高背压双抽热电联产机组联合运行特性及负荷分配

大型汽轮机组采用高背压方式进行供热能够尽可能多利用排汽余热,节能效果显著,在热负荷允许的条件下,已成为越来越多火电厂供热改造的首选。针对某电厂2×330 MW高背压抽汽热电联产机组进行建模,分析其理论供热能力,结合热网供回水温度分析其调峰能力与经济性投运条件,研究了采用抽凝-抽背方式(EC-EHBP)、双抽凝方式(EC-EC)运行时的抽汽与负荷分配问题,确定了抽汽分配和电负荷分配原则,明确了不同环境温度下的背压运行方式。研究结果对电厂实际运行具有指导意义。     

大容量空冷机组热电联产改造及供热能力分析

通过对大容量高参数空冷机组研究,运用高背压抽凝供热及抽汽余压利用技术,形成一 种多机联合供热改造方案。通过对600 MW机组进行高背压抽凝供热改造,对1 000 MW机组进行抽汽改造,增设背压发电机组补偿厂用电,建立一套完整可靠的大负荷供热系统,能够提高能源利用效率,增大机组供热能力,满足区域城市集中供热需求。分析结果表明:该供热系统的运行调节方式灵活多样,既可单机高背压运行,也可双机高背压运行;在任意1台机组停机的情况下,另外2台机组能够提供76%的供热保证率。通过分析不同运行方式下的供热系统的供热能力,为运行调节及热电负荷调度提供参考依据。本项目可为北方地区火电机组热电联产改造提供良好的改造范例。     

空冷机组高背压供热与抽汽供热的热经济性比较

直接空冷机组可采用高背压供热和低背压抽汽供热两种方式,为了比较两种方式的热经济性,构建了热经济性分析模型,通过计算,分析比较了定主蒸汽流量和定功率条件下,某330 MW机组不同供水温度和热负荷时,高背压供热（背压为34 kPa）与低背压抽汽供热（背压为10 kPa）的能源利用效率。分析结果表明,供水温度不高于70 ℃,供热负荷越高,高背压供热相比低背压抽汽供热的节能优势越明显。供水温度升高,高背压供热需抽取中压缸排汽,导致经济性减弱;供水温度越高,高背压供热方案相比低背压抽汽供热的节能优势减小。如果供热负荷较低时,条件允许情况下,可以将高背压供热机组的部分电负荷转移到临机上。     

直接空冷机组不同供热方式的热经济性分析

以某电厂330 MW直接空冷机组为例,采用热量法对一定供热负荷下,直接空冷机组采用抽汽供热、高背压供热、吸收式热泵供热和电热泵驱动供热4种不同供热方式的发电煤耗率、煤耗量及汽轮机热耗率等指标进行计算,并比较其节能性。计算结果表明,直接空冷机组采用高背压供热或吸收式热泵供热方式相比直接抽汽供热方式,其热经济性有较大提升,而电热泵供热方式不具有节能优势。但对高背压供热方式还需确定其运行条件。以上分析结果对指导发电厂供热方案选取及节能改造具有一定参考意义。     

100MW凝汽式汽轮机低真空供热改造

针对某100 MW机组经过通流部分和抽凝式供热改造后抽汽能力达不到原设计要求,为了满足日益增长的热负荷需求,提出该机组低真空改造技术方案。该方案采用低压缸双背压双转子互换循环水供热改造技术,在不同的进汽量下,选择不同的抽汽量以维持低压缸排汽流量基本不变,对应的运行背压为43.6kPa,排汽温度不超过80℃,重新设计低压2×3级通流,选取合适的低压通流面积,以满足冬季高背压运行的要求。改造后该机组增大了供热能力,并降低了供电煤耗,每年可节约标煤约20 670t。     

大型热电联产机组高背压供热改造全工况热经济分析

抽凝供热机组抽汽参数往往高于热网所需,热损失大。高背压供热机组利用排汽余热供热,增加供热能力,减少供热抽汽量。单转子运行和双转子互换是大型汽轮机高背压供热改造的2种主流方式,为研究不同方式的经济性和适用性,以某350 MW机组为例,采用Ebsilon仿真软件建立高背压供热汽轮机变工况计算模型。结合单耗理论进行不同改造方式下供热季与非供热季经济性及能耗对比。结果表明：和单转子方式相比,双转子互换方式在供热季发电量多200万 kW·h,平均发电煤耗低0.24 g/（ kW·h）,最大供热量少6.48 MW,非供热季其火用效率高于单转子方式。但考虑到双转子互换方式供热季优势并不明显,且每年需要2次更换转子,因此对于大型热电联产机组高背压供热改造首选单转子方式,以降低成本。     

