基于结构理论的燃料价格波动对火电机组热经济性的影响研究

阐述了热经济学结构理论并以某600MW火电机组为例,绘制出热力系统的物理结构图和生产结构图,建立了基于燃料-产品定义的热经济学模型和炯成本模型.针对各个组元建立了特征方程,分析了各个组元的(火用)耗特点;定量分析了机组在额定工况下燃料价格变化对各个设备的热经济性及发电成本的影响.研究表明:煤价是影响发电企业发电成本的主要因素,系统生产过程前端组元的热经济学成本变化率比位于生产过程后端的组元小,因此燃料价格上涨对位于系统生产过程中末端组元的影响更大.     

1000MW超超临界二次再热机组热经济学分析

以1000MW超超临界二次再热机组为热经济学研究对象,将热力系统划分成若干个子系统,并绘制出机组热力系统的物理结构图和生产结构图,然后对其进行火用经济学分析,并指出了系统需要优化改进的组件。对设计条件下的单位热经济学成本构成计算,热力过程的成本形成和分布规律进行了深入的分析,揭示了能量损失具有不等价性。结果表明:该方法与传统分析方法相比,能够更加准确合理的评价机组的节能潜力,为其他大型火电机组及相关的复杂能量系统运行的经济性分析和优化改造提供了更加有效的方法。     

大型汽轮机闷缸过程中汽缸温度场及热变形数值仿真研究

为应对汽缸进水、转子热弯曲变形等汽轮机故障,工程上通常采用汽轮机闷缸措施。采用大型有限元仿真软件ANSYS对600MW火电机组高中压缸及转子进行三维建模,针对闷缸状态下汽缸与转子主要以辐射换热和热传导为主的换热情况,进行大型结构体超大规模网格划分条件下的传热计算。建立的转子-汽缸换热模型计算得出了汽轮机正常闷缸过程中的温度场分布及其随时间变化规律,并结合结构力学分析了闷缸过程的转子-汽缸的应力场分布和变形规律,为掌握汽轮机闷缸过程中温度和变形情况提供了重要参考。     

某电厂600MW机组差胀、振动故障诊断及处理

某电厂600MW机组存在临界转速下高中压转子相对轴振过大、工作转速下高中压转子相对轴振偏高问题以及高中压缸胀差变化问题。通过分析实测振动数据,诊断高中压转子临界转速及工作转速下相对轴振偏大原因为转子存在严重的一阶质量不平衡,采用现场高速动平衡技术,使机组振动达到优良水平。此外,诊断高中压缸胀差变化的原因是传感器失效所致,现场检查验证了故障诊断的正确性。     

300MW联合循环汽轮机高中压外缸制造技术研究——机械加工与水压试验

文章以高碑店项目联合循环机组生产试制为背景,详细介绍了300MW联合循环机组高中压外缸的结构特点,并在此基础上对高中压外缸进行工艺性分析。同时,文章阐述了高中压外缸加工中的各项技术难题,并提出了相应工艺措施,实现了高碑店联合循环机组高中压外缸经济、高效加工;提出水压试验堵板新结构以实现缸体内堵板预紧,设计了详细的升、降压曲线,实现了高碑店联合循环机组高中压外缸水压试验一次成功。     

300MW汽轮机高中压转子振动分析诊断及处理

针对某电厂一台300MW汽轮发电机组进行刷式汽封改造后,机组在启动过程中高中压转子多次因一阶临界转速振动超标,机组无法定速的振动故障,描述和研究了高中压转子振动特性,分析了该机组高中压转子的振动原因,制定了保证高中压转子安全的前提下进行振动磨合的运行方案,在摩擦故障消除后,通过对高中压转子进行现场动平衡,消除了振动故障,保证了机组的安全稳定运行。     

600MW超临界汽轮机调峰运行过程中高中压转子疲劳寿命分析

通过对某600MW超临界汽轮机高中压转子全尺寸有限元建模,根据机组实际工况的运行数据进行变工况热力计算得到准确的热力边界条件,求解不同变工况下高中压转子内部实时的温度场和应力场。计算结果表明高中压转子调节级、中压缸第一级的叶轮根部为整段转子的应力集中点。该型机组采用中压缸启动方式,冲转参数、切缸操作不当会导致调节级、中压缸第一级产生较大的寿命消耗。蒸汽温度变化的幅度和速率直接影响转子应力集中点的应力峰值大小,但是在一定范围内的温度变化对转子寿命的影响较小,在实际运行中是可以允许的。     

