除氧器和给水泵汽轮机汽源与汽轮机抽汽口的协同优化

回热系统是全厂热力系统的核心,它对机组和电厂的热经济性起着决定性的作用。优化回热系统是提高火电机组热经济性的重要手段之一。以汽轮机通流级结构为基础,通过级数组合寻优的方式建立了除氧器、小机汽源和汽轮机抽汽口协同优化模型。以某600 MW汽轮机组为例,验证了该模型的准确性;计算分析了除氧器和小汽轮机汽源对机组热经济性的影响,得到了除氧器和小机汽源在不同位置组合下的多种回热系统优化方案。结果表明,当未对汽轮机抽汽口优化时,仅优化除氧器和小机汽源,可使机组标准煤耗率降低约0.780 69 g/kW·h;当对除氧器、小机汽源和汽轮机抽汽口协同优化时,可使机组标准煤耗率降低约0.933 42 g/kW·h。该方法对回热系统优化设计具有一定参考价值。     

提高哈汽300MW汽轮机效率的几项技术措施

铜陵发电厂#3机组是哈尔滨汽轮机有限责任公司引进美国技术制造,容量为300MW.机组投产后,供电煤耗率比日本同类机组高出30 g/(kW·h).原因:一是技术上比日本同类机组落后;二是设计、制造、运行方面的因素.本文从设计制造方面论述了三个因素:调节级效率低,中压缸效率低,凝汽器真空低,并且提出了相应的改进方案.供电煤耗率下降了3.46 g/(kW·h),起到了一定的经济效果.     

电站锅炉烟气余热利用系统的热力学分析和优化

通过烟气余热利用系统的热力学分析发现,提高烟气余热利用的节能效果,需要对烟气热量的释放过程和蒸汽回热系统进行耦合优化。结合典型百万kW燃煤电厂机组,采用能量梯级利用的方法,对锅炉烟气余热利用系统进行了优化设计,相对于将低温省煤器布置在空气预热器出口之后的传统方案,采用优化方案可使机组供电煤耗降低值由2.18 g/kW·h提高至5.19 g/kW·h,节能优势明显。     

低压缸零出力改造后热网疏水系统对热经济性影响的Ebsilon模拟

为提升火电机组的供热能力及调峰能力，低压缸零出力技术受到了越来越广泛的关注。基于某300 MW纯凝机组，利用Ebsilon软件搭建了热力系统模型，并进行了供热改造后的系统建模，对比分析了低压缸零出力改造前后机组的热经济性变化，并对不同热网疏水系统布置方案下低压缸零出力机组的供热、发电性能和供电标准煤耗进行了多工况模拟计算。结果表明，低压缸零出力改造使最小供电标准煤耗降低了31.63 g/(kW·h)。各疏水系统布置方案中，最大的供热抽汽量为638.26 t/h,最小的电负荷率为23.05%,最小的供电标准煤耗为161.30 g/(kW·h)。该研究可以为低压缸零出力机组疏水系统的优化布置提供借鉴，并为零出力机组的高效运行提供指导。     

热电联产机组热能深度梯级利用的研究

在分析热电联产汽轮发电机组运行与热网加热特点的基础上,提出了热电联产机组低位能分级混合加热供热技术,即通过改变传统的热电联产热网加热方式,由汽轮机低压缸排汽的低位能替代中压缸排汽的高位能加热热网循环水,实现热能转换的梯级利用。以某典型200 MW级湿冷机组抽凝式供热为例,分析了低位能供暖系统的热力学特性和节能效果。结果表明,低位能改造后,机组在供热初末期、维持全厂发电负荷不变的情况下,燃煤量减少5.45 t/h,供热负荷增加208.7 GJ/h。供热热源蒸汽代价焓减少150.68 kJ/kg,效率提高23.73%,折合单机供电煤耗下降84.26 g/kW·h。严寒期维持全厂单位h燃煤量不变,电负荷增加12.62 MW,热负荷增加306.1 GJ/h,供热热源蒸汽代价焓减少98.5 kJ/kg,效率提高14.3%,发电煤耗相对下降79.0 g/kW·h。运行表明该低位能改造技术,系统稳定可靠、经济效益显著,节能减排效果明显,具有广阔的推广应用前景。     

