BEST系统与常规系统的对比研究

为研究BEST系统和常规热力系统的区别,基于某超超临界1 000 MW二次再热机组的设计计算,使用EBSILON软件建立完整热力系统模型,然后从焓升分配,回热级数选择,再热压力优化,小汽轮机效率的影响等几个方面对比两种系统的异同点,并从热力学角度对其加以解释和说明。结果显示BEST系统的焓升分配更为均匀,回热级数选择需要考虑给水泵功率需求,最佳再热压力相对于常规系统压力更高,对小汽轮机效率的敏感性只有常规系统的一半。     

基于粒子群算法的二次再热机组过热度利用研究

为了进一步利用过热度以提高机组的循环效率,提出了抽汽级数为k的BEST过热度利用方案,并引入自适应粒子群算法(AWPSO)对回热系统进行优化。实验结果表明:相对于原系统,BEST进一步降低了过热度;AWPSO算法收敛及稳定性好,优化结果优于其他算法,优化后循环效率提高0.711 6%;BEST系统受k值和BEST效率影响较大,采用自适应粒子群算法(AWPSO)优化后,效率随BEST汽轮机效率升高,循环效率也逐步提高,并根据BEST小汽轮机效率的不同,BEST小汽轮机抽汽级数应设计为3级或4级。     

BEST系统变工况特性及控制方式研究

为分析抽汽背压式汽轮机(Backpressure Extraction Steam Turbine,BEST)回热系统的变工况工作特性及保证小汽轮机与给水泵之间的功率匹配,提出采用小发电机、节流阀、补汽阀的3种控制策略,根据汽轮机、回热加热器等主要设备的变工况过程建立BEST系统的变工况数学模型,分析各负荷下BEST和给水泵系统的功率匹配特性和回热系统抽汽参数的变化规律。研究表明:小汽轮机与给水泵的功率差值随着负荷降低先增加后降低,最大值出现在约50%负荷左右;采用小发电机调节,BEST末级排汽流量与压力近似不变;采用节流阀调节,BEST末级排汽流量与压力随负荷降低而降低;采用补汽阀调节,BEST末级排汽压力与流量随负荷降低而升高;小发电机调节方式的热经济性最佳,相对于其他两种调节方式的热耗率明显偏低,节流调节方式存在节流损失,补汽阀调节在BEST末级排汽供汽中引入了大量经过再热的抽汽,提高了抽汽过热度,降低了系统效率。     

基于BEST系统超超临界1000 MW二次再热蒸汽机组的参数选取

为研究抽汽背压式汽轮机(BEST)系统超超临界1 000 MW二次再热蒸汽机组参数的选取,基于某电厂二期2×1 000 MW超超临界机组扩建项目,建立1 000 MW超超临界高效二次再热蒸汽机组的设计计算,使用EBSILON软件建立完整的热力系统模型,得出主蒸汽温度、再热蒸汽温度、主蒸汽压力、再热蒸汽压力和锅炉效率等参数对BEST系统的影响规律。研究结果表明：对于12级回热的BEST系统来说提高主蒸汽的温度比提高主蒸汽的压力更能提高系统的发电热效率;BEST系统最佳工况点的再热蒸汽压力是15.028 MPa/4.079 MPa;锅炉效率变化范围在85%～95%时,随着锅炉效率变化1%,系统发电热效率随之变化0.51%。     

1 000 MW等级湿冷机组回热级数优化研究

为优化汽轮发电机组的给水回热系统,使循环热效率达到最高值,需根据汽轮机本体结构条件及锅炉给水温度限制,确定最佳的回热级数。对1 000 MW等级一次再热及二次再热湿冷机组的汽轮机特点、回热级数制约因素及经济性进行了研究,给出了1 000 MW等级湿冷机组的推荐回热级数。研究表明:现阶段1 000 MW等级一次再热和二次再热湿冷机组的最佳回热级数分别为9级和10级。     

高温高含盐热水多级闪蒸发电系统研究

对于辽河油田的高温高含盐热水余热设计了n级闪蒸发电系统,以火用效率为目标函数,运用矩阵分析和遗传算法优化求解了多级闪蒸发电系统的汽轮机输出功率和闪蒸罐工作压力。计算表明:闪蒸发电系统的级数越多,余热回收系统获得的输出功率和火用效率越大,但其增量在一定级数后随级数的增大而减小;级数越多,投资越大。选取四级闪蒸发电系统时,余热利用系统的投资回收年限小于2年。     

