火电机组耦合熔盐储热深度调峰系统设计及性能分析

为提高火电机组的运行灵活性,提高火电机组耦合熔盐储热系统的调峰能力,降低工程投资,引入了电加热熔盐储热方式,提出了多种火电机组耦合熔盐储热系统,基于EBSILON软件分析了某350 MW机组在不同耦合系统中的热力性能、调峰能力和熔盐用量,提出了最优的火电机组耦合熔盐储热深度调峰工艺系统。结果表明:储热过程电加热熔盐系统循环热效率为33.2%,机组最低发电负荷可降低至25%以下,单位调峰深度熔盐流量为抽汽蓄热系统的6.6%～31.2%;释热过程由1号和2号高压加热器入口混合取水,取水温度为182.4～242.7℃,熔盐-凝结水换热器具有自防凝功能;不同机组负荷下,释热过程循环热效率在32.7%～33.9%,机组负荷对调峰系统循环热效率影响不大。研究结果可指导火电机组耦合熔盐储热深度调峰技术的工程应用。     

电锅炉与汽轮机回热系统耦合的系统设计及可行性论证

针对非供暖期蓄热式电锅炉停运,无法辅助火电机组参与深度调峰的问题,设计将电锅炉与汽轮机回热系统耦合,供暖期利用电锅炉加热热网循环水,非供暖期利用电锅炉加热凝结水,并在非供暖期可以根据机组负荷和电锅炉蓄热量,调整回热系统低压加热器的运行数量,实现电锅炉全年可辅助火电机组参与深度调峰,重点介绍了该耦合系统的设计和运行方式,以某350 MW机组配置70 MW蓄热式电锅炉为例进行换热能力计算,验证了该系统实施的技术可行性。     

超超临界二次再热机组凝结水节流变负荷技术分析

随着新能源的逐渐规模化并网,为了确保电网安全稳定运行,提高传统火电机组的调峰能力和变负荷速率成为发电行业关注的重点。本文分析了某超超临界1 000 MW二次再热汽轮发电机组的5级低压加热器回热系统特性,建立凝结水变负荷的稳态及动态模型,仿真评估凝结水节流变负荷技术的应用效果。结果表明:机组理论凝结水变负荷能力与实际系统仿真试验基本一致,可快速释放的总蓄热量为2 789~4 605 MJ,是提升机组变负荷初期速率的有效手段;二次再热机组的凝结水节流变负荷能力及机组节能效果比常规亚临界汽包炉更有优势,未来具有较强的研究意义及实用价值。     

考虑广义储能与碳捕集设备联合调峰的电力系统低碳经济调度

在运用碳捕集设备提高深度调峰机组负荷低谷时段出力的同时,采用广义储能提高负荷高峰时段的碳捕集水平,是实现碳达峰、碳中和的重要途径之一。提出考虑广义储能与火电深度调峰的低碳经济调度模型,通过引入碳捕集设备与广义储能解决机组深度调峰损耗大及负荷高峰时段碳排放量高的问题。将深度调峰机组改造为碳捕集机组,提高其深度调峰时段的出力水平;将由价格型需求响应与储能装置构成的广义储能用于调度模型中,提高负荷高峰时段的碳捕集水平;以系统总运行成本最优为目标,制定各主体出力方案。仿真结果表明,所提模型能够缓解机组深度调峰压力,提高碳捕集机组的捕碳水平,兼顾系统的经济效益与低碳性能。     

热电联产机组联合电极锅炉深度调峰性能试验研究

在国内“双碳”目标和新能源占比不断增大的背景下,电网消纳新能源对火电机组深度调峰提出了新的要求。对传统热电联产机组深度调峰研究采用的方法多为建模分析或经济性研究,较少涉及电极锅炉联合热电联产机组实现深度调峰运行工况下的调峰性能研究。以某200 MW热电联产机组为例,建立以电极锅炉代替热电联产机组抽气供热的热电联产机组联合电极锅炉深度调峰系统,实现在上网功率极低的工况下仍能保证热负荷供应的热电解耦模式,提高机组调峰深度。研究了此系统实现深度调峰的机理,并试验验证其调峰响应速度性能。研究结果表明,电极锅炉具备良好的调节性能,能够较好地匹配热电联产机组深度调峰工况运行下对功率负荷响应速度的需求。     

