抽汽供热机组深度调峰灵活性改造技术研究

针对东北地区某供热机组因容量小、供热面积大、投入低压旁路时降电负荷的措施无法实施,进而导致冬季供暖期热电耦合矛盾异常突出的技术难题,研究提出了低压旁路至抽汽供热系统的改造方案和改造后机组的运行方案,给出了供暖期两台机组协同调峰措施,并对改造后的投资收益进行了分析。研究得出,抽汽供热机组进行低压旁路至采暖抽汽系统改造,将原排至凝汽器的蒸汽热损失回收至热网进行利用,在提升供热能力及机组效率的同时,解决了供暖期抽汽供热机组深度调峰时的热电解耦问题。改造后发电负荷降低5.0MW,增加热网供热能力20GJ,有效地提升了机组供热能力。改造后供暖期日平均收益约1万元,15天回收投资,经济效益显著。     

供热空冷机组汽动泵运行的可行性研究

针对供热空冷机组(尤其是进行过供热改造的凝汽式空冷机组)普遍存在供热抽汽压力过高的状况,提出了在供热期内将供热抽汽流引进背压汽轮机,先驱动给水泵再进行供热运行模式,并以山西某电厂实际机组为例,编写计算程序分别进行额定工况和变工况下排汽压力和供热抽汽量的校核计算。结果表明:以热网加热器作为驱动给水泵背压机的冷源,背压机功率输出稳定,能够满足给水泵的功率需求且不影响供热过程。与电动泵运行模式进行经济性对比,汽动泵运行具有良好的经济效果,在额定主蒸汽量下,机组净热耗降低约182 kJ/kWh,投资回收期计算显示,采用所述模型运行,约3年即可回收全部的改造费用和设备投资。     

基于当量抽汽压力的大型热电联产供热模式研究

建立了大型热电联产机组变工况分析模型,揭示出不同热网回水温度和热网回水温升条件下,单效溴化锂吸收式热泵驱动热源饱和蒸汽压力和热力系数的变化规律.提出2种不同供热模式选取的判据,即当量抽汽压力.以某300 MW直接空冷抽凝供热机组为例,进行了变工况计算及分析.结果表明:随热网回水温升的增大以及热网回水温度的升高,驱动热源饱和蒸汽压力升高,而吸收式热泵热力系数则减小;对于300 MW等级及以上供热改造机组,由于汽轮机中低压缸抽汽压力高于对应的当量抽汽压力,采用吸收式热泵供热模式更节能.     

供热机组多模式深度调峰协同运行技术研究

针对东北地区某电厂2台350MW供热机组,结合电厂目前的供热和发电情况,在保持现有供热量不变的条件下,研究分析了采用2台机组均抽汽、1台机组切缸和1台机组抽汽、2台机组均切缸、1台机组切缸和1台机组旁路等4种深度调峰协同运行方式对机组发电能力的影响,提出了最优的协同运行方式。研究得出:采用2台机组均切缸和采用1台机组切缸、1台机组抽汽的协同运行方式均可降低全厂总发电功率,提高机组调峰能力。与其它协同运行方式相比,采用2台机组均切缸的协同运行方式可使全厂总发电功率最低,平均值为225MW,比现有调峰能力提高了52MW。采用1号机组切缸、2号机组抽汽的协同运行方式,2台机组总发电功率平均值为241MW,可提高全厂调峰能力35MW。     

基于热网及建筑物蓄热特性的大型供热机组深度调峰能力研究

针对我国北方区域电网风电并网后在冬季供暖期经常弃风情况,以及电网内存在高比例的大型供热机组的特点,提出了基于热网及建筑物蓄热特性的大型供热机组深度调峰的方法,并建立了深度调峰的数学模型;通过案例计算,在一定范围内大型供热产热量的变化不会影响供热质量。在采暖期间,热网配合电网低谷深度调峰适当降低热负荷运行,在电网调峰容量十分紧张情况下利用建筑物具有蓄热特点适当减少供热量,从而获得更加深度调峰容量空间协助电网度过低谷具有可行性和可操作性;建立的数学模型可计算出提前蓄热时间和放热时间以及机组的深度调峰能力,为电网调度进行供热机组深度调峰提供了科学的依据。     

