二次再热机组的发展和特点
二次再热机组原理
二次再热机组原理
二次再热机组是一种高效的发电机组，它采用了二次再热技术，能够将热能充分利用，提高发电效率。
二次再热机组的原理是将高温高压的蒸汽通过再热和再膨胀的过程，使其能够充分释放热能，从而提高发电效率。
二次再热机组由锅炉、汽轮机、再热器、再膨胀器、冷凝器和泵等组成。
锅炉是二次再热机组的核心部件，它将燃料燃烧产生的热能转化为蒸汽，然后将蒸汽送入汽轮机中。
汽轮机是将蒸汽的热能转化为机械能的设备，它通过旋转轴承带动发电机发电。
再热器和再膨胀器是二次再热机组的关键部件，它们能够将蒸汽的热能充分利用，提高发电效率。
冷凝器是将汽轮机排出的低温低压蒸汽冷凝成水的设备，泵则是将冷凝水送回锅炉中继续循环使用。
二次再热机组的工作原理是：首先，锅炉将燃料燃烧产生的高温高压蒸汽送入汽轮机中，汽轮机将蒸汽的热能转化为机械能，带动发电机发电。
然后，蒸汽进入再热器中，再次加热后再次送入汽轮机中，继续转化为机械能。
接着，蒸汽进入再膨胀器中，再次膨胀后再次送入汽轮机中，继续转化为机械能。
最后，蒸汽进入冷凝器中，冷凝成水后再次送回锅炉中循环使用。
二次再热机组的优点是能够将热能充分利用，提高发电效率。
同时，它还能够减少燃料的消耗，降低环境污染。
二次再热机组的缺点是
设备复杂，维护成本高。
但是，随着技术的不断进步，二次再热机组的性能和可靠性也在不断提高。
二次再热机组是一种高效的发电机组，它采用了二次再热技术，能够将热能充分利用，提高发电效率。
二次再热机组的原理是将高温高压的蒸汽通过再热和再膨胀的过程，使其能够充分释放热能，从而提高发电效率。
二次再热比一次再热效率高的原因
二次再热比一次再热效率高的原因二次再热（two-stage reheat）是一种提高汽轮机效率的技术。
相较于一次再热（single-stage reheat），二次再热具有更高的效率。
在简化的模型中，理论上二次再热可以达到理想的卡诺循环效率。
以下是二次再热比一次再热效率高的原因。
首先，二次再热能够提高汽轮机的平均温度。
在一次再热中，热量被施加到汽轮机一次后进行汽化。
然而，在二次再热中，热量可再次施加到蒸汽中，使其再度汽化。
二次再热后的蒸汽温度会比一次再热更高，这意味着更高的冷凝温度和更高的平均温度。
其次，二次再热能够提高蒸汽的干度。
在一次再热中，由于部分热量已经被转化为机械能，在蒸汽中留下了一定的水。
而在二次再热中，蒸汽在进一步吸收热量后会进一步汽化，减少了水的含量，提高了干度。
干蒸汽相较于湿蒸汽具有更高的热量传输效率，从而提高了汽轮机的效率。
第三，二次再热能够减少排气损失。
在一次再热中，排气会直接进入冷凝器。
然而，在二次再热中，高温的蒸汽会通过再次进行汽化，从而减少了排气的水含量和湿度。
这意味着冷凝器中可以更有效地进行热交换，减少排气损失。
第四，二次再热能够降低蒸汽流量。
在一次再热中，由于热量只在一次再热后被转化为机械能，蒸汽的质量流量会相应增加。
而在二次再热中，蒸汽的干度提高，相同的功率输出可以通过较少的蒸汽流量实现。
减少蒸汽流量可以降低与蒸汽传输相关的压降和损失，从而提高效率。
最后，二次再热能够提高汽轮机的功率输出。
相较于一次再热，二次再热更多地利用了燃料的热能，使汽轮机的功率输出有所增加。
通过增加再热器的数量，可以进一步提高汽轮机的功率输出，从而提高效率。
总的来说，二次再热比一次再热具有更高的效率，主要原因是提高了汽轮机的平均温度、蒸汽的干度，减少了排气损失和蒸汽流量，以及提高了功率输出。
