基于热网及建筑物蓄热特性的大型供热机组深度调峰能力研究

针对我国北方区域电网风电并网后在冬季供暖期经常弃风情况,以及电网内存在高比例的大型供热机组的特点,提出了基于热网及建筑物蓄热特性的大型供热机组深度调峰的方法,并建立了深度调峰的数学模型;通过案例计算,在一定范围内大型供热产热量的变化不会影响供热质量。在采暖期间,热网配合电网低谷深度调峰适当降低热负荷运行,在电网调峰容量十分紧张情况下利用建筑物具有蓄热特点适当减少供热量,从而获得更加深度调峰容量空间协助电网度过低谷具有可行性和可操作性;建立的数学模型可计算出提前蓄热时间和放热时间以及机组的深度调峰能力,为电网调度进行供热机组深度调峰提供了科学的依据。     

一种适用于超临界火电机组负荷适应及一次调频研究的数学模型

随着电网自动化水平的提高,对单元机组的负荷适应能力、参与电网调频能力提出了更高的要求。为了反映、评估、改善当前国内单元机组负荷适应及参与电网调频的能力,根据集总参数法建立了超临界火电机组不同负荷下的数学模型。利用Simulink软件进行了超临界火电机组在不同负荷下负荷适应能力、参与电网调频能力仿真实验。结果表明:模型的正确性及有效性,为提高超临界火电机组在不同负荷下负荷适应能力、参与电网调频能力提供了平台,为实现负荷频率最优控制打下基础。     

基于热网变负荷过程的热用户室内温度动态特性分析

针对供热机组具有以热定电的特性,导致冬季北方地区弃风现象严重的问题,在分析热网系统中供热机组、热网管路以及热用户特性的基础上,参照供热机组历史运行数据和气象数据,通过计算预测得到不同室外温度下热用户的热负荷。在考虑热用户本身蓄热能力的前提条件下,运用动态数学模型方法求解供热机组供热负荷变化时热网热用户室内温度动态特性。最终可通过热网降负荷过程的过渡时间长短来确定供热机组降负荷参与调峰的时间,为供热机组降负荷参与电网深度调峰的运行方式提供理论基础。     

联合循环电厂汽轮机供热运行的若干问题

国内某联合循环电厂由于汽轮机缺乏非设计工况下抽汽供热运行经验且需要参与电网调峰,经过对联合循环机组特性分析和现场运行数据的整理、优化,在保证机组安全的前提下,确定了汽轮机供热量和机组调峰能力,为指导运行人员操作和确定机组电网调峰能力提供了依据。     

350MW机组低压缸切除供热改造方案及调峰性能分析

针对东北地区某350 MW供热机组,研究选择了最佳的灵活性改造技术路线,提出了低压缸切除改造技术方案,重点对比分析了改造前后机组供热特性和调峰性能,并分析了改造后机组的运行安全性以及经济性。结果表明,在确保机组安全稳定运行的情况下,低压缸切除技术实现热电解耦的同时,还大幅度提升了机组深度调峰能力和运行经济性。在供热负荷不变,同时满足供热和调峰要求的条件下,实施低压缸切除技术改造后,较改造前机组发电功率下降约90.0MW,发电煤耗降低了70g/(kW·h)。改造后末级叶片未发现大面积水蚀等情况,叶片外观完好。2018年度整个采暖期调峰收益2360万元,经济效益显著。     

大型供热机组深度参与电网调峰的一种新模式

在寒冷地区,传统大型供热机组供热模式在能源梯级利用方面存在很大缺陷,供热抽汽压力设定不合理,致使机组的做功能力下降,调峰能力不高。提出了可采用两台大型供热机组热网加热器串联运行,在第一台机组热网加热器前增设小背压机组的新模式。该模式不仅能较好地降低第一台机组供热抽汽压力至合理值,还能增加供热机组的发电量。另外,还可以用背压机带动电动压缩式热泵,增大了机组的对外供热能力,降低了机组的发电出力,提高了大型供热机组深度参与电网的调峰能力。     

基于供热系统热惯性供热机组短时深度参与电网调峰及风电消纳研究

针对我国供热机组占比高的北方寒冷地区特别是东北地区的电网,在冬季供暖期间存在严重弃风的问题,提出了利用供热系统的蓄热特性,供热机组短时深度参与电网调峰及风电消纳的方法,并建立了供热系统热惯性数学模型和含供热系统热惯性供热机组短时深度参与电网调峰及风电消纳的数学模型。结合案例的详细计算说明了配合电网在用电高峰时段,采取供热机组对建筑物提前蓄热的办法,蓄热时间为6. 44 h,在电网低负荷时,供热机组降适当减少供热量进而减少电负荷,利用建筑物和热网的蓄热量满足供热要求,放热时间为8. 26 h,从而获得更加深度调峰容量空间协助电网度过低谷并消纳风电等可再生能源,具有可行性和可操作性。供热机组按最小抽汽量114. 3 t/h运行时,每台机组可为风电并网增加约162. 96 MW的容量。     