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。     

供热机组的调峰能力研究

为分析供热机组的调峰能力,以某330MW供热式机组为研究对象,运用回归分析法对该机组的工况图进行了函数拟合分析,得到了工况图中所呈现的热电负荷之间的数学关系,并利用热用户采暖热负荷反推汽轮机的采暖抽汽量,代入拟合函数计算任一采暖抽汽量下的最大和最小功率,得到供热机组具体的调峰范围。结果表明:拟合的热电负荷关系式简单、方便、精度高。随着采暖抽汽量的增加,供热机组的调峰能力降低,供热机组调峰能力随采暖抽汽量的变化规律是电网调度的重要依据。     

高背压抽凝供热机组不同供热期运行背压调整优化研究

高背压供热具有提高机组整体热经济性和增强机组供热能力的优势,本文基于某600 MW亚临界直接空冷高背压抽凝供热机组Ebsilon仿真模型,从安全运行边界、经济性、供热能力、调峰能力和热电耦合性等方面对不同供热期的机组运行背压开展特性分析及调整优化研究。结果表明：当环境温度低于5 ℃时机组推荐运行背压为33 kPa,在5~11 ℃之间时需根据供水温度调整背压运行,高于11 ℃时推荐运行背压为13 kPa;随着背压抬高,机组的最小安全流量从140.4 t/h上升至336.5 t/h;乏汽供热火用效率明显高于抽汽供热火用效率,最大值可达到86.7%;机组在低供热需求下抬高背压会降低调峰能力,在较高供热需求下背压变化引起的调峰容量波动小,热电耦合性强,解耦度变化小。     

大型煤电机组非高压缸设置调节级的热电联产研究

热电联产能有效提高大型煤电机组的经济性,减少二氧化碳排放。但这类机组需要同时满足电网和热网的需求,而电负荷或热负荷的变化会使供热抽汽压力随之变化,为维持供热压力,目前煤电机组供热广泛采用阀门调节的方法。但当负荷变化范围较大时,阀门会产生巨大的节流损失,降低机组的热经济性。为降低甚至消除节流损失,提出了非高压缸设置调节级的方法。     

热网加热器设计研究

热网加热器是热力系统供热机组的重要组成部分,它是利用汽轮机的抽汽、减温减压的锅炉蒸汽或其它热源来加热热力系统中的网路回水和工业生产等用热水网路回水的加热设备。文中介绍热网加热器的主要结构选型设计、性能及参数、设计计算方法及设计要点,同时还介绍了热网加热器所配备的附件。     

大型空冷供热机组热网抽汽管道设计特点

本文以内蒙古东胜热电厂为依托，其重点分析了大型空冷供热机组热网抽汽供热管道的布置特点，探讨了低参数、大管径管道通过自然补偿和使用补偿器的技术经济特性。对了解和设计大型空冷供热机组的热网抽汽管道有一定的参考价值。     

利用热网及建筑物储热的热电联产机组深度调峰能力分析

利用热网及建筑物储热特性实施的"热电解耦"运行方式,是加深热电机组调峰深度的有效途径;考虑热网及建筑物储热后,研究热电机组在不同环境温度及供热面积下的深度调峰能力,对电网负荷调度及电厂运行具有重要意义。采用机组变工况模型、热网及建筑物换热模型,以某310 MW直接空冷热电联产机组为研究对象,分析了供热期内机组在不同环境温度及供热面积下的深度调峰能力。结果表明:利用热网及建筑物储热实施调峰,根据供热面积不同,其调峰能力可增加20～35 MW;相同供热面积下,机组深度调峰能力随室外温度变化相差较小。     

供热机组发电负荷-机前压力-抽汽压力简化非线性动态模型

针对抽汽式供热机组利用调节蝶阀控制抽汽压力来调节供热抽汽质量流量的特点,通过分析汽轮机供热抽汽环节的能量平衡特性,建立微分方程形式的供热机组给煤质量流量-汽轮机调门开度-调节蝶阀开度与发电负荷-汽轮机前压力-抽汽压力的简化非线性动态模型.在此基础上分别进行了发电负荷、机组抽汽压力和热网循环水质量流量扰动仿真试验.结果表明:模型输入输出关系符合机组实际情况,能够解释供热系统中通过调节供热抽汽压力维持供热抽汽质量流量跟随供热负荷需求变化的内在机理.     