这些因素综合起来，使得二次再热比一次再热更加有效率。
然而，值得注意的是，实际操作中还需要考虑多个因素，如再热器设计和汽轮机部件的可靠性，以达到最佳的效率和性能。
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。
二次再热机组原理
二次再热机组原理
二次再热机组原理
二次再热机组是一种特殊的蒸汽发生装置，是由机组原理中已有的燃烧锅炉和蒸汽再热机组构成的，用于多段式蒸汽炉的热力调节，以提高系统的热效率。
它是根据蒸汽发生原理分解出燃烧锅炉和再热机组，使蒸汽发生更加合理，从而提高蒸汽的效率。
二次再热机组的工作原理是：热能由燃烧锅炉产生的蒸汽先在一次再热机组中经过一次余热利用，然后进入二次再热机组再热，最后经过冷凝管箱蒸汽再次回到一次再热机组，以达到系统平衡。
二次再热机组的主要部件有燃烧锅炉、一次再热器、二次再热器、排汽机、阀门和蒸汽冷凝箱等。
它们的工作条件是燃烧锅炉提供的蒸汽压力为二次再热器的工作压力，一次再热器的工作压力大于等于燃烧锅炉的蒸汽压力。
二次再热机组的运行原理是：燃烧锅炉产生的高压蒸汽先经过一次再热机组，蒸汽经过一次再热机组加热后，进入二次再热机组再热，再热机组加热后的蒸汽返回到一次再热机组，它的回水温度将比燃烧锅炉产生的蒸汽回水温度有所提高，从而提高了系统的热效率。
运行时，二次再热机组的蒸汽由排汽机送到蒸汽冷凝箱，冷凝水从蒸汽冷凝箱返回燃烧锅炉，控制开关阀控制蒸汽以不同压力流向不同部位，以达到加热和分解的目的，从而实现系统的节能目标。
二次再热机组是一个多段式的蒸汽发生系统，它的主要特点是采用了综合考虑的原理，即把热能经过多次利用，以达到系统的节能目
标。
它也作为热力系统的一部分，为热能的运用提供了技术支持和合理性的保证。
二次再热对热工的影响
二次再热对热工的影响一、二次再热简介二次再热，就是将汽轮机（高压部分）内膨胀至某一中间压力的蒸汽全部引出，进入到锅炉的再热器中再次加热，然后回到汽轮机（低压部分）内继续作功。
经过再热以后，蒸汽膨胀终了的干度有明显地提高。
虽然最初只是将再热作为解决乏汽干度问题的一种办法，而发展到今天，它的意义已远不止此。
现代大型机组几乎毫无例外地都采用再热循环，因此它已成为大型机组提高热效率的必要措施。
从世界上现有的发电机组来说，再热方式分为一次再热和二次再热两种。
二、采用二次再热的优缺点一般来说，采用二次再热的目的是为了进一步提高机组的热效率，并满足机组低压缸最终排汽湿度的要求。
在所给参数范围内，采用二次再热使机组热经济性得到提高，其相对热耗率改善值约为1.43%～1.60%。
蒸汽膨胀终了的干度有明显地提高。
但采用二次再热方式，将使机组更加复杂：有两个再热器——锅炉结构复杂化；增加一个超高压缸，增加一根再热冷管与再热热管，增加一套超高压主汽、调节阀，机组长度增加，轴系趋于复杂——汽轮机结构复杂化。
同时它对锅炉的影响也很大，运行时对控制的要求更高。
这都存在大量需要解决的技术问题。
在2006年，西安热工院朱宝田《我国超超临界机组参数与结构选型的研究》一文中提出，在目前参数下，二次再热的经济性得益为1.4%—1.6%左右，但机组的造价要高10%~15%，而机组的投资一般约占电厂总投资的40%~45%左右，电站投资要增加4%—6.8%。
三、二次再热机组的前景根据超超临界机组未来的发展，参数将进一步提高仍是必然的，当温度达到 650~720℃、压力超过30MPa、采用二次再热，届时电站的效率将进一步提高，可以获得与IGCC和PFBC 发电技术相媲美的优良经济性。
