超临界机组再热器喷水减温对经济性的影响

摘要：再热器喷水减温作为电厂控制再热蒸汽温度的主要方法，具有设备结构简单、调节效果明显等优点，但它对机组经济性的影响却是负面的。本文通过对一台超临界机组在不同负荷下相关运行参数的测量，定量分析再热减温水对机组经济性的影响，对同类型机组具有一定的参考意义。

Summary: The Spray of reheater as a major means to control reheated steam temperature for boiler, has the advantages of simple device structure and obvious moderating effect, but its economical influence on unit is negative. In this paper, the economical influence of spray reheater for unit is quantitative analysised by measuring the operating parameters of a supercritical unit at different load, and the same type of unit has a certain reference significance.

关键词：超临界机组 再热减温 经济性

Keywords: supercritical generator set ;reheat desuperheating ;economical

中图分类号：U224.5文献标识码： A 文章编号：

再热器喷水减温因其设备结构简单、调节效果明显等特点，在电厂调节和控制再热蒸汽温度的过程中被广泛采用。但是，从火电厂热力运行经济性方面来看，再热减温水的使用将造成机组经济性降低，煤耗增高。下面将以一台超临界机组为例，定量的分析再热减温水对机组经济性的影响。

机组情况简介

试验机组汽轮机为超临界、一次中间再热、三缸四排汽、直接空冷凝汽式，额定负荷为660MW；锅炉为单炉膛、四角切圆燃烧方式、平衡通风、全钢构架、紧身封闭布置、固态排渣、全悬吊结构Π型炉；再热器减温水水源来自给水泵中间抽头。机组热力系统简图见图1。

图1：试验机组热力系统简图

不同负荷下再热器喷水减温对机组经济性的影响分析

2.1 当机组负荷为660MW时，假定再热器减温水流量为10t/h，对煤耗的影响计算如下：

新蒸汽的等效热降的降低量（由于对再热器喷水减温，被抽取的减温水未经过高压缸少做功；同时减温水未经高压加热器使其抽气量减少多做功。新蒸汽的等效热降降低量为以上两项做功的代数和）：

ΔH=αrhs[(h0-hcr)-(τ1η1+τ2η2+τ3η3)

=(10/2136.14)*[(3400.75-3027.92)-( 137.85* 0.474+

172.30* 0.445+ 121.62* 0.289)]

= 0.916kJ/kg

循环吸热量的降低量（减温水由于未经过锅炉加热少吸收热量；同时减温水未流经高压加热器而使系统吸热量增加；另外减温水未经高压加热器使其抽气量减少，使进入再热器加热的蒸汽量增加，吸热量增加。系统循环吸热量的降低了为以上三者的代数和）：

ΔQ=αrhs[(h0-hcr)-( τ1+τ2+τ3)- (τ1/q1*ΔQ π-1+τ2/q2*ΔQπ-2)]

= (10/2136.14)*[(3400.75-3027.92)-( 137.85+172.30+121.62)-

(137.85/1952.80*520.01+172.30/2024.10*568.83)]

=-0.674kJ/kg

装置经济性相对变化量：

δηi=(ΔH-ΔQηi)/(H-ΔH)*100%

=(0.916+0.674*0.414)/( 1082.21-0.916)*100%

=0.1105%

对机组煤耗的影响量：

Δbb=bb*δηi=322.73*0.1105%=0.36g/(kW·h)

2.2 当机组负荷为500MW时，假定再热器将温水流量为10t/h，对煤耗的影响计算如下：

新蒸汽的等效焓降的降低量：

ΔH=αrhs[(h0-hcr)-(τ1η1+τ2η2+τ3η3)

=(10/1509.38) *[(3459.90-3059.01)-( 127.30* 0.514+

170.95* 0.489+ 120.18* 0.335)]

=1.402 kJ/kg

循环吸热量的降低量：

ΔQ=αrhs[(h0-hcr)-( τ1+τ2+τ2)- (τ1/q1*ΔQ π-1+τ2/q2*ΔQπ-2)]

=(10/1509.38)*[ (3459.90-3059.01)-( 127.30+170.95+120.18)-

(127.30/2093.43*506.56+170.95/2150.61*547.72)]

=-0.609kJ/kg

装置经济性相对变化量：

δηi=(ΔH-ΔQηi)/(H-ΔH)*100%

=(1.402+0.609*0.423)/( 1242.55-1.402)*100

=0.1337%

对机组煤耗的影响量：

Δbb=bb*δηi=333.14*0.1337=0.45g/(kW·h)

结论与建议

3.1 再热减温水对机组经济性的影响较明显，机组运行在660MW时，再热减温水每变化10t/h，机组供电煤耗变化0.36 g/(kW•h)。假设机组年发电量为40亿kW•h，标煤单价为900元/t，则影响机组年运行费用变化为129.6万元。

3.2 对比发现，随着机组负荷的下降，再热减温水对机组煤耗的影响将会增加。因此当机组在低负荷运行时，使用再热减温水应更加慎重。

3.3 为了减少再热减温水的使用，我们可以采取以下措施：

a．通过燃烧调整试验，确定锅炉最佳运行方式或控制参数。合理控制锅炉氧量，火焰中心位置、燃烧器投运方式，尽量利用燃烧调整的方式调节再热蒸汽温度。

b．通过燃烧调整试验，调整煤粉经济细度。

c．入炉煤合理混配掺烧，使之接近设计煤种。

d．及时消除吹灰器缺陷，保证吹灰器投入率，合理及时进行受热面吹灰。

e．疏通空气预热器，消除烟风道漏风。

f．提高给水温度，提高高加的投入率。

参考文献：

[1] 火电厂热系统节能理论 林万超 西安交通大学出版社 1994

注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。