电站低温余热回收工艺热经济性分析

针对电站低温烟气和乏汽余热的特点,提出了采用低压省煤器与第一类吸收式热泵集成回收低温余热的工艺方案,以某150 MW机组的额定纯凝(THA)和额定抽汽2种工况为基准分别对烟气、乏汽及系统进行余热回收计算,结果表明:采用低温余热回收工艺方案后,2种工况下,机组发电功率分别增加了2.37 MW,2.97 MW,循环热效率分别增加了0.51%,0.60%;冷却塔中循环水量减少,热负荷降低,有利于节约用水。     

基于神经网络的燃气–超临界CO_(2)联合循环变工况特性快速预测及优化EI北大核心CSCD

燃气–超临界CO_(2)联合循环清洁高效、结构紧凑,因系统部件中间容积较小,变负荷调节速率较高,具有良好的灵活性,通过其快速变负荷运行有利于大规模消纳可再生能源电量。该联合循环采用具有超–跨串级结构的超临界CO_(2)底循环实现燃机余热梯级利用。为解决其快速变负荷中循环特性快速预测及优化问题,该文提出基于面心立方设计和反向传播神经网络的变工况特性求解方法。采用粒子群优化算法确定该联合循环变负荷过程的最优滑压运行策略。结果表明:基于神经网络的循环变工况特性预测方法具有良好的精度,并有效缩短仿真计算时间。与流量比例调节法对比,最优滑压运行策略使循环变工况过程具有更优的循环效率及可行运行区间,可以快速准确地为燃气–超临界CO_(2)联合循环提供变工况运行参考。     

进气加热对燃气-蒸汽联合循环性能影响

以某200 MW级燃气-蒸汽联合循环机组为研究对象,利用余热锅炉尾部烟道废热加热给水并通过气-水换热器提高压气机进口空气温度,采用Aspen Plus模拟计算进气加热系统投运前后联合循环参数变化,分析空气进气加热对机组性能影响。研究结果表明,压气机进口空气温度由12.5 ℃提高至35 ℃时,50%、75%、87%负荷下燃机负荷率分别提高0.08、0.12、0.15,燃料消耗量分别降低0.11 kg/s、0.13 kg/s、0.10 kg/s,联合循环效率分别提高1.04%、1.03%、0.73%。95%负荷下燃机负荷率由0.95增大至1.00后保持不变,联合循环效率先增大后减小,100%负荷下燃机负荷率保持1.00不变,联合循环热效率持续降低。     

高参数燃气轮机与超临界二氧化碳联合循环系统热力性能分析

构建高参数燃气轮机与超临界二氧化碳(S-CO₂)联合循环模型，并开展热力性能分析。顶循环采用燃烧室排气温度为1 800℃的高参数燃气轮机，底循环采用S-CO₂朗肯双透平循环，同时采用三级烟气加热和两级透平排气回热；通过惩罚函数法，得到优化后的联合循环工况下的参数和热力性能，分析了高参数燃气轮机顶循环和S-CO₂朗肯底循环主要参数对联合循环性能的影响规律。结果表明：在燃气轮机压比为35.5，燃烧室出口温度为1800℃时，联合循环热效率可达68.61%，燃气轮机与S-CO₂朗肯循环效率比燃气-蒸汽联合循环提高2.3百分点。     

中小型燃气–蒸汽联合循环系统的部分回热调控方法

现代中小型燃气轮机相对具有较高的透平排气温度,而与之相匹配的底循环通常为单压或双压蒸汽动力系统,难以实现透平排气的高效、灵活热功转换。为提升该类燃气–蒸汽联合循环供能系统高效灵活性,提出回热可调控的燃气轮机联合循环系统(recuperative control,GTCC-RC),在全工况范围调节顶、底循环功比。以50MW级燃气轮机为例,以常规燃气-蒸汽联合循环系统为基准,设计GTCC-RC系统,并从?损失和热效率的角度进行全工况性能分析,提出系统的全工况最佳调控策略。案例研究表明：GTCC-RC提升了燃气轮机?效率。随着回热比例增加,燃料输入量减少。回热调控提升了案例联合循环系统的热效率和灵活性。与没有回热的基准系统相比,GTCC-RC系统调峰深度增加6.51%,联合循环热效率相对提升达6.47%。     

