基于升参数的亚临界W火焰锅炉整体提效改造方案研究

对在役机组进行综合节能提效改造,有助于早日实现碳达峰。为提升燃用高硫无烟煤的亚临界300 MW等级W火焰锅炉机组能效水平,分析了主要影响因素和技术路线,对锅炉提升蒸汽参数、提高燃烧效率、降低排烟温度、机炉耦合等主要提效技术进行了可行性研究,形成整体改造方案,即升参数受热面改造+增设烟气暖风器+空气预热器漏风治理+磨煤机增容+风箱配风均匀性改造+燃烧系统局部适应性小改+增设低温省煤器。结果表明,针对设计参数为540 ℃/540 ℃的案例机组,升参数至574 ℃/572 ℃的整体提效方案可将机组供电煤耗降低25 g/(kW?h)以上。     

新型组合贴壁风对锅炉水冷壁高温腐蚀气氛影响的模拟研究

为了有效解决某电厂600 MW机组旋流对冲燃煤锅炉水冷壁高温腐蚀问题,提出了一种基于二次风-压缩空气组合式贴壁风的装置与方法,并建立了数值仿真模型,对添加新型组合型贴壁风前后炉内流动、燃烧、组分浓度进行了研究分析。结果表明,添加新型组合贴壁风后,侧墙水冷壁附近区域O2摩尔分数大幅提高,CO摩尔分数和烟气温度显著降低,有效改善水冷壁附近区域还原性氛围,解决了高温腐蚀的问题,但NOx排放量略有增加。     

基于随机森林算法的对冲锅炉出口NOx排放量预测模型研究

对冲锅炉中的仪器测量具有滞后性,导致控制系统作用始终落后于被控对象。为了提前了解对冲锅炉出口NOx排放量随工况变化的趋势,需要对对冲锅炉出口的NOx排放量进行快速并准确地预测。以实际运行的机组数据为基础,采用随机森林（random forest,RF）算法建立1 000 MW对冲锅炉机组的出口NOx排放量预测模型,并使用Spearman系数对对冲锅炉特征进行筛选,进一步降低模型计算时间。结果表明,随机森林模型预测结果的均方根误差为10.182 mg/m3,决定系数为0.913,可见基于特征选取的随机森林模型结构能实现对冲锅炉出口NOx趋势的提前预测。     

风扇磨煤机制粉系统抽炉烟防爆改造研究

由于煤质变化某电厂风扇磨煤机制粉系统出于运行安全性的需要,拟进行抽低温炉烟改造。提出了5种改造方案,通过制粉系统热力计算、锅炉效率测试、锅炉热力计算、制粉系统空气动力计算等方法对各方案进行分析比较。结果表明:采用方案2高温炉烟、低温炉烟和热风三介质干燥系统改造后,磨煤机分离器出口氧量可控制在9%以内,但锅炉排烟温度会比改造前升高28 ℃左右,影响锅炉运行的经济性;采用方案4抽取中温炉烟,磨煤机分离器出口氧量也可以控制12%以内,排烟温度升高幅度在10 ℃左右,但调温效果不佳且会造成炉烟输送管道积灰和堵灰;方案5相对于方案4由于增加了炉烟风机,可以有效避免采用方案4可能发生的炉烟管道积灰堵灰问题,同时增加了运行的可靠性和灵活性。对比分析后最终推荐方案5作为改造方案。     

燃煤电厂开展大规模碳捕集的技术路线选择及经济敏感性分析

为研究燃煤电厂开展大规模碳捕集的可行性,以某100万t/a的典型碳捕集装置为例,对国内外碳捕集装置的技术路线和经济敏感性进行了分析。结果认为:我国开展大规模碳捕集示范,选择技术路线时,应以改进的化学吸收法碳捕集技术为主;选择吸收剂时,应以得到工业验证的改进型复合胺吸收剂为主,同时可适当考虑未来采用其他吸收剂体系的备用措施;选择节能工艺时,应结合投入和产出比,优先选择烟气预冷、级间冷却、贫富液分流、闪蒸压缩等成熟工艺;投资成本中设备购置费占比高达83.8%,应重点做好关键设备的优化和选型;运行成本中蒸汽和电耗成本占比达到72.8%,项目建设中应优先选择蒸汽和用电成本较低电厂;在敏感性参数波动范围为±10%时,投资成本、单位捕集能耗、蒸汽价格、电价、吸收剂单价对最终碳捕集综合成本的敏感性影响大小分别为6.2、12.4、12.5、8.3、2.0元;蒸汽价格、单位捕集能耗、电价是影响碳捕集成本的显著因素,其次是投资成本、吸收剂单价等。     

