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700℃超超临界燃煤发电机组系统设计及热经济性研究

作　者: 蔡小燕
导　师: 高伟
学　校: 华中科技大学
专　业: 热能工程
关键词: 700℃超超临界机组能耗分布耗差分析火用分析
分类号: TM31
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要

目前，高参数、大容量的燃煤发电机组已成为我国火力发电的主体，相关技术也得到了长足发展，但与国外先进技术相比仍然具有较大的差距。定量地分析大型燃煤发电机组的耗差及能耗分布情况，有助于探求火电机组节能潜力的大小及其空间分布，从而为降低机组能耗、实现节能减排提供理论依据。本文以发电容量为600MW的常规超临界机组为参考，研究700℃超超临界燃煤发电机组的耗差及能耗分布情况，其计算模型利用常规超临界机组进行了考核验证。本文主要做了以下工作：本文基于热量法计算了常规超临界机组的热经济性指标，同时采用变工况模型进行主要运行参数偏离设计值及加热器切除工况的仿真。结果表明各参数对于机组热经济性的影响随负荷变化而变化。切除低压加热器对热经济性的影响随着负荷的变化而变化，且#5低压加热器对煤耗影响最大。切除高压加热器对热经济性的影响随负荷变化较小。本文利用火用分析法对常规超临界机组进行火用损分布的研究。结果表明锅炉单元是机组火用损最大的环节，其他单元火用损相对很小。负荷变化时，锅炉的火用损和火用效率随负荷降低而变化，其他单元变化不大。各汽缸单元、各加热器单元的火用指标随负荷变动而变化。本文以常规超临界机组为参考，基于热力学方法，设计了机组容量为1000MW的700℃超超临界机组MC(Master Cycle)系统和700℃超超临界机组常规系统，并基于热量法计算了这两种系统的相关热经济性指标。结果表明，700℃超超临界机组常规系统的热经济性优于常规超临界机组，而采用700℃超超临界机组MC系统的热经济性将会进一步提高。本文利用变工况模型对700℃超超临界机组常规系统进行变工况仿真，结果表明700℃超超临界机组的常规系统中，主蒸汽温度对热经济性的影响小于常规超临界机组，再热温度对热经济性的影响大于常规超临界机组，一次再热温度对热经济性的影响大于二次再热温度。两种机组中，在原设计工况下，进一步主蒸汽压力带来的热经济影响相差不大。同时700℃超超临界机组中的#6低压加热器对煤耗的影响最大，各级低压加热器器和高压加热器切除带来的热经济影响要小于常规超临界机组。本文利用火用分析法对700℃超超临界机组的两种热力系统进行火用损分布的研究。跟常规超临界机组一样，锅炉单元是机组火用损最大的环节，其他单元火用损相对很小。700℃超超临界机组MC系统因为中压缸IP1及第3~6级加热器热经济性的提高，全厂火用效率最高，与基于常规系统的700℃超超临界机组相比，具有更高的热经济性。通过以上的分析，我们发现常规超临界机组和700℃超超临界机组的定量能耗分布规律，发现700℃超超临界机组MC系统热经济性提高的原因所在，对我国大型燃煤发电机组的发展具有一定的指导意义。

全文目录

摘要  4-6
ABSTRACT  6-12
1 绪论  12-21
  1.1 课题背景和研究意义  12-13
  1.2 国内外研究现状  13-19
    1.2.1 700℃超超临界燃煤发电机组研究现状  13-14
    1.2.2 能耗评价方法研究现状  14-17
    1.2.3 耗差分析研究现状  17-19
  1.3 本文的主要内容  19-21
2 能耗分析理论基础  21-33
  2.1 热量法理论  21-27
    2.1.1 基本计算方法  21
    2.1.2 基于热量法的变工况建模  21-24
    2.1.3 基于 MATLAB/SIMULINK 模型实现  24-27
  2.2 火用分析理论  27-32
    2.2.1 火用值计算  27-29
    2.2.2 火用分析指标  29-30
    2.2.3 系统单元划分及火用分析指标计算  30-32
  2.3 小结  32-33
3 常规超临界机组耗差及能耗分布研究  33-54
  3.1 常规超临界燃煤发电机组热力系统结构  33-35
    3.1.1 常规超临界机组的热力系统结构  33-34
    3.1.2 常规超临界机组的主要设计参数  34-35
  3.2 主要热经济评价指标  35-36
  3.3 常规超临界机组耗差分析  36-45
    3.3.1 变工况模型验证  36-37
    3.3.2 主要运行参数的耗差分析  37-41
    3.3.3 加热器切除工况的耗差分析  41-45
  3.4 常规超临界机组火用分析  45-53
    3.4.1 全厂火用指标  45-47
    3.4.2 各汽缸火用指标  47-50
    3.4.3 各级加热器火用指标  50-53
  3.5 小结  53-54
4 700℃超超临界燃煤发电机组热力系统设计  54-60
  4.1 700℃超超临界机组的 MC 热力系统结构  54-55
  4.2 700℃超超临界机组的常规热力系统结构  55-56
  4.3 700℃超超临界机组的热力系统参数设计  56-59
  4.4 小结  59-60
5 700℃超超临界机组耗差及能耗分布研究  60-77
  5.1 主要汽水流量分布  60-61
  5.2 主要热经济评价指标  61-63
  5.3 700℃超超临界机组耗差分析  63-70
    5.3.1 变工况模型验证  63
    5.3.2 主要运行参数  63-67
    5.3.3 加热器切除  67-70
  5.4 700℃超超临界机组火用分析  70-76
    5.4.1 全厂火用指标  70-72
    5.4.2 各汽缸火用指标  72-74
    5.4.3 各级加热器火用指标  74-76
  5.5 小结  76-77
6 全文结论与展望  77-79
  6.1 全文结论  77-78
  6.2 展望  78-79
致谢  79-80
参考文献  80-86
攻读硕士学位期间发表的学术论文及参加科研情况  86

700℃超超临界燃煤发电机组系统设计及热经济性研究

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