浅谈高压加热器管系冲蚀泄漏原因及对策

高压加热器是火电发电厂给水回热系统中的重要设备,其性能和运行可靠性直接影响机组整体运行的经济性和安全性,尤其是高压加热器。随着我国电力工业的迅速发展,高参数、大容量机组数量不断增加,部分大机组由原来带基本负荷转变为调峰机组。参数提高、容量增大,使加热器的尺寸越来越大,增加了设计、制造的难度;频繁的启停和急剧的负荷变化,使加热器的运行条件越来越恶劣。自20世纪70年代末我国大量投用200 MW、300 MW高压机组开始,高压加热器投运率低的问题就成了影响机组等效可用率的重要原因之一。高压加热器的故障停用使机组的经济性和…     

大规模新能源并网下火电机组深度调峰优化调度

当前,火电机组亟须进行深度调峰改造来提高电网大规模新能源消纳能力。文中对大规模新能源并网下火电机组深度调峰优化调度进行研究。首先,分析火电机组深度调峰成本,建立火电机组深度调峰的能耗成本、运行补偿收益以及备用容量成本的数学模型;然后,以综合运行成本最低为目标函数,建立考虑火电机组运行约束的深度调峰调度模型,并使用分支定界法求解调度模型;最后,以8台火电机组、1个风电场和1个光伏电站构成测试系统,分别从调峰深度、新能源消纳量、火电企业收益等方面对大规模新能源并网下火电机组深度调峰优化调度进行分析。算例结果表明：在文中所建优化调度模型中,火电机组深度调峰能显著提高新能源消纳量,但火电机组单位发电成本提高,火电机组效益明显下降。在当前深度调峰补偿标准下,火电机组深度调峰效益低于基本调峰。     

基于火电机组分级深度调峰的电力系统经济调度及效益分析

以风电规模化并网为背景,分析了我国现有火电机组的深度调峰能力,借鉴Manson-Coffin公式,给出了变负荷调峰下的机组损耗成本计算方法,建立了火电机组全过程调峰成本的分段函数;在全额接纳风电的基础上,以调度周期内火电机组总发电成本最小为目标,建立了基于分级深度调峰的电力系统经济调度模型。以某实际电网为研究对象,给出了不同调度策略下仿真结果,进而分析了基于等效替代的火电机组深度调峰效益。结果表明,对于算例系统,适当提高部分机组的调峰深度至额定容量的55%,可以提高整个系统的调峰效益;但是随着调峰深度的进一步增加,整个系统的火电机组深度调峰效益逐渐减小,在调峰深度大于额定容量的65%以后,深度调峰效益低于基本调峰。在规模化风电并网背景下,研究结果对制定相关火电机组参与深度调峰辅助服务的效益分析提供理论参考。     

0号高压加热器疏水方式优化

增设0号高压加热器是一种节能减排新技术。采用等效热降原理对某680MW机组进行0号高压加热器在不同负荷和疏水方式下经济性的计算,结果表明该机组0号高压加热器疏水至2号高压加热器综合经济效益最优。     

提升大型火电机组出力应对电网峰值负荷的分析

针对大型火电机组调峰问题,提出一种通过解列高压加热器、增加机组发电功率以应对电网短时峰值负荷的调峰方式。以典型600 MW等级燃煤汽轮发电机组为例,基于热力平衡原理,计算分析解列高压加热器以快速提升机组发电功率的技术、经济与安全性。计算结果表明:最高级高压加热器解列后,汽轮机蒸汽流通量加大,发电机组输出功率增加,机组净效率下降,供电标准煤耗增加。此种调峰方式锅炉输出的蒸汽流量与参数不变,不影响锅炉工质承压管道的安全;但燃煤量增加,增加了结渣风险,且要求减温水调节有一定的裕度。与采用备用机组等其他传统调峰比较,虽然短时降低了机组的经济性,但具有无需设备改造、负荷提升迅速、减少电网储备容量,节约电站建设投资等优点。     