H形树网通道中湍流对流换热熵产分析

在管壁恒热流密度条件下,以H形树网通道中湍流对流换热过程为研究对象,推导出了熵产率解析式和每一级通道无量纲数Be的解析式,分析了通道级数对熵产率和无量纲数Be的影响。结果表明:对于树网中任意一级通道,传热熵产率随着通道级数的增大而呈指数增长,粘性耗散熵产率随着通道级数的增大而减小;对于树网中的n级通道,总传热熵产率和总粘性耗散熵产率均随通道级数的增大而增大,但总传热熵产率的增大速率大于总粘性耗散熵产率的增大速率,并且总粘性耗散熵产率随通道级数的增大而趋近于一确定值。任意一级通道的Be数随第一级通道的Be数增大而增大,随通道级数的增大而趋近于1。     

10MW全回热压缩空气储能系统分析

基于全回热压缩空气储能系统的概念,搭建10MW全回热压缩空气储能系统。分析压缩机和膨胀机的级数对全回热压缩空气储能系统电回转效率的影响,同时采用分析法研究全回热压缩空气储能系统的热经济性。得出2级～4级全回热压缩空气储能系统,其电回转效率为70.2%～75.3%;随着压缩机和膨胀机的级数增加,电回转效率降低;压缩机、膨胀机、回热换热器、地下含水层的损失系数分别为:30.9%～35.3%、23.3%～24.5%、37.4%～41.5%和3.9%～4.0%。     

桦甸油页岩燃烧性能的热分析研究

利用热重分析仪在非等温条件下对桦甸油页岩进行了燃烧试验。考察了粒径、升温速率、样品种类等因素对油页岩燃烧特性的影响。采用积分法（C-R法）获得了油页岩的燃烧动力学参数。结果表明，油页岩的燃烧性能随着其挥发分含量的增大而变好，且在燃烧过程中油页岩的表现活化能变化很大，对于不同的燃烧温度范围可用不同的反应级数来描述，在燃烧前期反应级数为1级，而燃烧后期反应级数为3．5级。     

二次再热机组再热压力与给水焓升的优化

蒸汽再热后,循环的吸热平均温度得到了提高,同时减小了汽轮机低压缸的湿汽损失,使系统的循环效率得到大幅度提高,二次再热比一次再热效率要高。为了使二次再热机组获得更高的效率,采用枚举算法对再热压力进行优化,然后在此基础上对给水加热器焓升进行优化。同时为了比较不同回热级数对机组经济性的影响,设计了8级回热和10级回热两个热力系统。最后发现,通过优化再热压力与加热器焓升,二次再热机组循环效率超过49%;考虑到系统的复杂性、投资增加及运行维护的便利性,认为8级回热比10级回热经济性要好。     

热电厂不同采暖抽汽压力对经济性的影响

结合热负荷延续图的负荷分配,分析了采用两种相同容量但采暖抽汽压力不同的供热机组的能量损失差别,以及在相同的进汽量条件下,要获得相同的供热量,两种汽轮机的发电功率的不同。在满足热网换热器传热端差要求的条件下,供给采暖热用户的抽凝机的抽汽压力或背压机组的排汽压力应尽可能降低,以利提高热电厂能源利用率和经济性。在制造和选择供热汽轮机时除了要考虑热化系数之外,还应注重抽汽或排汽压力与热负荷能级品位的匹配。     

回热式给水泵汽轮机优化配置研究

针对回热式给水泵汽轮机系统中的功率协调问题,分析了进汽节流调节、排汽补汽调节和发电机调节3种配置方案的控制方法与特点。以1000MW超超临界二次再热机组为研究对象,建立机组全范围仿真模型,研究了上述3种方案的热力性能差异。结果表明:随机组负荷的增加,小汽轮机与给水泵的功率差值先增大后减小,在70%THA工况附近达到最大值19.3MW;进汽节流调节方案节流损失较大,经济性最差;排汽补汽调节方案可减少进汽节流,提高给水温度,但增加了抽汽过热度,经济性优于节流调节;发电机调节方案经济性最佳,在低负荷下节能效果更加显著。     