超临界600MW等级汽轮机高中压整体内缸研究

主要介绍了上海汽轮机厂超临界600MW等级汽轮机高中压整体内缸技术方案。新型内缸整合了高中压模块的主要部套,改善了高、中压平衡活塞结构,改变了喷嘴连接形式,优化了蒸汽室型线,并通过CAE分析严格考核了恶劣工作环境下内缸的强度、刚度、密封及蠕变特性。实践表明,新的结构使机组高中压模块得到了精简,缩短了安装检修工期,降低了工艺成本,极大地提高了机组运行的经济性。     

核电汽轮机高中压转子弯曲故障评估及处理系统

研究HN1089型百万千瓦级核电半转速饱和蒸汽汽轮机轴系的动不平衡响应特性,首次建立高中压转子现场弯曲故障的评估及处理系统。采用转子动力学专业分析软件ARMD,先计算支撑轴承的静、动特性的性能参数,其次采用应变能法对轴系的带空腔焊接转子进行模化,并计入减振弹簧基础的参振质量和刚度,建立基础-轴承-转子的动力学模型计算轴系的动态特性。现场实测轴系固有频率结果与计算结果基本一致,证明模型正确。计算高中压转子加配重时轴系的振动响应与自身一阶振型弯曲时的振动响应,发现加重响应敏感性远低于同容量的火电机组,仅当高中压转子重心处弯曲值不超过0.06mm时,可以采取不揭缸在线安装最大质量配重螺钉的方式处理弯曲故障,但此时在线偏心传感器已无法正确评估该类弯曲故障的影响。借助该型汽轮机高中压缸特有的中间轴封体连接管孔,通过电涡流传感器可以测量转子实际弯曲度,并建立评估现场不揭缸动平衡处理可行性的系统,为快速决策高中压转子现场弯曲故障的处理提供重要参考。     

过桥漏汽量的测量及其对热经济性的影响

针对芜湖电厂125MW机组,介绍高中压缸过桥漏汽量的测量方法及考虑轴封漏汽影响后中压缸通流效率的计算方法,并运用等效热降法分析高中压缸过桥漏汽对机组热经济性的影响。     

不可逆损失方程在热经济学结构理论中的重要作用

热经济学是热力学与经济学得交叉学科,目前,热经济学结构理论普遍应用于火电机组的故障诊断,此文推导了热经济学结构理论中的不可逆损失方程,并指出了此方程在进行故障和障碍分析中的重要作用,为以后运用结构理论进行热经济学故障诊断提供了方便。     

基于乙醇胺碳捕集及氨法脱硝的太阳能-燃煤机组热力系统热经济性分析

针对火电机组燃烧后碳捕集解吸能耗及脱硝系统液氨蒸发器蒸汽消耗对燃煤机组热力性能影响的问题,研究醇胺法吸收CO2的机理,建立CO2解吸能耗模型;研究液氨脱硝机理,建立蒸汽消耗模型。提出以太阳能热为碳捕集系统解吸提供热源、机组抽汽为脱硝系统提供热源的一体化集成系统。基于热经济学结构理论,建立集成系统中组件的热经济学成本数学模型;研究系统中各组件成本增长的原因及燃料价格波动对组件性能的影响。研究结果表明:乙醇胺吸收剂解吸能耗为4.5 MJ/kg CO2;脱硝系统蒸汽消耗为0.25 t/h;集成系统的热效率比原系统提高1%;组件效率及组件比不可逆是影响集成系统中组件单位成本的主要因素;热经济学成本主要影响因素为比不可逆成本和设备投资成本;影响太阳能集热场热经济学成本的主要因素为太阳能集热场投资成本、比负熵成本和比不可逆成本;煤价波动对发电成本的影响较大。     

火电机组的热经济性分析

为进行整个火电机组的能量系统热经济性分析及考察其组元变化的影响，提出了以热经济学和边际成本概念为基础的热经济性分析方法。对复杂能量系统主要以功能划分后形成的组元，考察其组元的输出炯流变化引起整个系统的能耗变化，可以通过边际炯成本、单位炯成本和组元产品的函数来表达，来衡量整个系统所有组元的输出炯流变化对系统外部输入燃料的影响，便于火电机组的运行经济状态动态评估。通过300MW机组主蒸汽参数变化的计算表明：参数变化时将引起系统的煤耗增加，降低了经济性，因而从本质上进行了热经济性的全面综合分析，以优化机组运行，进行性能诊断。图1表2参10     

