随着近年来能源价格的不断攀升以及节能减排政策性要求的日益严格,不断提高电站效率、降低机组供电煤耗、减少对外排放成为今后我国大力发展火力发电的重点。火力发电在长期发展的过程中,节能降耗的措施很多,但利用锅炉尾部烟气余热加热汽机侧回热系统中的凝结水是一种简便易行且节能收益较好的方案。本文应用热力学、传热学及流体力学的相关理论,搭建了低温烟气余热回收节能分析模型。并从系统安全性及稳定性的角度出发,对常规余热利用系统应用于实际运行电站时烟气侧及水侧连接方式、换热器管型及管材优选情况进行了综合对比分析,确定经济性及投资成本均较合理的节能改造方案。然后以某1000MW燃煤机组实际运行数据为例,对常规余热利用系统的节能收益进行计算,并结合常规余热利用系统的综合换热曲线,分析常规系统在实际降低排烟温度的过程中存在的节能局限性。在进一步的工作中,本文立足于常规余热利用系统的节能约束,综合考虑机炉两侧传热传质过程存在的“能级不匹配”现象。从“温度对口、梯级利用”的角度,提出一种将汽机侧回热加热过程、炉侧空气预热过程及余热回收过程相结合的深度余热优化利用系统。该系统从节能本质出发,创造性的提出将炉侧与汽机侧的吸热和放热过程充分交叉融合,通过机炉之间烟气、蒸汽、给水和空气等多工质传热过程间的充分集成,提高了引入汽机侧回热系统中的烟气能级品位,进而提高机组的热功转换效率。本文从机组的热力性能、节能本质及技术经济性等方面,对深度余热优化利用系统的合理性进行深入剖析。本文的研究结果,为实现我国大型燃煤发电机组优化设计和高效运行奠定了科学理论基础,为机组全工况节能降耗运行提供了关键技术保障。