按照 ABB,SIEMENS,GECALSTOM为主的欧洲汽轮机制造业提出的“高参数燃煤电站（700℃）发展计划，即到2015年左右，超超临界机组的参数达到40mpa/700℃/720℃的水平，即是为此阶段的超超临界机组提出的。
二次再热效率更高的原因
二次再热效率更高的原因
二次再热效率更高的原因主要有以下几点：
首先，二次再热过程中，蒸汽被进一步加热至更高的温度，与高温介质进行更大的温度差交换。
这种温度差异的增加可以提高热能转化效率，使得二次再热比一次再热能够更有效地利用热能，从而提高整体效率。
其次，二次再热能够减少蒸汽在再热过程中的冷凝现象。
在一次再热过程中，蒸汽会经历部分冷凝，导致蒸汽的湿度增加，降低了蒸汽的做功能力。
而在二次再热中，通过再次加热蒸汽，可以减少冷凝现象，使蒸汽的干度更高。
干度高的蒸汽具有更高的做功能力和效率，因此二次再热可以提高蒸汽轮机的效率。
此外，二次再热还可以降低蒸汽轮机的热应力。
在高温高压的环境下，蒸汽轮机的材料会受到热应力的影响，长期运行可能会导致材料疲劳和损坏。
而二次再热通过降低单次加热的温度和压力，减小了蒸汽轮机承受的热应力，延长了设备的使用寿命，同时也提高了设备的运行效率。
综上所述，二次再热效率更高的原因主要包括更高的温度差异、更高的蒸汽干度以及降低的热应力。
这些因素共同作用，使得二次再热在能源利用和设备运行效率方面都具有明显的优势。
因此，在发电、化工等行业中，采用二次再热技术可以提高能源利用效率，降低能耗，实现可持续发展。
二次再热机组原理
二次再热机组原理
二次再热机组是一种热力发电系统，其原理是通过多次加热和冷却工质来实现能量转换。
这种燃气轮机组采用了再热技术，可以显著提高热效率，减少燃料消耗，降低排放。
在二次再热机组中，工质首先被加热至高温，然后通过涡轮扩张产生功率。
随后，工质被再次加热至更高的温度，然后再次通过涡轮扩张，产生更多的功率。
这种多次加热和扩张的过程可以充分利用燃料的热能，提高能量转换效率。
二次再热机组通常由压缩机、燃气轮机、再热器和冷凝器等部件组成。
在运行过程中，工质首先被压缩机压缩，然后进入燃气轮机进行膨胀，产生功率。
接着，工质被再次加热至更高的温度，然后再次进入燃气轮机进行膨胀，产生更多的功率。
最后，工质被冷凝器冷却，然后再次进入压缩机循环往复。
通过多次加热和扩张的过程，二次再热机组可以提高热效率，实现更高的功率输出。
与传统的燃气轮机相比，二次再热机组具有更高的效率和更低的排放，是一种更加环保和节能的发电技术。
二次再热机组的原理虽然复杂，但其应用带来的效益是显著的。
通过合理设计和运行，可以实现更高的能量转换效率，降低能源消耗，减少对环境的影响。
因此，二次再热机组在现代热力发电领域具有广阔的应用前景。
总的来说，二次再热机组是一种高效、环保的热力发电技术，通过多次加热和扩张实现能量转换。
其原理复杂但效益显著，是未来能源领域的一个重要发展方向。
希望在未来的发展中，二次再热机组可以得到更广泛的应用，为人类社会的可持续发展做出贡献。
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。
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二次再热机组的发展和特点
摘要：二次再热机组的技术在国外早已成熟，其热经济性相对于一次再热机组
也是十分可观的，面对国家政策，火电走可持续发展道路二次再热必定是我国火
电今后发展的一个新方向。
