【二次再熱關(guān)鍵技術(shù)的特點(diǎn)和難點(diǎn)探究（論文）15000字】

二次再熱關(guān)鍵技術(shù)的特點(diǎn)和難點(diǎn)研究TOC\o"1-2"\h\u3945第一章緒論 150601.1課題研究背景及意義 128151.2國(guó)外二次再熱技術(shù)的發(fā)展 2198661.3國(guó)內(nèi)二次再熱技術(shù)的發(fā)展 311602第二章二次再熱超超臨界機(jī)組的技術(shù)特點(diǎn) 4302732.1一次、二次再熱主要系統(tǒng)的區(qū)別 418192.2參數(shù)的選擇 5260572.3汽輪機(jī) 6229132.4鍋爐 9176032.5熱力系統(tǒng)特點(diǎn) 103756第三章二次再熱關(guān)鍵技術(shù)的難點(diǎn) 1112565

3.1、熱力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)布局及優(yōu)化

1181613.2、再熱蒸汽溫度控制

1136073.3二次再熱鍋爐設(shè)計(jì)難點(diǎn)分析 1175763.4二次再熱汽輪機(jī)設(shè)計(jì)難點(diǎn)分析

127313.5二次再熱系統(tǒng)設(shè)計(jì)難點(diǎn)分析

1328972第四章分析探討受熱面布置及調(diào)溫方式 14326684.1吸熱特性及受熱面布置 14279204.2調(diào)溫方式 1511163結(jié)語(yǔ) 17緒論1.1課題研究背景及意義自從改革開放以來(lái)，我們國(guó)家的經(jīng)濟(jì)發(fā)展、社會(huì)進(jìn)步都伴隨著能源的消耗和利用，無(wú)論是輕工業(yè)還是重工業(yè)能源的大量消耗是必不可少的?？萍及l(fā)展至今，人類對(duì)資源的利用還是以煤、石油、天然氣化石能源為基礎(chǔ)，新型能源的利用占比少，我們國(guó)家的能源利用結(jié)構(gòu)還是以煤炭為主。在日常生活中，二次能源（電）的產(chǎn)生就是煤炭的消耗和使用，所以電力系統(tǒng)在科技發(fā)展中扮演著重要的角色。隨著能源的過(guò)度消耗，目前人類正面臨著資源枯竭，這也制約了我國(guó)的社會(huì)發(fā)展和進(jìn)步，所以節(jié)能減排、對(duì)資源的充分利用是今后國(guó)家發(fā)展的主題。火電廠正是存在著這些問題的地方，建設(shè)一座節(jié)能、高效的火電廠應(yīng)該是我們努力地方向。在發(fā)電機(jī)組中，二次再熱技術(shù)是提高火電廠發(fā)電效率和減少污染物排放非常有效的方式，所以近幾年來(lái)二次再熱技術(shù)備受人們的關(guān)注，目前在一些發(fā)達(dá)國(guó)家二次再熱技術(shù)已經(jīng)變得較為成熟，我們國(guó)家正在大力發(fā)展二次再熱技術(shù)，但是我們國(guó)家二次再熱技術(shù)的發(fā)展正處于起步階段，所以還有很長(zhǎng)的一段路要走。日本川越火電廠700MW機(jī)組為國(guó)外容量最大的二次再熱機(jī)組，使用的燃料為液化天然氣。1998年是一個(gè)新的起始年，從這一年開始，國(guó)外不再對(duì)二次再熱機(jī)組提供新的投入，它轉(zhuǎn)變?yōu)閮?yōu)化二次再熱機(jī)組。1.2國(guó)外二次再熱技術(shù)的發(fā)展二十世紀(jì)五十年代二次再熱技術(shù)開始發(fā)展，主要應(yīng)用國(guó)家為發(fā)達(dá)國(guó)家，比如美國(guó)、歐盟、日本都是率先使用二次再熱技術(shù)的國(guó)家。在最初發(fā)展的過(guò)程中，受到很多因素制約其中包括系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性、系統(tǒng)對(duì)金屬材料有較高的要求、機(jī)組運(yùn)行時(shí)的安全性和經(jīng)濟(jì)性很差。美國(guó)的電力研究所，在總結(jié)了先前經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)訊后在二十世紀(jì)八十年代，根據(jù)當(dāng)時(shí)的技術(shù)水平提出了最有效的運(yùn)行方式：機(jī)組容量為700至800MW，蒸汽的參數(shù)選擇一般為31MPa—566℃至593℃—566℃至593℃—566℃至593℃。之后美國(guó)有大力發(fā)展了燃?xì)庹羝穆?lián)合循環(huán)系統(tǒng)，所以在二十世紀(jì)八十年的研究成果被未得到利用，但是這項(xiàng)技術(shù)在日本和歐盟的得到了利用，至今還有幾臺(tái)二次再熱機(jī)組正在運(yùn)行。二次再熱機(jī)技術(shù)在很多年以前就開始發(fā)展了，尤其是美國(guó)，早在20世紀(jì)五六十年代就已經(jīng)開始投資運(yùn)營(yíng)了一批二次再熱機(jī)組。同時(shí)美國(guó)在1957年投資運(yùn)營(yíng)了當(dāng)?shù)氐玫谝慌_(tái)二次再熱機(jī)組，并且這臺(tái)機(jī)組得容量是125wm，采用的是“派型”布局，蒸汽參數(shù)為21兆帕/621攝氏度—566攝氏度—538攝氏度，四角切圓式的燃燒，使用的是垂直式的管道壁。到了1958年，Eddystone電廠所投資的一號(hào)機(jī)組的容量是325wm，蒸汽參數(shù)為34.3兆帕/649攝氏度—565攝氏度—565攝氏度,這臺(tái)機(jī)組的鍋爐也采用“派型”布置，燃燒方式為對(duì)沖式，水冷壁則采用垂直管壁，該機(jī)組在運(yùn)行期間刷新了火力發(fā)電的多項(xiàng)紀(jì)錄，其中有最高效率、最高壓力、最高溫度、最大出力。到了1973年，美國(guó)投入運(yùn)行的二次再熱機(jī)組數(shù)量為23臺(tái)，在運(yùn)行期間金屬材料出現(xiàn)了許多嚴(yán)重的問題，所以機(jī)組只能降壓降溫運(yùn)行，在這之后美國(guó)建設(shè)的火電機(jī)組都以亞臨界參數(shù)為主要運(yùn)行參數(shù)，暫緩了超超臨界參數(shù)機(jī)組的研究，結(jié)合自身能源特點(diǎn)考慮轉(zhuǎn)而發(fā)展燃?xì)怆娬镜惹鍧嵞茉?。日本在結(jié)合了美國(guó)超超臨界技術(shù)的研究成果，早期日本在川越電廠投入運(yùn)行的兩臺(tái)二次再熱機(jī)組只是單純提高了主蒸汽壓力但是沒有提高蒸汽溫度，這樣導(dǎo)致二者不匹配，使得機(jī)組無(wú)法正常的安全運(yùn)行，所以二次再熱機(jī)組在運(yùn)行時(shí)要注意汽輪機(jī)的末級(jí)排汽濕度，末級(jí)排汽濕度不宜過(guò)高。日本川越電廠投入運(yùn)行的這兩臺(tái)機(jī)組的容量均為700wm，其蒸汽參數(shù)為32.9兆帕/571攝氏度—569攝氏度—569攝氏度，該機(jī)組的鍋爐同美國(guó)一樣采用了派型”布置，燃燒方式為八角雙切圓，水冷壁采用垂直管壁，這兩臺(tái)機(jī)組代表了當(dāng)時(shí)世界上的最高水平。