1000MW超超臨界二次再熱燃煤發(fā)電技術(shù)分析

施偉

[摘? ? 要]本文梳理超超臨界的二次再熱系統(tǒng)的實際使用性能，從設備、機組兩個方面的單耗展開。并整理相應的關鍵因素，包括材料、調(diào)溫及軸系三個部分，進一步分析機組系統(tǒng)的總體設計，涉及到總體思路、主機參數(shù)、主裝置以及污染控制等。

[關鍵詞]燃煤發(fā)電;鍋爐;換熱溫差

[中圖分類號]TM76 [文獻標志碼]A [文章編號]2095–6487（2020）09–00–03

[Abstract]This paper combs the actual performance of ultra-supercritical secondary reheat system， and expands the unit consumption from two aspects： equipment and unit. The key factors， including material， temperature adjustment and shafting， are arranged， and the overall design of the unit system is further analyzed， which involves the overall idea， main engine parameters， main device and pollution control.

[Keywords]coal-fired power generation; boiler; heat transfer temperature difference

燃煤發(fā)電始終是我國電能領域極為重要的角色，而在提倡節(jié)能減排的社會趨勢下，其實際的市場份額有所下調(diào)。所以，行業(yè)若要保持穩(wěn)定發(fā)展狀態(tài)，應當注重運轉(zhuǎn)效率的提升以及控制能耗。根據(jù)近年的發(fā)電機組研究情況來看，實際水平已經(jīng)得到優(yōu)化，而在蒸汽參數(shù)持續(xù)擴大的過程中，二次再熱系統(tǒng)在超超臨界體系中所在展現(xiàn)的應用性能也發(fā)生變化。

1 二次再熱系統(tǒng)的應用性能

為掌握系統(tǒng)實際的能量消耗成因和各裝置的實際分布狀況，基于由此得出的結(jié)果，調(diào)整消耗占比偏大的裝置，以提高機組系統(tǒng)的使用性能。

1.1 設備單耗

該項應用性能分析是根據(jù)熱力學進行探究，把機組內(nèi)的所有裝置運轉(zhuǎn)消耗以量化方式表達，形成機組內(nèi)部的能量消耗布局，為后續(xù)的系統(tǒng)調(diào)整及節(jié)約能耗提供探究的方向。

1.2 機組單耗

需要進行單耗分析的裝置涉及到鍋爐、汽輪機、加熱裝置、冷卻裝置、管道系統(tǒng)與其他部件，其中管道方面的能耗一般來源于壓力及混流環(huán)節(jié)，而其他部件有水泵及發(fā)電裝置等。根據(jù)對裝置單耗的分析得出鍋爐耗能最大。通常情況下，單耗計算結(jié)果和設計指標無過大出入，在不同工況中，鍋爐消耗均占總體的絕大部分。同時，在負荷不斷下調(diào)的過程中，所有裝置的實際煤耗量都隨之提高，其中鍋爐的增加值同樣位居榜首。由此基本可以斷定，鍋爐能耗占比在超超臨界的機組系統(tǒng)內(nèi)，也處于最高的狀態(tài)。所以，如果想要合理調(diào)整機組性能，需以鍋爐為重點[1]。

鍋爐不同受熱面的能耗存在差異，有水冷壁、低高溫過熱裝置、空氣預熱裝置等，除具體裝置部件的能耗外，還有其他方面的損耗，如煙氣散熱、燃燒不徹底及排煙等不屬于換熱類的損耗，此類能耗至少占總體的0.5 %，而形成能耗的原因一般是燃燒煤的品質(zhì)、鍋爐結(jié)構(gòu)及燃燒模式等因素影響，通常難以調(diào)整。從整體來看，水冷壁的耗能最大，形成此種情境的原因在于爐膛內(nèi)的溫度偏高，而此部件換熱溫差較為明顯，占比一般超過0.25 %。因為經(jīng)過水冷壁后的煙氣，實際溫度依舊處于高溫的狀態(tài)，所以由此到高溫過熱裝置之內(nèi)的所有受熱面是高溫不減的，煤炭的消耗量還是偏高。通過高溫過熱裝置后，溫度有所下調(diào)，且換熱的溫差隨之減小，煤炭消耗便也降低。而空氣預熱裝置在進口處的的煙氣溫度相對偏低，但受到被加熱的氣體溫度偏低的影響，導致實際溫差反而偏高，煤炭的消耗由此提高。如果要下調(diào)鍋爐的實際能耗，提升其運轉(zhuǎn)效率，先應控制其換熱過程的消耗率，降低各環(huán)節(jié)的溫差值。但因為蒸汽數(shù)據(jù)會受到鍋爐材料性能的制約，為保證燃燒過程的連貫性，溫度還需達到基本的燃點溫度，同時如果排煙溫度不夠，會使部分煙氣通道被腐蝕，再加上高溫熱源不可下調(diào)溫度。因此，為達到提升設備運行效率的目的，需從控制低溫吸熱方面入手，轉(zhuǎn)由高溫吸熱。

