摘要针对某大型机组利用再热蒸汽喷水减温的不正常运行方式，本文 对300MW机组进行原则性热力系统计算，定量分析了该调温方式使机组 主要热经济指标的降低幅度，分析了再热蒸汽喷水减温对机组运行的 重要性 机组定负荷稳定运行工况下的再热蒸汽喷水，改变了系统中 工质总量，使系统各计算点上工质焓降发生了变化（各级抽汽量发生变 化），汽轮机高、中压缸和低压缸发电功率进行了重新分配，系统热经 济指标（热耗率、绝对电效率、系统热耗率、标准煤耗率等）都发生相 应的变化本文选取了 5个再热蒸汽喷水量（0、5、10、15、25） t／h 变化工况点进行了计算，获得了系统各项热经济指标及再热蒸汽喷水 量变化时的变化量并验证了其线性变化规律，从而得出采用喷水减温 对再热蒸汽进行调节将使机组的热经济性受到了影响 关键词：再热机组；热力系统计算；再热蒸汽；喷水减温；效率；热 经济性目录1. 前 言 12. 汽轮机概况 22.1 机组概况 22.2 机组的主要技术参数 32.3 额定工况下机组各回热抽汽参数 43. 锅炉概况 53.1 锅炉设备的作用及构成 53.2 本锅炉设计有以下特点 53.3 锅炉型式和参数 63.4 其他数据整理 64. 机组原则性热力系统求解 74.1 额定工况下的原则性热力系统计算 84.1.1整理原始数据 84.1.2 整理过、再热蒸汽及排污扩容器计算点参数 84.1.3 全厂物质平衡 84.1.4 计算汽轮机各段抽汽量 D 和凝汽流量 D 9jc4.1.5 热经济指标计算 164.2 非额定工况下的原则性热力系统计算 174.2.1再热蒸汽喷水流量为 D 17zp4.2.2 工况二 再热蒸汽喷水流量 D =5t/h 25zp4.2.3 工况三 再热蒸汽喷水流量 D =10t/h 27zp4.2.4 工况四 再热蒸汽喷水流量 D =15t/h 29zp4.2.5 工况五 再热蒸汽喷水流量 D =25t/h 31zp5. 计算结果汇总与分析 335.1 各项汽水流量的计算结果 335.2 再热蒸汽喷水引起系统各项汽水的相对变化量 345.3 对系统热经济性的影响 356. 结论与建议 36致 谢 37参考文献 381. 前 言喷水减温是将水直接喷入过热蒸汽中，水被加热，汽化和过热，吸收蒸汽 中的热量，达到调节汽温的目的。
喷水减温是直接接触式热交换，惯性小，调 节灵敏，易于自动化，加上其结构简单，因此在电站锅炉普遍采用而表面式 减温器由于结构复杂，调温惯性大，只在给水品质要求低的小型锅炉中采用再热器不宜采用喷水减温，因为会使电厂的循环热效率降低喷入再热器 的水在低压下被加热汽化和过热，仅在气轮机的中低压缸中做功，犹如附加了 一个中压循环系统，中压循环效率降低，因此将整个系统的循环热效率降低 对一般超高压机组，再热器每喷水1%，将使循环热效率降低0.1%~0.2%一般喷 水减温只作为再热器事故喷水减温装置，在少数情况下也将喷水减温的方法与 其他调温方法相配合，作为再热汽温的微调方法对再热蒸汽喷水减温这一不 合理调整方法很少有人进行较精确的定量分析为弄清此类不正常的运行调温 方式对机组各项热经济指标的影响程度和再热蒸汽喷水量大小对机组经济性影 响的变化规律，拟对300MW功率下机组再热蒸汽喷水0t/h、5t/h、10 t/h、15 t/h、 25 t/ h工况下的原则性热力系统进行对比计算，从中找出再热蒸汽喷水量与机组 热经济性变化之间的客观规律，并对机组热经济性的改善和提高提出合理化建 议与分析为排除外扰对系统产生的干扰，计算在定负荷300 MW稳定运行工况 下进行。
再热蒸汽喷水减温，属于系统内人为的小水流内扰现象严格地讲， 任何内扰都会使系统各计算点上热力学参数发生变化，从而改变了系统的热经 济性精确确定内扰对各计算点上热力学参数变化量是十分困难的当内扰动 量变化较小时，系统各计算点上热力学参数变化不大；在再热蒸汽喷水量小于 耗汽量的4％情况下，认为各计算点上热力学参数不变，由此而引起的计算误差 很小，使计算的困难大大降低计算按原则性热力系统（如图1-1）进行所有 原始数据来源于机组设计资料，计算归纳整理出各计算点的汽水参数后，依此 求取各级抽气量、再热蒸汽流量、汽轮机低压缸排汽量和汽轮机的汽耗量，最 后对热力系统因再热蒸汽喷水所引起的热经济性变化幅度给出定量分析2. 汽轮机概况2.1 机组概况本计算选取东方汽轮机厂生产的汽轮机组，型号为 N300-16.7/537/537-2 型 亚临界一次中间再热单轴双缸两排汽、冷凝式机组，其额定功率为300MW，对 应的额定参数下的蒸汽流量约为935t/h，根据机、炉、电的协调，汽轮机可最大 发连续功率为330MW，其对应的蒸汽流量约为1025t/h如果这时锅炉尚具有 5%的超压能力，汽轮机可再增加约为5%的出力，称为VW0+5%工况或强度限 制工况。