姬路第二電廠運(yùn)行有一臺(tái)二次再熱機(jī)組，容量為600wm，蒸汽參數(shù)為25.2兆帕/541攝氏度—554攝氏度—548攝氏度他們同樣使用的是上述型號(hào)的機(jī)組，不同的是，該機(jī)組采用對(duì)沖式的燃燒、膜式水冷壁。利用新的型號(hào)控制換熱器的溫度，可以更快速提高出口蒸汽的溫度。到1976年為止，日本投入運(yùn)行的二次再熱機(jī)組共有11臺(tái)，占據(jù)了當(dāng)時(shí)世界上超超臨界機(jī)組的百分之二十三。德國(guó)既是較早研究且運(yùn)行二次再熱的國(guó)家。1956年德國(guó)在本國(guó)投入運(yùn)行了一臺(tái)機(jī)組，是世界上首臺(tái)二次再熱機(jī)組，該機(jī)組的容量為88WM，蒸汽的參數(shù)為34MPa/610℃—570℃—570℃。在1979年投入運(yùn)行了第二臺(tái)機(jī)組，該機(jī)組的蒸汽參數(shù)為25.5MPa/530℃—540℃—530℃。曼海姆電廠的二次再熱機(jī)組最具代表性，這臺(tái)鍋爐為塔式鍋爐（單煙道），該機(jī)組的容量為465MW，到現(xiàn)在為止德國(guó)一共投入運(yùn)行了十一臺(tái)機(jī)組。在歐盟超超臨界技術(shù)在世界上處于領(lǐng)先水平的國(guó)家還有丹麥，丹麥電廠Nordjylland有一臺(tái)效率極高的二次再熱機(jī)組，該機(jī)組容量為415WM，蒸汽的參數(shù)為20MPa/582℃—580℃—580℃。其設(shè)置為半塔型，四角切圓的燃燒型，水冷壁是螺旋式管圈的型式。這臺(tái)機(jī)組使用了深海水冷卻的方式，機(jī)組的凈效率達(dá)到了百分之四十七，所以效率極高，是世界上效率最高的火電機(jī)組，即使到了現(xiàn)在這臺(tái)機(jī)組的各項(xiàng)性能指標(biāo)仍處于先進(jìn)水平。1.3國(guó)內(nèi)二次再熱技術(shù)的發(fā)展從新時(shí)代開啟時(shí)，中國(guó)就意識(shí)到需要發(fā)展先進(jìn)的技術(shù)，考慮到二次再熱技術(shù)可以有效提升機(jī)組的效率，因此將目光放在了火電發(fā)電技術(shù)。曾在“十五”期間，火電發(fā)電技術(shù)是我國(guó)重點(diǎn)的研究發(fā)展的項(xiàng)目，到了“十二”，火電發(fā)電技術(shù)成為國(guó)家重點(diǎn)攻克的難點(diǎn)是由于國(guó)家能源局批準(zhǔn)了泰州、萊蕪和安源三個(gè)電廠建設(shè)二次再熱機(jī)組項(xiàng)目。到目前為止，國(guó)內(nèi)一共有十四個(gè)二次再熱項(xiàng)目被審批，這意味著我們國(guó)家超（超）臨界發(fā)電機(jī)組迎來(lái)了二次再熱時(shí)代，同時(shí)二次再熱技術(shù)將在中國(guó)迎來(lái)又一個(gè)快速發(fā)展時(shí)期。最值得說(shuō)的就是泰州的發(fā)電廠擁有的超超臨界二次再熱機(jī)組是2×1000wm的，所設(shè)計(jì)的發(fā)電效率為47.94%，煤耗率為256.2克/千瓦時(shí),還要比全球最頂級(jí)的二次再熱機(jī)組發(fā)電效率高0.9%以上。其鍋爐是由上海的鍋爐制造廠制造單切圓式的燃燒方式，更具體的說(shuō)設(shè)計(jì)成了露天式、固態(tài)排渣、塔式。華能公司在安源建造了二次再熱機(jī)組，該機(jī)組蒸汽參數(shù)為31M兆帕/600攝氏度—620攝氏度—620攝氏度，利用了現(xiàn)在較為成熟的材料以及創(chuàng)新的技術(shù)提高了效率，同時(shí)還降低了污染物和溫室氣體的排放，在綜合參數(shù)及熱效率等方面在世界上均處于領(lǐng)先地位。我們國(guó)家投入運(yùn)行的二次再熱機(jī)組在容量、機(jī)組效率、蒸汽參數(shù)均處于世界領(lǐng)先水平，二次再熱機(jī)組在未來(lái)會(huì)擁有非常廣闊的應(yīng)用前景。從現(xiàn)狀上來(lái)說(shuō)，國(guó)際上已經(jīng)投入了50臺(tái)二次再熱機(jī)組去使用，分別看，為首的美國(guó)投入了23臺(tái)、丹麥投入了2臺(tái)、日本投入了13臺(tái)、德國(guó)投入了11臺(tái)，而我國(guó)則投入了3臺(tái)。從初步探索再到運(yùn)行實(shí)踐二次再熱機(jī)組的參數(shù)經(jīng)歷了起起伏伏的發(fā)展，這說(shuō)明了世界各國(guó)對(duì)二次再熱機(jī)組正在不斷地完善和優(yōu)化。本文基于目前二次再熱的發(fā)展背景，分別從參數(shù)選擇、鍋爐和汽輪機(jī)幾個(gè)方面敘述了二次再熱超超臨界機(jī)組的特點(diǎn)，同時(shí)介紹了一次再熱和二次再熱主要系統(tǒng)的區(qū)別；其次通過(guò)查閱資料簡(jiǎn)單分析了參數(shù)選擇、鍋爐和汽輪機(jī)的設(shè)計(jì)難點(diǎn)，對(duì)關(guān)鍵技術(shù)的部分難點(diǎn)進(jìn)行了探討，簡(jiǎn)要說(shuō)明了機(jī)組受熱面的布置以及調(diào)溫方式兩個(gè)方面。二次再熱超超臨界機(jī)組的技術(shù)特點(diǎn)2.1一次、二次再熱主要系統(tǒng)的區(qū)別二次再熱機(jī)組的與一次再熱機(jī)組相比較，凸顯出了它的結(jié)構(gòu)更加復(fù)雜，它的主要難點(diǎn)在于再熱蒸汽需要調(diào)控溫度、機(jī)組整體都需要熱力系統(tǒng)的支撐、結(jié)構(gòu)和鍋爐接觸熱的布置。2.1.1熱力系統(tǒng)的比較回?zé)嵯到y(tǒng)的特點(diǎn)：二次再熱最高的給水溫度跟一次再熱比較起來(lái)升高了大概30℃，二次再熱當(dāng)前的濕冷機(jī)組回?zé)嵯到y(tǒng)通常設(shè)置的級(jí)數(shù)為十級(jí)，而一次再熱機(jī)組回?zé)嵯到y(tǒng)的級(jí)數(shù)通常為八級(jí)或者九級(jí)。主蒸汽以及再熱蒸汽系統(tǒng)：二次再熱機(jī)組就是在一次在熱的機(jī)組上再增加了一個(gè)二次再熱系統(tǒng)，這使得再熱蒸汽系統(tǒng)被分為了兩個(gè)部分，一個(gè)是一次部分另一個(gè)是二次部分。傳統(tǒng)的一次再熱機(jī)組會(huì)裝配一臺(tái)外置的蒸汽冷卻器，二次再熱機(jī)組需要裝配兩臺(tái)外置的蒸汽冷卻器，因?yàn)闄C(jī)組的后中壓段蒸汽的溫度會(huì)升高，外置的蒸汽冷卻器的外殼與供水系統(tǒng)相互聯(lián)合，待蒸汽冷卻器完成換熱后，回?zé)岢槠M(jìn)入高壓加熱器，再經(jīng)過(guò)外置蒸汽冷卻器供給水溫，提高裝置的性價(jià)比。