发电技术 ›› 2021, Vol. 42 ›› Issue (4): 480-488.DOI: 10.12096/j.2096-4528.pgt.21053
王婧1(), 杨金福2,*(
), 段立强1(
), 田李果1(
), 荆雨田1(
), 杨名1(
)
收稿日期:
2021-05-06
出版日期:
2021-08-31
发布日期:
2021-07-22
通讯作者:
杨金福
作者简介:
王婧(1984), 女, 博士研究生, 高级工程师, 主要研究方向为高参数超超临界燃煤机组系统优化, 185831042@qq.com基金资助:
Jing WANG1(), Jinfu YANG2,*(
), Liqiang DUAN1(
), Liguo TIAN1(
), Yutian JING1(
), Ming YANG1(
)
Received:
2021-05-06
Published:
2021-08-31
Online:
2021-07-22
Contact:
Jinfu YANG
Supported by:
摘要:
针对高参数超超临界燃煤机组背压抽汽汽轮机(backpressure extraction steam turbine,BEST)回热系统设计现状,对比分析了BEST对700℃一次再热与二次再热机组能耗的影响,并基于汽轮机通流与回热系统参数匹配及系统优化方法,提出从整体系统角度出发优化回热系统的思路。结果表明:采用BEST的700℃二次再热机组比一次再热机组煤耗更低,低负荷时节煤优势更明显,在40%负荷时节煤11.7g/(kW·h),采用BEST的700℃二次再热机组比一次再热调峰的经济性更好,700℃一次再热机组更适合高负荷运行的机组;随着负荷的降低,700℃二次再热机组抽汽过热度不断增加,在低负荷时可通过向后调节BEST的抽汽位置来匹配最低煤耗。此外,提出采用回热系统抽汽参数与汽轮机通流参数匹配的方法对机组整体系统进行优化,基于该方法可取消BEST,但需要对汽轮机三缸重新进行负荷分配和通流设计。
中图分类号:
王婧, 杨金福, 段立强, 田李果, 荆雨田, 杨名. 高参数超超临界燃煤机组汽轮机热力系统优化设计[J]. 发电技术, 2021, 42(4): 480-488.
Jing WANG, Jinfu YANG, Liqiang DUAN, Liguo TIAN, Yutian JING, Ming YANG. Optimal Design of Steam Turbine System for Advanced Ultra-supercritical Double Reheat Coal-fired Units[J]. Power Generation Technology, 2021, 42(4): 480-488.
抽汽级数 | 抽汽压力/MPa | 抽汽温度/℃ | 过热度/℃ | 抽汽级数 | 抽汽压力/MPa | 抽汽温度/℃ | 过热度/℃ | |
1 | 10.240 | 485.05 | 172.47 | 6 | 0.760 | 169.38 | 1.29 | |
2 | 7.570 | 442.23 | 151.20 | 7 | 0.320 | 250.46 | 114.93 | |
3 | 4.140 | 359.07 | 106.68 | 8 | 0.100 | 140.01 | 39.96 | |
4 | 2.610 | 299.57 | 73.44 | 9 | 0.040 | 75.58 | 0.00 | |
5 | 1.640 | 247.32 | 44.91 | 10 | 0.017 | 56.89 | 0.00 |
表1 方案1的抽汽参数
Tab. 1 Steam extraction parameters of scheme 1
抽汽级数 | 抽汽压力/MPa | 抽汽温度/℃ | 过热度/℃ | 抽汽级数 | 抽汽压力/MPa | 抽汽温度/℃ | 过热度/℃ | |
1 | 10.240 | 485.05 | 172.47 | 6 | 0.760 | 169.38 | 1.29 | |
2 | 7.570 | 442.23 | 151.20 | 7 | 0.320 | 250.46 | 114.93 | |
3 | 4.140 | 359.07 | 106.68 | 8 | 0.100 | 140.01 | 39.96 | |
4 | 2.610 | 299.57 | 73.44 | 9 | 0.040 | 75.58 | 0.00 | |
5 | 1.640 | 247.32 | 44.91 | 10 | 0.017 | 56.89 | 0.00 |
抽汽级数 | 抽汽压力/MPa | 抽汽温度/℃ | 过热度/℃ |
