蒋寻寒---超临界机组和超超临界机组的优化设计问题

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1、大型火电机组的一些优化设计问题蒋寻寒打马启磊打阮圣奇打曹祖庆2（1,安徽省电力科学研究院，合肥230601；东南大学，南京210018）摘要：从节能角度出发，对目前引进型超超临界火电机组的汽轮机、锅炉方面一些典型的设计问题进行了分析，指出能耗增加的不良后果，建议新机组设计进一步向节能倾斜，并提出一些优化设计方法，以便今后新建的超超临界机组能够充分发挥低能耗、低排放的优势；对于节能相关运行仪表的配置，也给出了一些技术建议。关键词：超超临界，火电机组，优化设计Somekeypointsinoptimizingdesignforlargescalecoa

2、lfiredpowerunitsAbstract:ForthesupercriticalcoalfiredpowerunitsinChina,therearesometypicalshortcomingsforenergyconservationindesign，whicharepointedoutinthispaper.Improvementsarepresentedfortheunitstobesetupforlowestenergyconsumptionandwasteemission.Instrunmentsconfigurationmet

3、hodsformostimportantparametersarealsopresentedforthermoperformancetestandanalysis*Keywords:Ultrasupercritical,coalfiredpowerunit,designoptimization1刖吞由于种种原因，国内的很多超临界和超超临界机组未能充分发挥英应冇的低能耗、低排放优势，需要从设计、安装、调试、运行和维护等诸多方面发现和解决问题。本文探讨设计方面节能相关的-•些典型问题。这里的讨论不涉及空冷机组。2锅炉2.1设计燃料选择事先需要对燃煤帀场

4、进行深入的评估，尽可能选择今后容易购买、即将实际主耍便用的燃煤作为设计煤种。为节省投资，可以选择优质煤种作为设计煤种，但投产后实际使用煤种如果品质偏离较大，则运行屮锅炉效率卜•降、辅机用电增加，增加的代价很人，得不偿失。2.2辅机形式和容量根据合理的设计和校核燃料，优选制粉系统、引风机等重要辅机的形式和容量，保证和机组的整体设计合理搭配。比如引风机或一次风机容量略偏小，一旦使用非设计煤种，热值偏低10%,如果加上空气预热器漏风率增加到10%,就难以满足BMCRT况运行要求。辅机容量偏大的例子也很多。3汽轮机3.1汽轮机的通流面积配置目前新国标GB/

5、T5578-2007L2J尚未普遍使用，除了四门子引进型超超临界汽轮机以外，其它的国产超临界和超超临界汽伦机普遍使用DL/T892-2004[l]fe准确定铭牌，过于保守⑷。同时，国内三人动力厂的设计，理念有所不同，有的为保证出力，通流面积放人5%左右，通流能力太强，和整个机组搭配并不合理，低负荷运行时，主汽压力偏低，必然增加损失；有的坚持节能的策略，面积安排比较紧，虽然很容易达到、超过DS892-2004的出力要求，但汽轮机容最略低于锅炉的能力，也冇改进的余地。需要注意的是，针对开式循环水和闭式循环水系统，山于背压明显不同，同容量、同参数、同系列

6、汽轮机的通流血积应有不同的安排，差别应为2〜3%。3.2保证铭牌出力关于容量，目前有一个比较人的理论问题：按设计规程，每年最热的1()%时间的气象条件卜，是不保证机组发出铭牌出力的，但电网调度并不认可这个概念，而是要求火电机组在运行中的任何吋候都有能力发出铭牌出力。这个问题目前并未显现，主要原因是DLTT892-2004对汽轮机的性能要求较低，设备冇较大的余量。如果普遍使川GB/T5578-2007标准，问题就开始显现，而使用IEC-45-1⑶的时候，问题可能会比较突出。3.3主、辅机容量搭配机、炉容虽需要合理匹配，600MW机组的锅炉配660MW

7、汽轮机是非常荒唐的搭配，同样，在660MW机组上配置600MW机组的辅机，也不合理，必须制止。3.4冷端设计3.4.1不均衡问题若额定背压较低，又按THA工况设计，则选配较长的末级叶片可以获得更好的经济性［5］o而国内600MW级别超临界和超超临界汽轮机冷端设计普遍存在的问题是，末级叶片过长而冷端设备容虽:偏小。这个问题的主耍原因是设计规程陈旧。对于闭式循环水系统机组,背压额定值过于乐观［6］。值得注意的是，北方机组冷却塔面积小得多，循环水冷却倍率也较小，实际背压条件和南方机组差别一般并不大。额定背压取值不合理，往往造成汽轮机末级叶片选择过长，既增

8、加能耗，乂降低汽轮机的夏季最大出力。考虑机组多数需要调峰，则损失更大。国内600MW亚临界、超临界机组数量巨大，这个损失累