再热机组热力循环效果的评价及其算法研究

该文基于循环复合的概念，针对末级加热器疏水排入凝汽器造成的附加的附加冷源损失的情况，修改了传统回热作功与回热作功比的定义，从而保证了回热作功比与再热机组效率之间确定的对应关系；文中区别再热与非再热机组不同的蒸汽动力循环特征，分别提出了新的回热作功比和汽机内效率的计算模型，使回热作功比成为独立衡量热力系统回热效果的一个新的指标；热力系统中，抽汽压降、加热器的端差以及疏水温度的变大，均造成抽汽热量不能充分用于本级给水的加热，降低了回热效果，这种影响可以用回热作功比的变化来描述，算例表明新模型可以用于再热机组热力系统节能改造的方案论证，而回热作功比亦可用来定量评价热力系统的改造效果。     

再热-抽汽回热-内回热结合的有机朗肯循环热力性能分析

为了提高有机朗肯循环(ORC)的热效率,提出了再热、抽汽回热和内回热3种方式相结合的新型有机朗肯循环系统(新型系统),以有机工质R245fa为研究对象,分析了新型系统热效率和火用损失与循环再热蒸汽压力和汽轮机抽汽压力的关系,并将新型系统在最佳再热蒸汽压力条件下的热力性能分别与单一再热ORC、内回热ORC、抽汽回热ORC、抽汽-内回热ORC系统进行计算比较。结果表明:随着汽轮机抽汽压力的提高,新型系统热效率逐渐增大,但增大趋势趋于平缓,其最佳再热蒸汽压力为1.4 MPa;新型系统为最优系统,其热效率达到18.86%,远高于同参数单一再热ORC和内回热ORC,分别比抽汽回热ORC和抽汽-内回热ORC的系统热效率高2.63%和1.51%。     

等效热降法的改进计算方法

目前采用的汽轮机理想循环热效率受到相对内效率影响而不能准确反映汽轮机热力系统运行经济状态。同时，等效热降法计算中需要预先已知汽轮机排汽焓及回热抽汽状态点的焓值，而凝汽式汽轮机排汽焓及处于湿蒸汽区回热抽汽点焓值不能准确确定，从而导致等效热降法计算结果产生误差。针对上述问题，文中首先对理想循环热效率的定义方法进行了改进。然后，基于改进的理想循环热效率，提出了等效热降法的改进算法。该方法利用蒸汽等熵膨胀过程来确定等效热降，不仅避开了求解汽轮机排汽焓的难题，而且还可以分析引起热力系统经济性降低的原因和部位，从而为汽轮机热力系统经济性诊断提供了依据。通过与常规等效热降法计算结果的对比，证明了该改进方法的正确性。     

回热汽轮机用于二次再热机组热经济性研究

高温超超临界二次再热机组中,经过二次再热削弱了热力系统回热的效果,同时增大了汽轮机抽汽过热度。本文采用回热汽轮机优化高温超超临界二次再热机组回热系统。以外置串联式蒸汽冷却器作对比,分别建立了外置串联式蒸汽冷却器和回热汽轮机的计算模型,实例计算了二者对常规超超临界机组及高温超超临界二次再热机组热力系统热经济性的影响。结果表明:应用回热汽轮机后汽轮机效率大于原热力系统的汽轮机效率;按照目前小汽轮机内效率90%为参考,当作为高温超超临界二次再热机组第5、6级加热器汽源时,可使发电厂标准煤耗降低0.633 g/(k W·h),当作为常规超超临界再热机组除氧器汽源时,可使汽轮机效率提高约0.25%,标准煤耗降低约0.689 g/(k W·h);相比于设置蒸汽冷却器,利用回热汽轮机能够更加合理、充分地利用抽汽过热度,能够更大程度地提高回热系统热经济性,节能潜力较大。     

600MW超临界火电机组给水回热系统改造及分析

国内现役一次再热燃煤机组的回热系统性能还有提高的空间,主要表现在机组的第三段抽汽具有超高的过热度,导致换热温差过大以及能级利用不合理,使不可逆损失的增大。当前较为普遍的改造措施即采用外置式蒸汽冷却器,降低换热器设计压力,通过提高回热效率提高机组总体发电效率。本文基于某燃煤电厂600MW的超临界机组,对于可提高机组回热效率的技改措施及热经济性进行综合分析,为汽轮机设计及现役机组的改造提供重要理论依据。     