深度调峰模式下多供热机组协同优化性能分析

以内蒙古某电厂2×200 MW、2×350 MW四台供热机组为研究对象，从厂级经济性和调峰性能角度出发，分析低压缸零出力、光轴、高背压改造三种供热技术对厂级净效益及调峰性能的影响。基于Ebsilon软件搭建四台供热机组改造前后的数学模型，分析低压缸零出力技术、高背压改造技术对单台机组经济性能和调峰性能的影响。在四种厂级供热方式下分析厂级的经济性能和调峰能力及机组背压、疏水温度、供热压力对各机组最小出力负荷的影响。研究得出，供热量相同时，低压缸零出力改造可使机组最小出力下降33 MW，高背压改造可使机组最小出力降低80 MW；四台机组供热改造后（1、3号机组切缸改造、2号机组光轴改造、4号机组高背压改造）厂级深度调峰能力最优；厂级供热负荷低于1000 MW时，四台机组经供热改造后运行经济性最优，供热负荷高于1000 MW时，四台机组按原抽凝供热运行经济性最优；供热压力对各机组调峰性能影响最大。     

NCB供热机组的应用前景分析

在介绍凝汽抽汽背压式(NCB)供热机组的布置方式与结构特点的基础上分析了NCB机组背压运行对热力系统的要求,通过对比NCB机组与常规350 MW超临界机组供热能力及节能减排效果,指出NCB机组比常规350MW凝汽抽汽机组的供热量增加25%~30%,冬季背压运行时,机组几乎无冷源损失,大幅度提高能源利用效率,具有较高的汽轮机效率和运行可靠性。     

锅炉全负荷脱硝对高背压供热机组经济性的影响分析

以某电厂135 MW机组高背压供热改造为例,根据高背压供热系统特性,分析锅炉最低脱硝负荷与最低稳燃负荷对高背压系统运行经济性的影响,得出在供暖初期与末期制约高背压系统运行经济性的主要因素是锅炉最低脱硝负荷,据此提出高背压供热机组实现脱硝装置全负荷运行的改造方案。改造完成后,脱销装置入口烟温提高近20℃,降低了生产运行成本,有效提高了背压供热机组的经济性。     

汽轮机高背压供热方案探讨

发电设备年利用小时数走低、热电矛盾的现状,和节能减排、上大压小的国策下,火电企业已面临盈亏临界,甚至生存危机。抽凝或纯凝式汽轮机切换为高背压式供热的新技术为火电行业注入生机。以两台200 MW汽轮发电机组为例,提出利用冷源损失提高供热能力的高背压方案、高背压和背压组合方案、背压方案,并从技术、经济两方面剖析、论证三种方案均可行,且高背压供热优于背压供热。为已建或新建火电机组消除冷源损失实施高背压技术,在制定设计方案和明确各种方案的优先次序时提供借鉴。首次提出研发汽轮机低压转子集成工况模块的理念,通过模块调整和切换实现汽轮机抽凝或纯凝工况、高背压工况、背压工况高效运行的市场需求。     

基于单耗理论的抽汽耦合高背压供热优化

随着新型高效供热技术的广泛应用,多种供热技术耦合供热运行优化成为亟须研究的课题。基于自主研发的热力系统集成优化软件搭建了热电联产机组热力系统仿真模型,建立了基于㶲分析法的单耗分析模型,研究了供热单耗和供电单耗随主蒸汽流量的变化特性,通过单耗分析得到了抽汽耦合高背压供热模式（模式一）和抽汽梯级利用耦合高背压供热模式（模式二）的最优运行工况。结果表明：模式二最优工况的供热单耗和供电单耗比模式一最优工况分别低1.6 kg/GJ和4.6 g/（kW·h）;模式一的供热能力较大,在次寒期可实现2台机组主蒸汽流量600~1 000 t/h范围供热。研究结果对抽汽耦合高背压供热运行优化具有一定的指导意义。     