工业及采暖热负荷同时需求的350MW超临界供热机组装机方案研究

介绍了邢台热电厂供热机组承担的采暖和工业热负荷情况,以解决4.0 MPa压力等级工业蒸汽为主线,配置四种装机方案进行对比分析,认为采用350 MW超临界机组再热热段抽汽+外置式蒸汽冷却器为最佳方案。     

汽轮机级组特征通流面积的应用

介绍了汽轮机级组特征通流面积在工程实际应用中的相关表达式,以某火电厂310MW机组为例,对汽轮机级组特征通流面积进行分析。通过计算级组特征通流面积的偏差率和级组的相对内效率,判断汽轮机通流部分的运行状况,得出汽轮机第Ⅰ级组通流面积减小、其它级组工作正常、第7段和第8段抽汽压力测量值不准确、以及第5段和第6段抽汽口可能有热蒸汽漏入的结论,并提出在机组大修中对重点部位进行检查和处理建议。实践证明,利用级组特征通流面积进行理论分析的结果与实际相吻合。     

FCB功能火电机组辅机选型技术研究

具有FCB功能火电机组在设计方面有其特殊要求，通过对机组FCB工况稳态和瞬态过程研究发现，与常规火电比较，其主要差异在于高低压旁路阀的容量配置、给水泵的容量确定及驱动汽轮机的汽源保证、除氧器的储水容量选择和加热汽源保证、高压加热器的加热汽源保证等辅机设计选型方面。通过多个工程设计经验总结，确定了这些辅机的正确选型方法，确保机组能安全可靠实现FCB功能，该方法和措施对其他要求具备FCB功能机组的设计有重要参考意义。     

汽轮机抽汽缝宽度对邻近透平级流场的影响

用数值模拟的方法对汽轮机抽汽口前透平级、抽汽口和抽汽口后透平级的流场进行了研究,介绍了流场模拟的数学模型及其解法.描述了不同抽汽缝宽度时抽汽缝内和抽汽口透平级的流场结构.指出：抽汽使得抽汽缝内形成了一个惯性涡区,改变抽汽缝宽度将明显改变抽汽量和抽气口透平级内沿叶高的压力和速度分布;在抽汽量不变时,增大抽汽缝宽度,会使惯性涡区的尺寸加大而涡强度减弱;在抽汽端压差不变时,增大抽汽缝宽度将使抽汽口前透平级的轴向推力和扭矩增大、并降低抽汽口前后透平级的轮周效率,同时降低了整个抽汽道内的流动阻力.图10表2参6     

汽轮机末级动叶片断裂级性能数值研究

针对某电厂汽轮机末级叶片断裂后修整再用这一实际情况,应用FINE/Turbo软件模拟断裂前后的流场,讨论、分析末级叶片断裂后对汽轮机末级及其它各级性能的影响,得出如下结论:汽轮机效率降低、汽耗增加。各级后压力升高,汽轮机轴向推力、扭矩降低;各级压力参数相对于未断裂时有所降低,特别是次末级出口压力参数降低最多;叶片断裂处速度分布不均匀、变化较剧烈,在叶顶处形成了较大的回流区,流动损失加大。     

基于除氧器入口疏水流量的给水流量矩阵计算模型

给水流量是计算汽轮机热耗率等性能指标的重要参数之一,一般以除氧器入口凝结水流量为基准流量,迭代计算而得。在常规热平衡的基础上,构建了基于除氧器入口疏水流量的给水流量矩阵计算模型,可用于对给水流量计算值准确度进行评估的参考依据。模型具有通用性较强和易于程序化的特点,通过对实际机组的计算,证明了模型的有效性。     

火电厂除氧器供汽系统设计优化

除氧器供汽系统在电厂设计中比较成熟且相对定型,本文以国网能源准东发电厂一期(2 ×660 MW)工程为例,将辅汽供除氧器启动用汽管道与四抽供辅汽联箱管道合并,同常规方案进行比较,优化后的方案在满足运行要求的前提下,减少一次投资,简化了系统.