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 650720、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。 四、表面式热交换器 二次再热器的水平段布置在尾部平行烟道的另一侧(锅炉后侧)， 其垂直段布置在水平烟道的烟温较高处。二次再热器出口汽温是由 布置在水平段与垂直段之间的管壳式热交换器(表面式减温器)进行 调节。在热交换器内水平段二次再热器的出口蒸汽(高温工质)与省 煤器进口的一部分给水(低温工质)进行热交换。通过调节阀调节热 交换器进口的给水量来控制热交换量，使二次再热器的出日蒸汽温 度保持在规定值。再热蒸汽通过热交换器降低温度，然后进入垂直 段二次再热器，而来自热交换器的给水在炉膛第 3 回路进口处与流 经省煤器、炉膛第 1 回路及炉膛第 2 回路的工质汇合。 五、烟气再循环风机和过量空气喷口装置 为了减少氧化氮，采用了烟气再循环与二次燃烧。烟气再循环 是由二台 50%容量的烟气再循环风机把省煤器出口的一部分烟气升 压与空气预热器出口的燃烧空气混合。再循环烟气量为燃烧空气的 20%(重量比例)。 考虑到空气预热器的经济性，从省煤器出口的排烟中取出烟气， 并送入风箱进口。采用烟气再循环使通过锅炉本体受热面的烟气量 增加，从而容易达到所要求的蒸汽温度。布置受热面时已考虑到烟 气再循环的效果。为使烟气与燃烧空气能够达到完全混合，采用了 燃烧空气通风损失少的构造。锅炉运行中停用 1 台或 2 台再循环风 机时，为了使得热烟气与热空气密封，设置了空气导管。风量控制 采用调节风门。为了防止用于高温烟气的大型风机在停用时发生翘 曲而装设了旋转装置。 二次燃烧就是在炉膛前后墙最上面一排燃烧器的上部各装置 4 个(共计 8 个)过量空气喷孔，由此，把风箱里的一部分燃烧空气引 入炉内。喷孔位置与口径的选择以能使炉内烟、空气达到良好的混 合以及氧化氮减少为原则。 六、需要注意的问题 循环系统的清洗 点火前，先进行冷态清洗，除去锅炉系统内的杂质，使水质达 到锅炉点火要求。首先使冷凝器真空，清洗低压给水系统，然后清 洗高压给水系统。 为提高冷态清洗效率，冷态清洗的流量应在 450600 吨/时以上， 利用系统内的流量波动来提高清洗效率，故需要经常变化清洗流量。 高压给水加热器是单个系统分别清洗的。由于流量大，因此时间较 短，在高压系统冷态清洗后 20 小时省煤器进口的全铁量在 50ppb 以 下，达到锅炉点火要求的水质，可见清洗效果是高的。 冷态清洗结束后点火;炉顶出口工质温度保持在约 250，在此 温度下进行热循环清洗，其中包括中途的冷态清洗，共进行了 7 天， 然后进行冲管。锅炉点火后，炉顶出口工质温度上升，开始时，析 出的铁很多，随着升温时反复进行热态清洗，析铁迅速减少，确保 运行初期良好的水质。锅炉初点火前后的冷态和热态清洗在短期内 就达到了水质要求，缩短了试运行的时间。 热交换器的应用 锅炉达到额定负荷 60 万千瓦后，对热交换器的给水调节阀及旁 路阀进行各种调整、了解各种调节阀的开度特性，证实热交换器的 换热量是达到设计要求的。 二次再热器出口蒸汽温度由热交换器控制的。预计设置在二次 再热器中间的热交换器的飞升时间比设置在再热器进口的喷水减温 器要短，实际运行也证实了这一点。负荷变动时二次再热器出口蒸 汽温度是稳定的，从运行结果可看出，由热交换器控制的蒸汽温度 在负荷变动时有良好的飞升、跟踪特性。 快速甩负荷性能 开启厂内单独开关，关闭厂内变压器断路器，而主变压器断路 器开启时收到甩负荷信号，锅炉负荷跟踪马达动作，给水、燃料及 空气都调节到最低流量，自动控制的燃烧器除留 2 对外，其余顺次 熄火，并