上汽-西门子超超临界1000MW汽轮机的优化运行

为了提高上汽-西门子超超临界1 000MW汽轮机的运行性能,进行了汽轮机高、中、低压缸通流效率变化特性试验,并以试验结果分析为基础,针对性地开展了机组运行优化研究.通过汽轮机进汽端不同滑压方式的试验比较,确定了机组滑压优化控制曲线,降低了汽轮机高压调门的节流损失;通过开发基于SIS平台的冷端优化管理系统,指导运行人员按照收益与成本比较排序结果来确定循环水泵等冷端设备的优化运行方式,实现了冷端运行效益的最大化;针对汽轮机第六级抽汽的2根管道存在温度偏差的问题,在管道外壁加装了隔热套,将管内蒸汽温度提高10K以上,消除了管内积水隐患.在试点1 000MW汽轮机上的实际应用结果表明:这些优化改进措施的实施不同程度地提高了机组运行的安全性与经济性.     

燃气-蒸汽联合循环机组汽轮机冷态预暖控制策略优化与应用

为了缩短冷态启动过程中联合循环同轴机组汽轮机的启动时间,通过启动锅炉蒸汽对汽轮机提前预暖,解决了机组无法快速响应电网调峰的问题。根据汽轮机冷态预暖系统及机组启动方式,结合机组冷态启动历史过程及数据,进行冷态预暖系统运行特性分析试验、优化后试验及温态启动顺控试验,通过对现有控制逻辑的优化,提出了一种全新的冷态预暖控制策略。结果表明：该策略避免了机组在预暖启动过程中由于预暖管道过热度低,造成热应力准则、紧急切断阀（Emergency Shutoff Valve,ESV）无法满足启动条件、高排逆止阀自动打开以及静止变频启动装置（Static Frequency Convertor,SFC）在燃气轮机与汽轮机啮合过程中自动退出等问题;优化后机组的冷态预暖启动运行过程表明,实现机组全过程无断点的预暖及自启动控制,可有效缩短同轴联合循环机组冷态启动时间约2 h,使机组具备快速灵活的启动方式和应急调峰的能力。     

超临界600MW汽轮机运行优化研究

针对目前600MW汽轮机在我国电网中需参与调峰,提出了用顺序阀配汽方式替代原复合配汽方式的方案,并优化机组滑压运行曲线,使汽轮机在只修改DEH逻辑和锅炉滑压压力的前提下,提高超临界600MW汽轮机在部分负荷下的实际运行经济性。通过在多个电厂实施运行优化试验,获得了满意的效果。     

M701F4燃气-蒸汽联合循环机组汽机旁路运行优化

针对M701F4型燃气-蒸气联合循环机组的汽轮机旁路系统在运行中出现的问题,分析了旁路控制系统的控制原理及方法,提出了有效的优化方案。优化后的结果表明,机组热经济性得到提高。     

Optimization of cold-end system of thermal power plants based on entropy generation minimization

Cold-end systems are heat sinks of thermal power cycles, which have an essential effect on the overall performance of thermal power plants. To enhance the efficiency of thermal power plants, multi-pressure condensers have been applied in some large-capacity thermal power plants. However, little attention has been paid to the optimization of the cold-end system with multi-pressure condensers which have multiple parameters to be identified. Therefore, the design optimization methods of cold-end systems with single- and multi-pressure condensers are developed based on the entropy generation rate, and the genetic algorithm (GA) is used to optimize multiple parameters. Multiple parameters, including heat transfer area of multi-pressure condensers, steam distribution in condensers, and cooling water mass flow rate, are optimized while considering detailed entropy generation rate of the cold-end systems. The results show that the entropy generation rate of the multi-pressure cold-end system is less than that of the single-pressure cold-end system when the total condenser area is constant. Moreover, the economic performance can be improved with the adoption of the multi-pressure cold-end system. When compared with the single-pressure cold-end system, the excess revenues gained by using dual- and quadruple-pressure cold-end systems are 575 and 580 k$/a, respectively.     

