低压缸零出力改造后热网疏水系统对热经济性影响的Ebsilon模拟

为提升火电机组的供热能力及调峰能力，低压缸零出力技术受到了越来越广泛的关注。基于某300 MW纯凝机组，利用Ebsilon软件搭建了热力系统模型，并进行了供热改造后的系统建模，对比分析了低压缸零出力改造前后机组的热经济性变化，并对不同热网疏水系统布置方案下低压缸零出力机组的供热、发电性能和供电标准煤耗进行了多工况模拟计算。结果表明，低压缸零出力改造使最小供电标准煤耗降低了31.63 g/(kW·h)。各疏水系统布置方案中，最大的供热抽汽量为638.26 t/h,最小的电负荷率为23.05%,最小的供电标准煤耗为161.30 g/(kW·h)。该研究可以为低压缸零出力机组疏水系统的优化布置提供借鉴，并为零出力机组的高效运行提供指导。     

低压缸零出力条件下电锅炉和高低旁路抽汽供热的经济性与灵活性分析

供热机组灵活性改造是打破“热电耦合”、实现煤电机组为可再生能源发电提供容量支撑的有效措施，最常见的技术方案是汽轮机低压缸零出力运行加高低旁路抽汽供热或电锅炉供热。针对一350 MW超临界供热机组，采用变工况迭代计算方法，对两种方案的最小电出力、最大供热和保热调电典型工况点的热经济性，以及深调峰负荷段的电出力的可调范围进行对比分析。结果表明，由于冷端损失很小，在相同热电负荷工况下电锅炉方案耗煤量仅略大于高低旁路抽汽方案；而因电锅炉具有优良的逆向电负荷调节能力，深调峰负荷段下的电负荷可调区间要显著大于高低旁路抽汽方案。     

350 MW供热机组低压缸切除改造灵活性提升分析

为解决电网所面临大规模新能源电力消纳的问题,需要对供热机组进行灵活性改造。在众多改造方式中,低压缸切除技术具有经济效益高、成本低、可行性高等诸多优势。对于供热机组在低压缸切除方式下的运行,通过利用变工况热力计算的方法来对机组灵活性的提升进行定量的分析与计算。以某350 MW供热机组为例,对该机组进行热力计算,在不改变额定供热抽汽的前提下,通过与其他工况下功率对比,分析该技术对供热机组灵活性的提升。结果表明,低压缸切除改造能使该机组负荷率降低至45%以下,满足现有的国家调峰政策要求,可以为供热机组低压缸切除改造提供有益的支撑。     

基于均匀设计的供热机组安全运行区的计算方法

在线计算汽轮机安全运行区对供热机组参与电网"调峰调频"至关重要。传统热力性质工况图以供热抽汽流量、汽轮机低压缸排汽流量确定汽轮机工作点,但现场缺少这两个信号的测点或测量不准确。分析机组发电功率、主蒸汽流量、供热抽汽压力、供热抽汽流量、汽轮机低压缸排汽流量之间的约束关系,建立发电功率、主蒸汽流量、供热抽汽压力对供热抽汽流量、汽轮机低压缸排汽流量的多元拟合模型,并结合均匀设计确定决定机组安全运行区的典型工况点。误差分析表明,该方法拟合精度接近热平衡方法。     

配置储热罐的供热机组运行定值计算

供热机组以热定电的运行方式导致调峰能力不足是冬季中国三北地区大量弃风的重要原因之一。储热罐作为一种蓄能手段能够从一定程度上实现供热机组热电解耦。基于机组回热系统热力学分析,定义抽汽-负荷增益系数,分析供热抽汽流量与机组发电负荷间的定量关系,进而获得变供热工况下的锅炉负荷定值。基于供热机组运行特性及热网加热器换热特性分析,对储热罐工作过程中的运行流量进行定值,对供热机组调峰能力区间进行定值约束。结果表明,所提增益系数能够精确计算变供热工况下机组运行参数,所提定值方法能准确直观地表现储热罐对供热机组调峰运行的影响能力和储热罐运行过程中的定值问题,定值结果为机组和储热罐的安全灵活运行提供指导。     

1000MW机组加热器端差能耗敏度分析

以东汽1 000 MW汽轮机组为研究对象,采用汽轮机组定功率变工况计算方法,对汽轮机各回热加热器在THA、70%THA滑压、50%THA滑压、40%THA滑压工况进行敏度分析,可求得各种工况下回热加热器出口端差(TTD)和疏水端差(DTTD)对汽轮机热耗、发电煤耗和供电煤耗的影响,从而指导机组的节能诊断和经济运行。     