2.1.2風(fēng)煙系統(tǒng)和制粉系統(tǒng)的比較二次再熱相對(duì)一次再熱而言增多了再熱級(jí)數(shù)，這使得鍋爐受熱面的布置和蒸汽溫度的調(diào)控的難度大大增加，尤其是對(duì)再熱蒸汽溫度的調(diào)控有了更高的要求，使用煙氣循環(huán)系統(tǒng)是對(duì)再熱蒸汽進(jìn)行溫度調(diào)控的有效手段。二次再熱在風(fēng)煙、制粉系統(tǒng)上與一次再熱沒有太大區(qū)別。2.2參數(shù)的選擇2.2.1主蒸汽壓力、主蒸汽溫度的選擇在同樣的再熱蒸汽溫度的條件下，二次再熱機(jī)組低壓缸的排汽濕度有所降低，這使得二次再熱機(jī)組的主蒸汽壓力提高。在主蒸汽壓力小于、等于27兆帕?xí)r，進(jìn)汽壓力每變化1兆帕?xí)r，汽機(jī)熱損耗會(huì)變化0.2%～0.25%，當(dāng)主蒸汽壓力達(dá)到30兆帕?xí)r，蒸汽壓力的提升會(huì)變得越來(lái)越小，現(xiàn)在世界上最高運(yùn)行壓力的超超臨界二次再熱機(jī)組屬于日本的川越火電廠，高壓缸的進(jìn)氣壓力達(dá)到31兆帕。雖然隨著主蒸汽壓力的不斷提高會(huì)使得汽輪機(jī)效率不斷提升，但是壓力的提高對(duì)機(jī)組本身的要求也會(huì)變高，主蒸汽管道、給水管道、鍋爐壓力部件、汽輪機(jī)高壓缸以及主氣閥和調(diào)節(jié)閥的設(shè)計(jì)壓力，同時(shí)也會(huì)造成建造材料成本的提升（耐高溫的熱強(qiáng)鋼尤為突出）。美國(guó)、日本目前投入運(yùn)行的有高壓缸最高進(jìn)汽壓力為32兆帕的超超臨界汽輪機(jī)，我們國(guó)家三個(gè)主機(jī)制造廠推薦的主蒸汽壓力都不同，主要在30～35兆帕范圍之間，東方汽輪機(jī)廠為30兆帕，哈爾濱汽輪機(jī)廠為31兆帕，上海汽輪機(jī)廠為35兆帕，所以綜合主機(jī)設(shè)計(jì)以及材料建造成本的角度考慮，31兆帕為最適合的主蒸汽壓力。超超臨界機(jī)組自誕生以來(lái)到現(xiàn)在已經(jīng)發(fā)展了十幾年，人們通過(guò)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)過(guò)熱蒸汽的溫度每變化10℃，汽輪機(jī)的熱耗會(huì)變化0.25%，由此可以看出主蒸汽溫度的提升同主蒸汽壓力提升一樣，對(duì)汽輪機(jī)的效率有著明顯的影響。溫度在600℃左右時(shí)，汽輪機(jī)、鍋爐以及管道運(yùn)行狀態(tài)良好，所以可以看出安全性有很大保障。隨著溫度的不斷提高，汽輪機(jī)效率也會(huì)不斷提升，但是這會(huì)使得汽輪機(jī)、鍋爐以及管道的建造成本有很大提高，在近幾年來(lái)國(guó)外的超超臨界機(jī)組也沒有主蒸汽溫度超高600℃的機(jī)組。在機(jī)組安全工作范圍內(nèi)考慮，鍋爐高溫過(guò)熱器管束的溫度控制在600℃最為適宜，所以綜合考慮超超臨界機(jī)組的主蒸汽溫度都不會(huì)超過(guò)600℃。2.2.2再熱蒸汽壓力、再熱蒸汽溫度的選擇汽輪機(jī)相對(duì)內(nèi)效率、再熱器、管道壓損都會(huì)影響再熱蒸汽壓力的選擇，我們國(guó)家主機(jī)制造提供的資料為一次再熱蒸汽壓力是主蒸汽壓力的百分之二十八到百分之三十五，二次再熱蒸汽壓力是一次再熱蒸汽壓力的百分之三十是最好的。每當(dāng)再熱蒸汽溫度變化10攝氏度時(shí)，汽輪機(jī)會(huì)產(chǎn)生0.1%的熱損耗。一次再熱蒸汽壓力是主蒸汽壓力的百分之二十八到百分之三十五，二次再熱蒸汽壓力是一次再熱蒸汽壓力的百分之三十，由此可看出再熱蒸汽相對(duì)于主蒸汽壓力低很多，所以再熱蒸汽溫度比新蒸汽溫度高是可以實(shí)現(xiàn)的。由于再熱蒸汽溫度高會(huì)縮小排汽的含水的程度，所以再熱蒸汽溫度越高對(duì)汽輪機(jī)的安全和性價(jià)比越好。通過(guò)查找目前汽輪機(jī)、鍋爐應(yīng)用材料的發(fā)展，當(dāng)再熱蒸汽溫度達(dá)到600%～620%時(shí)，這個(gè)溫度是在材料受熱性能之內(nèi)的，所以在現(xiàn)實(shí)中再熱蒸汽溫度提高至620℃是可以實(shí)現(xiàn)的。提高再熱蒸汽溫升可以提高機(jī)組的性價(jià)比，從當(dāng)下現(xiàn)有的技術(shù)上考慮再熱蒸汽溫度為620℃是最合適不過(guò)的。2.3汽輪機(jī)2.3.1高溫耐熱材料的選擇由于600℃、620℃超超臨界二次再熱機(jī)組，對(duì)汽輪機(jī)的部件要求較高，所以在選取抗高溫耐熱材料上更加嚴(yán)格，通常要考慮的部件有轉(zhuǎn)子、抗高溫的內(nèi)膛、閥門外殼、高溫葉片、高溫隔板、主蒸汽和再熱蒸汽的管道等。超超臨界二次再熱機(jī)組轉(zhuǎn)子一般會(huì)使用新型Cr鍛鋼（9%～12%）或者改進(jìn)型鍛鋼，Cr元素添加的目的是提高合金鋼的強(qiáng)度、抗氧化性以及耐腐蝕性，加入微量元素Mo、N、Nb、W、V會(huì)提升高溫蠕變的斷裂強(qiáng)度，這樣可以進(jìn)一步改善轉(zhuǎn)子高溫處的溫度分布以及轉(zhuǎn)子的安全性。汽輪機(jī)機(jī)組的高溫內(nèi)缸、閥殼的體積尺寸很大而且形狀復(fù)雜，一般采用整體鑄造成型。汽輪機(jī)機(jī)組的高溫內(nèi)缸、閥殼一般使用改良型Cr鍛鋼（9%～12%）或者CB2進(jìn)行鑄造，改良型Cr鍛鋼（9%～12%）在鑄造性能和焊接性能上有著優(yōu)越性，這樣完美解決了材料選擇時(shí)遇到的鑄造問題。所以在汽輪機(jī)機(jī)組的高溫內(nèi)缸、閥殼的材料選擇時(shí)要充分考慮到材料是否具備耐高溫性、優(yōu)良的鑄造性、耐摩擦性、焊接性、抗高溫氧化性、高溫蠕變的斷裂強(qiáng)度以及耐腐蝕性。用于高溫的隔板可選的材料有兩種，一種是鑄件另一種是鍛件，二次再熱的機(jī)組一般會(huì)采用CB2或者百分之十二的Cr鋼來(lái)當(dāng)做高溫的隔板材料?，F(xiàn)在國(guó)內(nèi)外百分之十二的Cr鋼是制造汽輪機(jī)能承受高溫的葉片的首選材料，因?yàn)槭褂眠@類鋼制做的葉片越高中壓的轉(zhuǎn)子有著精良的熱膨脹的性能相適配，而且生產(chǎn)的價(jià)格便宜。就是因?yàn)槿绱?，世界上汽輪機(jī)制造廠商都會(huì)使用百分之九到百分之十二的Cr鋼作為高溫的葉片材料。汽輪機(jī)組中一般對(duì)材料性能要求較高的比如內(nèi)缸、汽閥、隔板，這些零件經(jīng)常會(huì)使用耐熱性能更好的CB2，其余的閥門等材料與傳統(tǒng)的機(jī)組相似。2.3.2軸系穩(wěn)定一些軸瓦的振動(dòng)性的性能不穩(wěn)定并且這些與機(jī)組的承受能力緊密相關(guān)，軸瓦安裝技術(shù)也會(huì)影響振動(dòng)性。與一次再熱機(jī)組相比較，結(jié)構(gòu)上這個(gè)機(jī)型添加了超高壓缸并且軸系是連續(xù)三支撐的結(jié)構(gòu)，它有著更加繁雜的運(yùn)動(dòng)特性；除此之外，機(jī)組進(jìn)汽不僅參數(shù)高且流量高，蒸汽對(duì)于軸系而言，作用力很大，所以會(huì)在運(yùn)行的過(guò)程中展現(xiàn)出獨(dú)特的振動(dòng)性?！