喷嘴配汽方式600MW汽轮机组运行优化研究

在分析和研究了大量机组运行优化方式的基础上,提出联合考虑负荷和阀点的运行优化方式,并考虑喷嘴配汽汽轮机组在单阀切换多阀运行时出现的汽流激振问题,提出相应的配汽优化方案。将该综合考虑汽流激振问题的优化方案应用于某600MW汽轮机组,通过试验研究得到该机组的最佳滑压曲线和最优运行方式,并成功地解决了过程中出现的汽流激振问题。与以往运行优化方案相比,该方案更准确、更安全,更适用于实际运行情况。     

联合循环机组蒸汽系统的设计优化

联合循环机组蒸汽系统的设计需根据电厂的海拔、气温、燃料等条件选择和优化。本文研究了联合循环蒸汽系统流程的选择和参数优化的方法．给出了五种典型燃气轮机联合循环机组蒸汽系统的算例和分析．指出了蒸汽系统流程配置和参数对联合循环机组效率和出力的定量影响。     

内陆二次循环供水核电站冷端优化关键参数分析

使用内陆核电机组冷端优化计算程序对内陆二次循环供水核电站冷端系统中的凝汽器换热管内流速、冷却水倍率、冷却塔面积、单双背压、低压缸数等关键参数对冷端系统技术经济性的影响进行了定量分析,计算结果首次揭示了这些参数对技术经济性影响的规律,对内陆核电站冷端系统优化配置具有重要指导意义。     

660MW超超临界机组循环水系统节能优化分析

冷端系统是火电厂发电机组重要的辅助系统,它的工作状态和运行特性对整个电站机组的稳定性、安全性和经济性都有较大的影响。对某660 MW超超临界机组两台循环水泵电机进行改造,增加了循环水泵运行方式(单机运行时一小、一大、一大一小;双机运行时二小、一大一小、二大、二大一小);建立了机组冷端性能分析计算模型,结合实际运行状况,给出了不同负荷、不同温升等工况下循环水泵组合优化运行方式;针对机组频繁启停状况,通过合理利用运行机组循环水,达到降低开停机过程循环水泵耗电量的目的。研究为同类机组冷端系统运行方式提供借鉴。     

火电厂冷端系统性能分析与优化研究

在对火电厂冷端系统运行特性分析计算的基础上,深入探讨了影响冷端性能的主要因素;针对冷端系统的运行特点,分析了冷端系统最优化运行原理,建立了冷端系统优化运行的数学模型,开发了优化软件;实例分析了冷端系统优化运行方案及其效益,验证了模型与软件的精确性与实用性。结果表明,所开发的软件对火电厂的优化运行及节能具有重要意义和价值。     

汽轮机及热装置性能评估系统研究

以某石化电厂双抽凝汽式汽轮机及热系统为研究对象,开发了以“热力参数诊断”为中心的旋转机械热力性能评估体系。通过对该汽轮机组运行性能和经济性能的计算分析,实时显示汽轮机组工作状态、当前热经济指标、当前工况下的节能潜力及热设备能损诊断结果,提出优化运行建议,并从热力学角度为电站设备的状态监测和预知性维修提供科学依据,实时指导汽轮机组经济运行。     

超临界600MW汽轮机运行方式的优化研究

阐述了汽轮机变负荷运行的优化原理,介绍了某电厂600MW超临界汽轮机组变负荷运行优化试验的情况,并按照机组高调阀的实际流量特性,通过不同典型负荷下（包括540MW、480MW、420MW、360MW、330MW和300MW共6个负荷）的热效率对比试验,得到了机组优化后的变负荷运行方式,考虑了机组排汽压力的修正,给出了相应运行曲线的拟合函数.结果表明：优化后的运行方式在机组低负荷运行时,汽轮机热耗率明显降低,优化后的运行方式有效地提高了机组变负荷运行时的经济性.     

大型汽轮机组不同配汽方式下运行经济性试验分析

提出一种大型汽轮机组单顺阀配汽方式经济性分析方法,结合某国产600MW汽轮机组不同负荷下单阀与顺序阀对比试验,对大型汽轮机组不同配汽方式下运行经济性进行分析和比较.试验结果表明,汽轮机组在顺序阀方式下的运行经济性要高于单阀方式,且运行负荷越低,顺序阀方式的节能效果越明显.     

