国产超临界直接空冷机组冷端性能特性的研究

空冷岛运行优化中,需要将汽轮机、空冷凝汽器及空冷岛风机的特性综合起来进行分析。在综合直接空冷机组冷端各个组成部分,包括空冷凝汽器、低压缸至空冷凝汽器之间排汽管道及空冷岛风机特性的基础上,建立汽轮机排汽背压与空冷岛风机转速的特性关系,为空冷岛运行优化计算创造了条件。     

防风网对空冷岛换热效率的影响及防风网优化

以国内蒙达电厂600MW直接空冷机组为例,针对当前直接空冷机组运行中的突出问题——环境风的不利影响,利用CFD数值模拟软件Fluent,对空冷岛外部流场进行数值模拟.针对环境风的影响,在空冷岛挡风墙下延方向加装防风网.分析典型风向下,加装不同高度及开孔率的防风网对空冷岛换热性能的影响,从而对防风网进行优化.通过研究发现加装防风网后能有效地抵御环境风的影响,提高直接空冷岛的换热效率.     

300MW直接空冷机组背压控制策略

针对大型直接空冷机组在夏季高温、大风天气等非正常工况下无法高负荷运行、背压越限机组跳闸等现象,对目前国内大型直接空冷机组现有的非正常工况下背压控制方案进行了研究,结合调兵山煤矸石发电公司及其他同类型机组的改造应用案例详细分析论证各方案的利弊,根据自身特点,提出了300MW空冷岛直接内部混合喷淋改造的策略,对于大型直接空冷机组背压控制具有应用借鉴意义。     

环境风工况下直接空冷机组加装进风扩压装置的性能分析

减弱或消除环境风对直接空冷凝汽器性能的影响对于保证其安全和经济运行具有十分重要的意义。以某电厂600MW直接空冷机组为例,设计了一种应用于空冷单元的进风扩压装置,建立了空冷单元和加装进风扩压装置空冷单元几何模型,基于CFD软件进行数值模拟。计算结果表明,所设计的进风扩压装置能有效降低各风机入口的平均温度,提升风机性能,增加了风机进风量。在环境平均风速6m/s的情况下,可使风机进风量增加63kg/s。环境风工况下,加装进风扩压装置使得空冷凝汽器的换热性能得到提升,当环境风速9m/s,机组换热效率提高3%。     

峡谷效应下直接空冷机组高背压成因分析及空冷岛数值模拟

直接空冷机组容易受到环境因素的影响。应用于山谷地带的直接空冷机组,其空冷岛由于处于两侧山峰之间,常年受到"峡谷效应"的影响,在夏季高温环境下,会造成在相同环境温度时机组比同类型机组的背压高的现象。以处于山谷之间的某电厂为例,使用Gambit软件建立处于山谷之间的空冷岛模型并划分网格,使用Fluent软件对直接空冷岛与两侧的山峰进行数值模拟,具体分析机组高背压的成因,并探究环境风速变化时对直接空冷换热能力的影响。模拟结果表明:"峡谷效应"使风速提高,前排风机入口处存在回流现象,后排风机比前排影响要小,空冷岛顶部速度在2m/s风速时比4m/s风速时分布的更加均匀,随着风速增加,风机功率逐渐下降,4m/s的风速时风机的功率下降35.7%。     

600MW直接空冷机组空冷岛最佳高度的数值模拟

利用CFD软件采用simple算法和k-ε湍流模型对某600MW直接空冷机组空冷岛的外部流场进行数值模拟,分析了不同风速下不同空冷岛平台高度对凝汽器换热效率的影响,提出了最佳空冷岛平台高度,为进一步完善空冷岛的结构设计提供了理论参考。     

汽机平台高位布置对空冷岛性能数值模拟

汽轮机平台高位布置可有效降低蒸汽初温提高带来高温管道投资费用。对于直接空冷机组,其空冷岛性能与汽机房布置、环境因素等紧密相关。因此,以某2×600MW直接空冷机组为例,采用CFD软件分析汽轮机平台高度对空冷岛性能的影响。结果显示:有利风向下汽机平台高度变化对平台总换热量影响很小,不利风向下汽机平台高度变高使平台总换热量下降。并研究分析了汽机平台高位布置时,不同风向和不同风速下空冷岛性能变化。结果与常规布置性能变化曲线进行对比。炉后来风换热量相对于有利风向降低26%;风速增大时,汽机平台高位布置流量和换热量均随风速增大而降低。本研究为汽轮机平台高位布置的空冷凝汽器布置提供理论依据。     