2 二次再熱機組的重要因素

2.1 部件材料

在此種機組中，需要鍋爐及汽輪機等裝置的構(gòu)件可以承受工作高溫，其包含的部件，包括鍋爐中的高溫過熱裝置及再熱器管材等，與汽輪機中的轉(zhuǎn)子、氣缸以及各類閥門等。當前應用材料的技術(shù)已經(jīng)較為成熟，部分材料可以承受700℃左右的高溫，并能適應超過600℃的再熱蒸汽。應當強調(diào)的是鍋爐機組內(nèi)的再熱裝置出口爐外段和集箱中的接頭位置溫度裕度僅為10℃，屬于該設備內(nèi)相對較弱的部分。所以需盡可能控制T92實際使用量，以降低由于高溫而引發(fā)的爆管事故發(fā)生率。另一方面，汽輪機。因為再熱蒸汽的實際溫度已經(jīng)升至600℃以上，且其內(nèi)部的各構(gòu)件均為鐵素體材料。改良后的相關材料，如FB2等，其和常規(guī)材料相較，抵抗高溫波動以及抵抗時長都實現(xiàn)強化，基本可以滿足此類機組工作期間形成的高溫以及應力等因素對材料的要求。所以單就部件的材料而言，當前所用的材料，可以達到安全標準。

2.2 溫度調(diào)節(jié)

近幾年，大部分一次再熱機組進行溫度調(diào)節(jié)時，通常會借助煙氣擋板及噴水加以處理，甚至會結(jié)合燃燒加以調(diào)節(jié)。但在二次再熱機組中，為降低熱能的消耗，在設備出口區(qū)域的調(diào)節(jié)處理中，大幅降低，甚至完全不采用噴水的處理辦法。結(jié)合相關實踐經(jīng)驗，當前此類機組上，運用的調(diào)溫手段包括煙氣擋板以及再循環(huán)，此外還有裝設擺動燃燒裝置[2]。在此種機組下，三者可單獨使用，也可結(jié)合應用。目前部分調(diào)溫模式還未能在較大容量的機組中得到有效應用，所以，具體應用成效還需通過進一步的實驗證實。

2.3 軸系

二次機組相比一次機組額外添加汽缸，由此使得整個機組的軸系有所延長。對此應當以氣缸結(jié)構(gòu)為基礎加以改進，通過對各類特性的運算探究，得出更為細致的參數(shù)結(jié)果，以確保整個機組的軸系得以平穩(wěn)地發(fā)揮作用。

3 總體設計規(guī)劃

3.1 系統(tǒng)優(yōu)化思路

以往的此類機組中，空氣預熱裝置的進口位置使用所處空間內(nèi)的空氣，其溫度約為30℃，由此使得此裝置內(nèi)的換熱溫差值偏高，進而使得能耗加大。對此，通過去除鍋爐內(nèi)各模塊的界限，以優(yōu)化煙氣熱量的整體布局，通過在煙氣通道的尾端加以調(diào)整，使煙溫偏高的區(qū)域進行給水，同時，溫度相對偏低的部分則通過給水預熱，以達到控制換熱損失的目的。在該種優(yōu)化處理模式下，只針對管道為尾端實施調(diào)整，其他部分不會因此受到影響。由此可以形成區(qū)別于以往的機組結(jié)構(gòu)，利用給水操作提高空氣溫度，傳送至空氣預熱組裝置中。確定鍋爐出口產(chǎn)出煙氣無變化的基礎上，針對鍋爐展開合理設計。因為空氣通過事先預熱，所以到達空氣預熱裝置時，吸熱指數(shù)會有所下降，使得鍋爐總體吸熱值降低。在出口溫度固定不變的情況下，設備內(nèi)部的各部件所承受的溫度差也會隨之下調(diào)，由此產(chǎn)生的損耗便會減少，運轉(zhuǎn)效率得以提升。

