1GW超超临界机组阀点滑压的自动寻优与精确控制

滑压运行是提高机组部分负荷运行经济性的主要手段,为了进一步降低机组能耗,在汽轮机传统滑压运行的基础上,通过试验分析了阀点滑压对机组各项参数的影响,充分利用了新阀门配汽方式,确定合理的阀门重叠度,进一步采用了阀点滑压运行,得出汽轮机阀门最佳运行方式,并通过背压校正机前压力,实施新协调控制系统优化机组参数等控制策略,使汽机调门实时处于最佳阀点运行,并实现了机组全季节经济滑压运行,有效降低了机组能耗。     

汽轮机滑压运行方式的经济性实验分析

以国电电力某电厂2号汽轮机为例,通过对汽轮机机组滑压运行方式优化试验,对不同运行方式不同负荷下的汽轮机经济性进行了分析和比较,确定了部分负荷时,阀点滑压和部分阀门全开滑压运行的经济性,给出了滑压运行状态下的优化曲线,并探讨了滑压运行方式阀门的控制策略。随后得出了机组采用复合滑压运行时,可以提高整个机组的经济性,可以增加机组使用寿命。汽轮机滑压运行方式的优化研究对热经济性的影响以及对现场节能降耗都具有十分重要的意义。     

630MW亚临界机组宽度滑压运行优化试验研究

介绍了某电厂630MW亚临界汽轮机组基于阀点滑压运行优化的试验情况,提出“宽度滑压优化”的概念,即在5个常规负荷点(535MW、473MW、410MW、347MW和300MW)基础上,增加目前省电网调度对600MW容量等级机组要求的深度调峰下限负荷点(240MW)。通过不同负荷不同运行方式下的滑压比对试验,发现高压缸效率、高排汽温等指标参数的变化规律,确定调峰范围内最优的机组运行方式,同时也获得优化后的滑压运行曲线,并给出了滑压曲线背压项修正公式。与原滑压曲线相比,优化后滑压曲线尤其在深度调峰下限负荷中的应用有效地降低了机组发电热耗率和供电煤耗率,提高了机组运行的经济性和调峰性能。     

东汽600MW超临界汽轮机组滑压优化研究

针对东汽600MW超临界汽轮机组的滑压运行特性,开展了结合运行参数调整和配汽方式改造的滑压优化试验,获取既降低能耗又提高负荷响应能力的最佳滑压曲线,深度优化了机组的滑压运行方式,同时针对滑压曲线应用过程中偏离最佳滑压阀位的实际情况进行了分析,提出了滑压曲线的修正方法,有效的保障了滑压优化效果,对同类机组具有一定的借鉴意义。     

定负荷下火电机组最优运行初压的确定

针对传统的压力优化方法在迭代寻优过程中存在的一些问题,结合汽轮机变工况理论,提出汽轮机定负荷下主蒸汽压力的优化计算方法,利用粒子群算法(PSO)对最优压力进行求取,得出不同负荷下主蒸汽压力的最优运行值,并以某1 000 MW汽轮机为例进行了分析.结果表明:该方法很好地解决了定负荷下压力寻优问题,且可以得出机组的最佳滑压运行方式和最优运行初压,即80％负荷以上时,保持25 MPa定压运行;80％负荷以下时,机组保持2阀全开滑压运行模式,在低负荷区2阀全开滑压运行模式的热经济性明显高于3阀全开滑压运行模式.     

基于背压和最佳阀位控制的滑压曲线实时优化及应用

针对目前凝汽器背压对滑压值的修正无普适算式可供遵循的问题,通过作图法推理获得了滑压设定值与凝汽器背压及机组负荷之间的二元函数表达式;利用流量变工况计算方法解决最佳综合阀位的确定问题,在满足机组日常运行需求的条件下达到汽轮机高压调阀节流损失最小化;将提出的基于凝汽器背压和机组负荷的二元函数滑压实时优化和基于流量变工况计算的最佳综合阀位控制滑压实时优化方法相结合,将凝汽器背压对滑压值的修正作为粗调,将最佳综合阀位控制对滑压值的修正作为细调,共同实现对滑压设定值的实时调整。在某660 MW超临界机组上的应用表明,该方法能够节约供电煤耗约1.12 g/(kW·h）。     