氨黄日駝?dòng)”和“自發(fā)振動(dòng)”是汽輪發(fā)電機(jī)組會(huì)涉及到的振動(dòng)問題，系統(tǒng)在外界的持續(xù)性刺激下產(chǎn)生的振動(dòng)就是“被迫振動(dòng)”，與此相反，能夠自身刺激產(chǎn)生的振動(dòng)是“自發(fā)振動(dòng)”，由自己發(fā)出作用，與其他因素?zé)o關(guān)。對(duì)類似質(zhì)量造成的不平衡式的被迫振動(dòng)的研究主要從“激振力”與支撐的力度等因素入手，不過(guò)對(duì)于油膜失衡、氣流產(chǎn)生激振等自發(fā)振動(dòng)的研究會(huì)從軸系的穩(wěn)定性上考慮。更細(xì)節(jié)地說(shuō)，當(dāng)軸系的穩(wěn)定性不好，如果轉(zhuǎn)子遭受一些刺激后輸入軸系能力比阻止耗散的能量大，那么軸系的穩(wěn)定性會(huì)降低、擴(kuò)散；等振動(dòng)的幅度加大到與阻止擴(kuò)散的能量相同時(shí)，那么軸系會(huì)保持在穩(wěn)定工作的狀態(tài)。所以，自發(fā)振動(dòng)的研究和攻克的關(guān)鍵點(diǎn)在于找到系統(tǒng)引發(fā)穩(wěn)定性不足的問題、機(jī)理和變化規(guī)律，而不是造成擾動(dòng)的幅度大小和形式。2.3.3汽缸在提高了超超臨界二次再熱機(jī)組蒸汽壓力和再熱蒸汽溫度的基礎(chǔ)上，需要將目光聚焦在設(shè)計(jì)出可以承載更高壓力的超高壓缸和更高溫度的再熱中壓缸。由于超高壓缸的膨脹壓比和焓降小，所以它的直徑也較小一些，這樣可以減少汽缸工作時(shí)的壓力，汽缸也能承載更多的主汽壓力。因?yàn)樘岣吡私^對(duì)壓力，需要對(duì)高壓缸的缸體強(qiáng)度、螺栓的密封性能還有高溫蠕變的強(qiáng)度做專業(yè)的考核計(jì)算，這些必須滿足設(shè)計(jì)的要求。中壓缸的流通形式和常規(guī)單流里的亞模塊形式很相似，通常是采用水平中分面結(jié)構(gòu)，這個(gè)結(jié)構(gòu)的重點(diǎn)在于中壓缸進(jìn)汽升高到620℃，與它有關(guān)的零件材料都需要提升。按照順序來(lái)說(shuō)，第一需要提升再熱缸體進(jìn)汽需要承受的壓力，需要更換外缸的材料，增加閥門、汽缸的厚度；第二增加再熱缸體進(jìn)汽的體積流量，這些因素都需要在設(shè)計(jì)中考慮。低壓缸需要根據(jù)排汽容積來(lái)選擇最合適的長(zhǎng)葉片，這樣可以保證低壓末的葉片能抗腐蝕性好的情況下，再選擇適配的排汽口含水的程度，以此提升機(jī)組的性價(jià)比。這樣的設(shè)計(jì)和一次再熱的低壓缸的設(shè)計(jì)原理基本相同。為了加強(qiáng)轉(zhuǎn)子的高溫強(qiáng)度和延長(zhǎng)使用的壽命，一般都會(huì)使用不同的蒸汽使高壓進(jìn)汽區(qū)、中壓進(jìn)汽區(qū)以及中壓前兩級(jí)的葉輪得到充足的冷卻，這可以使620℃的高溫再熱蒸汽不會(huì)影響轉(zhuǎn)子。2.3.4軸封系統(tǒng)軸封系統(tǒng)會(huì)直接影響機(jī)組，系統(tǒng)的好壞是衡量機(jī)組能否正常安全運(yùn)行的一個(gè)重要指標(biāo)，為了是機(jī)組更安全的運(yùn)行，現(xiàn)在的控制基站會(huì)采用氣動(dòng)自動(dòng)控制，新的控制系統(tǒng)比老的軸封系統(tǒng)自動(dòng)程度更高，適用性更好，拋棄了在負(fù)荷變化時(shí)需要手動(dòng)調(diào)節(jié)的繁瑣步驟，系統(tǒng)總體更為簡(jiǎn)便，與之前的系統(tǒng)相比發(fā)生機(jī)組故障的概率會(huì)更小，運(yùn)行使用時(shí)更加安全可靠，但是有利有弊，最突出的缺點(diǎn)就是造價(jià)成本太高，投資過(guò)高。在汽輪機(jī)運(yùn)行工作的時(shí)候，汽機(jī)本體部件的溫度與軸封處的進(jìn)汽溫度有著很大的差距，由于這種原因會(huì)促進(jìn)部件熱應(yīng)力的產(chǎn)生，產(chǎn)生的熱應(yīng)力會(huì)給部件帶來(lái)很差的影響，會(huì)使得部件的使用壽命大大縮短，還會(huì)造成汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子抱死?？刂崎y（軸封進(jìn)汽處）控制著汽機(jī)在使用期間的蒸汽的溫度，這樣可以預(yù)防蒸汽溫度對(duì)軸封的影響（防止過(guò)冷或者過(guò)熱）。當(dāng)機(jī)組使用過(guò)程中，低壓軸封處的溫度往往會(huì)被控制在300℃左右，溫度超出時(shí)溫度調(diào)節(jié)閥會(huì)自動(dòng)調(diào)整溫度，通過(guò)混入溫度較低的蒸汽使軸封處的蒸汽溫度較低。當(dāng)汽輪機(jī)的機(jī)組負(fù)荷運(yùn)行使用時(shí)，軸封系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)進(jìn)行自我密封，這時(shí)漏氣溫度會(huì)偏高的兩處分別是高壓和超高壓缸的軸封。為了降低動(dòng)靜兩部分相對(duì)的熱膨脹以及熱應(yīng)力帶來(lái)的機(jī)組壽命的損耗，同時(shí)維持進(jìn)汽溫度（低壓缸軸封處）較低，所以人們想到了一個(gè)辦法，增加了減溫水。在當(dāng)下節(jié)能減排為主題的發(fā)展觀念的促進(jìn)下，應(yīng)該減少能源的消耗和浪費(fèi)，所以減溫水的使用量不宜過(guò)高。2.3.5機(jī)組啟動(dòng)、調(diào)峰的問題目前使用的旁路系統(tǒng)是三級(jí)串聯(lián)的超超臨界機(jī)組是1000wm，這種系統(tǒng)對(duì)于三壓聯(lián)合啟動(dòng)的部件再好不過(guò)，它可以防止再熱器因?yàn)樽匀急粺龎摹?000wm得盡量帶著基本符合運(yùn)行，借此可以發(fā)揮機(jī)組的性價(jià)比高的好處。當(dāng)然了，假如不讓機(jī)組參加一次調(diào)頻，可以使用全開閥門，純滑壓的方式運(yùn)行。那么在運(yùn)行時(shí)，以負(fù)荷的要求為主，通過(guò)增加、減少鍋爐燃料來(lái)調(diào)節(jié)負(fù)荷的程度，以此滿足調(diào)峰的要求。如果需要機(jī)組參與以此工作，機(jī)組在運(yùn)行的情況下，能調(diào)節(jié)閥門、節(jié)省流量的方式實(shí)現(xiàn)機(jī)組的調(diào)峰調(diào)頻，電網(wǎng)為了滿足工作的需要，超高壓的調(diào)節(jié)閥門可以有3%的節(jié)流度。2.4鍋爐現(xiàn)在世界上二次再熱的鍋爐爐型有兩種，一種是塔式鍋爐另一種是π式鍋爐，再熱蒸汽溫度過(guò)高使得對(duì)鑄造的材料要求變得更高，基本上快達(dá)到了現(xiàn)有人造材料耐熱性的極限值，所以二次再熱的鍋爐相比較一次鍋爐有著很明顯的特點(diǎn)。2.4.1主蒸汽、再熱蒸汽溫度的調(diào)節(jié)和控制

