针对1000MW二次再热机组的优化配置

针对1000MW二次再热机组的优化配置

徐欢涛

江西赣能股份有限公司丰城二期发电厂江西丰城市331100

摘要：科技的不断进步，我国在二次再热机组方面也引进了比较先进的技术，现阶段我国在1000MW级超超临界参数100％（单列）高压加热器和50％（双列）高压加热器方面都有较好的运行效果，相比较而言，单列高压加热器运行效果比较低，目前材料方面导致了机组参数需要提高，所以比较重视二次机组的配置问题。本文通过多1000MW二次再热机组的功能和配置进行介绍，使大家有充分的了解。

关键词：1000MW；二次再热机组；优化配置

引言：在世界的这个大舞台上，中国的经济发展已经占据着重要地位，其中我国的1000MW超超临界机组已经超过180台的预订数量，已经投入运营的就有44台，我国是目前1000MW临界机组配置最优的国家，无论是在数量、容量、性能方面，都是比较领先的。而且超超临界参数机组起到了非常强的节能减排作用，这对于我国保护环境方面有着重要作用。这足以说明，机组参数的提高不会对安全问题造成影响，而是使其变得更加可靠和稳定。我国很多主机制造厂都成功的完成了1000MW二次机组的优化配置。

一、1000MW加热器的优化配置

加热器分为表面式加热器和混合式加热器，混合式加热器是指加热蒸汽和过滤给水直接接触，使给水温度变高，从而使机组的热效率增强。表面式加热器是指金属管壁受热后将热度传递给锅炉给水，传递过程中会出现传热端差，导致蒸汽热量有损耗。表面式加热器的组成结构简单易操作，运作比较安全可靠，平时的维修比较方便，所以得到广泛的采用。高温加热器的组成部分主要包括水室、换热管系、外壳、支座四部分，下面就对这四部分的配置做出简要说明。

1、水室

水室是一个密封的半球状物体，内部由分程隔板组成，进水口部位的换热管会装有不锈钢防冲套管。水室封头顶部设置了放气口，这个放气口同时可以作为检测水压和前期充氮保护的接口。将放水口设置在水室封头底部，以方便排水。水室隔板、三块盖板、门板和紧固件组成了水室内部的分程隔板，用螺纹将盖板和门板进行连接。

2、换热管

表面式加热器的换热管的分为“U”型管和螺旋管（盘香式管或蛇形管）。螺旋管式的加热器做工比较复杂且水阻比较大，制造成本会相对比较高一些。U型管加热器利用管板将管程与壳程分离，当机组加热时加热器的壳体和管板之间的感应力会增大。我国作为发展中国家，近年来超临界机组锅炉制造技术虽然进步显著，按受材料技术、制造经验等影响，成熟的换热管制造技术仍然以不锈钢为主。但不锈钢换热管由于价格昂贵、传热系数低，在国际上已经逐渐被碳钢管所替代。我国诸如上海电机辅机厂、哈尔冰锅炉厂、东方锅炉厂虽然也对碳钢管换热器技术开展研究，并投入生产，但技术相比于西方发达国家仍然不够成熟。但为了提高锅炉的使用寿命，在换热管的选择中，仍然需要根据资金情况和使用计划，合理的选择换热管制造厂商。

3、壳体

壳体作为加热器的重要结构，在设计中同样要通过材料的优化选择，来提高壳体的质量，以实现加热器使用寿命的提高，并保证加热器能够稳定工作。1000MW二次再热机组加热器的壳体包括筒节、筒身、封头等结构，承担着输入蒸汽、输出水、排气、放气、加水等功能。各功能结构壳体的选择，需要根据1000MW二次再热机组的加热器的承受温度和强度要求，合理的选择材料，才能有效的保证期使用寿命和工作稳定性。除此之外，还要优选壳体的外部受压部件，采用更加安全、可靠的双面、全焊透型式。值得注意的是，壳体的外部导管座在工作中需要承受振动，因而其管座也要选择厚壁管补强，以提高整个机组的工作稳定性，降低振动。

