摘 要
针对某大型机组利用再热蒸汽喷水减温的不正常运行方式，本文对300MW机组进行原则性热力系统计算，定量分析了该调温方式使机组主要热经济指标的降低幅度，分析了再热蒸汽喷水减温对机组运行的重要性 。机组定负荷稳定运行工况下的再热蒸汽喷水，改变了系统中工质总量，使系统各计算点上工质焓降发生了变化(各级抽汽量发生变化)，汽轮机高、中压缸和低压缸发电功率进行了重新分配，系统热经济指标(热耗率、绝对电效率、系统热耗率、标准煤耗率等)都发生相应的变化。本文选取了5个再热蒸汽喷水量(0、5、10、15、25) t／h变化工况点进行了计算，获得了系统各项热经济指标及再热蒸汽喷水量变化时的变化量并验证了其线性变化规律，从而得出采用喷水减温对再热蒸汽进行调节将使机组的热经济性受到了影响。
关键词：再热机组；热力系统计算；再热蒸汽；喷水减温；效率；热经济性
目 录
1.前 言 ......................................................................................................................................... 1 2. 汽轮机概况 ............................................................................................................................... 2 2.1 机组概况 ............................................................................................................................ 2 2.2 机组的主要技术参数 ........................................................................................................ 3 2.3 额定工况下机组各回热抽汽参数 ...................................................................................... 4 3.锅炉概况 ..................................................................................................................................... 5 3.1 锅炉设备的作用及构成 ...................................................................................................... 5 3.2 本锅炉设计有以下特点 .................................................................................................... 5 3.3 锅炉型式和参数 ................................................................................................................ 6 3.4 其他数据整理 .................................................................................................................... 6 4. 机组原则性热力系统求解 ....................................................................................................... 7 4.1 额定工况下的原则性热力系统计算 ................................................................................ 8 4.1.1整理原始数据 ............................................................................................................... 8 4.1.2 整理过、再热蒸汽及排污扩容器计算点参数 ........................................................ 8 4.1.3 全厂物质平衡 ............................................................................................................ 8 4.1.4 计算汽轮机各段抽汽量Dj和凝汽流量Dc .............................................................. 9 4.1.5 热经济指标计算 ...................................................................................................... 16 4.2 非额定工况下的原则性热力系统计算 .......................................................................... 17 4.2.1再热蒸汽喷水流量为Dzp ............................................................................................ 17 4.2.2 工况二 再热蒸汽喷水流量Dzp=5t/h ................................................................... 25 4.2.3 工况三 再热蒸汽喷水流量Dzp=10t/h ................................................................. 