210 MW机组低压缸光轴运行经济性分析

为缓解低谷时段热电矛盾,某电厂210 MW汽轮机组的低压缸采用了光轴运行方式以实现热电解耦。通过对光轴运行方式经济性的分析,测试了热耗率和煤耗率的经济指标,拟合了发电机功率与供热量关系曲线。结果表明:在额定蒸发量时,采用光轴运行方式可使机组的供热能力增加305.3 MW,负荷减少了54.3 MW,发电煤耗下降了187 g/(kW·h)。     

330 MW高背压热电联产机组运行优化分析

大型汽轮机组采用高背压方式供热可以充分利用乏汽余热，提高燃料利用效率，已经有越来越多火电厂进行高背压供热改造。为确保高背压机组运行经济性，针对某电厂330 MW高背压热电联产机组建立Ebsilon模型并进行全工况模拟，根据低压缸最小冷却流量确定了机组的理论负荷区间，针对其实际热负荷条件建立了热网数学模型，结合热网供回水温度分析其在不同环境温度条件下的背压运行方式和电负荷范围，确定了优化背压后机组的实际运行边界；并针对热网回水偏离理想值时的经济性进行分析，确定了机组高背压投运策略。结果表明：机组采用高背压乏汽余热供热方式可以有效提高供热能力约80 MW,但是其环境温度适应性较差，环境温度较高时，采用抽背方式供热的经济性要明显优于抽凝方式，采用优化后的背压运行方式最高可降低标准发电煤耗约34 g/kW·h;另外，热网回水温度严重影响高背压机组的经济性，在不同的供水温度下，其高背压投运的边界回水温度也相应改变。     

300 MW CFB空冷机组冷渣器余热利用系统经济性分析

针对山西平朔煤矸石电厂300 MW CFB空冷机组采用的冷渣器余热利用的现有系统,提出了2个新的方案。通过等效焓降法对不同负荷下的3个方案进行经济性分析,得到了冷渣器与7号低压加热器串联布置为最佳的冷渣器余热利用方案。与现有方案相比,100%负荷时可以降低标煤耗0.12 g/k W·h到0.95 g/k W·h,75%负荷时可以降低标煤耗0.63 g/k W·h到1.32 g/k W·h,50%负荷时可以降低标煤耗1.91 g/k W·h到3.15 g/k W·h。此外,还简要分析了冷却水量和排渣量对冷渣器余热利用的影响。     

锅炉低温省煤器水侧串并联方案的优化选择

实践已经证明低温省煤器在电站燃煤锅炉上的应用,降低了锅炉排烟温度、进一步吸收了排烟余热,实现了节能降耗,为提高机组热经济性具备了现实可行性。本文结合某电厂600 MW发电机组,其低温省煤器加装于空气预热器之后,通过优化、比较低温省煤器水侧与汽轮机回热系统两种不同的连接方案,利用等效焓降原理对低温省煤器的两种连接方案进行热经济性分析并取最优。结果表明设计方案一的节能效果优于设计方案二,低温省煤器串并联于7号低压加热器的联合运行方案可降低标准煤耗1.8g/(kW·h),实现了节省锅炉燃煤量和提高机组经济性的目的。     

大型燃煤电站回热系统抽汽流量优化研究

为了提高机组热经济性,对回热系统抽汽流量进行了优化。通过理论分析,建立了级组通流特性变工况模型、级组效率变工况模型、加热器变工况模型、凝汽器变工况模型,从而能够计算全工况下的机组能耗。为了增强遗传算法的全局搜索能力,对基本遗传算法进行了改进。以改进遗传算法为优化理论,抽汽流量为优化变量,汽轮机热耗率为优化目标进行了系统整体优化。优化结果表明:热耗率优化量随着负荷的升高逐渐减小,最小优化量为22.7 k J/(k W·h),最大为50.1 k J/(k W·h)。高压加热器优化后的抽汽流量均低于优化前的抽汽流量;低压加热器优化后的抽汽流量均高于优化前的抽汽流量。该方法对降低机组能耗具有一定的参考意义。     