考慮到直流鍋爐的特征，運(yùn)用“煤水比+噴水”的調(diào)節(jié)方式對(duì)主蒸汽溫度進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)節(jié)和控制，這一做法是可以的。問題在于，同時(shí)對(duì)一、二次再熱蒸汽進(jìn)行溫度調(diào)控是非常重要的事，不管是采用“π”型爐還是塔式爐，出于兩者相互作用，再加上在實(shí)際運(yùn)行的過(guò)程中風(fēng)量及煤種會(huì)發(fā)生變化，協(xié)調(diào)和控制工作起來(lái)都比較困難，因此我們需要針對(duì)受熱面進(jìn)行科學(xué)合理的布局，并且應(yīng)該正確的運(yùn)用合適的調(diào)節(jié)溫度方法，結(jié)合不同鍋爐類別，目前普遍應(yīng)用的再熱器調(diào)溫技術(shù)主要有擺動(dòng)燃燒器、煙氣擋板、煙氣再循環(huán)、換熱器以及噴水。2.4.2鍋爐爐膛煙溫偏差的控制需要更加關(guān)注

由于熱再熱蒸汽溫度普遍達(dá)到了現(xiàn)在能使用的材料的溫度極值，所以，過(guò)大的爐膛煙溫偏差將會(huì)使受熱面溫度超過(guò)極值，引發(fā)危險(xiǎn)。所以我們就需要針對(duì)容易導(dǎo)致爐膛內(nèi)煙溫偏差產(chǎn)生的各種影響因素進(jìn)行分析和控制。不管是前后墻對(duì)沖燃燒，或者四角切圓燃燒，都需要嚴(yán)格控制各燃燒器中煤粉以及熱風(fēng)分配的均勻。2.4.3爐膛尺寸與結(jié)焦性

使用二次再熱會(huì)導(dǎo)致鍋爐過(guò)熱蒸汽吸收的熱量比一次再熱鍋爐過(guò)熱蒸汽吸收的熱量明顯不足，在數(shù)據(jù)上也有所降低，并且由于再熱系統(tǒng)吸收到的熱量比前一次再熱鍋爐再熱器吸收到的熱量有過(guò)之而無(wú)不及的，所以爐膛內(nèi)部結(jié)構(gòu)的尺寸與一次再熱鍋爐相比爐膛內(nèi)部的尺寸是縮小了，再熱器怎樣去布置也是一個(gè)難點(diǎn)。而爐膛尺寸的減小，對(duì)于易發(fā)生結(jié)焦性的煤而言，更加值得關(guān)注的是防止?fàn)t膛結(jié)焦。2.4.4省煤器入口給水溫度升高對(duì)于鍋爐運(yùn)行的影響

考慮到增加了再熱次數(shù)，給水溫度會(huì)在汽輪機(jī)回?zé)嵯到y(tǒng)的促使下中有所上升，溫度會(huì)達(dá)到320℃左右，而35MPa的鍋爐給水，容易在爐膛內(nèi)的水冷壁中沸騰，造成水冷壁過(guò)熱的情況，這樣會(huì)影響鍋爐的安全運(yùn)行。2.5熱力系統(tǒng)特點(diǎn)主蒸汽管道會(huì)從過(guò)熱器的兩個(gè)側(cè)面引出來(lái)，待接到汽輪機(jī)前，當(dāng)接入超高壓缸時(shí)，雙側(cè)泵的主蒸汽閥門會(huì)被自動(dòng)關(guān)掉，值得一提的是，主蒸汽的系統(tǒng)材料選用a335p92。一次再熱冷段管道從超高壓缸排汽口以單管的形式接出，直到鍋爐前進(jìn)入入口聯(lián)箱的有兩個(gè)部分，它的材料選用A6911－

1/4CrGr22。而一次再熱熱段的聯(lián)箱管道是從再熱器出口雙管接出來(lái)的，合并成單管后達(dá)到汽機(jī)前會(huì)分為兩路進(jìn)入汽輪機(jī)高壓缸雙側(cè)，它的材料選用a335p92。二次再熱冷段管道與高壓缸排汽口有兩根管道連接，變成單管后分為兩路進(jìn)入入口聯(lián)箱，材料選用a6911－1/4crgr22。二次再熱器出口聯(lián)箱會(huì)引出兩根管子連接到二次再熱熱段管道，分成兩個(gè)路徑進(jìn)入到汽輪機(jī)中壓缸兩側(cè)聯(lián)合汽門，材料選用a335p92。

超高（高壓）、中壓、

低壓三級(jí)串聯(lián)組成旁路系統(tǒng)，這種旁路系統(tǒng)主要是為了聯(lián)合啟動(dòng)的超高壓缸、高壓缸和中壓缸設(shè)計(jì)的，這樣能使再熱器不被燒壞。

當(dāng)再增加一級(jí)再熱系統(tǒng)，汽輪機(jī)同時(shí)也會(huì)增加一個(gè)汽缸，普遍來(lái)說(shuō)會(huì)選擇使用四高五低一除氧或四高四低一除氧的回?zé)嵯到y(tǒng)，這也會(huì)導(dǎo)致汽輪機(jī)的抽汽溫度發(fā)生變化，所以會(huì)在回?zé)嵯到y(tǒng)中增加蒸汽冷卻器（外置式）。

給水系統(tǒng)通常都要求是同時(shí)設(shè)置兩臺(tái)大型汽動(dòng)給水泵容量為50%或者一臺(tái)容量為100%的大型汽動(dòng)給水泵；同時(shí)設(shè)置四臺(tái)50%供水容量、雙列、臥式、雙流程大型高壓給水加熱器和兩臺(tái)外蒸汽空氣冷卻器（外置式），四臺(tái)高加及兩臺(tái)高加蒸汽空氣冷卻器（外置式）所需要采用的給水系統(tǒng)均稱為大旁路系統(tǒng)。15nicumonb5－6－4為給水系統(tǒng)首選材料。