基于气象数据的供热机组调峰能力预测方法

针对我国冬季供热期间弃风现象严重,导致风能不能被电网大量吸纳的问题。提出一种基于气象数据的供热机组调峰能力预测方法。即将整个热网热用户作为一个整体,保证供暖期热用户最低室内温度为18℃的前提下,通过计算在不同室外温度下热用户的采暖热负荷和供热汽轮机采暖抽汽量,最终依据供热机组工况图确定出供热机组的调峰范围。通过实例计算和误差分析表明,该方法简单、实用且精度高,能够通过气象数据预测得到不同初始条件(不同室外温度)下供热机组的调峰范围,以供电网调度参考。在保证机组供热的基础上能使电网最大限度地吸纳风电,促进风能的深度利用。     

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)。     

背压式供热机组热力系统优化探讨

火力电厂的凝汽式汽轮机组为了提高循环热效率,全部采用了抽汽回热系统,利用抽汽加热凝结水和给水,回收热量,减少排汽损失.背压机组没有回热抽汽,机组做功能力增加,汽轮机排汽量增大也使对外供热量提高.通过经济性对比分析得出结论,取消背压式汽轮机组回热加热器,仍能保证机组的循环热效率,同时提高了供热机组的经济效益.     

抽汽供热机组增设背压机节能效果评价

为了对增设背压机的抽汽供热机组能耗指标进行评价和对机组改造的可行性进行评估,根据能量梯级利用原理,利用EBISLON软件建模,进行了增加背压机后供热机组的变工况计算,明确了该种供热模式下的供热负荷、发电负荷和供电负荷等边界条件变化关系和节能量。结果表明:某300 MW纯凝改供热机组增设一台10 MW背压发电机组后,机组供电煤耗降低5.671～7.725 g/(kW·h),增设背压机后节能效果明显。     

基于供热系统热惯性供热机组短时深度参与电网调峰及风电消纳研究

针对我国供热机组占比高的北方寒冷地区特别是东北地区的电网,在冬季供暖期间存在严重弃风的问题,提出了利用供热系统的蓄热特性,供热机组短时深度参与电网调峰及风电消纳的方法,并建立了供热系统热惯性数学模型和含供热系统热惯性供热机组短时深度参与电网调峰及风电消纳的数学模型。结合案例的详细计算说明了配合电网在用电高峰时段,采取供热机组对建筑物提前蓄热的办法,蓄热时间为6. 44 h,在电网低负荷时,供热机组降适当减少供热量进而减少电负荷,利用建筑物和热网的蓄热量满足供热要求,放热时间为8. 26 h,从而获得更加深度调峰容量空间协助电网度过低谷并消纳风电等可再生能源,具有可行性和可操作性。供热机组按最小抽汽量114. 3 t/h运行时,每台机组可为风电并网增加约162. 96 MW的容量。     

基于Aspen plus的配置储热装置供热机组调峰范围研究

诣在通过配置储热装置蓄释供热机组参与调峰浪费的高品质热量以此来提高机组调峰能力,首先介绍了储热装置所需的相变材料,其次,介绍了储热系统运行的基本原理以及配置储热装置前、后供热组的热电耦合关系,搭建了供热机组仿真模型和储热模型。算例中供热抽汽流量400t/h时,配置30MW储热装置的300MW供热机组的调峰容量从16.9%提高到了23%,从而提高了供热机组调峰范围;但机组配置储热装置对提高调峰容量存在上限,同时受储热设备投资的制约,因此,存在一个能充分发挥储热提高调峰能力效果的最佳配置参数,对供热机组参与调峰限度具有一定的参考作用。     

350MW超临界供热机组热网疏水系统优化

对350MW超临界供热机组热网加热器疏水不同处理方案进行对比分析,指出直接去除氧器、高温除铁后进入除氧器、降温处理后进入凝汽器等方案存在的问题,提出了改进型热网疏水系统,即直接进入5号低加疏水侧.改进后可实现无启动放水、无高温除铁、无凝汽器二次蒸发和背压升高等效果.以某350MW机组额定采暖抽汽工况为对象,改进后系统损耗仅为机组热耗的0.27％.