1 | 8.850 | 457.80 | 155.80 |
2 | 6.000 | 402.40 | 126.90 |
3 | 3.700 | 336.40 | 90.70 |
4 | 2.500 | 287.40 | 63.50 |
5 | 1.560 | 234.00 | 33.85 |
6 | 0.810 | 170.80 | 0.80 |
7 | 0.440 | 147.00 | 0.00 |
8 | 0.130 | 354.90 | 247.90 |
9 | 0.064 | 262.90 | 175.30 |
10 | 0.024 | 152.20 | 88.20 |
表2 方案2回热抽汽参数
Tab. 2 Steam extraction parameters of scheme 2
抽汽级数 | 抽汽压力/MPa | 抽汽温度/℃ | 过热度/℃ |
1 | 8.850 | 457.80 | 155.80 |
2 | 6.000 | 402.40 | 126.90 |
3 | 3.700 | 336.40 | 90.70 |
4 | 2.500 | 287.40 | 63.50 |
5 | 1.560 | 234.00 | 33.85 |
6 | 0.810 | 170.80 | 0.80 |
7 | 0.440 | 147.00 | 0.00 |
8 | 0.130 | 354.90 | 247.90 |
9 | 0.064 | 262.90 | 175.30 |
10 | 0.024 | 152.20 | 88.20 |
工况 | 发电煤耗 | 节煤量 | |
700 ℃一次再热机组 | 700 ℃二次再热机组 | ||
THA | 233.66 | 233.50 | 0.15 |
75%THA | 241.67 | 240.49 | 1.17 |
50%THA | 253.37 | 246.14 | 7.23 |
40%THA | 261.72 | 250.02 | 11.70 |
表3 700 ℃一次再热与二次再热机组在不同工况下的单耗和节煤量
Tab. 3 Coal consumption and coal saving of 700 ℃ units with single and double reheat under different conditions g/(kW·h)
工况 | 发电煤耗 | 节煤量 | |
700 ℃一次再热机组 | 700 ℃二次再热机组 | ||
THA | 233.66 | 233.50 | 0.15 |
75%THA | 241.67 | 240.49 | 1.17 |
50%THA | 253.37 | 246.14 | 7.23 |
40%THA | 261.72 | 250.02 | 11.70 |
工况 | 附加单耗 | 节煤量 | |
700 ℃一次再热机组 | 700 ℃二次再热机组 | ||
THA | 102.84 | 102.27 | 0.57 |
75%THA | 107.92 | 105.34 | 2.58 |
50%THA | 116.52 | 109.34 | 7.18 |
40%THA | 122.6 | 112.11 | 10.49 |
表4 700 ℃一次再热与二次再热机组在不同工况下锅炉的附加单耗和节煤量
Tab. 4 Additional coal consumption and coal saving of boilers for 700 ℃ units with single and double reheat under different conditions g/(kW·h)
工况 | 附加单耗 | 节煤量 | |
700 ℃一次再热机组 | 700 ℃二次再热机组 | ||
THA | 102.84 | 102.27 | 0.57 |
75%THA | 107.92 | 105.34 | 2.58 |
50%THA | 116.52 | 109.34 | 7.18 |
40%THA | 122.6 | 112.11 | 10.49 |
工况 | 机组 | 附加单耗 | 汽轮机总 附加单耗 | ||||
超高压缸 | 高压缸 | 中压缸 | 低压缸 | 回热汽轮机 | |||
THA | 一次再热 | — | 1.490 | 1.730 | 4.180 | 0.280 | 7.680 |
二次再热 | 1.106 | 0.922 | 1.073 | 2.913 | 0.306 | 6.320 | |
75%THA | 一次再热 | — | 1.180 | 1.760 | 4.070 | 0.260 | 7.270 |
二次再热 | 1.126 | 0.932 | 1.089 | 2.874 | 0.294 | 6.315 | |