600MW超临界机组回热系统疏水方式改进

汽轮机组热耗率是评价机组热经济性高低的主要指标。为降低机组热耗率,提出将喷射泵应用于汽轮机组回热系统疏水方式中,建立了其热经济性指标的计算模型,并以哈尔滨汽轮机厂生产的600 MW超临界机组为例,计算该机组回热系统采用不同疏水方式的热经济性指标。计算结果表明,采用喷射泵疏水方式后,低压加热器的热耗率降低了42.29 k J/(k W·h),高压加热器的热耗率降低了54.81 k J/(k W·h),若年发电量为30亿k W·h,则全年可节约煤量为6 210t,并且为高压加热器疏水采用喷射泵疏水方式奠定了基础。     

不同类型供热机组热电负荷优化分配的研究

通过分析不同类型供热机组的负荷特性,结合热电厂的生产实际,建立了热电负荷优化分配的数学模型,采用线性规划法进行了求解.通过对某热电厂的实际运行工况进行求解表明,采用优化策略,在保证用户热、电需求的情况下,能够降低供热机组的新汽量,提高热电厂运行的经济性.     

660MW超超临界汽轮机配汽方式优化的研究

以某电厂东方汽轮机有限公司生产的N660-25/600/600型超超临界汽轮机为例,进行了配汽特性曲线以及滑压曲线的优化设计.结果表明:机组配汽方式由复合配汽模式切换为顺阀控制模式即CV1、CV3、CV2、CV4顺序阀下运行是可行的.采用优化后的配汽特性曲线和滑压曲线,在60%~80%负荷区间运行降低热耗率37 k J/k W·h左右.配汽方式优化后,AGC调节速率由原1.6%增加到2.15%,机组调节品质得到一定的提高,且配汽方式优化对汽轮机的振动无影响.     

超临界600 MW火电机组热力系统的单耗分析

在我国约有80％的电量来自于火力发电,因此准确而有效的节能理论对火电机组节能减排工作具有重要意义.提出了火电机组热力系统单耗分析数学模型,应用该模型以某超临界N600-24.2/566/566机组为例进行热力系统单耗分析计算,得出了各主要设备附加单耗空间分布情况.计算结果表明:该机组实际单耗为b=360.24 g/kw·h(燃煤低位热值qnet=22 446 kJ/kg);整个回热系统总的附加单耗为bhr=3.695 2 g/kw·h,其中高压加热器的能损普遍高于低压加热器,除氧器的附加单耗最大;锅炉、管道、汽轮机的附加单耗分别为176.96g/kw·h,2.72 g/kw·h,21.46g/kw·h,其中锅炉的附加单耗最大,具有较大的节能潜力.     

燃煤机组与燃后碳捕集系统的耦合技术研究

针对火电机组碳捕集系统中CO_2再生的高能耗问题,首先通过理论分析确定了碳捕集机组再生热源可行的抽汽方式,并以我国现役的600 MW火电机组作为碳捕集系统研究的基准机组,根据醇胺法碳捕集系统再生模块的能耗需求分析可行的抽汽点。拟定了7种抽汽方案,并对这7种抽汽方案进行了建模分析,确定了最佳抽汽方案为从中压缸末级抽汽抽取部分蒸汽为再生系统提供热源,此时的碳捕集机组发电效率最高,机组热耗最低,分别为34.91%和10 305.22 kJ/kW·h,与基准机组在同工况下的运行参数相比,碳捕集机组的发电效率降低了7.65%,机组热耗增加了1 851.44 kJ/kW·h。通过对碳捕集机组最佳抽汽方案的变工况分析,碳捕集机组在运行工况为燃料热量输入85%时发电效率达到最高,机组热耗最低,分别为35.28%和10257 kJ/kW·h。     