不同类型供热机组的电热负荷优化分配和调峰性能

供热机组的抽汽方式和供热形式各不相同,供热机组以热定电的运行方式影响着机组的经济性和电网的负荷调度。由热力试验,给出了不同容量、不同形式供热机组运行中带电、热负荷的限制因素。以几个电厂的供热机组为例,确定了在一定的电、热负荷下,供热机组间的电热负荷分配和优化运行方式。热负荷在一定范围之内,确定优先带热负荷的机组,其它机组纯凝汽方式运行并参与电网调峰,也可利用集中供热系统本身的"热惯性",改变一天中不同时段的热网供热量,从而实现供热机组参与电网调峰。     

300MW供热机组调峰性能及其影响因素研究

研究供热机组的调峰性能,对保证电网安全运行,增强电网消纳可再生能源的能力具有重要意义。以某300MW供热机组为例,充分挖掘厂家提供的设计数据,建立了供热机组调峰性能的预测模型,得到了供热量与机组负荷、主蒸汽流量与机组负荷的关系,分析了影响调峰性能的主要因素,计算了供热机组的可调峰范围。结果表明,当供热量一定时,机组存在最大负荷和最小负荷,随着供热量的增加,机组的最大负荷降低,最小负荷升高,机组的调峰性能将变差。排汽压力升高、汽水损失率增加、返回疏水温度下降也将使机组调峰性能变差。     

基于Aspen plus的配置储热装置供热机组调峰范围研究

诣在通过配置储热装置蓄释供热机组参与调峰浪费的高品质热量以此来提高机组调峰能力,首先介绍了储热装置所需的相变材料,其次,介绍了储热系统运行的基本原理以及配置储热装置前、后供热组的热电耦合关系,搭建了供热机组仿真模型和储热模型。算例中供热抽汽流量400t/h时,配置30MW储热装置的300MW供热机组的调峰容量从16.9%提高到了23%,从而提高了供热机组调峰范围;但机组配置储热装置对提高调峰容量存在上限,同时受储热设备投资的制约,因此,存在一个能充分发挥储热提高调峰能力效果的最佳配置参数,对供热机组参与调峰限度具有一定的参考作用。     

调节抽汽式汽轮机参与电网调峰的负荷特性分析

在目前大容量调节抽汽式汽轮机组的不断投运以及电网仍然缺乏调峰能力的情况下,有必要使该类型机组更加深入地参与电网调峰,但是调节抽汽式汽轮机组参与电网调峰的能力严重受到其对外供热负荷的影响,为了得到该类型汽轮机的电负荷与热负荷之间的关系,针对目前运行的主要类型的调节抽汽式汽轮机,依据工况图对其热电负荷特性进行了分析,得出了调节抽汽式汽轮机在满足外界热负荷的情况下的电负荷特性,为合理安排该类型汽轮机组参与电网凋峰提供了依据.     

利用热网及建筑物储热的热电联产机组深度调峰能力分析

利用热网及建筑物储热特性实施的"热电解耦"运行方式,是加深热电机组调峰深度的有效途径;考虑热网及建筑物储热后,研究热电机组在不同环境温度及供热面积下的深度调峰能力,对电网负荷调度及电厂运行具有重要意义。采用机组变工况模型、热网及建筑物换热模型,以某310 MW直接空冷热电联产机组为研究对象,分析了供热期内机组在不同环境温度及供热面积下的深度调峰能力。结果表明:利用热网及建筑物储热实施调峰,根据供热面积不同,其调峰能力可增加20～35 MW;相同供热面积下,机组深度调峰能力随室外温度变化相差较小。     

基于低压缸零出力的330 MW机组深度调峰改造研究

为了响应我国火电机组灵活性改造要求,适应东北电网电力辅助服务市场运营规则,保障市区供热发展,缓解机组热-电之间矛盾,对某330 MW供热机组低压缸零出力技术进行改造,确定汽轮机本体及辅机系统技术改造的主要工作内容和安全技术措施,通过对比分析机组改造前、后的供热与调峰特性,综合计算总体经济收益。结果表明：在保证机组安全运行的前提下,采用低压缸零出力技术可以提高机组运行灵活性,积极参与电网深度调峰,经济性较好。     