锅炉侧面来风对空冷机组换热效率的影响

环境风特别是横向环境风会引起热风回流,造成空气凝汽器换热恶化,影响直接空冷机组的安全、经济性运行。以国内某电厂300MW直接空冷系统为例,利用Fluent软件,针对锅炉侧面风给直接空冷机组带来的不利影响,对空冷岛外部流场进行了数值模拟研究。主要分析了锅炉侧面来风的不同风速下空冷平台流场情况,研究了锅炉侧面风在对空冷风机冷空气吸入量和空冷凝汽器换热性能的影响。     

环境风对空冷岛换热性能影响的分析及其改善措施

利用CFD软件,采用分步建模的方法对某2×300MW直接空冷凝汽器进行了数值模拟.分析了不同风向和风速对空冷岛外部流场和空冷凝汽器换热效率的影响.找出了环境风影响下热风回流和空冷单元风机出力降低的原因.空冷岛安装防风网,其换热性能会受到防风网的影响.结果表明,低压区的形成是导致热风回流和风机出力降低的主要原因;加装防风网可以有效改善风机入口流场,在风速为9m/s时,可以提高风机容积效率8.5％.     

主导风向对直接空冷凝汽器换热效率的影响

采用SIMPLE算法和k-ε模型,对2台600 MW直接空冷机组的空冷岛外部流场进行了数值模拟,分析了不同主导风向对空冷岛外部流场及空冷凝汽器换热效率的影响,探索了机组换热效率最高及最低时主导风向的范围.结果表明:在同一主导风向下,风速越大,换热效率越低,当风速从3 m/s增大到9 m/s时,换热效率降低了14.3%;在相同风速条件下,当主导风向与空冷平台夹角成135°～150°或者30°～45°时,空冷凝汽器的换热效率最高,当风向角在270°附近时,效率最低,两者效率之差达8.7%.     

直接空冷机组经济背压计算模型及其应用

基于直接空冷机组的过程机理,建立了一个经济背压计算模型,分析了背压变化对发电机端功率和风机电耗的影响.以某300MW直接空冷机组为研究对象,借助所建模型计算了不同负荷下背压变化所产生的发电量收益,得到了经济背压随负荷的变化趋势.结果表明:直接空冷机组的经济背压随负荷升高而升高;不同负荷工况下,直接空冷机组运行在经济背压下的收益不同;在低负荷下运行时,优化背压参数,使其运行在经济背压下,所产生的发电量收益最为显著.     

不同风温下600MW直接空冷机组风机运行探讨

对某600MW直接空冷机组,利用CFD软件采用simple算法和κ-ε湍流模型进行数值模拟,研究了环境温度、风机风量和机组背压的关系,计算了不同风温下风机的耗功和机组出力,为空冷机组风机的实际运行提供了参考.     

直接空冷系统风机转速的优化研究

为了更好的调节直接空冷系统的风机转速以提高机组经济性,选取空冷岛冷却单元为研究对象,综合考虑冷却单元内蒸汽压力、风机转速和环境温度对机组功率增量的影响,并建立了相关的数学模型。进而以机组功率增量与风机耗电量之间的差值最大为目标进行优化,得出不同工况下最佳冷却单元内蒸汽压力和风机转速,为直接空冷机组的经济运行提供了参考。     

变工况下直接空冷机组最佳真空的分析

为了提高直接空冷机组运行经济性,以冷端系统的变工况模型为基础,通过计算空冷凝汽器风机送风量增大时空冷机组发电功率与对应风机耗功功率的增量,得到直接空冷机组凝汽器最佳真空的确定方法．根据相似定律确定迎面风速对风机耗功的影响,并通过冷端系统数学模型的分析和简化得到机组背压与发电功率的关系,最终导出了不同环境温度和排汽热负荷下迎面风速对应的最佳真空．根据模型对某330Mw机组在变工况下的最佳真空进行了计算,结果表明：随着排汽量的增加或环境温度的升高,最佳真空及对应的风量都增加;当环境温度高于20℃时,环境温度对最佳真空的影响更加突出．     