核电汽轮机抽汽系统参数优化

针对核电汽轮机组热效率较低问题,本文建立了核电汽轮机抽汽系统的评价模型,并基于模型编制相应的计算机程序,在此基础上以660 MW核电机组为研究实例,对机组输出功率受汽轮机抽汽参数的影响进行了分析。提出一种将遗传算法和单纯形算法相结合的混合遗传算法,并利用标准测试函数测试了其寻优性能。在给定的约束条件下,选取了合适的优化变量,利用混合遗传算法,对汽轮机抽汽系统参数进行了优化。优化结果显示,与原方案相比,优化方案的机组输出功率提高了7.074 MW,表明该优化方法可以提高核电机组的经济性。     

光伏建筑一体化配电设计和经济性的研究

选用单晶双面发电电池组件、光伏优化器和自主研发的双维追日太阳追踪系统将光伏发电和智能化建筑相结合,采用自发自用、余电上网的并网方式,对太阳能别墅进行优化设计,并对其在10 d中的经济性进行分析。分析结果表明:该太阳能别墅运行期间所产生的光伏总发电量为540.27 kW·h,别墅总能耗为453.46 kW·h,累计净能耗为86.81 kW·h。在不产生任何污染的同时最大限度地利用太阳能,给光伏组件供电和智能建筑的结合提供了新的思路。     

上海地区宾馆建筑导入CCHP系统方案的探讨

以上海某中型宾馆为例,计算了该宾馆的实际热电负荷,设计了4种适合该宾馆的CCHP导入方案.从供电经济性和供热经济性两个方面入手,分别计算导入CCHP后各自的供电收益和供热收益.对4种方案进行比较分析后得出结论:在各种发电方案中内燃机和燃气轮机具有较高的经济性;导入CCHP后的供热收益远高于供电收益;在选择具体机组的品牌和型号时,应着重考虑单位的发电成本.     

基于改进型粒子群算法的空冷机组运行参数优化研究

直接空冷机组运行参数对其热经济性具有较大影响,基于机组配汽方式及环境因素确定其最佳值,对实现节能降耗具有较大意义。以NZK600-24.2/566/566机组为例,建立供电效率最大为目标函数,通过建立机组及其风机系统变工况计算模型,利用改进型粒子群优化算法,确定最佳运行参数。结果表明:随着机组负荷或环境温度的增加,最佳初压、排汽压力及各段抽汽压力随之升高,反之降低;当环境温度高于20℃时,对机组运行参数影响较为突出;在较低环境温度下,机组排汽压力低于末级极限压力时,需停运部分风机;在相同负荷下,随着环境温度或风速的提高,机组供电效率逐渐下降。通过优化运行参数,能为机组经济运行提供一定参考。     

基于粒子群算法的两级增压船用柴油机EGR与Miller协同优化研究（英文）

为了符合日益严格的排放法规和提高柴油机效率,本文开展了船用柴油机EGR米勒循环耦合两级增压系统协同优化研究。首先,以潍柴6170船用柴油机为研究对象,建立EGR、米勒循环和可调两级增压柴油机的一维数值模型。然后,采用粒子群算法进行油耗和排放综合最优的多输入多目标优化研究,研究EGR耦合米勒调节和EGR耦合高压级涡轮旁通调节对NO_x排放和油耗的耦合调节规律。结果表明,中等EGR率耦合中等米勒度对于NO_x排放和油耗的协同优化效果更好,在中等EGR率和低涡轮旁通率下,NO_x排放和油耗综合较优。最后,基于耦合调节规律,提出了全负荷下最优稳态控制策略。随着负荷的增加,优化的涡轮旁通率和米勒度逐渐增大。与仅使用EGR的系统相比,EGR和米勒循环耦合涡轮旁通的优化系统在100%负荷下NO_x排放降低0.87 g/(kW·h),油耗降低17.19 g/(kW·h)。EGR和米勒循环耦合可调两级涡轮增压可以实现全负荷下NO_x和油耗的综合优化。