采用蓄热技术扩大供热机组调峰裕度的研究

本文介绍了国内外蓄热技术的利用情况,并且针对蓄热技术在热电厂供热方式转变中的应用进行了详细的研究。提出了增大供热机组冬季调峰能力的方法。通过该方法供热机组冬季能够大容量参与电网调峰,为更好地保证冬季稳定供电、节能降耗以及大量接纳风电提供了一种可行的措施。     

基于热电联产运行模式的光热发电调峰策略

针对中国"三北"地区冬季供暖期因热电机组"以热定电"运行约束,导致系统调峰能力不足而造成的大量弃风问题提出一种基于热电联产运行模式的光热电站调峰策略。该文首先分析光热电站辅助供热后热电机组电热特性及其调峰能力变化情况,然后根据不同时段的负荷特性及热电机组运行状况制定出基于热电联产运行模式的光热电站在各时段的运行策略,在此基础上建立含光热电站、热电机组、纯凝机组、风电场的电力系统电热综合调峰优化模型。与传统模型相比,新模型增加了系统热平衡约束、热电机组的热电耦合约束、光热电站运行约束等。仿真结果表明基于热电联产运行模式的光热电站,通过辅助供热不但可有效提高电网的风电消纳水平,同时可避免运行成本较高的纯凝式机组频繁调节,提高系统运行的经济性。     

高低压旁路供热改造对机组调峰能力的影响分析

针对现阶段热电联产机组供热期调峰能力不足的问题,以某350 MW超临界燃煤机组为案例,介绍了其高低压旁路供热改造方案,并以改造后机组的实际运行数据为基础,对改造前后机组的运行特性和调峰能力进行了详细的对比分析。结果表明：案例机组进行高低压旁路供热改造后,在保证机组供热期热负荷和热段再热蒸汽流速不超限的情况下,机组电负荷调峰下限可由原来的230.9 MW降至161.4 MW,降低30.1%;当案例机组两个中压调节汽门关至42%时,机组电负荷调峰下限可进一步降至140.8 MW;旁路供热蒸汽量占比可由原来的56.3%提高至61.9%,提高5.6%,机组的调峰能力得到进一步提高。     

C330/262型供热式汽轮机调峰范围的预测方法

随着电网负荷的峰谷差越来越大和供热机组容量的不断增加,给电网的稳定性和调度带来了较大的困难。由于供热机组受到供热负荷的限制,导致其低负荷调峰能力受到一定的影响。给出一种适用于不同工况、不同采暖抽汽量下较为简单快捷的供热式汽轮机调峰范围预测方法,并以某C330/262-16.7/0.49/538/538型汽轮机为例,对其在一段时间内的电功率进行了预测计算。所提出的预测方法对于供热机组参与调峰有一定的指导意义。     

不同规模供热水网辅助热电联产机组调峰性能的模拟研究

利用供热水管网蓄能可提升热电联产机组参与电网调峰调频的能力,本文建立供热水网与热电联产机组的耦合模型,分析了不同规模供热水网温度波动情况以及供热管道末端温度的动态响应时间。单程管长分别为10 km、20 km、40 km管道的工况下,供热管道末端温度响应时间为2.5 h、5.0 h、11.0 h。通过汽轮机变工况建模,分析了汽轮机输出功率的变化,结果表明,在此间歇性供热的情况下,机组最小电负荷降低了37.41MW,最高电负荷升高了58.25MW,使用热网进行蓄放热能有效提升机组运行灵活性。     

储热罐改造对供热机组热电解耦及调峰能力的影响研究

采暖期供热机组的"以热定电"严重限制了其深度调峰能力,通过机组本体及辅助设备改造,实现供热机组的"热电解耦"是解决这一问题的重要途径.主要研究储热罐改造对供热机组热电解耦及调峰能力的影响,首先在深入分析储热罐供热原理的基础上,计算了原供热机组和配置储热罐供热机组的安全区;而后基于该安全区,进一步计算和对比分析了储热罐改...     

深度调峰运行时汽轮机低压叶片的安全性分析

为了满足电网深度调峰和供热的要求,低压缸需要长期在低负荷甚至零出力工况下运行。本文以某660 MW汽轮机为对象,对其深度调峰和供热工况下低压叶片的通流特性和运行安全性问题进行了研究,得到了不同排汽压力时低压末级叶片的流场分布以及相关参数随背压变化的规律,分析计算了叶片所受汽流弯应力,确定了汽流弯应力随背压的变化。结果表明：该机组在深度调峰和供热的小容积流量工况下,叶片所受汽流弯应力很小,满足不调频叶片的设计要求,能够保证机组安全稳定运行;小容积流量工况下,汽轮机的排汽压力降低,真空度提高,其低压部分摩擦鼓风损失大幅度降低,鼓风发热问题减少,汽流弯应力降低,汽轮机可以安全稳定运行。