联合循环中采用抽汽回热的热力分析

以多压蒸汽循环,多压再热蒸汽循环为对象,研究了抽汽回热对余热锅炉联合循环热经济性的影响,分析和计算结果表明;采用抽汽回热可提高联合循环蒸汽系统的总效率,并且存在最佳的凝 回热温升。研究结果为联合循环发电系统的总体优化设计提供了理论依据。     

BEST热力系统焓升分配和再热蒸汽压力优化

为研究反压力抽汽式汽轮机(BEST)热力系统与常规热力系统的区别,基于某超超临界1 000MW二次再热机组的设计计算,采用EBSILON软件建立其热力系统模型;分别采用遗传算法和枚举法对焓升分配和再热蒸汽压力进行优化计算,并对2种系统进行对比。结果表明,BEST热力系统大幅度降低了抽汽过热度,降低了再热蒸汽的高过热度对回热系统的影响,使回热焓升的分配更加均匀;由于系统循环特性的变化,BEST系统中一部分蒸汽不进入再热器,从而使最佳再热蒸汽压力高于常规系统。     

膜法半开式吸收式热泵回收烟气余热及水分系统特性分析

燃煤机组锅炉尾部烟气直接排放会造成大量的余热与水分损失。本文基于陶瓷膜管的选择透过性,利用溴化锂溶液的吸湿性,提出一种膜法半开式吸收式热泵系统,其中多通道陶瓷膜管吸收器吸收烟气中余热与水分,高温发生器、回热发生器及气液分离器实现溴化锂溶液的再生。以某330 MW燃煤机组锅炉为例,分析了不同循环工质参数、不同回热蒸汽流量以及吸收器内热交换量变化对膜法半开式吸收式热泵系统的影响。结果表明:溴化锂溶液的流量与溶液出口温度、脱水量呈正相关变化;吸收器内凝结水吸热量增大会提高脱水量,但会降低溶液出口温度;回热蒸汽流量变化会改变系统内各部分热量分布,增大回热蒸汽流量可以减少驱动热源热量,提高系统热回收性能,但存在限值。     

余热锅炉型联合循环系统模型的建立及参数优化研究

现阶段大型燃气循环机组进气温度逐步提高,燃气轮机排烟热损失也不断升高,需充分利用燃气轮机的排气热量,实现能量逐级利用,提高电厂循环热效率,减少经济运行成本。本文针对当今高效率、大容量燃气轮机的联合循环,蒸汽循环采用常见的双压再热余热锅炉,建立双压再热余热锅炉系统模型,引进定量评价指标,通过MATLAB软件建模分析计算不同热力参数对双压再热循环系统的影响程度,以蒸汽循环热效率最佳为目标,进一步优化双压再热余热锅炉与汽轮机蒸汽参数匹配问题。同时,引入优化过程中的边界条件,计算不同参数对双压再热余热锅炉系统的相对平均变化率,设计优化循环流程,最终得到双压再热余热锅炉蒸汽参数优化数据。     

热力系统局部变化对全厂热效率的影响

以某台600MW机组为例,采用热平衡方法分析机组热力系统局部变化,如排污及其利用、轴封漏汽及其利用、主蒸汽或再热蒸汽管道泄漏及散热、加热器端差、抽汽压损等对全厂热经济性的影响。根据热力系统不同因素变化对管道效率及汽轮机循环热效率(简称循环热效率)影响的特点,将不同因素引起的热损失划分为3类,并给出第1类热损失影响管道效率和循环热效率,第2类热损失只影响管道效率,第3类热损失只影响循环热效率的结果。     

一种基于系统结构特征矩阵的火电厂热力系统通用矩阵模型

提出了一种火电厂热力系统通用矩阵模型,该模型基于热力系统的组态结构矩阵,全面考虑了回热加热器换热效率以及各种辅助汽水等因素,以矩阵论为基础,对回热加热器的物质平衡和能量平衡关系进行了分析,通用性很强。该模型适用于不同类型或同类型、不同热力系统的大型火电机组的热经济性分析,为热力系统的实时监测、控制和优化提供了方便的工具。     

