000MW机组高压加热器配置分析_胡振东.docx
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1、 国内图书分类号: 国际图书分类号: 国际图书分类号 : 学校代码: /仍 77 密级:公开 硕士学位论文 1000MW机组高压加热器配置分析 硕士研究生:胡振东 企业导师:孙继红高工 申请学位:工程硕士 专业领域:动力工程 所在学院:能源动力与机械工程学院 答 辩 日 期 : 2 0 1 3 年 6月 授予学位单位:华北电力大学 师:杜小泽教授 Classified Index: U.D.C: Thesis for the Master Degree Configuration analysis of HP heater of 1000MW unit Candidate: HuZhendon
2、g Supervisor: Prof. DuXiaoze Academic Degree Applied for: Master of Engineering Speciality: Energy Power School: School of Energy Power and Mechanical Engineering Date of Defence: June, 2013 Degree-Conferring-Institution s North China Electric Power University 华北电力大学硕士学位论文原创性声明 本人郑重声明:此处所提交的硕士学位论文 1
3、000MW机组高压加热器配 置分析,是本人在导师指导下,在华北电力大学攻读硕士学位期间独立进行 研究工作所取得的成果。据本人所知,论文中除己注明部分外不包含他人己发 表或撰写过的研究成果。对本文的研究工作做出重要贡献的个人和集体,均己 在文中以明确方式注明。本声明的法律结果将完全由本人承担。 作者签名:相在反表 曰期:細奔 7月夺曰 1000MW机组高压加热器配置分析系本人在华北电力大学攻读硕士学位期间 在导师指导下完成的硕士学位论文。本论文的研究成果归华北电力 大学所有,本论 文的研究内容不得以其它单位的名义发表。本人完全了解华北电力大学关于保存、 使用学位论文的规定,同意学校保留并向有关部
4、门送交论文的复印件和电子版本, 允许论文被查阅和借阅。本人授权华北电力大学,可以采用影印、缩印或其他复制 手段保存论文,可以公布论文的全部或部分内容。 本学位论文属于(请在以上相应方框内打 “ V” ): 保密 ,在 年解密后适用本授权书 不保密 作者签名: 4板 i 日期: w年 7 月和 华北电力大学硕士学位论文使用授权书 华北电力大学硕士学位论文 摘 要 经过几十年的发展, 1000丽超超临界火力发电机组已经发展成为技术可靠,运 行稳定的先进发电技术。 1000丽超超临界火力发电机组在发达国 家已经得到广泛的 运用,在节约煤炭资源以及减少污染方面取得显著效果。目前超超临界技术正向更 高参
5、数方向发展。 目前国外已经投运的超超临界一次再热机组的热效率都能达到 43%以上,二次 再热机组的热效率比一次再热的效率能高 2个百分点以上。超超临界机组运行的可 靠性和灵活性与亚临界机组的水平相差无几。在节约煤耗以及发电机组的经济性以 及环境改善方面,超超临界机组是亚临界机组无法相比的。 1000MW机组与常规的超临界机组相比较,具有功率大、热效率高的特点,至少 可节约燃料 4% 5%。经运行实践证,超超临界机组采用滑压运行方式也可较好地满 足电网调峰的要求。 1000MW超超临界机组己具备了启动调峰运行,并在低负荷时仍 然保持较高的效率以及较好优良的经济、环保性能。 1000MW超超临界机
6、组供电煤耗,与全国发电机组的平均发电煤耗相比较至少降 低 20g/kw h以上。按节约煤耗 20g/kw h计算,每台 1000MW超超临界机组每年 将节约标准煤 17万吨。 从我国国情出发,发展 1000MW超超临界机组有利于降低我国平均供电煤耗, 提高电网调峰的稳定性和经济性。 给 水系统是火力发电机组的组要热力系统之一。其最大运行流量,以锅炉最大 连续蒸发量 (B _ MCR)工况时对应的给水流量进行设计,给水系统主要由给水泵、相 关管道、阀门和高压加热器组成,而高压加热器又是是火电厂承压最高的辅机设 备。因此, 1000MW超超临界机组高压加热器的选择不仅对影响给水系统的安全性有 影响
7、,更是对机组的安全性、投资及运行经济性有较大的影响。 关键词:超超临界机组、高压加热器、回热系统 屮北屯力 A:学硕 1:学位论文 Abstract After decades of development, 1000 MW ultra supercritical thermal power unit has developed into technology and reliable, stable operation of the advanced power generation technology. 1000 MW ultra supercritical thermal power
8、unit in developed countries has been widely applied. It has significant effect in the conservation of coal resources and reduces pollution. At present ultra supercritical technology is further higher parameters development. At present foreign extra supercritical once machine group heat efficiency ca
9、n reach more than 43%, two reheat unit thermal efficiency can reach above 45%. Ultra supercritical thermal power generating unit reliability and operating flexibility also reached the level of subcritical units. In the save coal consumption and generating set economic and environmental improvement,
10、ultra supercritical units is subcritical unit cant surpass. 1000 MW supercritical unit have big power and high thermal efficiency characteristics with conventional compared, at least the fuel can be saved 4% 5%. Operation practice also shows that, ultra supercritical turbine sliding pressure operati
