1000MW二次再热燃煤机组系统优化研究

作     者：苏莱（Suresh Kumar） 

作者单位：华北电力大学(北京) 

学位级别：硕士

导师姓名：李季

授予年度：2021年

学科分类：080802[工学-电力系统及其自动化] 0808[工学-电气工程] 08[工学] 

主      题：系统优化 二次再热机组 过热利用 热力分析 技术经济分析 变工况计算 

摘      要：目前能源需求总量与日俱增,而化石燃料的使用在减少。与此同时,环境保护也是关乎人类生存和自然环境的一个严重问题。因此,提高燃煤发电机组的节能效率,在保持燃煤发电的同时保护人与环境,显得十分迫切。与一次再热燃煤发电相比,二次再热燃煤发电具有更好的热经济性。但是,由于常规空气预热器末端温差大,二次再热燃煤发电系统抽汽过热度高,增加了传热过程的(?)损失,限制了循环效率的进一步提高。为了解决这些问题,本文在第一阶段提出了两种新的基于烟气余热回收和抽汽梯级利用系统组合的二次再热系统;在第二阶段通过对系统1进行进一步优化得到系统3。根据热力学第一定律和第二定律,建立了燃煤发电机组的能量平衡模型和(?)平衡模型,为系统优化提供了理论依据。随后利用EBSILON软件对两种新型二次再热系统进行了仿真计算,并与参考系统进行了对比分析。结果表明,通过系统优化,两种新系统传热过程的(?)损失显著降低,热耗率明显提高。新系统1和系统2的发电效率分别比参考系统提高1.08%和1.04%,标准煤耗率分别比参考系统降低5.71g/kWh和5.52g/kWh。两种新系统的性能均优于参考系统,且系统1优于系统2。随后在系统1的基础上,进一步优化了系统3并分析了系统的性能。优化后的系统3发电效率比系统1进一步提高0.36%,标准煤耗率比系统1降低1.86g/kWh。文中还对部分负荷工况进行了热力学分析。结果表明,在低负荷条件下,系统1和系统2的性能均优于参考系统。新系统在不同负荷下的标准煤耗率比参考系统低1.33-5.71g/kWh。而优化后的系统3在低负荷条件下的标准煤耗率比系统1进一步降低了 1.68-4.34g/kWh。最后,为了确定系统收益进行了具体的技术经济分析。结果表明,系统1和系统2的年净收入分别比参考系统增加了 204万美元和194万美元。但优化后的系统3年净收入比系统1进一步增加17万美元,表明系统3不仅在热力性能上优于其他系统,而且在经济性上也优于其他系统。为二次再热燃煤机组的优化设计提供了一种有效的方法。