基于此，在環(huán)境空氣到預熱裝置前，借助低溫加熱裝置把空氣溫度上調(diào)至60℃。以鍋爐內(nèi)部的裝置總量層面來看，額外加設一臺預熱裝置，整體結(jié)構(gòu)無過大變化，而在現(xiàn)實設計規(guī)劃期間，由于機組系統(tǒng)的差異，使得受熱面會擴大。因為換熱溫差值下調(diào)，使運轉(zhuǎn)生產(chǎn)效率得以提升，耗煤量隨之下降。最終的設計目的是使煤耗減少，發(fā)電質(zhì)量及效率實現(xiàn)提升。

3.2 主機參數(shù)確定

在1000W的機組中，管件的選用及制作極為重要，具體而言，需確定鍋爐的聯(lián)箱及管道的鋼質(zhì)材料，以及受熱面部分的材料。汽輪機在轉(zhuǎn)子及閥門部分的材料需能承受至少600℃的高溫，此種材料參數(shù)設定，根據(jù)當前相關技術(shù)，基本可以達到。實際的參數(shù)確定，需通過反復斟酌，結(jié)合我國該領域內(nèi)的專家，將該部分的壓力值設定成31兆帕，溫度為600℃，而一次或二次的再熱溫度應為610℃。現(xiàn)實工作溫度若高于600℃，鍋爐設備所應用的材料，幾乎已經(jīng)達到其極限值，同時，其運轉(zhuǎn)期間，對于溫度的誤差有較高的標準規(guī)范。但使用二次機組，其調(diào)溫技術(shù)屬于較新的內(nèi)容，所以控制難度相對偏高。若從確保程度更高的要求出發(fā)，溫度參數(shù)應在原定的基礎上合理提升，并預留實際溫度誤差值的波動空間。因此溫度最終鎖定在610℃[3]。

3.3 主裝置

鍋爐整體結(jié)構(gòu)以單爐膛踏為主體，并搭配平衡通風及懸吊框架等，受熱區(qū)域采用當前最佳的材料，以保證其耐高溫的性能。其調(diào)節(jié)溫度技術(shù)是以擺動燃燒裝置配以再熱模塊。和以往的筒式架構(gòu)有區(qū)別，調(diào)整至桁架模式，經(jīng)過此種調(diào)節(jié)，提高整體受力的均衡度，同時可減少部分前期投入。汽輪機的軸系不應長于百萬千瓦規(guī)格的最大值，使用彈簧的基座，以強化隔振效果，使得在延長軸系的同時，還能保證基本的的安全?；诖?，合理調(diào)整裝置的實際容量與各模塊的參數(shù)，并開展有關于軸系安全系數(shù)、不同壓力情境下的模塊等研究。

3.4 控制系統(tǒng)

現(xiàn)如今，有關此方面的研究已經(jīng)有所成就，在1000 MW規(guī)格下的機組，尤其是再熱系統(tǒng)及動靜態(tài)特征等方面，以構(gòu)建非線性的前提下，采用軟測試工藝，掌握機組實際的工作狀態(tài)信息，由此改進控制系統(tǒng)。另外，在規(guī)范化的數(shù)據(jù)框架中，借助信息技術(shù)及有關自動化技術(shù)，打造多對象的改進模塊，利用多項自動控制手段，達到在線調(diào)整的目的。而利用總線工藝形成的自動控制系統(tǒng)，涉及到多個DCS運算法及設備溫度自適應模塊、自動控制開關等，有序整合后形成完整的控制系統(tǒng)，提高機組的運轉(zhuǎn)效率及安全系數(shù)。

3.5 機組性能

綜合運用二次再熱以及煙氣余熱等技藝，整個機組的經(jīng)濟性有所優(yōu)化，切實控制實際的煤炭消耗量，實際的發(fā)電質(zhì)量也得以提升。同時，二次再熱使得熱耗量得以降低，實際熱耗量下調(diào)至原本的半數(shù)左右。綜合運用節(jié)能工藝和輔機本身的容量下調(diào)，工廠的用電率一般可下降0.8 %左右，整體變動幅度可達到15 %左右。從環(huán)境的角度分析，鍋爐應用的燃燒裝置及脫硫方式、濕式的除塵裝置，配以干式的靜電除塵裝置等，最終的排煙量和易引起污染的氣體均有所下降。