330 MW高背压热电联产机组运行优化分析

大型汽轮机组采用高背压方式供热可以充分利用乏汽余热，提高燃料利用效率，已经有越来越多火电厂进行高背压供热改造。为确保高背压机组运行经济性，针对某电厂330 MW高背压热电联产机组建立Ebsilon模型并进行全工况模拟，根据低压缸最小冷却流量确定了机组的理论负荷区间，针对其实际热负荷条件建立了热网数学模型，结合热网供回水温度分析其在不同环境温度条件下的背压运行方式和电负荷范围，确定了优化背压后机组的实际运行边界；并针对热网回水偏离理想值时的经济性进行分析，确定了机组高背压投运策略。结果表明：机组采用高背压乏汽余热供热方式可以有效提高供热能力约80 MW,但是其环境温度适应性较差，环境温度较高时，采用抽背方式供热的经济性要明显优于抽凝方式，采用优化后的背压运行方式最高可降低标准发电煤耗约34 g/kW·h;另外，热网回水温度严重影响高背压机组的经济性，在不同的供水温度下，其高背压投运的边界回水温度也相应改变。     

对防止低压内缸中分面漏汽措施的探索

汽轮机低压内缸中分面的漏汽降低了机组的出力及效率,利用ANSYS软件分析了国产引进型300 MW、600 MW机组低压内缸在变工况下因温差产生的热应力,分析了法兰螺栓的预紧力,从而得出低压内缸漏汽的原因,并提出了防止低压内缸中分面漏汽的措施.     

配前置低压缸的大型火电机组热电联供研究

热电联供是目前火电机组大幅降低CO2排放的唯一可行途径。针对大型火电机组热电联供,提出了带调节及切除功能的前置低压缸供热方案,可以解决大型机组差胀大的问题,缓解常规方案中较低电负荷或较大热负荷时节流损失、回热系统损失和余速损失的增加。通过对一次和二次再热机组实例的计算定量分析表明,带调节及切除功能的前置低压缸供热方案的经济性更优。     

210 MW机组低压缸光轴运行经济性分析

为缓解低谷时段热电矛盾,某电厂210 MW汽轮机组的低压缸采用了光轴运行方式以实现热电解耦。通过对光轴运行方式经济性的分析,测试了热耗率和煤耗率的经济指标,拟合了发电机功率与供热量关系曲线。结果表明:在额定蒸发量时,采用光轴运行方式可使机组的供热能力增加305.3 MW,负荷减少了54.3 MW,发电煤耗下降了187 g/(kW·h)。     

供热机组负荷优化调度方法研究

根据供热机组的基本特性,建立了汽轮机变工况运行时以热定电的数学模型,对供热机组以热定电的运行方式进行在线监测,研究了供热机组最大最小负荷调度方法、快速调整负荷调度方法和节能模式下的负荷调度方法,分析了调度实施过程中优化方式的选择、供热能力和供回水温度限额问题,提出了基于气象参数的电力与电量预测方法.实践证明,供热机组负荷优化调度方法为电网调度决策提供了技术支撑.     

热电联产机组热能深度梯级利用的研究

在分析热电联产汽轮发电机组运行与热网加热特点的基础上,提出了热电联产机组低位能分级混合加热供热技术,即通过改变传统的热电联产热网加热方式,由汽轮机低压缸排汽的低位能替代中压缸排汽的高位能加热热网循环水,实现热能转换的梯级利用。以某典型200 MW级湿冷机组抽凝式供热为例,分析了低位能供暖系统的热力学特性和节能效果。结果表明,低位能改造后,机组在供热初末期、维持全厂发电负荷不变的情况下,燃煤量减少5.45 t/h,供热负荷增加208.7 GJ/h。供热热源蒸汽代价焓减少150.68 kJ/kg,效率提高23.73%,折合单机供电煤耗下降84.26 g/kW·h。严寒期维持全厂单位h燃煤量不变,电负荷增加12.62 MW,热负荷增加306.1 GJ/h,供热热源蒸汽代价焓减少98.5 kJ/kg,效率提高14.3%,发电煤耗相对下降79.0 g/kW·h。运行表明该低位能改造技术,系统稳定可靠、经济效益显著,节能减排效果明显,具有广阔的推广应用前景。     

供热机组协调控制对象非线性特性分析

供热机组参与电网调峰调频是大势所趋。现有的供热机组协调控制系统难以同时满足供热和纯凝两种工况下AGC的控制品质要求,需要分析供热机组特性以找出造成控制品质差异的原因。首先将某抽汽式供热机组的通用简化非线性动态模型小偏差线性化得到传递函数矩阵模型,然后通过分析几个典型工作点的非线性测度和传递函数系数数值总结出机组非线性特性变化规律。研究表明,供热工况下机组控制品质变差主要由供热调节蝶阀对发电负荷这一传递函数在纯凝和供热工况下结构差异造成。这种非线性很难通过整定调节器参数克服,因此需要考虑供热侧对发电的影响,为供热工况重新设计协调控制方案。等供热抽汽流量下机组非线性随发电负荷均匀变化,其规律与纯凝工况相似,可通过DEB等非线性方案克服。     