11、on mode can satisfy the load requirements. New generations of large capacity supercritical units have good economy, environmental protection and the start of peak load operation performance, and when the low load to maintain higher efficiency. 1000 mw ultra supercritical units power supply coal cons
12、umption, and the generating set of the average power generation coal consumption compared to reduce at least twenty 20g/kw h. According to save coal consumption and 20g/kw h calculation, by reducing coal consumption 20g/kw *h calculation, each of 1000 MW ultra-supercritical units each year to save 1
13、70000 tons of standard coal. 华北电力大学硕士学位论文 MCR) state corresponding feed water flow design, feed water system include feed water pump, pipe, valves, and high pressure heater. High pressure heater is the highest pressure equipment. Therefore, 1000 MW ultra supercritical units high pressure heater choi
14、ce not only influence the safety of feed water system, but also have an impact on the unit safety, investment and economy has bigger effect. Keywords: Extra supercritical unit, high pressure heater, Feed water system HI 华北电力大学硕士学位论文 目 录 m w . I Abstract . II 第 1章 弓 I言 . 1 1.1我国能源现状 . 1 1.2发展超超临界机组的必
15、要性 . 1 1.3高压加热器对机组的影响 . 2 1.4本论文的主要工作 . 2 第 2章超超临界技术发展情况 . 3 2. 2国外超超临界机组的发展 . 3 2.3国内超超临界机组的发展现状 . 6 2.4本章小结 . 6 第 3章 1000MW机组的高压加热器数量 . 7 3.1理想的回热循环 . 7 3.2分级抽汽回热循环 . 8 3.3抽汽回热的其它效果 . 10 3. 4回热抽汽级数及给水温度的确定原则 . 10 3. 5国内三大主机厂对 1000MW级空冷机组抽汽级数的优化情况 . 13 3. 6回热系统级数优化技术经济比较 . 13 3.7本章小结 . 15 第 4章高压加热器
16、配置 . 16 4.1工程概况 . 16 4.2高压加热器的功能 . 17 4.3.高压加热器的结构型式及管材 . 17 4.3.1高压加热器的结构型式 . 17 4. 3. 2高压加热器的管材 . 20 4. 3. 2高压加热器的容量 . 21 4.4 本章小结 . 21 第 5章高压加热器的布置 . 22 华北电力大学硕士学位论文 5.1双列 U形管卧式高压加热器及其系统设置 . 22 5. 2单列 U形管卧式高压加热器及其系统设置 . 23 5.3高压加热器布置 . 23 5.3高压加热器加工制造 . 25 5.4本章小结 . 29 第 6章单列高加和双列高加方案经济性比较 . 30 6
17、.1 加热器设备价格对比 . 30 6.2厂房容积对比 . 30 6.3管道及阀门价格对比 . 31 6. 4本章小结 . 32 第 7章综合比较 . 33 第 8章结论与展望 . 34 8.1 雛 . 34 8.2展望 . 34 参考文献 . 35 攻读硕士学位期间发表的论文及其他成果 . 37 ife ilt . 38 储辦 . 39 华北电力大学硕士学位论文 第 1章 引言 1.1我国能源现状 煤炭是我国主要的可利用能源资源之一,在所消费的一次能源中煤炭所占比例超过 了 70%。可利用的能源有很多种,但是在我国煤炭是主要消费的能源,截止到 2011年, 全国消费的煤炭总量超过了 34.
18、25亿吨。 在煤炭的利用方面,国内 70%以上是通过燃烧消耗的,而火力发电厂又是煤炭消费的 大户。大量的燃烧煤炭导致酸雨和二氧化硫严重污染。在我国环境保护、资源及工业装 备技术又是限制电力工业发展的三个主要约束。所以电力工业要发展就必须考虑降低煤 耗,减少污染。 截止到 2012年 4月, 我国的火力发电机组的总容量达 7.7亿千瓦。虽然国内正在大 力发展清洁能源、风电等。但燃煤电厂仍然占据不可替代的位置。然而煤电的发展又受 到煤炭、水、土地等资源的制约及环境容量的限制。环保要求也日益严格,这也是是煤 电发展将要面临的主要问题。 1.2超超临界机组发展的必要性 热耗率是反应发电煤耗的直接参数,
19、如何能提高机组的热耗率,现阶段多是通过提 高主机的进汽参数来实现。电力工业的正在经历一个高速发展的时期,机组的发电效率 也由早期较低的 20%,提高到了现在超临界、超超临界的 48%;发电标煤耗从 500ceg/KWh 下降到了 250ceg/KWh。 目前,国产亚临界机组的平均发电效率在 38%左右,发电标煤耗在 350克 /千瓦时左 右 ;引进的 60万千瓦超临界机组的平均发电效率在 39%左右,发电标煤耗在 310克 /千瓦 时左右 ,超超临界机组的平均发电效率在 44%左右,发电标煤耗在 256克 /千瓦时左右。 从上面的数据可以看出,超超临界机组在提髙机组效率,降低火力发电厂煤耗方面
20、 有着不可替代的优势。如果能全面增加超临界、超超临界机组的数量,替代原有低效率, 高煤耗的机组,可有效的减少二氧化硫、氮氧化物的排放,减少 污染。 1 华北电力大学硕士学位论文 1.3高压加热器对机组的影响 高压加热器的功能是利用在汽轮机内做完部分功的蒸汽,抽出其中一部分到回热系 统中用来加热通往锅炉的给水,提高给水的温度,减少进入凝汽器的排汽量,达到提高 机组循环热效率,节省燃料的目的。 1000MW机组与常规的超临界机组相比较,具有功率大、热效率高的特点,至少可节 约燃料 4% 5%。经运行实践证,超超临界机组采用滑压运行方式也可较好地满足电网调 峰的要求。 1000MW超超临界机组己具备
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