3.6 污染控制

通過燃燒煤炭進行發(fā)電的方式，勢必會產(chǎn)生較大的污染問題，不利于生態(tài)均衡發(fā)展。所以，強化污染控制是有必要的。為此，機組內(nèi)的煙氣除塵環(huán)節(jié)可綜合運用高頻電源及靜電除塵、濕式除塵技藝。在除塵裝置的入口位置加設余熱回收設備，并確保除塵率至少達到99.93 %，而脫硫環(huán)節(jié)的出口位置，除塵率需超過七成，可使用濕式裝置處理，在假定煤種的情境下，最終煙氣的粉塵占比不應超過每立方米3.3毫克[4]。

4 結(jié)束語

超超臨界二次再熱，既能減少不可再生資源的消耗量，同時控制污染排放，維護其機組的社會效益及經(jīng)濟性，對我國電力領域的研究，發(fā)揮出正面的價值。通過實踐應用，此種燃煤機組基本可以實現(xiàn)穩(wěn)定運行，并促使大型火電廠數(shù)量增多。相信在自動化程度不斷加深的趨勢下，二次再熱技術(shù)會有更廣闊的應用前景。

參考文獻

[1] 楊名，段立強，劉慶新，等.超超臨界二次再熱燃煤發(fā)電系統(tǒng)優(yōu)化設計[J].工程熱物理學報，2020（9）：2119-2128.

[2] 郝迎宇，戰(zhàn)繼成，征虎燕，等.超超臨界二次再熱燃煤發(fā)電凝結(jié)水泵優(yōu)化設計與應用[J].通用機械，2020（Z2）：61-64，80.

[3] 李洪泉.1000 MW超超臨界二次再熱燃煤機組煙氣余熱利用研究[J].山東電力技術(shù)，2019（10）：73-76.

[4] 鄭玲紅，石磊.1000 MW超超臨界二次再熱燃煤機組自啟?？刂葡到y(tǒng)設計與應用[J].廣西電力，2018（5）：65-69.

[5] 高嵩，趙潔，黃迪南.1000 MW超超臨界二次再熱燃煤發(fā)電技術(shù)[J].中國電力，2017（6）：6.

施偉

[摘? ? 要]本文梳理超超臨界的二次再熱系統(tǒng)的實際使用性能，從設備、機組兩個方面的單耗展開。并整理相應的關鍵因素，包括材料、調(diào)溫及軸系三個部分，進一步分析機組系統(tǒng)的總體設計，涉及到總體思路、主機參數(shù)、主裝置以及污染控制等。

[關鍵詞]燃煤發(fā)電;鍋爐;換熱溫差

[中圖分類號]TM76 [文獻標志碼]A [文章編號]2095–6487（2020）09–00–03

[Abstract]This paper combs the actual performance of ultra-supercritical secondary reheat system， and expands the unit consumption from two aspects： equipment and unit. The key factors， including material， temperature adjustment and shafting， are arranged， and the overall design of the unit system is further analyzed， which involves the overall idea， main engine parameters， main device and pollution control.

[Keywords]coal-fired power generation; boiler; heat transfer temperature difference

燃煤發(fā)電始終是我國電能領域極為重要的角色，而在提倡節(jié)能減排的社會趨勢下，其實際的市場份額有所下調(diào)。所以，行業(yè)若要保持穩(wěn)定發(fā)展狀態(tài)，應當注重運轉(zhuǎn)效率的提升以及控制能耗。根據(jù)近年的發(fā)電機組研究情況來看，實際水平已經(jīng)得到優(yōu)化，而在蒸汽參數(shù)持續(xù)擴大的過程中，二次再熱系統(tǒng)在超超臨界體系中所在展現(xiàn)的應用性能也發(fā)生變化。

1 二次再熱系統(tǒng)的應用性能

為掌握系統(tǒng)實際的能量消耗成因和各裝置的實際分布狀況，基于由此得出的結(jié)果，調(diào)整消耗占比偏大的裝置，以提高機組系統(tǒng)的使用性能。

1.1 設備單耗

該項應用性能分析是根據(jù)熱力學進行探究，把機組內(nèi)的所有裝置運轉(zhuǎn)消耗以量化方式表達，形成機組內(nèi)部的能量消耗布局，為后續(xù)的系統(tǒng)調(diào)整及節(jié)約能耗提供探究的方向。