超临界CO_2分流循环及联合循环的热力学分析

针对一台设计工况下输出功为1MW的CO_2透平,在不同的超临界CO_2循环模式下进行计算分析,发现带回热循环的性能大大优于简单循环,效率相对于简单循环提高了一倍多。并发现引入分流在一定分流比范围内能够提高系统的循环热效率,而当分流比过小时反而会使系统循环性能恶化。为了更好地利用有机朗肯循环(organic Ranking cycle,ORC)吸收CO_2循环的余热,还对ORC的优化运行模式进行了研究,分析了过热度和热源出口温度的影响。最后,将CO_2循环和ORC进行耦合,分析了不同分流比下联合循环和单一循环的性能差异,发现联合循环能在单一循环的基础上提升效率至少2%,并且当ORC窄点在耦合换热器预热段之间时,联合循环对系统性能有更大的提升。     

基于变背压改造的燃气-蒸汽联合循环变工况性能优化

为了优化燃气-蒸汽联合循环变工况性能,本文对常规燃气-蒸汽联合循环系统进行改造,提出了一种变背压改造方法。改造系统在常规联合循环机组的余热锅炉尾部烟道布置引风机,以此降低机组部分工况下的燃气透平背压。以S109FA燃气-蒸汽联合循环作为参比机组,通过对参比机组和改造机组建模,采用等透平入口温度+燃料调节运行策略,分析并比较了二者的变工况性能。结果表明:与参比机组相比较,改造机组部分负荷下的顶、底循环效率均有所提高,联合循环负荷在84%~35%时,顶循环效率提高0~2.7百分点,底循环效率提高0~3.0百分点,联合循环的效率也相应提高,增幅为0~2.5百分点。变背压改造系统可以充分利用IGV流量调节,并提高相应流量下的燃气初参数,为燃气-蒸汽联合循环电站高效改造及运行提供了技术借鉴。     

双流体有机朗肯循环系统热力性能分析

为提高有机朗肯循环(ORC)的净输出功率和热效率,提出了双流体有机朗肯循环系统;选择高温循环工质R245fa分别与3种低温循环工质R134a,R152a和R236fa进行组合;采用REFPROP及MATLAB软件进行计算,比较3种组合方式下系统的热力性能。结果表明:高、低温循环工质分别为R245fa和R152a时,系统热力性能优于其他2种组合方案,其所对应系统的最大净输出功率、热效率、火用效率分别为35kW,7.67%和62.53%,高温蒸发温度为417K;系统净输出功率的变化幅度大于热效率和火用效率;系统净输出功率随低温蒸发温度的升高而增大;过热度对系统热力性能的影响较小,说明无需增加过热度来优化系统。     

单循环燃机电站进气冷却系统设计探讨

单循环燃机运行在高气温条件时,满负荷工况下发电功率和热效率均快速下降。通过设置进气冷却系统,既可以利用燃机排放烟气的高温热能,又可以显著提升发电功率和全厂净效率。因进气冷却系统增加的投资费用,4～6年即可收回成本。     

基于深度强化学习的有机朗肯循环内燃机余热回收系统瞬态优化控制EI北大核心CSCD

有机朗肯循环因其热效率较高、部件成熟的优点,被认为是目前主流的内燃机余热回收技术。然而由于实际道路工况的复杂多变,给余热回收系统在瞬变工况下的安全高效控制带来了巨大挑战。为此,该文提出基于深度强化学习的控制方法,通过线下学习优化控制结合线上做决策解决此问题。建立经过实验验证的跨临界有机朗肯循环动态仿真模型,作为深度强化学习的训练环境,进而学习到安全的优化控制策略。仿真结果表明:深度强化学习控制器相比于传统PID恒温控制器(控制膨胀机进口工质温度为定值),可将系统始终控制在更安全和高效的状态;且在未经训练的瞬态波动热源条件下,深度强化学习控制器表现出了较好的外推泛化性能。研究结果证明深度强化学习对瞬态工况下的热动力循环优化控制具有非常可观的潜力。     