200MW机组调峰运行时最优初压的试验研究

为提高机组低负荷时运行效率,优化机组调峰运行方式,本文在理论分析的基础上,以某200 MW机组为例,对不同负荷下机组热耗率与初压的变化关系进行了试验研究,获得了不同负荷下机组的最优初压,据此绘制出机组滑压运行时最优初压变化曲线。试验结果表明:由于环境条件的变化和机组的老化,机组实际最优初压普遍高于设计初压。因此需要通过热力试验等方式来确定机组实际的最佳滑压运行方式和最优运行初压,指导机组调峰时经济运行。     

大流量抽汽工况下汽轮机运行方式综合优化策略

针对混合阀方式运行的东汽(东方汽轮机有限公司,"简称东汽")超临界600 MW机组,提出了一种在大流量抽汽工况下的进汽方式综合优化策略。首先,针对机组低负荷三阀节流问题,将机组高调门进汽方式改为正常顺序阀模式;然后,针对机组以负荷为自变量的滑压运行曲线的弊端,设计了考虑抽汽量和抽汽位置的三维滑压运行方案;最后,给出了机组DEH阀门管理中没有切换功能条件下的配汽规律实现策略,形成了多抽汽参数进行实时修正的三维滑压曲线的二维DCS实现策略。实际应用效果验证了该综合优化策略的有效性及推广价值。     

燃气-蒸汽联合循环调峰电厂的运行优化改造

在发电机组之间合理分配发电负荷能够提高电厂运行的经济性,从上海某调峰电厂发电机组的配置现状出发,建立机组负荷优化分配的数学模型,继而建立负荷优化分配的动态规划求解模型及求解策略,可获得不同中调发电量下发电机组最佳的负荷分配方案。利用该调峰电厂发电机组的负荷效率特性曲线,采用动态规划优化方法对其原有机组负荷分配方案进行优化,改造后机组的实际运行效果表明：该方法能够获得最佳的发电负荷分配方案,使得该调峰电厂的综合发电效率得到提升,达到运行优化和节能的目的。     

超超临界汽轮机全负荷段性能优化试验研究

为了得到机组经济性在全负荷段变化较小时的滑压曲线,对某1 000 MW超超临界汽轮机组进行了全负荷段工况性能试验、宽负荷配汽方式性能试验、变背压特性性能试验及循环水泵优化试验,对全负荷段工况滑压曲线进行优化,并根据机组实际背压特性曲线和循环水泵优化试验结果调整滑压曲线,得到了经济性较优且满足负荷响应速率的滑压曲线。结果表明:同负荷下不同高压调节阀开度运行时,全开方式运行高压缸效率最高,热耗率最低,经济性最好,但负荷响应却较慢,采用38%高压调节阀开度可以满足负荷响应速率需求。     

1000 MW ultra-supercritical turbine steam parameter optimization

The 2 × 1000 MW ultra-supercritical steam turbine of Shanghai Waigaoqiao Phase III project, which uses grid frequency regulation and overload control through an overload valve, is manufactured by Shanghai Turbine Company using Siemens technology. Through optimization, the steam pressure is regarded as the criterion between constant pressure and sliding pressure operation. At high circulating water temperature, the turbine overload valve is kept closed when the unit load is lower than 1000 MW while at other circulating water temperatures the turbine can run in sliding pressure operation when the unit load is higher than 1000 MW and the pressure is lower than 27 MPa This increases the unit operation efficiency. The 3D bending technology in the critical piping helps to reduce the project investment and minimize the reheat system pressure drop which improves the unit operation efficiency and safety. By choosing lower circulating water design temperature and by setting the individual Boiler Feedwater Turbine condenser to reduce the exhaust steam flow and the heat load to the main condenser, the unit average back pressure and the terminal temperature difference are minimized. Therefore, the unit heat efficiency is increased.     

大型火电机组优化运行技术的研究

提出了大型火电机组负荷优化分配技术和运行优化技术。介绍了大型火电机组的负荷优化分配的数学模型、求解技术以及大型火电机组运行优化的关键技术，给出了黄台发电厂的应用实例。     

350 MW供热机组低压缸零出力试验及仿真研究

低压缸零出力技术可有效实现热电联产机组热电解耦,提升机组供热能力和调峰能力。对某350 MW机组低压缸零出力试验方案和试验过程进行了详细分析。试验研究显示,在280 t/h供热抽汽流量下,低压缸零出力技术可降低机组负荷52 MW。受试验条件限制,为获取全负荷范围内低压缸零出力工况下机组性能,采用Ebsilon软件对低压缸零出力工况进行仿真计算。结果表明：与抽凝工况相比,低压缸零出力运行方式下,热网抽汽量可提高90 t/h,相同供热量下机组负荷可降低29%,最小电负荷率可降至28.5%,在176 MW供热负荷下供电煤耗可降低51.2 g/(kW·h)。     