某热电厂330 MW汽轮机节能优化设计的研究与应用

某热电厂汽轮机组的年负荷逐渐降低,热耗超出设计值,导致机组的经济性不佳。为改善这一状况,提出了更换高中压汽封和低压缸通流部分的方案,对机组进行优化。优化后,热电厂全年平均负荷在60%THA左右,供电煤耗达到329.30 g/（kW·h）,比优化前约下降14.91 g/（kW·h）。由此可见,采用该方案后,汽轮机组的额定输出在不同负荷工况下增加时,供电煤大幅下降,显著提高了机组的经济性,增强了机组的调峰能力,对热电厂实现更好的经济效益具有指导作用。     

不同类型供热机组热电负荷优化分配的研究

通过分析不同类型供热机组的负荷特性,结合热电厂的生产实际,建立了热电负荷优化分配的数学模型,采用线性规划法进行了求解.通过对某热电厂的实际运行工况进行求解表明,采用优化策略,在保证用户热、电需求的情况下,能够降低供热机组的新汽量,提高热电厂运行的经济性.     

基于EBSILON软件的二次再热MC机组变工况特性分析

以某电厂1 000MW二次再热机组为原型,使用EBSILON软件分别建立了外置式蒸汽冷却器和MC机组两种过热度利用方式的系统模型,通过计算分析二次再热机组给水温度、各级回热抽汽过热度降低值等参数,得出了MC系统变工况特性。计算结果表明：在热耗率验收（THA）工况下,外置式蒸汽冷却器可降低煤耗0.446g/kWh,而MC系统节能效益更加明显,为2.104g/kWh;随着机组负荷的逐渐降低,外置式蒸汽冷却器节约煤耗量逐渐升高,40%THA工况下达到0.869g/kWh,MC系统则降低至0.924g/kWh。由此表明,在低负荷下MC系统节能效果下降,但综合节能效果显著。     

630MW超临界机组低压缸排汽通道的优化

对国产引进型630 MW汽轮机低压缸排汽通道进行优化,以降低排汽压力、提高机组运行的经济性.在凝汽器喉部加装导流装置,使其排汽流场趋于合理,凝汽器换热管的热负荷更均匀.实际运行和试验证明,排汽压力降低0.3 k Pa以上,功率相应增加了0.18%,排汽通道优化取得显著效益.     

空冷机组凝结水系统蓄能容量定量分析

合理利用凝结水系统蓄能是提高火电机组负荷响应速率的有效手段之一。在分析机组回热加热系统结构及工作机理的基础上,建立各低压加热器及除氧器的质量-能量平衡方程,根据等效焓降法分析凝结水流量同各级抽汽流量之间的关系,计算出凝结水流量变化与发电功率变化之间的静态增益;并依据除氧器容积定量计算出机组凝结水系统蓄能容量。进一步通过对比典型600 MW空冷机组和水冷机组的计算结果,发现相同负荷下空冷机组储能容量较水冷机组储能容量小20%左右;空冷及水冷机组凝结水系统蓄能容量都呈现随功率增加而增加的趋势。所涉及的计算过程及结论对我国华北、西北"富煤少水"地区空冷机组具有参考价值。     

供热机组热电负荷解耦控制

为了满足风电大规模并网条件下电网对供热机组投入AGC运行的需求,机组热、电负荷控制系统相互耦合的问题需要得到解决。对供热机组的非线性动态模型进行小偏差线性化,得到传递函数矩阵模型,分析发现供热侧对发电侧的扰动主要由两类供热调节蝶阀开度到机组发电负荷的通路引起。在以炉跟机为基础的协调控制系统中加入蝶阀开度对发电负荷的解耦器,仿真实验证明解耦环节可以在不影响机前压力控制品质的同时显著减小机组发电负荷的波动。     

上海地区宾馆建筑导入CCHP系统方案的探讨

以上海某中型宾馆为例,计算了该宾馆的实际热电负荷,设计了4种适合该宾馆的CCHP导入方案.从供电经济性和供热经济性两个方面入手,分别计算导入CCHP后各自的供电收益和供热收益.对4种方案进行比较分析后得出结论:在各种发电方案中内燃机和燃气轮机具有较高的经济性;导入CCHP后的供热收益远高于供电收益;在选择具体机组的品牌和型号时,应着重考虑单位的发电成本.