50%THA | 一次再热 | — | 2.190 | 1.840 | 3.970 | 0.230 | 8.230 |
二次再热 | 1.131 | 0.937 | 1.110 | 2.742 | 0.272 | 6.193 | |
40%THA | 一次再热 | — | 2.990 | 1.900 | 3.940 | 0.210 | 9.040 |
二次再热 | 1.137 | 0.946 | 1.129 | 2.676 | 0.262 | 6.149 |
表5 700 ℃一次再热与二次再热机组在不同工况下汽轮机能耗
Tab. 5 Energy consumption of 700 ℃ units with single and double reheat under different conditions g/(kW·h)
工况 | 机组 | 附加单耗 | 汽轮机总 附加单耗 | ||||
超高压缸 | 高压缸 | 中压缸 | 低压缸 | 回热汽轮机 | |||
THA | 一次再热 | — | 1.490 | 1.730 | 4.180 | 0.280 | 7.680 |
二次再热 | 1.106 | 0.922 | 1.073 | 2.913 | 0.306 | 6.320 | |
75%THA | 一次再热 | — | 1.180 | 1.760 | 4.070 | 0.260 | 7.270 |
二次再热 | 1.126 | 0.932 | 1.089 | 2.874 | 0.294 | 6.315 | |
50%THA | 一次再热 | — | 2.190 | 1.840 | 3.970 | 0.230 | 8.230 |
二次再热 | 1.131 | 0.937 | 1.110 | 2.742 | 0.272 | 6.193 | |
40%THA | 一次再热 | — | 2.990 | 1.900 | 3.940 | 0.210 | 9.040 |
二次再热 | 1.137 | 0.946 | 1.129 | 2.676 | 0.262 | 6.149 |
工况 | 附加单耗 | 节煤量 | |
700 ℃一次再热机组 | 700 ℃二次再热机组 | ||
THA | 2.280 | 2.870 | −0.590 |
75%THA | 2.180 | 2.773 | −0.593 |
50%THA | 2.310 | 2.669 | −0.359 |
40%THA | 2.500 | 2.664 | −0.164 |
表6 700 ℃一次再热与二次再热机组回热加热器在不同工况下的附加单耗
Tab. 6 Additional coal consumption of regenerative heater for 700 ℃ units with single and double reheat under different conditions g/(kW·h)
工况 | 附加单耗 | 节煤量 | |
700 ℃一次再热机组 | 700 ℃二次再热机组 | ||
THA | 2.280 | 2.870 | −0.590 |
75%THA | 2.180 | 2.773 | −0.593 |
50%THA | 2.310 | 2.669 | −0.359 |
40%THA | 2.500 | 2.664 | −0.164 |
工况 | 不同抽汽压力下煤耗/[g/(kW·h)] | ||
7.3 MPa | 3.2 MPa | 2.5 MPa | |
THA | 233.50 | 236.23 | 236.11 |
75%THA | 240.49 | 241.38 | 241.35 |
50%THA | 246.14 | 246.56 | 246.43 |
40%THA | 250.02 | 249.98 | 250.45 |
表7 700 ℃二次再热机组BEST不同抽汽压力下机组单耗
Tab. 7 Coal consumption of 700 ℃ double reheat units under different extraction pressures of BEST
工况 | 不同抽汽压力下煤耗/[g/(kW·h)] | ||
7.3 MPa | 3.2 MPa | 2.5 MPa | |
THA | 233.50 | 236.23 | 236.11 |
75%THA | 240.49 | 241.38 | 241.35 |
50%THA | 246.14 | 246.56 | 246.43 |
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