关键词：二次再热机组；金属材料；结构区别
1、概述
二次再热机组和一次再热机组有较大差别，二次再热机组的热力系统比一次
再热机组的热力系统更加复杂，对运行技术的要求更高。
我国的火电刚开始涉及
到二次再热技术，欧美以及日本的火电发展对我国火电的发展方向和火电技术的
提高有着重要的借鉴意义。
2、国外二次再热技术的发展
2.1美国火电发展状况
早在1957年美国就投运了第一台超超临界机组——俄亥俄州菲罗电厂6号机组，容量为125MW、蒸汽参数为31MPa、621/566/566℃，由B﹠W公司制造；1959年艾迪斯顿电厂投运了一台二次再热机组，容量325MW、蒸汽压力为
34.4MPa、蒸汽温度为650/566/566℃，后来该机组将参数将为32.4MPa，
610/560/560℃，艾迪斯顿电厂的这一机组同时打破了当时发电机组最高出力，最高压力，最高温度和最高效率4项纪录。
从1986年美国电力研究院（EPRL）就
致力于开发32MPa，593/593/593℃的燃煤火电机组。
2.2日本火电发展状况
日本于1989年投运了川越电厂1号机组，该机组为中部电力公司设计制造的700MW机组，燃液化天然气，主蒸汽压力为31MPa，蒸汽温度为566/566/566℃，机组热效率为41.9%。
日本通过吸收美国技术并成功发展超临界技术的基础上，
进一步自主开发超超临界机组。
日本投运的超超临界机组蒸汽参数逐步由
566℃/566℃提高到566/593℃，600/600℃，蒸汽压力则保持24～25MPa，容量
为1000MW。
1998年投运的原町2号机组，主蒸汽压力为1000MW，主蒸汽温度和再热蒸汽温度均为600℃，该机组的实测发电机端效率达到了44.7%。
日本记
录第二电厂6号锅炉为二次再热超临界压力锅炉，1970年订购并经过试运行于1973年11月正式投运。
3、我国火电机组的发展
华能西安热工院于2012年自主研发了“带二次再热的700℃以上参数超超临
界锅炉”，该项技术通过了国家知识产权发明专利审核并公告。
这是国内第一个涉及二次再热技术的研究成果。
采用这项技术的1000MW超超临界二次再热机组的
供电煤耗达到272克/千瓦时，相比1000MW超超临界一次再热机组降低了
12272克/千瓦时，一年的运行时间按照6000h计算，每台机组每年可以节约标准
煤7.2万吨，二氧化碳排放量减少了20万吨，得了很好的经济性和环保效益。
3.1国电泰州发电厂
2012年9月12日，上海电气电站集团与国电江苏电力有限公司签署国电泰
州电厂二期2×1000MW超超临界二次再热燃煤发电示范项目主机设备合同。
该工
程机组设计发电效率高于47.9%，比国内常规超超临界一次再热机组平均效率提
高2.1%，比目前全球最好的二次再热发电机组效率提高0.9%以上，机组设计发
电煤耗为256.2克/千瓦时，比常规百万超超临界机组发电煤耗降低14克/千瓦时，两台机组每年可节约标煤15.18万吨，达到了国际先进水平。
3.2华能莱芜发电厂
莱芜电厂1000MW工程二次再热机组发电效率高于47.95%，比当今世界上最好的二次再热机组效率高约1%以上，比国内常规超超临界一次再热机组发电效
率提高了2.2%，机组设计标准发电煤耗为256.16克/千瓦时，煤耗比当今世界最
好水平降低了6.2克/千瓦时，比常规百万机组降低发电煤耗约14.1克/千瓦时，
两台机组年可节约标煤15.51万吨，华能莱芜发电厂的建设提高了我国高端大型
燃煤机组装备设计制造和运行水平。
3.3华能安源发电厂