燃气轮机热管型进气冷却系统的设计及性能分析

针对燃气-蒸汽联合循环(联合循环)机组出力随环境温度升高而下降的问题,设计了1种新型燃气轮机(燃机)进气冷却系统,即利用热管型溴化锂吸收式制冷机(溴冷机)回收余热锅炉排烟余热制冷,以降低燃机进气温度。对余热锅炉排烟(简称排烟)流量及温度变化对联合循环机组性能影响的分析表明,加装热管型溴冷机的燃机进气冷却系统可使燃机进气温度下降10～15℃,联合循环机组年净增发电量约20000MW.h。在环境温度一定的条件下,随着排烟温度的增加,燃机进气温降幅度也不断增加。     

氨朗肯循环间接空冷系统运行优化与生命周期评价

兼顾汽轮机排汽冷却性能,联合利用汽轮机排汽潜热、低温烟气余热和环境冷能资源,提出氨朗肯循环间接空冷(氨间冷)系统,以氨间冷机组总功率最大化为原则,建立变工况特性下汽轮机最佳排汽压力的计算模型,优化分析不同环境气温下的最佳排汽压力。依据运行状态优化结果,以600MW直接空冷(直冷)机组参数、蒙东某厂气温分布特性为基准,采用全生命周期法定量对比评估氨间冷机组与直冷、间接空冷(间冷)机组的环境影响负荷和成本,结果表明对于1MW×h功能单元,氨间冷机组环境影响负荷和全生命周期成本分别为181.85′10~3m P_(ET,2000)、403.73元/(MW×h),较直冷机组201.69′10~3m P_(ET,2000)、439.02元/(MW×h),间冷机组198.92′10~3m P_(ET,2000)、438.39元/(MW×h),可降低供电煤耗31.2和27g/(k W×h)。结果可为氨间冷系统运行优化和技术经济分析提供理论依据。     

西门子9F联合循环机组自启停功能的应用

浙江萧山发电厂400MW西门子9F天然气单轴联合循环发电机组,经过设计、组态和调试,实现从设备全停状态到联合循环带60%负荷一键启动以及从额定负荷到设备全停的一键停机功能,具有高度的自动化水平,能实现燃机快速响应。     

三菱M701F4燃机转子冷却空气系统优化研究

大唐绍兴江滨天然气热电联产工程采用国内首套三菱M701F4型单轴燃气蒸汽联合循环机组,为目前国内单机容量最大、热效率最高的9F级联合循环机组之一。本文对燃机转子冷却空气余热利用系统进行了深入研究,对冷却器型式进行了综合比较和优化选择,同时对水侧系统方案进行了优化,最终提高了机组的额定发电量和热效率,降低了工程造价,产生了较好的经济效益。对国内外"一拖一"和"二拖一"等联合循环机组的设计均具有较高的借鉴和参考意义。     

基于国际标准ISO2314的联合循环机组热力性能试验研究

机组性能考核试验是为了准确考核机组在合同规定条件下,各种工况下机组的输出功率和热效率是否满足合同规定下各种工况的性能保证值.基于ISO2314:1989/AMD1的燃气-蒸汽联合循环机组性能试验标准,从试验目的、试验边界划分、试验步骤、性能计算与结果修正等方面进行分析,结合实际燃机工程的性能试验实施,通过试验过程及数据...     

顶底循环参数对燃气–蒸汽联合循环全工况性能影响分析

基于现有燃气轮机机组,对于给定透平初温,重新划分顶循环与底循环的能量利用区间与比例,分析与三种常见底循环参数相匹配的燃气–蒸汽联合循环全工况性能。以PG9351FA燃气轮机为顶循环的联合循环机组作为基准机组,研究了3个案例机组的全工况性能(PG9351FA燃气轮机匹配底循环初参数为567.5℃;压气机设计压比提高为18匹配底循环初参数为538℃机组;压气机设计压比降低为12.73匹配底循环初参数为603℃机组)。研究结果表明:提高压气机设计压比,其全工况性能优于基准机组,并且具有良好的变工况性能,效率比基准机组提高幅度为0.03%~0.42%,然而其出功降低幅度为1.66%~2.72%;降低压气机设计压比,其全工况性能劣于基准机组,效率降低幅度为0.20%~0.39%,然而其出功增加,增加幅度为1.19%~3.27%。通过对顶循环与底循环的?分析发现联合循环整体性能的主要取决于顶循环,提高顶循环的热力学完善程度更有利于提高联合循环的全工况性能,对于底循环无需追求高参数;并且对于同一燃气透平入口温度,如果设计工况下联合效率较高则在全工况条件下效率也较高。因此,对于追出功的地区可以按照最佳比功来选择设计压比,然而对常参与调峰的机组可以选择压气机设计压比较高的机组。并且对于同一燃气透平入口温度,如果设计工况下联合循环效率较高则在全工况条件下效率也较高。因此,对于追求大出功的地区可以按照最佳比功来选择设计压比,然而对于经常参与调峰的机组可以选择压气机设计压比较高的机组。     

