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由于二次再热技术可在不提高主参数的情况下提升机组循环热效率,被认为是今后燃煤发电的主要发展方向。目前的超临界二次再热技术尚不完善,回热抽汽过热度过高的问题阻碍了机组热经济性的提高,此外二次再热机组的最佳热力系统结构和参数还有待进一步研究。利用Ebsilon软件以某二次再热机组为例进行仿真计算,以(火用)分析法为系统能耗评价手段,通过对比不同布置方式得出了二次再热机组的最佳回热汽轮机(RT)布置方案和最佳外置式蒸汽冷却器(OSC)布置方案并进行了热经济性比较。通过推导二次再热机组循环热效率的计算公式,建立了二次再热机组的热力参数优化模型。分析了给水焓升分配、给水温度、再热压力、回热级数和主蒸汽参数对机组循环热效率的影响规律。结果表明:对热力系统参数进行优化可以大幅提高机组热效率;再热压力对机组效率有很大影响,其中二次再热压力的影响更大;增加低压加热器可以显著提高机组热效率;最佳给水温度随初压升高而升高。为探究热力结构及参数对MC(Master Cycle)系统效率的影响,以某1000MW超超临界二次再热机组为参考机组,对回热汽轮机(RT)的布置方式、热力参数以及除氧器位置进行了优化并对比了各方案的变负荷特性,得到了最佳布置方式,利用(火用)方法分析了各方案变负荷特性差异的原因。结果表明:RT汽源为一次再热热段抽汽且RT为6台加热器供汽的热力结构为最佳,最佳方案THA下的热效率较参考机组提高了0.709%,负荷降低时降耗效果更加明显;参数优化后两次再热压力和给水温度均明显升高;机组绝大部分的(火用)损来自于锅炉,引入RT后机组热效率的变化,是各热力设备能耗变化的综合作用结果;当RT的等熵效率低于70%,改进方案较常规机组不再有效率优势。对比了机组采用不同外置式蒸汽冷却器(OSC)布置方式下的热经济性,并对热力参数进行了优化,得到了最佳OSC布置方案,比较了最佳OSC方案和最佳RT方案的热经济性、变负荷特性和技术经济性。结果表明:在系统中引入2台OSC时,布置在第2、4级抽汽上为最佳,最佳OSC方案的热效率较参考机组提高了0.466%;增加了OSC后,由于引入的OSC增加了新的换热损失,机组加热器总(火用)损并未减小,但给水温度提升导致锅炉(火用)损降低;THA时,最佳RT方案的热效率比最佳OSC方案高出0.243%,且RT方案的变负荷特性和技术经济性也优于OSC方案。