1.2 機組單耗

需要進行單耗分析的裝置涉及到鍋爐、汽輪機、加熱裝置、冷卻裝置、管道系統(tǒng)與其他部件，其中管道方面的能耗一般來源于壓力及混流環(huán)節(jié)，而其他部件有水泵及發(fā)電裝置等。根據(jù)對裝置單耗的分析得出鍋爐耗能最大。通常情況下，單耗計算結(jié)果和設計指標無過大出入，在不同工況中，鍋爐消耗均占總體的絕大部分。同時，在負荷不斷下調(diào)的過程中，所有裝置的實際煤耗量都隨之提高，其中鍋爐的增加值同樣位居榜首。由此基本可以斷定，鍋爐能耗占比在超超臨界的機組系統(tǒng)內(nèi)，也處于最高的狀態(tài)。所以，如果想要合理調(diào)整機組性能，需以鍋爐為重點[1]。

鍋爐不同受熱面的能耗存在差異，有水冷壁、低高溫過熱裝置、空氣預熱裝置等，除具體裝置部件的能耗外，還有其他方面的損耗，如煙氣散熱、燃燒不徹底及排煙等不屬于換熱類的損耗，此類能耗至少占總體的0.5 %，而形成能耗的原因一般是燃燒煤的品質(zhì)、鍋爐結(jié)構(gòu)及燃燒模式等因素影響，通常難以調(diào)整。從整體來看，水冷壁的耗能最大，形成此種情境的原因在于爐膛內(nèi)的溫度偏高，而此部件換熱溫差較為明顯，占比一般超過0.25 %。因為經(jīng)過水冷壁后的煙氣，實際溫度依舊處于高溫的狀態(tài)，所以由此到高溫過熱裝置之內(nèi)的所有受熱面是高溫不減的，煤炭的消耗量還是偏高。通過高溫過熱裝置后，溫度有所下調(diào)，且換熱的溫差隨之減小，煤炭消耗便也降低。而空氣預熱裝置在進口處的的煙氣溫度相對偏低，但受到被加熱的氣體溫度偏低的影響，導致實際溫差反而偏高，煤炭的消耗由此提高。如果要下調(diào)鍋爐的實際能耗，提升其運轉(zhuǎn)效率，先應控制其換熱過程的消耗率，降低各環(huán)節(jié)的溫差值。但因為蒸汽數(shù)據(jù)會受到鍋爐材料性能的制約，為保證燃燒過程的連貫性，溫度還需達到基本的燃點溫度，同時如果排煙溫度不夠，會使部分煙氣通道被腐蝕，再加上高溫熱源不可下調(diào)溫度。因此，為達到提升設備運行效率的目的，需從控制低溫吸熱方面入手，轉(zhuǎn)由高溫吸熱。

2 二次再熱機組的重要因素

2.1 部件材料

在此種機組中，需要鍋爐及汽輪機等裝置的構(gòu)件可以承受工作高溫，其包含的部件，包括鍋爐中的高溫過熱裝置及再熱器管材等，與汽輪機中的轉(zhuǎn)子、氣缸以及各類閥門等。當前應用材料的技術(shù)已經(jīng)較為成熟，部分材料可以承受700℃左右的高溫，并能適應超過600℃的再熱蒸汽。應當強調(diào)的是鍋爐機組內(nèi)的再熱裝置出口爐外段和集箱中的接頭位置溫度裕度僅為10℃，屬于該設備內(nèi)相對較弱的部分。所以需盡可能控制T92實際使用量，以降低由于高溫而引發(fā)的爆管事故發(fā)生率。另一方面，汽輪機。因為再熱蒸汽的實際溫度已經(jīng)升至600℃以上，且其內(nèi)部的各構(gòu)件均為鐵素體材料。改良后的相關材料，如FB2等，其和常規(guī)材料相較，抵抗高溫波動以及抵抗時長都實現(xiàn)強化，基本可以滿足此類機組工作期間形成的高溫以及應力等因素對材料的要求。所以單就部件的材料而言，當前所用的材料，可以達到安全標準。

2.2 溫度調(diào)節(jié)