联合循环电站低负荷烟气成分控制对策研究

联合循环电站采用的重型燃气轮机在启动以及低负荷阶段普遍存在冒黄烟现象,其中承担调峰工作的机组问题尤为突出。初步判断,冒黄烟是由于低负荷工况下烟气中NO2含量升高所致。为进一步理清燃气轮机黄烟生成机理,有效地控制低负荷工况下烟气中NO2含量,以GE公司6F.03燃机为研究对象,针对燃机启动阶段,采用现场烟气测试的方法对余热锅炉内部不同位置烟气成分进行监测,并对比分析黄烟生成的影响因素,最后从燃机侧和余热锅炉侧提出了重型燃气轮机抑制黄烟的对策及治理措施。     

变冷凝环境条件下基于准二级膨胀单螺杆膨胀机的有机朗肯循环性能优化EI北大核心CSCD

冷凝环境条件的季节性变化会对有机朗肯循环系统的性能和膨胀机的运行工况产生重大的影响。采用新型准二级膨胀单螺杆膨胀机是确保有机朗肯循环系统实现跨季节高效运行的有效举措。该文通过建立准二级膨胀单螺杆膨胀机和变冷凝环境条件下有机朗肯循环系统的耦合模型,揭示了冷凝环境条件、准二级膨胀单螺杆膨胀机的性能和有机朗肯循环最佳工况点之间的关联机理。同时,对准二级膨胀单螺杆膨胀机的内容积比进行优化分析。结果表明:引入速度膨胀过程可以降低膨胀机的最优内容积比,提高膨胀机的最佳等熵效率,其中最优内容积比从6.0降低到4.86,此时对应的最佳等熵效率从0.679增加至0.692。循环净功率和净效率均存在最优值,当湿球温度为5℃,内容积比为4.0时,循环净功率最高达13.87kW,内容积比为8.0时,循环净效率最高达12.66%;利用准二级膨胀单螺杆膨胀机可以显著提升变冷凝环境条件下有机朗肯循环系统的性能,系统最大净功率和最大净效率分别提升了4.51%和0.59%。     

两段式水煤浆气化炉负荷变化对IGCC系统性能的影响

采用ThermoFlex软件建立了基于两段式水煤浆气化技术的200MW级整体煤气化联合循环(IGCC)系统模型,研究了气化炉负荷变化对燃气轮机组、汽轮机组和IGCC系统性能的影响。结果表明,气化炉在较高负荷(100%、90%)工况下运行时,提高其二段给煤率γsc可以提高主蒸汽和再热蒸汽温度,降低厂用电率,使系统发电效率和供电效率得到提高;气化炉在低负荷(80%、70%、60%)工况下运行时,其γsc的变化对燃汽轮机(燃机)入口温度、排气温度、燃机发电率的影响较小,IGCC系统发电效率和供电效率随二段给煤率的升高呈先升高后降低的趋势,此时系统性能优势不明显。     

基于SIS的燃气-蒸汽联合循环机组在线性能计算的研究与应用

基于火力发电厂厂级监控信息系统(SIS),并根据DL/T 904-2004《火力发电厂技术经济指标计算方法》中规定的燃气-蒸汽联合循环机组主要经济性指标,对M701F型燃气-蒸汽联合循环机组进行了在线性能计算.针对无燃气轮机(燃机)排气流量测点的机组提出了采用余热锅炉热平衡计算方法计算燃机排气流量等在线计算方法,将计算结果与设计工况下的指标进行比较,其相对误差＜1％,表明基于SIS的无燃机排气流量测点的机组在线性能计算方法能够实时准确地反映机组的实际运行工况.