二次再热燃煤机组技术

1绪论

1.1课题背景及意义

我国能源储备一般是煤炭资源，因此导致国内火力发电的电力制造具备显

著的现实作用。因为一次能源的数目持续减少，在全球以及国内对此类发电厂

的污染排放有严苛的要求，持续改良关注较高参数的超临界机组的现实经济性和减少污染排放就变成国内电力产业后续的重要潮流。

本文依照东锅二次再热锅炉的特点，对此类独特的炉型和显著传热特点、

各级受热面的搭配特点、调温模式和受热匹配特点的作用开展分析，上述分析

对此类锅炉的使用和制造有显著作用和现实意义。

1.2国外二次再热燃煤机组技术的研究现状

从国外的热力发电机组可以看出，二次再热机组的运行在20世纪左右投入运行，最近几年来新建立的二次再热燃煤机组很少;在机组参数上，大多在560℃和25左右;所以二次再热机组适合用在主蒸汽的压力在高于27的超临

界热力发电机组。然而因为在中国对与二次再热的研发及其投入运行很晚，且

机组各个参数等和外国存在很大差异。

1.3国内二次再热燃煤机组技术的研究现状

我国对于二次再热燃煤发电科技的分析需要得到有关人员的关注，我国主

要动力厂、主要电力设计机构以及学校研究中心逐渐开始对上述课题开展

深入的探究，东方锅炉厂股份有限公司对于高参数二次再热锅炉的研究非

常重视，现在己经研究出的锅炉设计有660, 1000等，并且研究的冷态及模拟调温通过了国家级评审。在研发的时候锅炉使用∏型布置类型，前后墙对冲燃烧来完成挡板对热的汽温、一次以及二次再热汽温开展全面

合理的调整[1][1]。

2二次再热机组锅炉炉型及传热特性

2.1东锅二次再热机组炉型特性

2.1.1炉型一:∏型炉，尾部三烟道平行烟气挡板调节再热汽温

使用，单炉膛，固态排渣，水冷壁主要使用螺旋盘绕提高加垂直管屏的构造，保证均衡空气流通，使用钢材构造、基本上是悬吊构造。尾部烟道利用包墙划分成各个块，然后在上面都会设置一次以及二次低温再热器管组以及低温过热器。再热汽温利用尾部三烟道平行烟气挡板开展相应的调整[2]。

图2.1锅炉纵剖面布置示意图

2.1.2炉型二:∏型炉，尾部双烟道，使用烟气再循环+烟气挡板调节再热汽温

使用∏型划分，单炉膛，固态排放，前后墙对冲燃烧，水冷壁使用螺旋盘绕提升以及垂直管的构造，尾部带有两个烟道，保持良好的空气流通，基本上都是钢材构造、全悬吊构造。一、二次再热器都是两级设置，上述不同的再热器按照次序排列在相同烟道中，上述再热器主要位于后竖井前、后烟道中。再

热器就是单纯的对流吸热分布。产生的汽温利用相应的挡板+再循进行合理的调整[2]。

图2.2锅炉纵剖面布置示意图

2.1.3炉型三:双∏型炉，墙式双切圆燃烧，燃烧器摆动调节再热汽温

锅炉使用双∏型分布，单炉膛，固态排放，墙式双切圆燃烧，水冷壁采取

螺旋提高以及垂直管屏内部结构，烟道划分成两个部分，保持空气的顺畅流通，使用钢材制造、全部是悬吊构造。过热器受热面划分成两个部分，然后一次位

于左右两边，最后合并之后利用主汽管道引导汽机超高压缸;一次与二次再热划分成三级分布，低温与中温两个再热器分别位于左右，高再左右一次交叠分布[2]。

图2.3锅炉总体布置图

2.2东锅二次再热机组锅炉传热特性

例如：1000二次再热燃煤锅炉，主蒸汽压力为30、其温度为605摄氏度，一般蒸汽温度为615℃。与平常1000的超临界一次再热燃煤锅炉在参数、吸热的比例对比如下:

⑴锅炉BMCR工况下参数对比

表2.1锅炉BMCR工况下参数对比

参数对比分析:

由表2.1可以看出，汽轮机各个参数的升高变化，锅炉主蒸汽出口的流量

随之减少。因此我们就可以知道下降明显的就是过热蒸汽吸热比值，全面提升

了一次再热蒸汽温度以及压力，对整体研究方案造成显著的作用。由于提升二

次再热机组的最初参数，因此持续提高了锅炉进口给水以及低再进口蒸汽温度，为了照顾到温度压力，省煤器出口及进口的烟气温度和预热器出口烟温高于一

次再热燃煤锅炉，所以锅炉的热效率随之降低，这样就对于机组来说是很大的

损失，所以，迫切需要有效的措施来降低这些损失[3]。

⑵吸热比值变动比较

表2.2吸热比例变化对比（BMCR工况下）

吸热比例变化对比分析:

①在同等容量下二次再热燃煤锅炉的总吸热量低于一次再热锅炉5％左

右;

②二次再热锅炉的过热蒸汽吸热比值出现下降，再热蒸汽的综合吸比值

提高;

③相同容量中有明显变动的就是二次再热锅炉的过热与再热蒸汽的吸热比值和一次再热锅炉，根据吸热状况来分析锅炉各级受热面的吸热比值和受热面积进行一定的调节。

④明显提升的是二次再热锅炉的主蒸汽压力以及一级再热蒸汽的压力，对众多系统受压件的选择有显著的作用，二次再热锅炉锅炉的受压件重量和相同容量的一次再热锅炉相比有明显的提升。

⑶二次再热锅炉在负荷变动是吸热比值的变动状况

表2.3二次再热锅炉在负荷变化时吸热比例变化对比

图2.4各负荷吸热比例趋势

负荷变化时吸热比例变化分析:

1)伴随锅炉负荷的降低，一、二级再热蒸汽吸热数目出现降低，过热蒸汽侧部分却得到提升;

2)一、二次再热蒸汽吸热量出现显著的差异，在全部负荷的时候，二次

再热蒸汽吸热比值相比一次来说比值低5.22，即使一、二次再热蒸汽的吸热比

例差很小，但是相对于总吸热量来说，分别占了一、二次再热蒸汽总吸热量的31.7和46.4，所以在100%负荷时对一、二级再热器系统的受热面布置有非常

大的影响;

3)随着负荷降低造成再热蒸汽的吸热比值降低，然而上述双方的的降幅

有细微的差异，一次的下降幅度明显更高，所以二次再热锅炉负荷的大小对各

级受热面的吸热匹配有较大的影响。

4)因为出现上述吸热变动特别是两级再热器系统间出现吸热差以及变动

幅度的差异，所以二次再热锅炉的过热器体系、两级系统的受热面划分需要根

据以上变动而出现显著的变动，如此才可以全面满足负荷变动时期参数标准[2]。