近幾年，大部分一次再熱機組進行溫度調(diào)節(jié)時，通常會借助煙氣擋板及噴水加以處理，甚至會結(jié)合燃燒加以調(diào)節(jié)。但在二次再熱機組中，為降低熱能的消耗，在設備出口區(qū)域的調(diào)節(jié)處理中，大幅降低，甚至完全不采用噴水的處理辦法。結(jié)合相關實踐經(jīng)驗，當前此類機組上，運用的調(diào)溫手段包括煙氣擋板以及再循環(huán)，此外還有裝設擺動燃燒裝置[2]。在此種機組下，三者可單獨使用，也可結(jié)合應用。目前部分調(diào)溫模式還未能在較大容量的機組中得到有效應用，所以，具體應用成效還需通過進一步的實驗證實。

2.3 軸系

二次機組相比一次機組額外添加汽缸，由此使得整個機組的軸系有所延長。對此應當以氣缸結(jié)構(gòu)為基礎加以改進，通過對各類特性的運算探究，得出更為細致的參數(shù)結(jié)果，以確保整個機組的軸系得以平穩(wěn)地發(fā)揮作用。

3 總體設計規(guī)劃

3.1 系統(tǒng)優(yōu)化思路

以往的此類機組中，空氣預熱裝置的進口位置使用所處空間內(nèi)的空氣，其溫度約為30℃，由此使得此裝置內(nèi)的換熱溫差值偏高，進而使得能耗加大。對此，通過去除鍋爐內(nèi)各模塊的界限，以優(yōu)化煙氣熱量的整體布局，通過在煙氣通道的尾端加以調(diào)整，使煙溫偏高的區(qū)域進行給水，同時，溫度相對偏低的部分則通過給水預熱，以達到控制換熱損失的目的。在該種優(yōu)化處理模式下，只針對管道為尾端實施調(diào)整，其他部分不會因此受到影響。由此可以形成區(qū)別于以往的機組結(jié)構(gòu)，利用給水操作提高空氣溫度，傳送至空氣預熱組裝置中。確定鍋爐出口產(chǎn)出煙氣無變化的基礎上，針對鍋爐展開合理設計。因為空氣通過事先預熱，所以到達空氣預熱裝置時，吸熱指數(shù)會有所下降，使得鍋爐總體吸熱值降低。在出口溫度固定不變的情況下，設備內(nèi)部的各部件所承受的溫度差也會隨之下調(diào)，由此產(chǎn)生的損耗便會減少，運轉(zhuǎn)效率得以提升。

基于此，在環(huán)境空氣到預熱裝置前，借助低溫加熱裝置把空氣溫度上調(diào)至60℃。以鍋爐內(nèi)部的裝置總量層面來看，額外加設一臺預熱裝置，整體結(jié)構(gòu)無過大變化，而在現(xiàn)實設計規(guī)劃期間，由于機組系統(tǒng)的差異，使得受熱面會擴大。因為換熱溫差值下調(diào)，使運轉(zhuǎn)生產(chǎn)效率得以提升，耗煤量隨之下降。最終的設計目的是使煤耗減少，發(fā)電質(zhì)量及效率實現(xiàn)提升。

3.2 主機參數(shù)確定

在1000W的機組中，管件的選用及制作極為重要，具體而言，需確定鍋爐的聯(lián)箱及管道的鋼質(zhì)材料，以及受熱面部分的材料。汽輪機在轉(zhuǎn)子及閥門部分的材料需能承受至少600℃的高溫，此種材料參數(shù)設定，根據(jù)當前相關技術(shù)，基本可以達到。實際的參數(shù)確定，需通過反復斟酌，結(jié)合我國該領域內(nèi)的專家，將該部分的壓力值設定成31兆帕，溫度為600℃，而一次或二次的再熱溫度應為610℃。現(xiàn)實工作溫度若高于600℃，鍋爐設備所應用的材料，幾乎已經(jīng)達到其極限值，同時，其運轉(zhuǎn)期間，對于溫度的誤差有較高的標準規(guī)范。但使用二次機組，其調(diào)溫技術(shù)屬于較新的內(nèi)容，所以控制難度相對偏高。若從確保程度更高的要求出發(fā)，溫度參數(shù)應在原定的基礎上合理提升，并預留實際溫度誤差值的波動空間。因此溫度最終鎖定在610℃[3]。