安源电厂机组采用的二次再热技术，主蒸汽压力为31MPa，主蒸汽温度为600℃，再热蒸汽温度为620℃、620℃，机组设计热效率达到了47.95%。
2×660MW机组由华能与东方电气集团有限公司合作生产，利用现有成熟材料，
采用创新技术综合提高效率，在使机组效率提高的同时，还降低了温室气体和污
染物排放，综合参数、热效率、应用新技术等方面都是世界比较先进的。
4我国二次再热机组面临的问题和解决方案
目前超超临界二次再热机组技术主要在美国、丹麦、日本等国家应用，二次
再热技术不但可以提高机组的经济性，还可以改善机组的环保效果。
经计算分析
二次再热技术在相同的主蒸汽压力条件下，相对热耗率提高了1.4%~1.6%。
目前
超超临界机组的汽轮机入口参数为25.0MPa/600℃/600℃，二次再热机组的汽轮
机入口参数为30.0MPa/600℃/620℃/620℃，二次再热机组的热效率相比普通超
超临界机组热效率提高了2.4%~2.6%，机组煤耗也相应降低。
通过技术比较得出二次再热机组相对于一次再热机组的不同点：1随着二次
再热机组热效率提高，锅炉的输出热量会相对减少；2再热器热量由高压和低压
两部分提供，主汽吸热比例降低，主蒸汽流量减少。
3汽轮机排汽温度水平提高。
4省煤器入口给水温度升高。
根据汽水参数特点，二次再热锅炉同一次再热锅炉
相比，存在以下显著的难点：1锅炉增加一级再热器，增加了两组受热面布置。
2
再热汽温调节更困难，喷水调节将降低系统效率。
3锅炉设计参数为
600℃/620℃/620℃，三个受热面出口温度达到或超过600℃，最后一级高温受热
面传热温差减少，其低负荷性能势必降低。
4低压再热器压力相对更低，蒸汽体
积流量大，低压再热器压降控制相对一次再热机组更难。
5炉膛选取必须同时满
足合理组织燃烧的要求和三个高温受热面出口汽温达到额定值。
6省煤器的入口
烟温和入口水温提高，受热面设计要符合全负荷范围内省煤器出口工质的欠焓足
够高。
7空气预热器入口烟温升高，降低排烟温度的难度增加。
8主汽流量降低，炉膛吸热增加，上部水冷壁壁温和分离器温度上升。
针对以上技术难点，哈锅经过充分和详细的论证，在设计中考虑以下对策：
1合理选择炉膛，在保证合适的热力参数的条件下尽量采用较高的炉膛出口
烟温，以利于末级过热器、一次高压再热器和二次高压再热器三个高温受热面同
时达到额定汽温。
2在623℃以现有的金属材料条件下高压再热器受热面不宜布置在炉膛高烟温区域。
3在低负荷时，高温受热面传热温压急剧下降，通过增加受热面达到额定汽
温的难度增加。
4需要采用多种调温方式来完成一、二次再热汽温的调节，并满足机组调峰
特性。
5需要采取有效措施来降低燃料辐射放热并增加对流放热来匹配强对流特性
的受热面。
锅炉技术特点：
1采用π形或塔式布置；
2配中速磨制粉系统的切圆燃烧方式；
3经济、高效的低NOx直流燃烧器和分级燃烧；
4适合高蒸汽参数的超超临界锅炉的高热强钢；
5过热器三级布置，有利于合理地分配各级焓增；
6高压再热器分成冷段和热段；
7低压再热器分成冷段和热段；
8过热汽温调节为常规的煤水比＋二级（四点）喷水；再热汽温采用调节挡板、烟气再循环、燃烧器摆动或组合等多种调温方式组合。
5、结论
西方发达国家早在上世纪五十年代就已经研究出了超临界二次再热机组，领先了我国半个世纪，我国也要积极发展二次再热技术，做出适合我国的二次再热机组。
参考文献：
[1]雷敏，安蓓，朱诸.国务院消费“红线”[J].经济参考报，2013
[2]叶东平，张秋鸿.高参数大容量汽轮机选型若干问题探讨[J].热力透平，2011。