1000 MW ultra-supercritical turbine steam parameter optimization

The 2×1000 MW ultra-supercritical steam turbine of Shanghai Waigaoqiao Phase III project, which uses grid frequency regulation and overload control through an overload valve, is manufactured by Shanghai Turbine Company using Siemens technology. Through optimization, the steam pressure is regarded as the criterion between constant pressure and sliding pressure operation. At high circulating water temperature, the turbine overload valve is kept closed when the unit load is lower than 1000 MW while at other circulating water temperatures the turbine can run in sliding pressure operation when the unit load is higher than 1000 MW and the pressure is lower than 27 MPa This increases the unit operation efficiency. The 3D bending technology in the critical piping helps to reduce the project investment and minimize the reheat system pressure drop which improves the unit operation efficiency and safety. By choosing lower circulating water design temperature and by setting the individual Boiler Feedwater Turbine condenser to reduce the exhaust steam flow and the heat load to the main condenser, the unit average back pressure and the terminal temperature difference are minimized. Therefore, the unit heat efficiency is increased. __________ Translated from Journal of Power Engineering, 2007, 27(3): 305–309, 331 [译自 : 动力工程]     

火电机组湿态运行下的协调系统模型和控制策略研究

为进一步提升火电机组运行灵活性,直流炉机组将调峰负荷下限逐渐拓宽至湿态运行,直流炉机组湿态稳定运行模式成为新的研究方向。以直流炉机组湿态运行过程为研究对象,分析了机组运行工艺流程和实际运行数据,提出了湿态运行机组的协调控制结构。利用机理分析和数据双向驱动的复合建模方法建立了湿态运行机组的简化控制模型,经过检验,模型输出与实际数据的机组功率和主蒸汽压力的相对偏差分别为2.85%和1.87%。在对调节特性研究的基础上,设计了基于直接能量平衡的湿态运行协调控制策略,仿真结果表明,该控制策略能够完成湿态运行过程的控制任务。     

基于凝结水节流调节的供热机组快速变负荷性能研究

为了促进电网消纳波动性强的可再生能源电力,需要提升供热机组的快速变负荷性能。以汽水分布矩阵方程为基础建立供热机组凝结水节流快速变负荷的静态模型,计算凝结水节流方案的负荷变化比例;在除氧器安全运行前提下,计算凝结水节流方案的可持续时间;并以某350MW供热机组为例进行实例分析。结果表明:采用凝结水节流可有效提高供热机组负荷调节速率,且机组发电负荷越大,凝结水节流的变负荷性能越强;滑压运行时凝结水节流变负荷性能优于定压运行;增加供热抽汽流量会减弱凝结水节流变负荷性能。     

热泵系统中的多机组运行负荷配比优化研究

基于某建筑的全年逐时能耗模拟数据,通过MATLAB软件的非线性结构优化功能对热泵系统中多台机组的运行负荷配比方案进行优化,提出最优的机组运行负荷配比方案。研究表明:在逐时负荷大于单台或多台机组装机容量时,随着逐时负荷增加到运行机组总装机容量的70%左右时,各台机组运行负荷占各机组额定容量的百分比趋于相同;热泵系统采用最少台数的机组运行可有效提高系统的运行性能。根据部分负荷下机组负荷配比原则,给出机组在不同日负荷特性曲线下的运行方案。     

应用流程模拟技术优化加氢装置分馏系统

Aspen Plus是对生产装置进行稳态模拟的大型通用流程模拟系统。应用Aspen Plus流程模拟软件,对中国石化青岛炼油化工有限责任公司4.1Mt/a柴油加氢装置、0.6Mt/a航煤加氢装置进行装置分馏系统流程模拟,得到了与装置实际操作相吻合的理想模型。通过对模型进行综合分析,以装置节能优化和经济效益最大化为目标,通过降低柴油加氢分馏塔顶部压力及调整航煤加氢分馏塔顶部操作温度等优化手段,柴油加氢装置燃料气消耗量由1500m3/h降至1100m3/h,节能效益达到604.8万元/a;航煤加氢装置通过调整分馏塔顶温度及重沸器热负荷,降低航煤与石脑油组分的重叠度,提高石脑油收率,增产石脑油0.72t/h,增加装置效益172.8万元/a。应用流程模拟技术优化加氢装置分馏系统,共计降本增效777.6万元/a,提升装置的综合效益,实现装置的节能优化生产。