目前,随着全球及国内经济、能源和环保形势的发展,燃煤发电企业的发展已经进入了新的关键时期。为了适应这种新形势,确保电厂技术领先、机组效率高,应积极创造条件采用先进、成熟的技术对经济性及安全性较差的落后机组进行技术设备改造。为了减少资源消耗、增加经济效益、提高行业竞争力,应努力挖掘内部潜力,提高机组的可靠性和经济性,降低成本。并进一步适应电网深度调峰的要求,促进发电厂技术装备水平的提高,减轻对环境的污染。本文首先阐述了火电机组热经济性计算方法的理论基础以及评价指标,并对不同的热经济性计算方法进行逐一对比,将能效分布矩阵方程法和热平衡法作为本论文计算热经济性的计算方法;同时针对常规火电机组系统设备的不足之处进行改进,介绍了一种复合型火电机组深度余热利用系统,即烟水复合回热系统。详细说明了该系统的系统原理和系统组成以及其所能解决的火电机组存在的问题。其次,以能效分布矩阵方程法作为理论基础,对烟水复合回热系统的汽水系统进行优化。将能效分布矩阵方程应用于火电机组尾部烟气余热深度利用的技术改造中,提出一种针对低温省煤器优化系统的通用能效分布矩阵方程。然后将这种通用能效分布方程应用于烟水复合回热系统的汽水系统,对高压换热器水侧取水点位置进行优化,计算选择不同取水点位置时机组的热经济性,通过对比选择最优方案。最后,根据对国内某电厂600MW机组采用烟水复合回热系统改造后的性能测试试验数据。利用热平衡计算方法分别对该机组锅炉侧和汽轮机侧进行热经济性分析。得出在100%负荷、75%负荷、60%负荷时,烟水复合系统投入后比投入前供电煤耗分别降低了6.89g/(kW·h)、5.46g/(kW·h)、2.95g/(kW·h)。从实际应用方面计算分析了该机组采用烟水复合回热系统改造后的实际节能效果,为其他同类机组提供借鉴。