示一次再
3 二次再热锅炉关键技术
3.1 机组参数
对于超超临界二次再热机组，机组参数的 选取非常重要。根据理想工况热力循环的计算 结果以及国外现有技术经验，最佳再热蒸汽压 力一般选取为高压缸入口初压的20%～35%。再 热蒸汽温度越高，中间再热的经济性也越好， 然而受到材料及烟道布置的影响，二次再热机 组再热蒸汽温度一般不大于一次再热机组的再 热蒸汽温度。此外为了防止低压加热器蒸汽压 力过低应尽量提高过热器出口蒸汽压力，但是 受到给水泵、高压加热器选型的影响，主蒸汽 出口压力一般选择为 30MPa 左右，再热蒸汽压 力选取为 10MPa/3MPa 左右。早期，二次再热 机组温度参数多为538/552/566℃，这种再热蒸 汽温度逐步提高的机组应用最为普遍，在美国 和日本投运的二次再热机组中分别有12台和6台 采用该温度参数，分别占当时该国投运二次再 热机组的48%和54.5%。目前国内新建或拟建的 超超临界二次再热机组温度均在600/600/600℃ 以上，如江苏国电泰州电厂二期 2 × 1000MW 超超临界二次再热燃煤机组温度参数为 600/610/610℃，华能莱芜电厂2×1000MW超超 临界二次再热机组温度参数为600/620/620℃。