考虑火电深度调峰的风光火储系统日前优化调度

深入挖掘火电机组深度调峰能力、实现风光火储多能互补运行是应对规模化新能源并网消纳的重要手段。提出火电机组深度调峰和爬坡成本、污染物惩罚成本、储能系统运行成本及新能源弃电惩罚成本的计算方法,建立了考虑火电深度调峰的风光火储系统日前优化调度模型。分别以风光出力最大、净负荷波动最小和系统运行成本最低为优化目标,并设定火电机组的不同调峰深度,对含高比例新能源的风光火储系统在典型日的优化调度策略进行仿真计算。结果表明：所建立的模型能够满足不同优化目标下的风光火储优化调度策略计算;通过提升火电机组深度调峰能力,可有效降低新能源弃电率。     

考虑源侧灵活性改造及可调节电热负荷的电热联合调度模型

在对电热联合系统源侧灵活性改造的基础上,协调运用电热柔性负荷以进一步增强系统风电消纳能力。建立了纯凝火电机组深度调峰运行成本、补贴及分摊模型,以蓄热罐蓄放热特性为基础建立了配置蓄热罐后的等效热电机组调节范围扩展模型,并以弃风开启的调峰电锅炉为可调节电负荷、其输出为可调节热负荷,构建了以总运行成本最小为目标、综合考虑热电机组调节范围扩展、火电机组深度调峰改造及负荷侧可控电锅炉3种弃风消纳方案的电热联合系统优化调度模型。算例分析表明,所提模型能够对3种方案的任意组合场景进行仿真,且能在利用源侧灵活性的同时挖掘负荷侧调节潜力,依次调度成本低、消纳效果好的可调度资源,实现弃风的低成本梯级消纳。     

考虑源侧灵活性改造及可调节电热负荷的电热联合调度模型EI北大核心CSCD

在对电热联合系统源侧灵活性改造的基础上,协调运用电热柔性负荷以进一步增强系统风电消纳能力。建立了纯凝火电机组深度调峰运行成本、补贴及分摊模型,以蓄热罐蓄放热特性为基础建立了配置蓄热罐后的等效热电机组调节范围扩展模型,并以弃风开启的调峰电锅炉为可调节电负荷、其输出为可调节热负荷,构建了以总运行成本最小为目标、综合考虑热电机组调节范围扩展、火电机组深度调峰改造及负荷侧可控电锅炉3种弃风消纳方案的电热联合系统优化调度模型。算例分析表明,所提模型能够对3种方案的任意组合场景进行仿真,且能在利用源侧灵活性的同时挖掘负荷侧调节潜力,依次调度成本低、消纳效果好的可调度资源,实现弃风的低成本梯级消纳。     

考虑广义储能与火电联合调峰的日前-日内两阶段滚动优化调度

随着风电等新能源并网规模不断增大,其波动性与不确定性给系统调峰带来了巨大挑战.为提高电力系统调峰能力,构建了考虑广义储能与火电机组联合调峰的日前-日内两阶段滚动优化模型.首先,该模型将需求侧灵活性负荷与实际储能共同视为广义储能资源,充分利用其快速调峰能力,与火电机组配合共同参与到电力系统的调峰过程中,减小系统的峰谷差,...     

