1000MW机组热力系统热经济性分析及优化

华北电力大学（保定） 硕士学位论文
1000MW机组热力系统热经济性分析及优化 姓名：李岩
申请学位级别：硕士 专业：动力工程及工程热物理;热能工程
指导教师：田松峰 2011-03
摘要
摘要
火电机组热力系统热经济性分析是火电厂节能降耗工作的基础环节，也是机组 进行热力试验、热力系统结构优化以及降低发电企业生产成本的重要环节。因此， 本文从火电厂热力系统节能角度出发，以某引进型 1000MW 机组的热力系统为研究 对象，进行热力系统热经济性分析及优化是十分有必要的。
借鉴国内同类型机组的改进经验，从热力系统的参数、结构、设备等方面着手。 以额定工况为例，定量分析了加热器疏水系统不同连接方式、蒸汽冷却器不同布置 方式、高压加热器不同布置形式、给水泵不同配置方案、轴封溢汽不同回收利用位 置等对机组热经济性的影响。在以保证机组安全可靠运行为前提的基础上，对上述 局部热力系统进行结构优化，提出了优化改造方案，进一步完善该机组热力系统， 充分挖掘机组的节能潜力，提高企业竞争力，同时也为同类型机组的热力系统优化 设计、节能改造和故障诊断提供了依据。
On the basis of theoretical analysis of changing conditions, from the thermodynamic parameters of the system, structure, equipment and other aspects, quantitative analysis of the different connections of heater, the different layout of the steam cooler and different configuration options to the pump,the influence of the economy. Based on the premise of ensure safe and reliable operation unit, structural optimization the local thermal system,in order to further improve the thermal system of the unit and fully tap the potential of saving energy to improve the competitiveness of enterprises. Nozzle adjustment by condensing steam turbine working conditions in the variable,when running under control stage enthalpy drop, the speed ratio and efficiency levels will also lead to changes in parameters.The change of the steam turbine-depth study of working conditions on the basis of theory, simplified calculate the variable turbine under various control stage efficiency, and adjust the level to draw a random set of changes the efficiency of the efficiency curve to guide the unit variable operating conditions under the economic operation.
VI
kg/h kJ/kg kJ/kg kJ/kg kg/h kJ/kg kg/h kJ/kg kg/h kJ/kg kJ/kg kJ/kg
kJ/kg
kJ/kg kJ/kg kg/h kJ/kg kg/h kJ/kg 无因次 无因次 无因次 无因次
kJ/kg 无因次 无因次
ηg q1 希腊字母 τi γi Δτ b
I
华北电力大学硕士学位论文
Abstract
Thermal power plant economic analysis is the basis of energy-saving and is also a unit for thermal testing, thermal system optimization and reduce the cost of generating an important part of production. Therefore, this energy from the power plant system point of view, taking thermal system of 1000MW unit plant as the research object and the analysis of heat economy and optimization is very necessary.
主蒸汽流量 主蒸汽焓值 低压缸排汽焓值 i 级加热器抽汽焓值 i 级加热器抽汽流量 i 级加热器辅助抽汽焓值 i 级加热器辅助抽汽流量 i 级加热器出口给水焓值 i 级加热器辅助水流流量 i 级加热器抽汽放热量 i 级加热器辅助抽汽放热量 i 级加热器辅助水流放热量 通流部分漏气少做的功
i 级加热器抽汽在通流部分少做的功 过热器减温水焓值 过热器减温水流量 再热器减温水焓值 锅炉侧工质损失流量 锅炉侧工质损失焓值 i 级加热器抽汽系数 厂用电率 i 级加热器辅助蒸汽抽汽系数 汽轮机通流部分漏气系数 单位质量工质再热器内吸热量 锅炉效率 管道效率
大容量超超临界火电机组经过近几十年来的发展，由于其显著的经济效益和节 能减排等特点，在发达国家已大量投入商业运行。我国“十一五”规划强调建设能 源节约型、环境友好型的社会。目前，“节能减排”已成为电力企业发展的主旋律。 因此，发展高参数、大容量发电机组是解决我国能源紧张最有效途径，符合我国能 源产业结构政策和国民经济快速发展的需要，具有良好的社会经济价值[1]。为迅速扭 转我国火电机组煤耗长期居高不下的局面，优化火电结构，超超临界机组将成为21 世纪我国主力发电机组[2]。
Keywords: thermal system；matrix model；heat economy；structure optimization
II
华北电力大学硕士学位论文
物理量名称及符号表
英文字母表 D0 h0 hc hi Di hfi Dfi hwi Dwi qi q fi q wi h%fσti h% iσ hss Dss hrs Dl hl αi Σξi α fi α ftj σ ηb ηp
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《1000MW 机组热力系统热经济性分析及优化》系本人在华北电力大学攻 读硕士学位期间在导师指导下完成的硕士学位论文。本论文的研究成果归华北 电力大学所有，本论文的研究内容不得以其它单位的名义发表。本人完全了解 华北电力大学关于保存、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部 门或机构送交论文的复印件和电子版本，同意学校将学位论文的全部或部分内 容编入有关数据库进行检索，允许论文被查阅和借阅。本人授权华北电力大学， 可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、可以公布论文的全部或部分内容。
采用喷嘴调节的凝汽式汽轮机在变工况条件下运行时，调节级焓降、速度比以 及级效率等参数均会随之发生变化。本文在对汽轮机调节级变工况理论深入研究的 基础上，简化计算了汽轮机变工况下不同负荷时调节级效率，并绘制了调节级效率 随机组负荷变化的效率曲线，指导机组变工况下经济运行。
关键字：热力系统；矩阵模型；热经济性；结构优化
本文以基于热力学第一定律的矩阵分析法和等效热降法为理论依据，定量计算 了该机组典型工况下的各项热经济指标，与传统热平衡法相比，本文方法较为简洁， 且误差在允许的范围内，满足工程实际的需要。主要研究了以回热系统为核心的热 力系统受到外界扰动因素影响时，机组热经济性产生的变化。建立了加热器端差变 化、抽汽压损变化、喷水减温水量、加热器散热、高加解列、凝结水过冷度等扰动 因素对机组热经济性影响的通用矩阵计算模型，简化了局部热力系统的定量计算过 程。并以额定工况为例，定量分析计算了实际运行中各扰动因素变化对机组热经济 性影响的大小。
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第1章 绪 论
1.1 选题的背景和意义
据统计显示到 2007 年和 2008 7.92 亿千瓦。截止到 2010 年 1 月我国电力总装机容量已达到 8.74 亿千瓦，其中， 火电装机约占 74.6％。按照我国电力工业发展的总目标：2020 年我国发电装机容量 将达到 16 亿千瓦，其中火力发电机组仍将占总装机容量的 60％以上。因此，火力发 电机组仍将是我国电力行业的主力机组。
On the basis of the first thermodynamic law and the matrix equivalent heat drop method,compared with traditional thermal equilibrium, this method is more concise, and the error in the allowable range, fully meet the engineering requirements. The paper study the influence of the external factors of various disturbances in heat system as the core of the thermal system on turboset’s thermo-economy.Matrix mathematical models were established in this paper,which can calculate the influence of terminal temperature difference of heater, pressure loss,the heater splitting and condensate undercooling,which greatly simplifies the quantitative calculation of the thermal system process.For operating conditions example, quantitative analysis the disturbance factors change impact on the unit size of thermal economy of the actual operation.On this basis, strengthen the sense of economic operation and improvetion the level of actual operation.