龙源期刊网火力发电厂660MW二次再热主机设备参数选择研究作者：谢桂玲来源：《中国新技术新产品》2014年第19期摘要：本文针对660MW超超临界机组主设备高参数的选择，从新材料的性能和应用、参数的优化以及与一次再热机组经济性比较等几方面的论述，指出煤价比较高时，选择二次再热机组有比较高的经济效益。关键词：热机组主机；参数；选择；优化中图分类号：TM611文献标识码：A概述1随着燃煤价格的不断上涨，节能减排的压力逐渐增大，鉴于目前材料技术的限制，各国的700℃计划进展速度缓慢。而发展700℃计划，必然涉及到二次再热系统，国内已成立以电规院为首的700℃联盟，协同三大动力公司等企业开展了初步的研究工作，国电泰州发电厂二期（1000MW级）、华能莱芜电厂（1000MW级）、华能安源电厂（660MW级）已开展建设二次再热机组的工程。二次再热机组主机参数优化2主2.1蒸汽参数优化主蒸汽温度，直接影响材料的许用应力，以目前国内超超临界机组应用的材料来看，主蒸汽温度很难突破600℃。汽轮机进汽参数的提高，是改善机组效率的重要手段之一，经计算，新蒸汽参数在压力为16.6MPa～31.0MPa，温度535℃～600℃范围内，压力每提高1MPa，机组热耗下降0.13%～0.15%；主蒸汽温度每提高10℃，机组热耗下降0.25%～0.30%；再热蒸汽温度每提高10℃，机组热耗下降0.15%～0.20%；当新蒸汽压力较高时，压力越高效率提高幅度越小。若采用两次中间再热，机组性能会进一步提高。主蒸汽压力提高，总是对提高机组效率有利的，但随着主蒸汽压力的提高，锅炉和汽轮机的设计难度增加，成本也在增加。为了获得一定的收益，主蒸汽压力宜采用28MPa～31MPa之间。龙源期刊网我国已运行的超超临界机组材料皆为国外开发，这些材料在600℃的性能还缺乏足够的时间验证，从国外技术支持方提供的数据看，一次再热温度和二次再热温度可以提高到610℃，如果再提高到620℃，超高压、高压、中压转子的材料有可能用到新12Cr钢，涉及与国外联合设计、合作制造的问题，成本很难控制。根据计算分析，两次再热温度均提高到620℃，机组效率仅提高0.24%，风险和投资大于收益。二次再热温度提高到620℃，中压转子的冷却流量应相应增加，抵消了部分收益。因此，综合考虑，推荐主蒸汽压力为31MPa，主蒸汽温度为600℃，一次和二次再热温度采用610℃。一次再热压2.2力的选取对于二次再热汽轮机组，首级高加回热抽汽采用超高压缸排汽，应考虑锅炉给水温度这一因素。一次再热压力升高，机组热耗降低，一次再热压力在某个值附近，热耗最低，但继续升高，热耗开始缓慢升高。一次再热压力/主汽压力≈40%时，循环效率最高。二次再热压2.3力的选取2.3.1二次再热压力与排汽干度的比较二次再热压力选取主要应考虑整体循环效率、排汽湿度、中压缸排汽压力、温度等因素的影响。汽轮机末级叶片工作状态的湿度必须处在一定的湿度范围，以防止蒸汽过热，损坏末级叶片。二次再热压力越高，排汽湿度越大；二次再热温度越高，排汽湿度越小。对于超超临界二次再热机组来说，关心的问题是湿度太小，影响机组的运行安全。2.3.2二次再热压力与热耗的关系随着再热压力的提高，热耗下降，再热压力到某一值后，下降趋势减缓，减到一定数值后，热耗升高。所以，有一个合适的二次再热压力区间，这个区间末级排汽湿度也满足要求。对于主汽参数31MPa/600℃，一、二次再热温度620℃的湿冷汽轮机组，二次再热压力选取在2.7MPa～3.0MPa，同时中排压力宜选取在0.4MPa～0.45MPa。主设3备参数优化结论综合考虑国内高温材料、经济性以及末级排汽湿度、高压缸排汽温度等因素，660MW超超临界二次再热机组推荐：主蒸汽压力：31MPa；龙源期刊网主蒸汽温度：600℃；一次再热温度：610℃；二次再热温度：610℃回热级数宜设置为10级（4高5低1除氧）。4660MW超超临界一次再热与二次再热汽轮机方案比较660MW超超临界一次再热汽轮机采用的常规机型为N660-25MPa/600℃/600℃，本体结构和各部件采用的材料均与二次再热汽轮机不同，这两种机型比较如下：两种方案的初投资比较4.14.1.1主机设备投资比较二次再热机组汽轮机增加一个超高压缸，锅炉设备增加二次再热器，主机设备使用的材料耐高温性能提高，重量增加，汽轮机本体设备和锅炉本体设备初投资均有调整，见表1。4.2.2主要管道的投资比较二次再热机组比一次再热机组增加投资的管道主要有：主蒸汽压力由25MP