CHP Plants in Russia: the Necessity for Technological Renovation

The role of combined heat and power (CHP) plants in the electric power industry of Russia is shown. The operational efficiency analysis of public service CHP plants and the fuel, power, and age structure of the existing CHP plants are carried out. Their main problems, such as underuse of generating equipment, excessive production in the condensing mode, high degree of equipment wear, and technological heterogeneity, are identified. The necessity of technological renovation of the CHP plants is shown. The energy efficiency of the combined production of electric and thermal energy by the existing CHP plants is compared to modern technologies for their separate gas and coal production. It is shown that the thermal capacity of the CHP plants in Russia exceeds the required capacity by almost two times. Estimates of the CHP plant thermal capacity necessary to cover the current heat loads are obtained for Russian regions. Main directions of the CHP plants' renewal based on the use of competitive domestic equipment and operation according to the heat load schedule are determined. Systemic impacts achieved by technological renewal are determined for gas-fired CHP plants with allowance for the climatic and load features of the Russian regions. It is shown that the technological renewal of gas-fired CHP plants will allow saving up to 16% of today’s fuel consumption, reducing the total CHP thermal capacity by 47.5% with the same volume and heat supply mode. The operation of a CHP plant according to the heat load schedule leads to a reduction in the electric capacity of the CHP plant by 20% with an increase in electricity generation by 11%. As a result, the consumption of the installed electric and thermal capacity of the CHP plant increases dramatically as does the fuel efficiency and the annual loading balance of external gas-fired condensing power plants. The needs for GTPs and CCGTs required for the technological renovation of the CHP plants is assessed. The necessity for developing competitive domestic medium and high power GTPs is considered.     

利用建筑物与热网热动态特性提高热电联产机组调峰能力

提出了综合考虑建筑物与集中供热管网热动态特性的热电联合运行模式,解决了因传统"以热定电"运行模式而导致的热电联产机组调峰能力不足的问题。详细介绍了基于建筑物与热网热动态特性的热电联合系统的构成方案;着重对比分析了考虑建筑物与热网热动态特性前后的热电联产机组运行点的变化情况,在此基础上明确了其能够提高机组调峰能力的机理;给出了综合考虑建筑物与热网热动态特性的热电联合调度模型。算例结果表明,所述综合模型可以显著提高机组的上调节和下调节容量,其效果优于仅考虑建筑物或者热网单一环节热动态特性的模型。进一步,将系统源侧"热电耦合"特性扩展到荷侧,利用系统"源荷协调控制"实现了机组"热电解耦"。     

300MW直接空冷供热机组冬季优化运行

为了保证300 MW直接空冷供热机组在冬季运行的安全防冻,提高空冷供热机组的运行经济性,分别在冬季相同电、热负荷,不同环境温度下和不同电、热负荷,相同环境温度下对某电厂2×300 MW直接空冷供热机组风机不同运行方式进行了优化试验。分析了各工况下风机群冬季运行频率、电流、耗功关系,电、热负荷与排汽背压、风机耗功关系,低背压下机组电、热负荷与排汽量、热耗的关系等。对不同负荷下机组运行的防冻回暖提出了控制机组进汽量和供热抽汽量范围、保持较多排风机投入和频率相同且低频运行、投入逆流风机回暖等建议。机组经冬季优化运行后,排汽背压下降了3 kPa,供电煤耗平均下降了3 g/kWh,年经济效益增加192.7万元。     

215 MW机组供热改造后的控制策略及运行

为了保证215 MW机组供热改造后的安全稳定运行,设计了再热器冷段调节蝶阀控制策略,在蝶阀控制逻辑中引入高压缸末级压差保护曲线,确保汽轮机高压缸末级压差在安全运行范围内。抽汽供热母管调节阀采用常规PID控制,被控参数为压力和流量2种控制模式相互切换。指出了供热机组运行方式上应注意的问题,抽汽供热控制功能投入后,静态和动态试验及运行表明采用的控制策略能够保证机组的安全经济运行。     

基于需求侧综合响应的热电联供型微网运行优化

热电联供型微网具有能源利用率高、灵活可靠的特点,成为实现能源生产和消费转型、解决环境问题的重要手段。热电联供型微网热、电紧密耦合,给其运行的灵活性和经济性带来了不利影响,为此提出基于需求侧综合响应的热电联供型微网运行优化方法。需求侧综合响应包含热负荷响应和电负荷响应,可为热电联供型微网的热、电生产提供优化空间。热负荷响应建模根据建筑物热工模型,建立供暖功率与室内温度的关系方程。电负荷响应考虑可转移负荷。在此基础上建立热电联供型微网运行优化混合整数线性规划模型,采用CPLEX软件进行求解。算例分析结果表明,需求侧综合响应的应用提高了热电联供型微网热、电生产的灵活性,同时给系统运行带来了可观的经济效益。     

基于能耗特性分析的双抽燃煤机组供汽优化

以优化运行、降低能耗为研究目标,考虑到大型燃煤机组热电联产变工况供汽运行模式的复杂性,建立了供热机组能耗分析模型.以某1 GW双抽机组为例,对9种供汽方案进行了能耗特性分析.结果表明,电负荷较低时,最优的供汽方式为冷再供中压、冷再供低压运行方式;电负荷较高时,最优的供汽方式为冷再供中压、中排供低压运行方式.在典型工况(...