直接空冷机组最佳背压计算方法及应用

分析了直接空冷机组运行中背压的主要影响因素,基于机组运行数据,采用支持向量机和粒子群算法建立了一个最佳背压计算模型,分析了背压与发电机功率和空冷风机耗功功率的关系.以某300 MW直接空冷机组为研究对象,利用所建模型计算得出不同负荷段内不同环境温度所对应的最佳背压;在DCS里设计背压优化调节方案,将最佳背压送入背压调节逻辑中参与控制.结果表明:直接空冷机组最佳背压随负荷和环境温度的升高而升高;最佳背压实际应用后,能够在保证机组安全平稳运行的前提下提高经济效益.     

直接空冷机组冬季防冻实践

在富煤缺水的地区,空冷机组得到大力的推广,其节水的优越性越来越得到大家的认可。和湿冷机组相比,存在夏季背压高和冬季需防冻的特点。本文以山西耀光煤电有限责任公司空冷岛的运行实践为例,通过在历年启停和运行中发现的问题,分析了空冷岛冻结的机理和在低温天气的防冻措施,尤其在低负荷以及机组灵活性改造后的防冻措施,通过有效的防冻措施,在保证机组安全性达到保障的同时,维持较低的经济背压,使机组在经济性较高的工况运行。     

火电厂直接空冷系统风洞热效应模拟实验研究

将空冷凝汽器模型内通恒定温度的热水构成热循环系统,在低速风洞中首次同时模拟了空气动力学、轴流风机的强迫对流以及热空气的浮力效应在内的复杂流动与热动力学耦合问题.提出影响空冷凝汽器散热效果的回流率的概念,探求来流条件的变化对空冷岛底部平均回流率的影响,并进行相应的PIV测速实验.结果发现,空冷岛底部平均回流率随着风速的增大而增大;不同风速的条件下,空冷岛底部平均回流率随风向角的变化趋势基本一致,并且风向为西风、西南风和西北风附近时空冷岛底部平均回流率较大;增加挡风墙高度可以降低空冷岛底部平均回流率,并且风墙高度为14.64 m时平均回流率最小.     

直接空冷技术在垃圾焚烧发电厂中的应用分析

垃圾焚烧发电是垃圾处理的主要方法之一,但对于水资源相对短缺地区而言,这一技术又受到限制.目前,在缺水地区不断兴建的垃圾焚烧发电厂,采用空气作为汽轮机排汽冷却介质,是解决该矛盾的重要手段.结合垃圾焚烧发电厂的空冷机组,对空冷岛的布置形式、空冷平台及挡风墙的高度、空冷汽轮机特点及设计背压的选取、汽轮机旁通管道、冬季空冷凝汽...     

1000MW直接空冷机组汽机变工况与风机的节能运行

以汽轮机变工况为基础,综合考虑多种因素,结合1000MW空冷机组热力系统运行参数,应用弗留格尔公式计算了不同机组负荷下汽轮机排汽量的变化情况以及机组的背压对汽轮机功率的影响特性。根据空冷凝汽器的变工况分析,确定了不同环境温度时汽轮机排汽背压与空冷风机所消耗功率的对应关系。通过优化分析,计算了机组运行的最佳背压。编程开发了计算机应用软件,并进一步根据风机的运行原理实现了机组的不同运行状态下通过采集当时的运行参数给出最经济风机运行转速的功能,实现了对机组运行人员的在线指导。该软件在宁夏灵武发电厂4号机得到实际应用,结果表明该系统应用效果良好,具有重要的实际意义。     

冷却空气导流技术在直接空冷机组中的应用研究

针对某电厂330 MW直接空冷机组的运行条件,设备状况和凝汽器Λ型结构内部空气流场的特点,在空冷单元中风机上方对称加装导流板、空冷单元四周加装不同角度的挡板,通过空冷凝汽器的性能试验对加装导流装置前后机组的背压情况进行了计算分析。结果表明:加装导流装置后,空冷单元内的空气场及换热器表面温度场分布趋于均匀,运行背压降低约1.1 k Pa,平均供电煤耗下降1.9 g/(k W·h)。