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为解决燃煤电厂相对效率较低、污染物排放量大的问题,发展大容量、效率高、污染程度低以及高参数的机组便成为我国电力行业最为关注的主题。超临界技术作为提高电力行业发展水平的工具,因此对超临界机组系统进行热力分析对实现高效低耗的电力产业具有实质性的意义。 本文以所占比例最多的600MW级别的超临界燃煤发电机组为分析对象进行全面地分析,主要从以下几个方面对分析对象机组进行研究:以热力学第二定律为基础分别从能量的“量”与“质”方面来确定热力系统中热力性能低下组件的位置、大小和以及根源所在,从而为技术人员提供出有利信息以提高系统整体的热力学使用效率。并且通过分割分析侧重于通过寻求组件之间的热力学关系从而寻找出每个组件的节能潜力。使用(火用)经济学分析将能量转换系统置于物理环境以及经济环境中进行考虑,从而分析成本形成过程以及分布规律,最终尽可能以最小的投资成本获取最大的利润。而进一步将(火用)经济学与分割理论进行结合,能更为全面的为分析设计者提供完整的分析数据。 通过分析结果可以看出,发电机应该成为首个应该提升的组件。汽轮机因为具有较大的可避免内源性(火用)破坏所以应该重点改善。对于汽轮机系统的改进(包括发电机),必须对汽轮机、泵等组件应给予优先关注。只有适当提高组件的机械效率,才能使得其他组件更有效地被利用。回热系统也是值得重点考虑的对象。每个加热器主要受到相连的前一个加热器的影响,由于给水加热器的拓扑结构,如果只是单独的对其中某个给水加热器进行改进那么对于整体回热系统能耗减小的贡献是十分细微的。虽然锅炉系统的(火用)破坏值最大但是可避免的(火用)破坏值仅仅只有5%,所以最后考虑提高的是锅炉系统。值得我们注意的是,锅炉系统的(火用)成本分析结果在所有组件中并不是最大,反而相对较小。这是因为锅炉系统位于整个能量转换系统环节的前端,而随着热力循环过程组件的燃料成本会逐步增大,故锅炉的燃料成本小于其他组件成本。 通过全面的传统(火用)分析与分割处理,从经济学角度出发对系统组件进行(火用)经济学成本分析揭示了机组(火用)损分布、大小与成因与系统成本效益情况,并针对其进行优化改进,为超临界机组参数的优化与节能潜力挖掘提供参考。