循环流化床锅炉膜式水冷壁的热应力分析

为研究循环流化床锅炉膜式水冷壁的热应力问题,通过数值模拟的方法对顶棚拐点处水冷壁的温度、变形量和热应力进行分析。研究表明:向火侧到背火侧水冷壁的温度梯度变化较大,水冷壁的变形量极不均匀,在水冷壁管与鳍片接触处出现应力的集中。水冷壁减薄后,最大热应力先减小再增大,在减薄厚度为1.5 mm后热应力迅速增大,鳍片磨损减薄后水冷壁热应力增加速度逐渐变大,当热应力超过材料的许用应力时极易发生爆管。水冷壁减薄量超过自身厚度的21.4%时考虑对水冷壁管进行更换。对水冷壁最大热应力与鳍片减薄量间的规律拟合成函数关系式,对判断水冷壁的热应力是否超限,具有重要意义。     

计及用户参与不确定性的虚拟电厂分布鲁棒优化模型

灵活资源的需求响应行为在不同运行状态、激励水平下有很大的不确定性和差异性,需求响应优化方案的精准度有待进一步提高。针对这一问题,提出了一种虚拟电厂中计及用户需求响应不确定性的分布鲁棒优化方法。考虑可中断、可转移、可增长3种灵活资源的响应特性,构建包含用户响应特征参数的精细化需求响应模型;以提升虚拟电厂经济性、电网友好性和用户舒适性为子目标,构建促进多方利益最大化的多目标优化模型;基于数据驱动的分布鲁棒方法,构建精细化响应模型中随机参数的概率分布模糊集,提出虚拟电厂两阶段分布鲁棒优化模型,并采用强对偶理论进行转化求解。算例仿真结果表明所提模型能够提高需求响应精度和虚拟电厂经济收益。     

火力发电企业智慧电厂建设探索与实践

在火力发电企业,智慧电厂建设正在兴起,通过在泛在感知、智慧管理、智能管控等各个层面的体系化建设,最终达到火电厂全生命周期的智能管控。智慧电厂的建设是一个复杂的系统,不能一蹴而就,需要根据自身实际情况制定合理的建设规划,寻找适合的建设路径。国能长源汉川发电有限公司作为国家能源集团在华中的重要能源基地,近几年在智慧电厂的建设方面进行了一系列的探索和实践,论文结合实践经验,系统阐述了智慧电厂的建设思路、规划设计和建设内容,研究成果对于火力发电企业智慧电厂的建设具有很好的指导和借鉴意义。     

配电网中广义虚拟电厂的柔性优化规划问题研究

分布式能源大量接入增强了电力系统不确定性,更容易出现电力不足或过剩的情况,为此需要的资源整合优化可以通过虚拟电厂技术实现。为解决配电网中分布式新能源、柔性负荷、储能等多种资源在虚拟电厂中的聚合与优化配置问题,定义了配电网中各项可控与不可控资源的柔性描述,以固定值、偏差量的形式描述其分布的柔性区间,并基于柔性参数的计算建立了以可控柔性总成本最小为目标的虚拟电厂柔性优化规划模型,通过柔性平衡条件和基本的不等式约束计算得到规划模型最终的约束条件。通过实例演算,表明该求解虚拟电厂柔性优化规划模型可以考虑经济性与规划裕度,选择适应性最优的配置方案,由此说明该柔性优化方法可以有效应用于虚拟电厂。     

电力市场环境下虚拟电厂经济效益敏感因素分析

随着我国对新型电力系统建设要求的不断明确,虚拟电厂（virtual power plants,VPP）的建设得到了业界的广泛关注。然而,在虚拟电厂规模化推进建设和运营过程中,市场化环境下的经济效益影响因素尚未得到充分研究。针对此问题,对虚拟电厂的建设投资成本、运营成本和收益情况进行梳理,构建了虚拟电厂经济效益模型;进一步,在市场化收益的视角下选取敏感因素,提出虚拟电厂参与不同市场交易品种的经济效益分析方法;最后,给出算例验证,讨论了虚拟电厂经济效益在不同敏感因素条件下的变化趋势。研究结果可为新型电力系统市场环境下的虚拟电厂合理有效回收成本、参与市场交易提供客观的评价方法支持。