27 4.2.4 工况四 再热蒸汽喷水流量Dzp=15t/h ................................................................. 29 4.2.5 工况五 再热蒸汽喷水流量Dzp=25t/h ................................................................. 31 5. 计算结果汇总与分析 ............................................................................................................. 33 5.1 各项汽水流量的计算结果 .............................................................................................. 33 5.2 再热蒸汽喷水引起系统各项汽水的相对变化量 .......................................................... 34 5.3 对系统热经济性的影响 .................................................................................................. 35 6.结论与建议 ............................................................................................................................... 36 致 谢 ........................................................................................................................................... 37 参考文献 ....................................................................................................................................... 38
1.前 言
喷水减温是将水直接喷入过热蒸汽中，水被加热，汽化和过热，吸收蒸汽中的热量，达到调节汽温的目的。喷水减温是直接接触式热交换，惯性小，调节灵敏，易于自动化，加上其结构简单，因此在电站锅炉普遍采用。而表面式减温器由于结构复杂，调温惯性大，只在给水品质要求低的小型锅炉中采用。
再热器不宜采用喷水减温，因为会使电厂的循环热效率降低。喷入再热器的水在低压下被加热汽化和过热，仅在气轮机的中低压缸中做功，犹如附加了一个中压循环系统，中压循环效率降低，因此将整个系统的循环热效率降低。对一般超高压机组，再热器每喷水1%，将使循环热效率降低0.1%~0.2%。一般喷水减温只作为再热器事故喷水减温装置，在少数情况下也将喷水减温的方法与其他调温方法相配合，作为再热汽温的微调方法。对再热蒸汽喷水减温这一不合理调整方法很少有人进行较精确的定量分析。为弄清此类不正常的运行调温方式对机组各项热经济指标的影响程度和再热蒸汽喷水量大小对机组经济性影响的变化规律，拟对300MW功率下机组再热蒸汽喷水0t/h、5t/h、10 t/h、15 t/h、25 t/h工况下的原则性热力系统进行对比计算，从中找出再热蒸汽喷水量与机组热经济性变化之间的客观规律，并对机组热经济性的改善和提高提出合理化建议与分析。为排除外扰对系统产生的干扰，计算在定负荷300 MW稳定运行工况下进行。再热蒸汽喷水减温，属于系统内人为的小水流内扰现象。严格地讲，任何内扰都会使系统各计算点上热力学参数发生变化，从而改变了系统的热经济性。精确确定内扰对各计算点上热力学参数变化量是十分困难的。当内扰动量变化较小时，系统各计算点上热力学参数变化不大；在再热蒸汽喷水量小于耗汽量的4％情况下，认为各计算点上热力学参数不变，由此而引起的计算误差很小，使计算的困难大大降低。计算按原则性热力系统（如图1-1）进行。所有原始数据来源于机组设计资料，计算归纳整理出各计算点的汽水参数后，依此求取各级抽气量、再热蒸汽流量、汽轮机低压缸排汽量和汽轮机的汽耗量，最后对热力系统因再热蒸汽喷水所引起的热经济性变化幅度给出定量分析。
2. 汽轮机概况
2.1 机组概况
本计算选取东方汽轮机厂生产的汽轮机组，型号为N300-16.7/537/537-2型亚临界一次中间再热单轴双缸两排汽、冷凝式机组，其额定功率为300MW，对应的额定参数下的蒸汽流量约为935t/h,根据机、炉、电的协调，汽轮机可最大发连续功率为330MW，其对应的蒸汽流量约为1025t/h。如果这时锅炉尚具有5%的超压能力，汽轮机可再增加约为5%的出力，称为VWO+5%工况或强度限制工况。能否达到上述的数值，还要取决于电机和辅机系统等允许的最大出力。
汽轮机的本体部分，采用高中压合缸结构，汽缸的上下半部，都为整体铸件，汽轮机的高中压的高压部分具有内缸，为双层缸结构。高压部分有1个调节级及9个压力级（共10级），而中压侧有6个压力级。高压缸配汽方式采用喷嘴调节。调节级叶片选用引进西屋技术的三联叶片，叶根为插入式，有三个销钉固定。该叶片曾用于美国西屋公司600MW机组，能适应负荷的频繁变化，具有很高的可靠性。其余高压级及中压级叶片都取用了效率高的加宽型扭曲叶片，高压缸叶片采用“T”型叶根，中压缸1～5级叶片采用双“T”叶根，第6级菌型叶根，增加了叶根强度的可靠性。所有隔板全部采用了焊接结构，其汽道为带宽窄静叶片的分流叶栅，具有效率高，隔板刚性好的特点，这些新技术已被国外一
些著名汽轮机厂所采用。
引人注目的低压缸，是汽轮机的关键所在，经过慎重考虑，全部采用美国GE公司的技术。汽缸为双层焊接缸结构，上下共分为六块，以便于运输。低压转子为整锻（转子直径1670mm），通流部分的尺寸也和CE技术一样，低压2×6级，叶片的高度依次为89、120、183、321、492、851mm。这样的低压缸在世界上已有数百台在运行，实践证明，它具有很高的效率，极高的安全可靠性能和很好的负荷适应能力。
全机共有八段非调整抽汽，送到相应的三台高压加热器，一台除氧器和四