Efficiency improvement and superiority of steam injection in gas turbines

An open cycle gas turbine with a heat exchanger and its modifications have been studied. These modifications include the combinations of the gas turbine with a steam injection system and the gas turbine with a closed cycle steam turbine. The steam is generated by a waste heat boiler. It was found that in both cases the efficiency and the net output of the gas turbine increased considerably, of the order of 20–40%. In order to define the superiority regions of the systems studied on various ranges of power output, an economic analysis per unit power has been done. For short duration, intermittent type of operation the steam injection was found superior. Above this mode of operation, the operational modes of electric base and continuous were covered by the gas turbine combined with the steam turbine.     

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.     

考虑凝汽器压力的火电厂循泵出口阀启闭规律优化

当火电厂循环冷却水系统中发生水力瞬变时,凝汽器可能出现冷却水失水现象,这将导致凝汽器压力增高,从而影响汽轮机组运行的稳定性及安全性。循泵出口阀启闭规律的优化设定对凝汽器最大失水量能起到一定的控制作用。本文提出水力过渡过程计算结合凝汽器变工况计算的方法来优化设定阀门规律。经应用于300MW汽轮机组实例表明,采用该法确定的最优规律,凝汽器最小过流量从1.991m3/s增加到2.271m3/s,凝汽器最大压力从22.111kPa降低为16.911kPa。这样既能保证循环水系统的水力安全,又考虑了瞬变过程中凝汽器的动态特性,有利于汽轮机组的安全稳定运行。     

超超临界机组低频振荡原因分析及抑制措施

针对汽轮发电机组出现低频振荡事件,分析了振荡发生的原因及机理,提出了用于抑制低频振荡的控制优化方法。对汽机高压调阀进行流量特性试验,优化流量特性曲线,合理设计重叠度,提高控制精度;优化配汽方式,在提高经济性的同时有助于抑制低频振荡;优化控制策略,采用变参数自适应控制结合变负荷智能超调、智能一次调频控制,提高机组调节性能。现场试验结果表明,该方法能提升机组一次调频性能,抑制发电机组低频振荡的发生。     

300MW中间再热直接空冷凝汽式汽轮机主要技术特点

介绍了上海汽轮机有限公司空冷300MW汽轮机的主要技术特点,通过对结构、通流、轴系和差胀进行优化设计,确保机组运行的安全性及其性能的先进性。目前该机组在市场上取得了良好的经济效益和社会效益。     

基于遗传算法的汽轮机DEH控制系统的参数优化研究

在遗传算法基本原理的基础上将其应用于汽轮机数字电液控制系统PID调节器参数的优化整定,对整定后系统的响应特性进行了对比分析,结果表明;改进遗传算法具有寻优速度快、能够获得全局最优的特点,经过优化后控制系统具有良好的动态响应特性。遗传算法可以应用于汽轮机数字电液控制系统调节器参数的优化整定。     

大功率汽轮机轴系稳定性受喷嘴进汽模式影响的敏感性研究

目前,参与调峰的汽轮发电机组在低负荷下喷嘴组局部进汽弧度更小,其喷嘴配汽模式的选择更加重要。理论上,局部进汽方式下的对角进汽模式是最优选择。实际上,由于机组制造和安装等因素的影响,汽轮机轴系自身的稳定性差异很大,其对喷嘴进汽模式的敏感性是不同的。给出了典型四调节阀汽轮机局部进汽条件下的对角进汽和连续进汽的组合种类,进行了针对性的调节阀组顺序开关测试试验,结果显示:对于轴系稳定性较好的机组,其1号、2号瓦瓦温和轴振对喷嘴进汽模式的变化不敏感,局部进汽条件下对角进汽模式并不是最优的选择方案,侧缸喷嘴组连续进汽模式整体表现较好。该结论可用于指导优化汽轮机运行方式。