能否达到上述的数值，还要取决于电机和辅机系统等允许的最大出力汽轮机的本体部分，采用高中压合缸结构，汽缸的上下半部，都为整体铸 件，汽轮机的高中压的高压部分具有内缸，为双层缸结构高压部分有 1 个调 节级及9个压力级（共10级），而中压侧有6个压力级高压缸配汽方式采用 喷嘴调节调节级叶片选用引进西屋技术的三联叶片，叶根为插入式，有三个 销钉固定该叶片曾用于美国西屋公司600MW机组，能适应负荷的频繁变化， 具有很高的可靠性其余高压级及中压级叶片都取用了效率高的加宽型扭曲叶 片，高压缸叶片采用“T”型叶根，中压缸1〜5级叶片采用双“T”叶根，第6 级菌型叶根，增加了叶根强度的可靠性所有隔板全部采用了焊接结构，其汽 道为带宽窄静叶片的分流叶栅，具有效率高，隔板刚性好的特点，这些新技术 已被国外一 些著名汽轮机厂所采用引人注目的低压缸，是汽轮机的关键所在，经过慎重考虑，全部采用美国 GE 公司的技术汽缸为双层焊接缸结构，上下共分为六块，以便于运输低压 转子为整锻（转子直径1670mm）,通流部分的尺寸也和CE技术一样，低压2 X6级，叶片的高度依次为89、120、183、321、492、851mm。
这样的低压缸 在世界上已有数百台在运行，实践证明，它具有很高的效率，极高的安全可靠 性能和很好的负荷适应能力全机共有八段非调整抽汽，送到相应的三台高压加热器，一台除氧器和四 台低压加热器中去，以加热给水疏水逐级自流，高加疏水到除氧器，低加疏 水至冷凝器，本机不设疏水泵除氧器为混合式加热器，各高压加热器和低压 加热器均为表面式各高低压加热器均设有疏水冷却段各高压加热器同时设 有过热蒸汽冷却段该机组的原则性热力系统图如图 1-1 所示机组的新蒸汽先后经过主汽门，调速汽门进入汽轮机新蒸汽是通过导汽 管进入上下缸的，每根导管和喷嘴室之间采用滑动连接，这将有利于在温度变 化时，使可能产生的热应力减到最低值新蒸汽在高压部分作功后，通过外缸 下部两个分开的排汽口进入再热器蒸汽再热后，通过再热管道和中联门进入 中压缸继续作功，蒸汽通过中压叶栅作功后，经过联通管进入低压汽缸，蒸汽 在低压缸中部进入，向两边分流，通过叶栅作功后，在尾部排入凝汽器，形成 对称分流式低压缸本机组是按积木块设计原则设计的所谓积木块设计是制造单位根据市场 预测和产品发展需要预先设计成的定型结构它可以在一定参数范围内，满足 不同功率的要求，以适应不同容量和不同规格的机组。
因此积木块原则设计的 产品有较大的系列化和通用化程度，可缩短产品的生产周期，将降低成本，增 加安全可靠性本机组能适应调峰运行，负荷为50%〜100%额定负荷或作两班制运行，周 末停机热态启动时，机组能满足快速增减负荷的要求，在机组本体结构和调 节系统的设计中都已充分考虑到这样需要2.2 机组的主要技术参数型号：N300MW-16.7/537/537-2 型型式：亚临界中间再热两缸两排汽凝汽式汽轮机额定功率（经济功率）： 300MW最大连续功率： 330MW新蒸汽参数： 新蒸汽压力p0=16.7MPa新蒸汽温度t0=537°C再热蒸汽参数： 高压缸排汽prh =3.71MPa, trh =321C中压缸进汽 prh'=3.36MPa, trh'=537C低压缸排汽压力： pc=0.005MPa给水温度： tfw=270.1°C2.3 额定工况下机组各回热抽汽参数额定工况下机组各回热抽汽参数如表 2-1项目单位H1H2H3H4H5H6H7H8抽气压力MPa5.163.581.460.7440.4770.2710.08180.0173抽气焓KJ/Kg3151.803069.033330.253151.623048.482831.442725.652516抽气压损MPa64664466加热器压力MPa4.85043.43681.37240.699360.457290.260160.076890.01626加热器饱和 水温C261.1241.5194.1164.9148.6128.892.455.7水侧压力MPa21.3521.3521.350.699361.671.671.671.67加热端差C00-0.500233出口水温C262.5241.5194.6164.9148.6126.889.452.7出口水比焓KJKg1143.521047.07837.40697.17627.0533.72375.66222.04进口水温C241.5194.6168.5148.6126.889.452.732.4进水比焓KJ/Kg1047.07837.40723.67627.0533.72375.66222.04145.04疏水比焓KJ/Kg1082.82864.82748.06697.17626.17538.18387.034233.663. 锅炉概况3.1 锅炉设备的作用及构成电厂一号机组的单机容量为 30 万千瓦，由东方锅炉厂首次试生产的 DG1025-18.2/540/540-2 型亚临界，中间再热，自然循环，全悬吊，平衡通风 燃煤汽包锅炉，与东方汽轮机厂生产的 N300-16.7/537/537-2 型汽轮机组相匹 配。
1) 锅炉为自然循环单炉膛汽包锅炉，采用 型布置，切向燃烧，固态 除渣，平衡通风2) 调温方式：过热蒸汽以喷水为主；再热蒸汽以摆动燃烧器调节为主 再热器喷水调温方式仅用于事故情况下3) 锅炉尾部装二台容克式三分仓再生式空气预热器，采用较高的出口 风温以满足燃用低挥发份贫煤的需要4) 采用高强度螺栓与焊接相结合的钢构架，运转层(12.6m)以上为 露天布置5) 采用湿式水封除渣装置6) 高能程控点火，程控吹灰与排污7) 锅炉按带基本负荷，定压运行方式设计；也可按变压方式运行，有 一定的调峰能力3.2 本锅炉设计有以下特点1) 锅炉的炉膛容积较大，炉膛容积热负荷较低2) 过热器和再热器结构合理，气温特性岁符。