4、设备支座

加热器在工作中需要承担很多不规则的振动，这些振动如果不注意，必然会导致加热器整体使用寿命降低，并影响加热器甚至二次再热机组的稳定工作。一般来说，加热器胡设备支座可以选择采用鞍式支座，这种支座固定在管板下，此女姑且每个加热器都单独设置固定支架和滑动支架，以满足设备使用固定和移动的需求。在支座安装时，一定要做好安装质量的控制，确保整个支座的安装符合设计要求。

二、1000MW二次再热汽轮机的优化配置

1000MW二次再热汽轮机各个缸的进出口压力和容积流量有一定区别，在汽轮机优化配置中，为了以最小的经济成本投入获得最佳的配置效果，需要针对不同的高压缸采取不同的配置策略。

1、高压和超高压缸的配置

我国1000MW二次再热汽轮机高压缸一般和超高压缸合缸配置，将高压缸和超高压缸合缸设计，有着结构紧凑、结构简单的优点，并且能够有效降低机组的长度，减小机房建设投资量，降低轴承损耗，降低厂房设备维修使用成本。但合缸形式却存在着气缸温度场分布复杂、单个气缸体积过大、气缸结构复杂的问题。因此，也可以选择高压气缸和超高压气缸分开的型式，并做好气缸阀门、壁厚、外缸材料的控制和选择。

2、中压缸的优化配置

1000MW二次再热锅炉的中压缸流量比较大，因此在中压缸选择时一般需要选择较大的中压模块。因此，在中压缸的设计优选中，就要适当增加流通面积，这能够降低绝对压力和流量，提高中压缸的可靠性。但为了保证中压缸的安全，在温度和材料选择中，仍然需要根据其预测设计温度，控制好材料，确保中压缸的材料称压力和使用寿命能够满足设计要求。

3、进气阀门的优化配置

现如今，1000MW二次再热锅炉进气阀门已经比较成熟，在进气阀门设计中首先是要根据锅炉的特点选择合理的阀门形式，并根据温度、压力的要求选择优化材料和增加壁厚等方式，来提高阀门的质量。除此之外还可以通过调整动静间隙的方式，对进气阀门进行优化设计。

4、低压模块的优化设计

低压模块的设计比较简单，在低压模块设计中，能够应用当今比较成熟的方案，减少机组开发周期，提高可靠性。

三、1000MW二次再热锅炉特点

对于二次再热锅炉的设计，不是简单的增加一级再热，而是系统地考虑整体方案的设计、调温方式的选择、温度偏差的控制等一系列的问题。由于温度和压力的提高，二次再热锅炉需要在常规1000MW超超临界锅炉的基础上进行材料的调整，但其具体的材料种类并没有发生变化，即材料的基础是一致的。相对于传统的一次再热锅炉，二次再热锅炉增加了一级再热循环，锅炉主汽、一次再热蒸汽、二次再热蒸汽三者之间吸热特性发生变化，吸热平衡和汽温调节控制相对复杂。需要对各受热面的吸热比例进行合理分配，将受热面布置在合适的位置，并布置足够多的受热面积，满足各级汽温要求。

结束语：从我国的发展进度来看超超临界机组已经作为成熟的先进发电技术得以长久发展。我国在建和投产的1000MW等级超超临界机组分别超过180台和45台，这可以有效的降低了我国在发电方面的煤炭耗损量，也在一定程度上减小了对环境造成的污染，目前我国的超超临界发电技术水平在国际上处于领头羊的位置。结合我国自身的资源情况来看，我国煤炭资源比较丰富，这就使得我们在发电、供热方面大力运用煤炭资源。人们的生活离不开电力和热力，社会的发展更加离不开电力和热力，节能减排是首要任务，我们在合理运用科技的同时一定要注意保护环境。

参考文献

[1]王凤君，黄莺，刘恒宇，栾世建.二次再热超超临界锅炉研究与初步设计[J].发电设备.2013（02）

[2]武秀峰.我国超超临界机组参数与结构选型的研究[J].电力科学与工程.2008（09）

[3]张方炜，刘原一，谭厚章，张经武.超临界火力发电机组二次再热技术研究[J].电力勘测设计.2013（02）