基于高壓缸或超高壓缸排汽的抽汽背壓式給水泵汽輪機(jī),可大幅降低超超臨界一、二次再熱機(jī)組回?zé)嵯到y(tǒng)的抽汽過(guò)熱度,有效提高火電機(jī)組的熱力循環(huán)效率。本文以抽汽背壓式給水泵汽輪機(jī)為研究對(duì)象,解決回?zé)岢槠c給水泵驅(qū)動(dòng)功率的協(xié)調(diào)控制、安全保護(hù)和節(jié)能運(yùn)行問(wèn)題,具有重要的理論意義和工程實(shí)踐價(jià)值。本文基于汽輪機(jī)和給水泵非設(shè)計(jì)工況運(yùn)行原理,分析了機(jī)組部分負(fù)荷工況時(shí)的給水泵驅(qū)動(dòng)功率需求與抽汽背壓式汽輪機(jī)輸出功率的不匹配,研究了機(jī)組部分負(fù)荷工況時(shí)減小抽汽背壓式汽輪機(jī)進(jìn)汽節(jié)流損失、提高機(jī)組循環(huán)效率、平衡機(jī)組部分負(fù)荷時(shí)功率過(guò)剩的方案。本文對(duì)國(guó)內(nèi)首臺(tái)采用抽汽背壓式給水泵汽輪機(jī)的超超臨界1000MW燃煤機(jī)組,建立了包括主汽輪機(jī)通流、抽汽背壓式汽輪機(jī)、加熱器、電液伺服執(zhí)行機(jī)構(gòu)和鍋爐等在內(nèi)的全工況動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型,并基于LabVIEW軟件平臺(tái),開(kāi)發(fā)了實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)仿真系統(tǒng)。本文基于嵌入式工控計(jì)算機(jī)硬件平臺(tái),對(duì)國(guó)內(nèi)首臺(tái)采用抽汽背壓式給水泵汽輪機(jī)的超超臨界1000MW燃煤機(jī)組,開(kāi)發(fā)了汽輪機(jī)控制系統(tǒng)硬件在環(huán)動(dòng)態(tài)試驗(yàn)仿真器,并研究開(kāi)發(fā)了降低小汽輪機(jī)節(jié)流損失的進(jìn)汽調(diào)節(jié)和排汽溢流閥、補(bǔ)汽閥控制策略,并進(jìn)行了參數(shù)優(yōu)化與功能驗(yàn)證仿真試驗(yàn)。本文對(duì)所開(kāi)發(fā)... 

【文章來(lái)源】：東南大學(xué)江蘇省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁(yè)數(shù)】：78 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

加熱器換熱原理圖

文獻(xiàn)[8]利用 EBSILION 軟件分別對(duì)常規(guī)超超臨界機(jī)組熱力系統(tǒng)和加裝串聯(lián)外置式蒸汽冷卻器的超超臨界熱力系統(tǒng)進(jìn)行了熱力學(xué)分析，并將計(jì)算結(jié)果進(jìn)行了對(duì)比。對(duì)設(shè)計(jì)工況，典型的 1000MW 一次再熱機(jī)組再熱后第一級(jí)過(guò)熱度通常能夠達(dá)到 270℃，而在外置式蒸汽冷卻器系統(tǒng)中，該級(jí)過(guò)熱度能夠降至 100℃以下，該系統(tǒng)對(duì)比常規(guī)系統(tǒng)發(fā)電效率提高了 0.11%，發(fā)電煤耗降低了 0.67 g/(kW·h)，顯著提升了節(jié)能效果；對(duì)于機(jī)組變工況，隨負(fù)荷降低，再熱溫度基本保持不變，常規(guī)熱力系統(tǒng)再熱后各級(jí)抽汽過(guò)熱度明顯增加，而外置式蒸汽冷卻器出口的蒸汽過(guò)熱度不升反降，當(dāng)機(jī)組負(fù)荷降至 30%時(shí)，對(duì)比常規(guī)熱力系統(tǒng)，采用外置式蒸汽冷卻器方案發(fā)電效率提高了 0.15%，煤耗降低了 1.0g/(kW·h)。這使得外置式蒸汽冷卻器系統(tǒng)在低負(fù)荷時(shí)節(jié)能效果更好，從而保證了機(jī)組部分負(fù)荷下的高效經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。外置式蒸汽冷卻器能夠顯著降低指定級(jí)的回?zé)岢槠^(guò)熱度，但對(duì)于常規(guī)超超臨界中間再熱機(jī)組而言，抽汽過(guò)熱度高的問(wèn)題并非僅存在于#3 抽汽，整個(gè)中壓缸均有此問(wèn)題尤其是當(dāng)機(jī)組負(fù)荷降低，中壓缸各級(jí)抽汽過(guò)熱度過(guò)高的問(wèn)題更加明顯，對(duì)此，文[9][1則是在串接式回?zé)峒訜崞鞯幕芈分性鲈O(shè)多個(gè)外置式蒸汽冷卻器，并按照傳熱溫差最小原則組織了回?zé)岢槠牧鞒�。外置式蒸汽冷卻器雖有效減小了回?zé)岢槠目捎媚軗p失，回

