高效宽负荷率超超临界机组关键技术研发与工程方案

阐述了我国1 000 MW级和600 MW级超超临界机组的运行状况.从机组设计和运行2个方面详细分析了超超临界机组在变负荷条件下效率下降的原因,重点分析了机组负荷对锅炉、汽轮机和主要辅机效率的影响.基于变负荷条件下主辅机效率低的成因,进行高效宽负荷率超超临界机组的关键技术研发.在此基础上提出1 000MW高效宽负荷率超超临界机组工程方案,并进行了该高效宽负荷率机组的对比分析.     

一种新型高效调峰汽轮机机组热经济性研究

常规汽轮机在额定工况时热耗率最低,当运行工况偏离设计点时,热耗率呈单调上升。通过分析超超临界机组系统循环特性和调峰经济性下降问题,基于电网负荷峰谷特性,依据双工况点设计概念,设计了一种高效调峰汽轮机机组。该机组由主汽轮机系统和调峰汽缸构成,当负荷降低到一定值时可切除调峰汽缸,减少通流面积,提高主蒸汽参数,从而提高机组循环效率。对采用新型高效调峰结构设计的1 000MW等级超超临界机组进行了热平衡计算,计算结果表明,高效调峰汽轮机机组部分负荷工况下热耗率明显优于常规汽轮机。研究成果可为高效宽负荷调峰机组设计提供参考。     

600MW火电机组低负荷调峰的经济运行方式分析

随着电网峰谷差的日益增大,600MW火电机组调峰是其必然趋势。提高调峰机组低负荷运行的经济性,是目前亟待解决的问题。从最优化的角度出发,对600MW汽轮机低负荷调峰运行中火电机组之间负荷的优化分配、汽轮机循环水系统运行方式的优化和配汽方式的优化方法进行分析,给出了通过改变运行方式指导调峰机组低负荷经济运行的具体方法。     

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.     

利用抽汽蓄能提高机组调频能力的定量分析

合理利用凝结水系统蓄能能够提高机组发电负荷响应速率,定量分析其蓄能容量对优化控制系统设计及保证机组安全运行意义重大。依据质量、能量守恒定律,结合等效焓降法计算凝结水流量变化与各加热器抽汽流量、比焓以及汽轮机功率变化之间的对应关系,再依据除氧器容积计算得到蓄能总量。600 MW、1 000 MW典型机组的计算结果表明:该方法具有较高的准确度;同一机组凝结水系统蓄能容量随负荷增加而增加;运行参数越高的机组凝结水系统的蓄能容量越大。     

600MW直接空冷机组加装尖峰冷却装置改造及性能分析

为解决空冷发电厂夏季高背压运行影响汽轮机安全问题,保证机组的出力,直接空冷机组都采用了尖峰冷却装置,以提高直接空冷机组渡夏能力.介绍大唐彬长电厂机组空冷尖峰喷淋装置的改造,并针对夏季高温时段,不同负荷、不同环境温度下,投运尖峰冷却装置后机组真空的变化进行了对比分析;结果表明,机组在600MW、550MW、500MW负荷运行且环境温度26℃～31℃时,机组的背压分别下降4.9kPa、5.1kPa、3.3kPa.机组在550MW～ 600MW运行时,投运尖峰冷却装置效率最高,负荷越低,背压越低时,投运尖峰冷却装置效率越低;最后对机组在满负荷运行情况下所取得的经济效益进行了评估.     

基于设计寿命的汽轮机检修周期优化方法的研究

提出了基于设计寿命的汽轮机检修周期的优化方法,介绍了国内火电机组年利用小时数统计结果、常用等效运行小时数的计算方法以及电站汽轮机基于第一种等效运行小时数的检修周期,提出了基于疲劳与蠕变寿命设计结果的汽轮机起动加权系数与负荷变动加权系数的计算方法、汽轮机第二种等效运行小时数的计算方法、汽轮机检修周期的优化方法、汽轮机年均寿命损耗与机组年均等级检修费用的计算方法,并给出了超超临界1 000 MW汽轮机和超临界600 MW汽轮机的应用实例。结果表明:与2个中国电力行业标准相比,采用所提方法时汽轮机A级检修周期的年数长,汽轮机年均寿命损耗小,机组年均等级检修费用低,为电站汽轮机的安全与经济运行提供了理论依据和技术支撑。     

1000 MW机组全容量双流锅炉给水泵汽轮机介绍

对由上海汽轮机厂生产的新一代1 000 MW等级机组的全容量给水泵汽轮机进行了介绍。以某电厂的1 000 MW超超临界机组为依托,开发相应的全容量给水泵汽轮机。在理论知识的支撑下进行了模型数据分析和有效合理的结构设计,保证了汽轮机的安全可靠性及高效性。运行结果表明所设计的结构达到国内领先水平。     

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。     

燃气轮机部分负荷工况下联合太阳能系统循环的变组合工况性能分析

以槽式太阳能集热场和燃气-蒸汽联合循环所组成的太阳能燃气联合循环为研究对象,利用Ebsilon软件对该系统进行建模,对原有燃气-蒸汽联合循环(GTCC)系统设备不变、汽轮机扩容和汽轮机及低压省煤器均扩容3种条件下,机组部分负荷运行时太阳能集成特性进行分析。结果表明在现有设备不改变的基础上以及相同的太阳集热器出口蒸汽参数下,太阳能的集成规模受汽轮机容量的限制。当燃机从100%负荷降至30%负荷运行时,集热板接收太阳辐射的最大值从0 MW增至65 MW,对应的太阳能净发电效率从29.6%增至31.6%。在原有设备基础上对汽轮机进行扩容改造后,燃机满负荷运行,当集热板辐射量由24 MW增至120 MW时,太阳能最大净发电效率由28.5%降至26.5%。当燃机负荷在75%以上运行时,低压省煤器面积增大1.2倍,当太阳能集成规模为74 MW时,太阳能净发电效率提高约2%。     

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.     