凝結(jié)水系統(tǒng)通常至少需要配備兩臺(tái)容量為100%（三臺(tái)半容量）凝結(jié)水泵、凝結(jié)水精處理系統(tǒng)、軸封系統(tǒng)冷卻器以及四至五臺(tái)低壓加熱器。

高壓的加熱器利用階梯式自流進(jìn)入除氧器疏水，低壓加熱器利用階梯式自流到凝汽器或者使用疏水泵到合適的低加出口凝結(jié)水系統(tǒng)。二次再熱的關(guān)鍵技術(shù)和難點(diǎn)與一次再熱機(jī)組的區(qū)別主要體現(xiàn)在機(jī)組結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性，熱力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)布局及優(yōu)化、再熱蒸汽溫度調(diào)控等都是需要解決的技術(shù)難點(diǎn)。

二次再熱關(guān)鍵技術(shù)的難點(diǎn)

3.1、熱力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)布局及優(yōu)化

從結(jié)構(gòu)上看，二次再熱發(fā)電機(jī)組的熱力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)極為復(fù)雜，因?yàn)殄仩t受熱面的布置、汽輪機(jī)汽缸、給水回?zé)嵯到y(tǒng)及相應(yīng)的管道布置，所以機(jī)組在運(yùn)行時(shí)安全性和經(jīng)濟(jì)性兩方面都會(huì)產(chǎn)生變化。對(duì)比一次再熱，二次再熱機(jī)組鍋爐的再熱級(jí)數(shù)和再熱蒸汽吸收的熱量是持續(xù)增加的，這樣會(huì)使過(guò)熱受熱面吸收的熱量逐漸減少，受熱面的布置要滿足各方面受吸熱量的要求，所以受熱面的布置就變成了難點(diǎn)；受熱面內(nèi)部的特點(diǎn)是質(zhì)量流量低比熱容小，這會(huì)使二次再熱受熱面有可能出現(xiàn)熱偏差的問題；加熱器的數(shù)量普遍會(huì)增加到九級(jí)，這里我們需要深入考慮的問題還有如何選擇回?zé)岢槠麪顟B(tài)點(diǎn)、加熱器端差的設(shè)計(jì)。

總而言之，應(yīng)該從性價(jià)比的角度進(jìn)行分析，平衡熱效率與提高機(jī)組經(jīng)濟(jì)性。

3.2、再熱蒸汽溫度控制

至今，在世界上出現(xiàn)過(guò)不止一次的問題就是：二次再熱機(jī)組在運(yùn)行過(guò)程中時(shí)長(zhǎng)會(huì)發(fā)生出現(xiàn)一次、二次再熱蒸汽溫度達(dá)不到預(yù)想的數(shù)據(jù)的問題，

尤其是在低負(fù)荷運(yùn)行階段，這個(gè)問題會(huì)導(dǎo)致機(jī)組運(yùn)行的性價(jià)比降低。燃料的特性、爐膛出口過(guò)量空氣系數(shù)、吹灰方式等都會(huì)對(duì)再熱蒸汽的溫度有直接影響。如今我們面對(duì)的一大難題是如何根據(jù)再熱蒸汽換熱以及受熱面布局方式的特質(zhì)，選取合理的調(diào)溫手段來(lái)滿足再熱溫度和運(yùn)行條件。3.3二次再熱鍋爐設(shè)計(jì)難點(diǎn)分析(1)二次再熱原則上是在一次再熱的基礎(chǔ)上增加一級(jí)再熱器，即在鍋爐的本體上又增加了兩組受熱面；相比于一次再熱機(jī)組，主蒸汽流量會(huì)隨之減?。ǘ卧贌幔?dāng)過(guò)熱蒸汽吸收的熱量減少而再熱蒸汽吸收的熱量增多時(shí)，各受熱面的吸熱比例就變成了重點(diǎn)，需要時(shí)刻關(guān)注；

(2)再熱汽溫調(diào)節(jié)難度更大，噴水調(diào)節(jié)會(huì)降低系統(tǒng)工作效率；

(3)降低排煙溫度的難度受到了空氣預(yù)熱器入口煙溫升降的影響。

針對(duì)上述問題，可以參考用以下方案解決：鍋爐可以使用成熟的形或塔型，利用過(guò)熱器的三級(jí)布置，高壓再熱器可分為冷段和熱段兩個(gè)部分，低壓再熱器也可以分冷段和熱段；盡可能保證可以使用較高的爐膛出口煙溫，這樣可以采取其他有效措施，減弱燃料輻射放熱的危害，加強(qiáng)對(duì)流放熱；煙氣側(cè)的調(diào)節(jié)改變?cè)贌嵴羝臏囟仁菄?guó)內(nèi)外大多數(shù)電廠的選擇，主要方法是煙氣再循環(huán)，輔助方式為擺動(dòng)式燃燒器。3.4二次再熱汽輪機(jī)設(shè)計(jì)難點(diǎn)分析

超超臨界二次再熱機(jī)組汽輪機(jī)與一次再熱機(jī)組相比來(lái)說(shuō)需要增加一級(jí)超高壓缸，汽缸也需要增加多個(gè)。隨著汽輪機(jī)進(jìn)、出口大幅度增加容積流量，缸體的模塊及進(jìn)氣閥門的尺寸也隨之增加，并且這會(huì)導(dǎo)致旁路系統(tǒng)變得更為復(fù)雜。3.4.1開發(fā)耐壓力性能更高的超高壓缸具有常規(guī)的分面結(jié)構(gòu)型式的高壓缸會(huì)受到螺栓的限制，由于螺栓應(yīng)力值有限，所以缸體能夠承受最高的主汽壓力往往會(huì)在25MPa的左右，想要壓力繼續(xù)提升，升高到27MPa以上，就要使用特殊的結(jié)構(gòu)型式。上海汽輪機(jī)制造廠的高壓缸設(shè)計(jì)成了筒型，外缸是圓筒型，沒有水平中分面，這樣設(shè)計(jì)會(huì)使高壓缸的承壓能力更高。在660兆瓦、1000兆瓦一次再熱機(jī)組中是受到了廣泛的使用，阿爾斯通鍋爐制造廠設(shè)計(jì)的高壓缸的內(nèi)膛螺栓被紅套環(huán)取代，這樣可以滿足機(jī)組所需求的負(fù)荷力，高壓缸的外膛依然保持傳統(tǒng)的中分面螺栓，結(jié)構(gòu)不變。二次再熱需要更高的進(jìn)汽能力，所以要針對(duì)性的去設(shè)計(jì)，超高壓缸應(yīng)該使用特殊的結(jié)構(gòu)（分缸型式）。3.4.2汽缸個(gè)數(shù)增加使軸系穩(wěn)定性發(fā)生變化二次再熱與一次再熱相比下來(lái)，它需要增加汽缸的個(gè)數(shù)，超高壓缸需要有特殊的設(shè)計(jì)才能承擔(dān)壓力的變化，所以超高壓缸、高壓缸這種形式就無(wú)法使用。當(dāng)氣缸容量等級(jí)達(dá)到800兆瓦以上時(shí)，汽缸的個(gè)數(shù)將增加到五個(gè)，分別是：兩個(gè)雙流低壓缸、一個(gè)雙流中壓缸、一個(gè)單流超高壓缸、一個(gè)單流（雙流）高壓缸汽輪機(jī)機(jī)組的總長(zhǎng)勢(shì)必要大大增加，由于機(jī)組總長(zhǎng)的原因，軸系穩(wěn)定性一定會(huì)受到影響。上海汽輪機(jī)制造廠的超超臨界機(jī)組使用的軸承支撐方式為n＋1的方式，六個(gè)軸承去支撐五個(gè)轉(zhuǎn)子，這種結(jié)構(gòu)十分緊湊，軸向的距離也變短了，容量為1000WM的二次再熱機(jī)組的總長(zhǎng)度為35m左右，比用兩個(gè)軸承去支撐一個(gè)轉(zhuǎn)子的常規(guī)軸系支撐方式總長(zhǎng)更短，使用的軸承數(shù)量更少，所以n＋1方式的軸系穩(wěn)定性更高。3.4.3中壓模塊容量要更大進(jìn)出口的容量流量會(huì)大大增加，這需缸體模塊和進(jìn)汽閥門的尺寸要更大，所以這使得中壓缸的設(shè)計(jì)難度增加了很多。分析通流部分可以得出，葉片的質(zhì)量和高度要增加很多才能去適應(yīng)容積流量的變大，葉根的離心力、葉身的蒸汽彎應(yīng)力都會(huì)隨之增大。對(duì)于容量為1000WM二次再熱機(jī)組的中壓缸，末幾級(jí)的葉片高度為300到350mm，葉片強(qiáng)度和頻率的設(shè)計(jì)難度已經(jīng)達(dá)到當(dāng)前設(shè)計(jì)的極限，所以為了應(yīng)對(duì)容量1000WM二次再熱機(jī)組，人們?cè)O(shè)計(jì)了以兩個(gè)中壓缸為配置的機(jī)組型式。3.4.4二次再熱機(jī)組的啟動(dòng)形式當(dāng)前投入運(yùn)行的超超臨界一次再熱機(jī)組，大多數(shù)都是使用高中壓聯(lián)合的啟動(dòng)方式，參與調(diào)節(jié)的還有高壓調(diào)門和中壓調(diào)門。二次再熱機(jī)組的操作過(guò)程與旁路系統(tǒng)相比，更加凸顯了它比一次再熱復(fù)雜。在旁路系統(tǒng)中，一共有三級(jí)旁路，需要在原有的高壓、低壓旁路中在增加一個(gè)中壓旁路。每一個(gè)缸的啟動(dòng)參數(shù)、限制值怎樣設(shè)置、旁路容量設(shè)置參數(shù)、三個(gè)調(diào)門（超高壓調(diào)門、高壓調(diào)門、中壓調(diào)門）如何協(xié)調(diào)控制都是在汽輪機(jī)方面涉及到的問題。以現(xiàn)狀來(lái)說(shuō)，國(guó)內(nèi)在二次再熱機(jī)組的設(shè)計(jì)運(yùn)行的經(jīng)驗(yàn)不足，應(yīng)該虛心借鑒國(guó)外電廠的經(jīng)驗(yàn)，認(rèn)真學(xué)習(xí)用合適的方法去設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)旁路系統(tǒng)和機(jī)組啟動(dòng)方式。3.5二次再熱系統(tǒng)設(shè)計(jì)難點(diǎn)分析