高压加热器疏水冷却段的作用,运行和疏水水位调整

一、概述高压加热器为电厂汽水回热系统的重要热力设备,在现代大型火电机组中,回热系统设置有7～9级回热加热。大型发电机组高压加热器一般设置三个段:过热蒸汽冷却段、凝结段、疏水冷却段。本文主要讨论300MW机组卧式高压加     

二次再热机组高效灵活发电创新理论与方法

为解决二次再热机组在频繁变负荷情况下经济性能偏低、灵活性较差等问题,研究了二次再热高效灵活发电创新理论和方法。基于单耗分析方法揭示了传统二次再热机组全工况能耗分布规律,并提出5种适应电网调峰要求的典型600 ℃等级及以上的先进二次再热超超临界燃煤发电系统,分别为集成回热式小汽机新型循环、机炉深度耦合集成新循环、采用新型CO₂工质的循环、带储能的二次再热循环系统以及太阳能热互补二次再热循环系统,阐述了各循环系统的集成思路、系统特点以及对提高机组经济性和灵活性的优势。结果表明：锅炉、汽轮机、回热加热器具有较大的节能潜力;优选的集成回热式汽轮机的二次再热循环系统发电效率比基准系统煤耗降低了2.15 g/（kW·h）;提出的采用机炉耦合技术的二次再热机组在THA工况下煤耗降低高达3.6 g/（kW·h）;采用CO₂工质的火电系统在变工况下依然具有较高的效率;带储能的二次再热循环系统具有较好的灵活性;太阳能热互补二次再热循环系统节能潜力显著,达到14.73 g/（kW·h）。     

考虑火电调峰主动性与需求响应的含储能电力系统优化调度

风电等可再生能源大规模并网,对电力系统调峰能力提出了更高要求。分别从源、荷、储3方面挖掘系统的调峰能力:首先,在负荷侧利用价格型需求响应引导用户主动参与负荷调整,降低系统峰谷差;然后,在考虑火电机组调峰成本与调峰补偿的基础上,加入火电机组调峰主动性约束,该方法利用经济手段提高了火电机组主动调峰的意愿,为风电上网挤出空间;其次,在火电厂侧配置储能设备辅助调峰火电机组共同参与到系统的调峰辅助服务中,相当于增加了火电机组调峰深度;最后,以系统经济性最优和弃风率最小为目标函数,构建了考虑火电深度调峰主动性与需求响应的含储能电力系统优化调度模型,并给出算例分析,验证所提模型提升了系统调峰能力以及促进了系统对风电消纳。     

提升火电机组灵活性改造技术方案研究

针对目前“三北”地区采暖期电负荷与热负荷需求不平衡日益加剧,火电机组在供暖期参与深度调峰热电解耦需求十分迫切的问题,从技术路线及方案适用范围等方面对提升火电机组灵活性改造的技术方案进行了详细地分析与研究,并针对具体工程确定了热水储热系统和电锅炉系统的工程设计方案。通过分析表明,热水储热系统、电锅炉系统及减温减压系统供热方案均能够在一定程度上提升火电机组的运行灵活性,增加机组调峰深度,不同方案有其各自的适用范围。     

300 MW火电机组调峰运行经济性分析

通过对国产３００ＭＷ机组在低负荷运行、高压加热器停运等变工况下的热力计算,定量分析了３００ＭＷ机组的调峰能力及经济性变化,并与中、小型机组调峰的经济性作了比较,分析结果表明３００ＭＷ机组通过低负荷运行及切除高压加热器参与调峰,不仅运行操作简单,而且具有较好的经济性。     

考虑附加成本的燃气机组深度调峰及电力系统能源效率

由于新能源出力的随机不确定性及源荷分布的不平衡,区域电力系统的调峰压力日益加大,利用燃气机组深度变负荷能力进行调峰是解决该问题的一个思路。分析了中国现有燃气机组的调峰能力,针对燃气机组深度变负荷调峰与启停调峰这两种深度调峰方式,研究了燃气机组深度变负荷调峰过程中的附加成本,提出了其参与系统调峰控制的全过程调峰成本。在全额接纳风电的基础上,以系统发电成本最小为目标,建立了考虑燃气机组附加成本的电力系统经济调度模型。进而从经济、社会、环境角度建立电力系统能源效率指标,评估燃气机组参与深度调峰的经济性与可行性。以某实际电网为实例进行仿真验证,结果表明综合考虑系统能源优化与环境因素,在非采暖期采用燃气机组深度调峰具有合理性;同时需要建立考虑燃气机组附加成本的经济调度机制,以提高电力系统的整体能源效率。