超临界350 MW汽轮机全工况性能在线评估模块简介

为了提升机组的全负荷工况的经济性,针对某超临界350MW机组建立了汽轮机全工况性能在线评估模块,实现了汽轮机系统的实时高精度仿真计算。研究成果可为电厂的运行优化调整、设备与部件的性能故障评估、技改决策等提供关键数据评估分析,实现机组全负荷工况经济性的提升。     

基于BEST系统超超临界1000 MW二次再热蒸汽机组的参数选取

为研究抽汽背压式汽轮机(BEST)系统超超临界1 000 MW二次再热蒸汽机组参数的选取,基于某电厂二期2×1 000 MW超超临界机组扩建项目,建立1 000 MW超超临界高效二次再热蒸汽机组的设计计算,使用EBSILON软件建立完整的热力系统模型,得出主蒸汽温度、再热蒸汽温度、主蒸汽压力、再热蒸汽压力和锅炉效率等参数对BEST系统的影响规律。研究结果表明：对于12级回热的BEST系统来说提高主蒸汽的温度比提高主蒸汽的压力更能提高系统的发电热效率;BEST系统最佳工况点的再热蒸汽压力是15.028 MPa/4.079 MPa;锅炉效率变化范围在85%～95%时,随着锅炉效率变化1%,系统发电热效率随之变化0.51%。     

1000MW超超临界机组回热抽汽过热度多种利用形式的热力学分析

针对1 000 MW超超临界机组抽汽过热度过高的问题,分析了一级外置式蒸汽冷却器(简称外冷器)系统和二级外冷器系统的节能效果,并与小汽轮机相对内效率分别为85%和90%的回热式小汽轮机系统的节能效果进行了比较,同时分析了不同负荷条件下蒸汽过热度多种利用形式的节能效果.结果表明:在额定负荷工况(THA工况)下,回热式小汽轮机系统的节能效果始终优于外冷器系统;回热式小汽轮机系统的节能效果随着其相对内效率的提高而提升,外冷器系统的节能效果随着级数的增加而提升;负荷降低时,外冷器系统的节能效果有所改善,回热式小汽轮机系统的节能效果有所下降;负荷降低至50%THA工况时,两级外冷器系统与回热式小汽轮机系统的节能效果相当.     

超临界600MW汽轮机高压调节汽门优化及经济性分析

某型号国产引进型超临界600MW汽轮机,自投产以来高压调节汽门一直采用厂家原有的阀门管理方式运行,低负荷下高压缸效率下降较大,调门压损有进一步降低的潜力。对该汽轮机高压调节汽门进行了优化试验和经济性分析,结果表明,机组低负荷下的经济性有较大提高。     

采用给水加热实现660MW超临界机组宽负荷脱硝的理论研究

为了解决燃煤机组低负荷运行时脱硝效率低、热经济性差的问题,以某660MW超临界机组为例,对采用蒸汽喷射器的低负荷给水加热系统进行改进,添加了喷射器旁路和高低压蒸汽入口调节阀,以实现宽负荷脱硝.计算得到No.0高压加热器的温升范围,以及高负荷时喷射器的运行优化方法.结果表明:在满足脱硝及省煤器稳定运行的条件下,当机组负荷高于30%负荷时,No.0高压加热器可选温升范围较大,可根据脱硝要求选择合适的给水温升;当机组高负荷运行时,可降低喷射器入口高压蒸汽压力,提高机组热经济性.     

东汽超超临界1000MW汽轮机优化滑压运行方式的试验研究

在不同负荷、不同进汽压力,采用按ASME试验标准,对东汽超超临界1 000MW汽轮机进行了优化滑压运行方式试验,通过对试验特性及特点进行分析,得到900MW至500MW负荷时的滑压运行曲线,比现有运行方式更经济。     

电厂汽轮机组变负荷运行安全经济性分析

电厂汽轮机组变负荷运行时常采用定压运行和滑压运行两种方式,但这两种运行方式对机组运行的经济性和安全性的影响是完全不同的。借助某电厂600MW汽轮机组运行数据,通过计算和分析,比较了汽轮机组不同负荷下定压运行和滑压运行的汽耗率、热耗率、绝对电效率、调节级温度、高压缸排汽温度等重要指标。研究证明,部分负荷下采用滑压运行方式,既可以提高机组的热经济性、降低机组能耗,又能够保证设备的运行安全性、改善整个机组的调峰性能。     

采用EC系统的1000MW超超临界机组能级利用分析

采用能级效率法对1 000MW超超临界机组采用梯级循环(EC)热力系统与常规系统的能级利用进行对比分析,获得了THA、75%THA、50%THA、TMCR、VWO 5种工况下这两种热力系统的能损值,并对在全负荷和部分负荷工况下采用EC系统能级效率明显优于常规方案的原因进行了详细分析。这些能损分析成果,对火电机组的设计和运行具有积极的指导作用。     

超临界600MW汽轮机滑压优化运行的试验研究

介绍了某电厂超临界600MW机组滑压优化运行的试验研究.通过分别在510MW、480MW、420MW、360MW、300MW工况下进行定滑压运行性能对比试验,得到了机组调门管理曲线优化后的滑压运行曲线.新的滑压运行方式有效地降低了汽轮机热耗率,提高了机组变负荷时的运行经济性.