(1)二次再熱系統(tǒng)增加了一套再熱系統(tǒng)，其中含有一路中壓旁路系統(tǒng)，熱力系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和布局更為復(fù)雜。

(2)由于機(jī)組規(guī)模的不斷擴(kuò)大，回?zé)嵯到y(tǒng)的級(jí)數(shù)也在合適的范圍內(nèi)增加。國(guó)內(nèi)有學(xué)者提出，考慮到提高整個(gè)機(jī)組的性價(jià)比，1000Mw超超臨界的二次再熱系統(tǒng)會(huì)有所改變，需要把原來(lái)的八級(jí)回?zé)岢槠ú豢烧{(diào)整）改為十級(jí)回?zé)岢槠?，十?jí)回?zé)峒訜崞魇怯梢慌_(tái)除氧器、四臺(tái)高壓加熱器、五臺(tái)低壓加熱器組成。(3)運(yùn)行再熱系統(tǒng)由于加快了中、低壓缸回?zé)岢槌銎倪^(guò)熱度，會(huì)極大的增加再熱后各級(jí)回?zé)峒訜崞鲀?nèi)汽水換熱之間溫差，氣溫低不具有可逆性，能量損失會(huì)變大。在機(jī)組中設(shè)置蒸汽冷卻器是解決熱經(jīng)濟(jì)性的有效方法，蒸汽冷卻器有內(nèi)置和外置兩種。雖然都是冷卻器，但是他們置放的位置卻不相同，一般來(lái)說(shuō)，從換熱面積考慮，如果換熱面積較小，內(nèi)置式冷卻器會(huì)設(shè)置在回?zé)峒訜崞鲀?nèi)部；如果換熱面積較大，會(huì)單獨(dú)選擇設(shè)置外置式的冷卻器，布置的方式也是比較靈活的，這樣就更有利于降低本級(jí)回