某300MW亚临界机组高中压转子裂纹的故障诊断

针对某300MW亚临界机组高中压转子在运行过程中出现振动值逐渐增大的问题,通过对高中压转子的历史振动数据进行分析,判断高中压转子存在扩展式弯曲故障。现场对高中压转子平衡后,短时间内振动状态恶化,诊断为高中压转子出现裂纹。及时停机揭缸检查,发现高中压转子高压第一压力级前的应力释放槽存在裂纹,避免了断轴毁机的安全事故,具有一定的借鉴意义。     

超临界机组高中压缸布莱登汽封改造与节能

介绍日立技术生产制造的超临界压力机组,针对高中压缸汽耗损失较大、效率偏低的情况,进行布莱登汽封改造,探索提高高中压缸工作效率的方法.     

基于高温熔盐储热系统的火电机组深度调峰方案对比及分析

为构建以新能源为主体的电力系统,亟须提高火电机组灵活性,火电机组与熔盐储热系统进行耦合能够强化调峰灵活性和调峰经济性。本文以某670MW电厂为依托,基于Ebsilon对该机组的4种熔盐—火电耦合系统改造方案进行仿真计算,并对比分析了各种方案的热力性能、调峰性能、环保性能及改造难度。结果表明：高温熔盐和低温熔盐储热组合方式有效克服了单种熔盐工作温度受限的问题,能够增强燃煤机组的调峰能力和循环效率;配置电加热器后熔盐能够以目标温度存储于热罐,热电转化效率得到提高,还额外平抑了部分可再生能源的不稳定性;通过低压缸零出力管道进行中压缸排汽蓄热和电加热提温的方案改造量最小、控制方式最为成熟灵活,能够兼顾调峰调频、节能环保和改造难度等方面的需求。     

空冷200MW高中压缸的设计开发研究

针对空冷200MW机组高中压缸的设计难点,详细介绍了其结构开发过程,并以有限元分析为主要分析手段,对该机组高中压缸设计开发中的主要课题进行了全面分析,其中包括:强度计算、刚度分析及优化,以及密封考核,从而确保该机组具有良好的安全性能。     

抑制汽轮机转子渐进式弯曲的阻弯动平衡方法

针对国内几十台汽轮机高中压合缸转子的渐进式弯曲故障,探索抑制高中压转子渐进式弯曲的方法。以某电厂1台高中压转子为例,建立该转子的动力学模型,研究不同平衡方案下该转子的动载荷与弯矩分布,结果表明:在转子中部增加足够配重能有效抑制渐进式弯曲的继续发展,并且建议在高中压转子中部所加配重占总配重的80%以上,尽量减小转子中部高温区域的截面弯矩。在此基础上,提出抑制或阻止高中压转子渐进式弯曲的阻弯动平衡方法。实践证明,该方法实施效果显著,有效地阻止了多台机组高中压转子渐进式弯曲的发展。     

低压缸切缸改造后转子渐变式弯曲故障诊断

低压缸切缸改造是提高机组热电效率、降低热电耦合的典型方法。然而火电机组在参与调峰过程中工况的大范围变化、设计制造时未考虑切缸改造等因素,可能导致机组轴振的爬升。针对某厂切缸改造后的实际轴振超限案例,分析认为振动异常的原因为新低压转子运行中随着残余应力释放而发生渐变式弯曲故障,通过现场动平衡方法实现了降低振动幅度的目标。实践证明该方法有效解决了振动异常问题,为供热改造机组故障诊断与处理提供有益参考,具有重要的实际意义。     

国产引进型300 MW汽轮发电机组汽机优化工作和高中压缸改造的可行性分析

通过组织实施《#1机组热力系统优化》、《#2机组热力系统优化》二个技改项目和《高压缸排汽温度高原因分析》和《汽轮机高中压缸改造的可行性评估》二个科技项目,大幅度提高了机组的经济性。对汽轮机高中压缸改造的可行性进行科学的评估,得出重要结论。