3.3 主裝置

鍋爐整體結(jié)構(gòu)以單爐膛踏為主體，并搭配平衡通風及懸吊框架等，受熱區(qū)域采用當前最佳的材料，以保證其耐高溫的性能。其調(diào)節(jié)溫度技術(shù)是以擺動燃燒裝置配以再熱模塊。和以往的筒式架構(gòu)有區(qū)別，調(diào)整至桁架模式，經(jīng)過此種調(diào)節(jié)，提高整體受力的均衡度，同時可減少部分前期投入。汽輪機的軸系不應長于百萬千瓦規(guī)格的最大值，使用彈簧的基座，以強化隔振效果，使得在延長軸系的同時，還能保證基本的的安全?；诖?，合理調(diào)整裝置的實際容量與各模塊的參數(shù)，并開展有關于軸系安全系數(shù)、不同壓力情境下的模塊等研究。

3.4 控制系統(tǒng)

現(xiàn)如今，有關此方面的研究已經(jīng)有所成就，在1000 MW規(guī)格下的機組，尤其是再熱系統(tǒng)及動靜態(tài)特征等方面，以構(gòu)建非線性的前提下，采用軟測試工藝，掌握機組實際的工作狀態(tài)信息，由此改進控制系統(tǒng)。另外，在規(guī)范化的數(shù)據(jù)框架中，借助信息技術(shù)及有關自動化技術(shù)，打造多對象的改進模塊，利用多項自動控制手段，達到在線調(diào)整的目的。而利用總線工藝形成的自動控制系統(tǒng)，涉及到多個DCS運算法及設備溫度自適應模塊、自動控制開關等，有序整合后形成完整的控制系統(tǒng)，提高機組的運轉(zhuǎn)效率及安全系數(shù)。

3.5 機組性能

綜合運用二次再熱以及煙氣余熱等技藝，整個機組的經(jīng)濟性有所優(yōu)化，切實控制實際的煤炭消耗量，實際的發(fā)電質(zhì)量也得以提升。同時，二次再熱使得熱耗量得以降低，實際熱耗量下調(diào)至原本的半數(shù)左右。綜合運用節(jié)能工藝和輔機本身的容量下調(diào)，工廠的用電率一般可下降0.8 %左右，整體變動幅度可達到15 %左右。從環(huán)境的角度分析，鍋爐應用的燃燒裝置及脫硫方式、濕式的除塵裝置，配以干式的靜電除塵裝置等，最終的排煙量和易引起污染的氣體均有所下降。

3.6 污染控制

通過燃燒煤炭進行發(fā)電的方式，勢必會產(chǎn)生較大的污染問題，不利于生態(tài)均衡發(fā)展。所以，強化污染控制是有必要的。為此，機組內(nèi)的煙氣除塵環(huán)節(jié)可綜合運用高頻電源及靜電除塵、濕式除塵技藝。在除塵裝置的入口位置加設余熱回收設備，并確保除塵率至少達到99.93 %，而脫硫環(huán)節(jié)的出口位置，除塵率需超過七成，可使用濕式裝置處理，在假定煤種的情境下，最終煙氣的粉塵占比不應超過每立方米3.3毫克[4]。

4 結(jié)束語

超超臨界二次再熱，既能減少不可再生資源的消耗量，同時控制污染排放，維護其機組的社會效益及經(jīng)濟性，對我國電力領域的研究，發(fā)揮出正面的價值。通過實踐應用，此種燃煤機組基本可以實現(xiàn)穩(wěn)定運行，并促使大型火電廠數(shù)量增多。相信在自動化程度不斷加深的趨勢下，二次再熱技術(shù)會有更廣闊的應用前景。

參考文獻

[1] 楊名，段立強，劉慶新，等.超超臨界二次再熱燃煤發(fā)電系統(tǒng)優(yōu)化設計[J].工程熱物理學報，2020（9）：2119-2128.

[2] 郝迎宇，戰(zhàn)繼成，征虎燕，等.超超臨界二次再熱燃煤發(fā)電凝結(jié)水泵優(yōu)化設計與應用[J].通用機械，2020（Z2）：61-64，80.

[3] 李洪泉.1000 MW超超臨界二次再熱燃煤機組煙氣余熱利用研究[J].山東電力技術(shù)，2019（10）：73-76.

[4] 鄭玲紅，石磊.1000 MW超超臨界二次再熱燃煤機組自啟?？刂葡到y(tǒng)設計與應用[J].廣西電力，2018（5）：65-69.

[5] 高嵩，趙潔，黃迪南.1000 MW超超臨界二次再熱燃煤發(fā)電技術(shù)[J].中國電力，2017（6）：6.