熱加熱器的端差，方便提高供水溫度，以此提高機(jī)組的熱經(jīng)濟(jì)性，綜上所述，會(huì)更加考慮將外置式的蒸汽冷卻器放在第一位。

(4)除此之外，在布置主廠房時(shí)，我們針對(duì)二次再熱的高溫和低溫管道進(jìn)行適當(dāng)?shù)乜紤]與設(shè)計(jì)，因?yàn)楦邷囟卧贌峁艿拦軓酱?、溫度高，所以?yīng)該考慮到應(yīng)力值的大小以及空間布置等因素。因?yàn)橹鲝S房?jī)?nèi)管系的增加，會(huì)影響到其他管道的布置，需要及時(shí)調(diào)整，并且不同管系之間容易發(fā)生摩擦。第四章分析探討受熱面布置及調(diào)溫方式4.1吸熱特性及受熱面布置鍋爐受熱面布局和調(diào)溫的操作都需要參考鍋爐各部分吸熱占和及比例變化。二次再熱鍋爐和一次再熱鍋爐相比較，其在原來(lái)的基礎(chǔ)上增加了一層受熱面，這樣促使鍋爐受熱面得重新設(shè)定吸收量，因此需要重新設(shè)計(jì)改變受熱面的布局。以上海的鍋爐制造廠為例，其二次再熱鍋爐，在工作的情況下，每每降低機(jī)組承載的負(fù)荷，蒸汽的吸收比例會(huì)上升；而再熱受熱面的吸收的熱量會(huì)下降，吸熱比例也隨之降低。二次再熱機(jī)組的參數(shù)和效率的變化會(huì)帶來(lái)其他數(shù)值的變化，主蒸汽流量會(huì)減少，鍋爐的總吸熱量也會(huì)產(chǎn)生變化，過(guò)熱蒸汽吸收熱量的占比會(huì)降低，再熱蒸汽的吸熱級(jí)數(shù)以及再熱蒸汽吸收的熱量都會(huì)增加。在合適的情況下，通過(guò)減少爐內(nèi)的尺寸，選擇比較高的鍋爐來(lái)出口煙溫，同時(shí)應(yīng)該考慮最末尾的過(guò)熱器的三個(gè)高溫受熱面在降低了溫度的壓強(qiáng)后會(huì)面臨的受熱面布置問題。再熱器系統(tǒng)中的受熱面溫度的轉(zhuǎn)換和吸熱比例的分配需要進(jìn)行多方面的考慮，比如鍋爐壁的溫度、再熱汽溫以及調(diào)節(jié)性能等方面。在選擇鍋爐受熱面材料、蒸汽參數(shù)以及需要變負(fù)荷調(diào)溫時(shí)，要充分考慮過(guò)熱器的使用、再熱器各部分受熱面溫度變換及吸熱比例等重要因素。供水溫度的提高，水冷壁中工質(zhì)溫度的升高，會(huì)導(dǎo)致水冷壁的壁溫一直上升，這使得水冷壁運(yùn)行可靠性降低，同時(shí)對(duì)水冷壁的安全性提出了更高要求。我國(guó)大部分的超超臨界二次再熱鍋爐使用冷壁結(jié)構(gòu)是下端螺旋式管狀圈口、上端垂直式管狀圈口的形式。螺旋式管狀圈口水冷壁、管子都圍繞鍋爐內(nèi)壁呈上升趨勢(shì)，各部分的管道均勻吸熱，不易燃燒、抗干擾能力強(qiáng)，管道內(nèi)的溫度差小，有助于在加強(qiáng)壓力、升高爐壁溫度的條件下，水冷壁材料能夠安全運(yùn)行。國(guó)際上的超超臨界二次再熱鍋爐，尤其是我國(guó)參與投資的百萬(wàn)級(jí)鍋爐基本上使用的布置方式都是“塔式”，以“哈爾濱鍋爐制造廠”的百萬(wàn)塔式鍋爐為例，塔式鍋爐受熱面均采用平直的方式設(shè)計(jì)，各部分的集箱均裝設(shè)在鍋爐前后墻的位置，為了封鎖好管子，在管道的穿墻處都采用金屬全密封形式。從加高的出口引來(lái)的鍋爐供給水管道進(jìn)入省煤器，省煤器設(shè)計(jì)在爐內(nèi)最上端的雙面井內(nèi)，以順時(shí)針流轉(zhuǎn)的方式和煙氣交換、傳遞熱量，省煤器管屏主要采用鰭片式的形式，運(yùn)用阻隔的擋板、防磨蓋板等方法，可有效減少受熱面的磨損。螺旋式管狀圈口和垂直式管狀圈口布置在爐內(nèi)水冷壁周圍，在進(jìn)行變壓運(yùn)行時(shí)，這種布置方式可以有效防止膜態(tài)水沸騰、可以控制金屬壁的溫度、蒸干以及穩(wěn)定水動(dòng)力等；在設(shè)計(jì)鍋爐時(shí)，把鍋爐的內(nèi)膛設(shè)計(jì)得較高，面積較大，這樣方便控制鍋爐內(nèi)膛容積負(fù)荷和降低內(nèi)膛的出口溫度，可以的到寬裕的爐膛容積。以上就是二次再熱鍋爐受熱面的布局特點(diǎn)。值得注意的是，具有輻射和對(duì)流兩種特性的是過(guò)熱器系統(tǒng)，擁有純對(duì)流受熱的是再熱器系統(tǒng)。一般來(lái)說(shuō)，過(guò)熱器有三級(jí)，即一級(jí)屏式過(guò)熱器、二級(jí)過(guò)熱器、三級(jí)末級(jí)過(guò)熱器，這種設(shè)計(jì)方式可以有效的控制蒸汽溫度的偏差，使管內(nèi)的蒸汽均勻受熱。高壓、低壓兩組再熱器組成了再熱器系統(tǒng)，它們的再熱器受熱面均分成兩級(jí)。再熱器基本上使用雙集箱結(jié)構(gòu)，這樣可以盡可能的縮小熱力偏差，再熱器系統(tǒng)分別設(shè)置于合適的煙溫度的煙道內(nèi)，之后再布置在鍋爐內(nèi)膛出口的下游，像這樣的設(shè)置都可稱為“逆流布置”。在鍋爐的尾端與空氣預(yù)熱器中聯(lián)合放置一個(gè)低溫省煤器，這樣可以降低鍋爐排煙的溫度，同時(shí)能夠提高機(jī)組的工作速度。煙氣可以通過(guò)隔板進(jìn)行流量調(diào)節(jié)，控制其流出的大小，其中大約80％煙氣會(huì)進(jìn)入預(yù)熱器，20％煙氣進(jìn)入省煤器，兩者經(jīng)過(guò)混合后能留置在較為合適的溫度當(dāng)中。4.2調(diào)溫方式

超超臨界二次再熱機(jī)組鍋爐的過(guò)熱蒸汽溫度需要進(jìn)行調(diào)節(jié)，一般來(lái)說(shuō)，可以使用的方式為改變煤水的比例再進(jìn)行噴水減溫來(lái)調(diào)節(jié)過(guò)熱蒸汽的溫度。通常在各種過(guò)熱器連接管道上都會(huì)設(shè)置兩級(jí)或三級(jí)的減溫器作為過(guò)熱器的系統(tǒng)，但也可能會(huì)有一些把一級(jí)噴水減溫器放在一級(jí)過(guò)熱器的入口處的鍋爐型式，比如“上鍋”二次再熱超超臨界塔式鍋爐，像這樣的爐型一般會(huì)利用取自省省煤器進(jìn)/出口給過(guò)熱器減溫水，接著用熱汽溫調(diào)節(jié)，以煙氣擋板、擺動(dòng)燒器、煙氣再循環(huán)等方式為主，噴水為輔助來(lái)進(jìn)行減溫。兩級(jí)再熱減溫系統(tǒng)一般都會(huì)事先分別配備一個(gè)事故噴水式再熱減溫器以及一個(gè)微量噴水式再熱減溫器一并安放到一個(gè)低溫再熱器入口和一個(gè)高溫再熱器入口處，以此起到控制汽溫的作用，防止遇到緊急事故、擾動(dòng)或其他意外工況下的再熱汽溫及左右側(cè)汽溫發(fā)生偏差?？紤]到二次再熱鍋爐與同等級(jí)的一級(jí)再熱鍋爐相比較多了一級(jí)再熱器，而且爐內(nèi)的受熱面有著更加復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，以至于鍋爐的汽溫更加難以控制，對(duì)于調(diào)節(jié)溫度的手段有著更精確的要求。而再熱蒸汽溫度的調(diào)節(jié)需要滿足主汽溫度達(dá)到預(yù)定值的情況下，利用煙氣再循環(huán)、燃燒器擺動(dòng)、尾部調(diào)溫?fù)醢搴褪鹿蕼p溫水等多種方式綜合運(yùn)行，重復(fù)更替無(wú)限接近達(dá)到額定值。國(guó)內(nèi)的三大鍋爐廠雖然所采取的方式各不相同，但是卻能夠很好快速起到以精準(zhǔn)的方式有效地實(shí)現(xiàn)對(duì)溫度的調(diào)控：哈爾濱鍋爐制造廠可以運(yùn)用煙氣再循環(huán)與尾段雙重?zé)煹罁醢宓姆绞絹?lái)控制和調(diào)節(jié)溫度，上海鍋爐制造廠則利用搖擺燃燒器和煙氣擋板來(lái)控制和調(diào)節(jié)溫度，東方鍋爐制造廠可以利用前后墻夾擊的形式進(jìn)行對(duì)沖燃燒及排煙、尾段用三煙道的煙氣擋板進(jìn)行來(lái)調(diào)整溫度。通過(guò)根據(jù)改變煙氣的不同煙道進(jìn)行分配而產(chǎn)生的一種調(diào)節(jié)汽溫的方法叫“煙氣擋板法”，它的優(yōu)勢(shì)主要在于：該方法結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)省、操作便捷，汽溫可以調(diào)節(jié)的幅度相對(duì)較大、對(duì)燃燒的工況影響較小等；但也存在一些問題，比如擋板的開合大小與汽溫變化不成比例關(guān)系并且汽溫調(diào)節(jié)的時(shí)間過(guò)長(zhǎng)等；大多數(shù)擋板能開的范圍在在0～40％之間，擋板打開的程度大容易積灰，開的太小又容易引起受熱面損壞。利用燃燒器搖擺的調(diào)溫原理是采用上下層切換燃燒器使火焰的中心位置發(fā)生變換的方法，這樣可以改變爐膛出口時(shí)煙的溫度，最終達(dá)到調(diào)節(jié)汽溫高低的目的。這種方法的好處在于調(diào)節(jié)時(shí)敏捷、產(chǎn)生的慣性小，并且不需要再額外消耗功率