隨機(jī)組不斷擴(kuò)容，蒸汽參數(shù)不斷提高，單純通過(guò)增設(shè)外置式蒸汽冷卻器來(lái)降低回?zé)嵯到y(tǒng)抽汽過(guò)熱度效果有限且中壓缸各級(jí)均增設(shè)外置式冷卻器方案可行性不高。對(duì)此，Sven Kjaer 等提出了通過(guò)抽汽背壓式小汽輪機(jī)來(lái)降低回?zé)岢槠^(guò)熱度的方案[11-13]，即MC（MasterCycle）系統(tǒng)。該系統(tǒng)提出取消原本置于中壓缸的各級(jí)抽汽并將這部分抽汽引入一個(gè)小汽輪機(jī)中，在小汽輪機(jī)中設(shè)置抽汽進(jìn)入回?zé)峒訜崞鬟M(jìn)行換熱。由于中壓缸抽汽不再經(jīng)過(guò)再熱器，有效解決了其抽汽過(guò)熱度過(guò)高的問(wèn)題，使得原本對(duì)應(yīng)這幾級(jí)的回?zé)峒訜崞鲹Q熱溫差顯著降低，減少了換熱引起的不可逆損失。Sven Kjaer 等通過(guò)熱力計(jì)算對(duì)抽汽背壓式小汽輪機(jī)系統(tǒng)的節(jié)能效果進(jìn)行了初步的驗(yàn)證，結(jié)果表明該系統(tǒng)能夠大幅降低再熱后各級(jí)回?zé)岢槠^(guò)熱度，其中，基于兩級(jí)再熱的 MC 熱力系統(tǒng)能夠達(dá)到 53%的熱效率[13-15]。Pierre Ploumen 等則是對(duì)比計(jì)算了常規(guī)系統(tǒng)以及抽汽背壓式小汽輪機(jī)系統(tǒng)在主蒸汽溫度分別為 600℃及 700℃時(shí)的全廠熱效率和二氧化碳排放量，結(jié)果表明無(wú)論主蒸汽溫度維持在 600℃還是 700℃，MC 系統(tǒng)相較于常規(guī)系統(tǒng)都能夠提高全廠熱效率，并降低二氧化碳的排放量，其中當(dāng)主蒸汽溫度為 700℃時(shí)，熱效率提高更加顯著[6]。另外，由于 MC 系統(tǒng)高壓缸排汽分流經(jīng)過(guò)再熱器的蒸汽流量減少，使得再熱器傳熱面積減少，高溫金屬材料用量減少，從而減少了投資。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
[1]600MW超臨界機(jī)組汽輪機(jī)系統(tǒng)建模及仿真研究[D]. 趙云云.華中科技大學(xué) 2011



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