虹吸现象导致机组低加水位大幅度波动的原因

热力发电厂为了提高机组热经济性,一般均采用给水回热系统,即利用汽轮机抽汽在回热加热器中对锅炉给水进行加热,一方面使进入锅炉的给水温度升高,使部分工质的汽化潜热重新在循环中得     

太阳能集热器耦合方式对太阳能燃气联合循环性能影响分析

根据"能量互补,梯级利用"原则,对太阳能燃气联合循环中太阳能集热器出口过热蒸汽与余热锅炉3种耦合方式的性能进行了研究,对比分析了3种耦合方式下系统燃料消耗量、燃料基热效率、?效率、?损率、化石燃料节约率及不同集热场出口蒸汽温度对系统性能的影响。结果表明:太阳能集热器出口过热蒸汽接入到余热锅炉的高压蒸发器出口时,具有较高的热力性能,与没有投入太阳能集热器相比,燃料消耗量降低1.12 kg/s,燃料基热效率提高4.6%,?效率提高4.3%,?损率降低5.2%,节约化石燃料率为7.7%;此外,通过经济性分析可知,采用上述耦合方式每年可节约燃料费用2408.3万元,减少CO2排放量20 047.5 t。     

火电机组辅助汽水系统热经济性矩阵分析方法

在分析机组回热抽汽量变化对机组作功量和吸热量影响的基础上,得出回热抽汽效率矩阵和再热吸热系数矩阵,然后推导出计算辅助汽水系统对机组作功量和吸热量影响的矩阵增量方程,并建立了煤耗率微增量方程。该方程可以直接计算各辅助汽水流量引起的机组煤耗率的变化值,提出了一种从机组作功量和吸热量变化的角度对热力系统辅助汽水系统热经济性进行深入分析的新方法,并通过实例对该分析方法进行了验证。     

整体煤气化联合循环燃料切换时蒸汽系统运行方式的改进研究

研究整体煤气化联合循环燃料切换时对余热锅炉蒸汽系统运行方式的影响，提出几项有效的改进措施。并利用联合循环蒸汽系统变工况计算方法，计算并分析不同运行方式的热经济性。结果表明整体煤气化联合循环以备用燃料运行时，这些改进措施能有效改善蒸汽系统的热力性能。研究结果可应用于整体煤气化联合循环机组的方案设计，具有一定的工程应用价值。     

新型中低温混合工质联合循环

为了更加有效地回收利用中低温余热，该文提出了一个由动力循环和吸收式制冷循环有机结合而成的新型混合工质联合循环。吸收式制冷循环能够利用蒸汽透平排气的低品位余热制冷，并将冷能用于动力系统的冷凝过程，从而降低蒸汽透平的排气压力和循环的平均放热温度，提高了系统的热效率。与常规混合工质动力循环相比，新循环的透平排气压力由0．44MPa降为0．17MPa，循环平均放热温度由79．2℃降低为39．9℃，系统热效率由10．3％提高到13．4％，系统火用效率由40．8％提高到53．3％。该新型循环开拓了有效利用中低温余热利用的新途径。     

二次抽汽回热式有机朗肯循环系统热力性能分析

以R365mfc和R245ca作为循环工质,设计了低温余热驱动的二次抽汽回热式有机朗肯循环系统。采用REFPROP 8.0制冷剂物性计算软件及MATLAB对该回热系统的热力性能进行计算,并对系统最佳抽汽压力的3种备选方案进行比较。结果表明:以冷凝器出口温度和蒸发器进口温度的3分点温度对应的饱和压力作为抽汽压力(方案3)所对应的系统热效率最高,而采用汽轮机进出口焓值等分点对应压力作为抽汽压力(方案1)所对应的系统单位工质做功能力最大;随着工质蒸汽过热度增大,系统热效率减小,但减小幅度较小,因此,二次抽汽回热式有机朗肯循环系统无需通过增加过热度来提高系统热效率。     

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%。     

二次再热机组双机回热系统热力性能分析

针对我国二次再热机组回热系统不可逆换热损失大等问题,在典型二次再热机组热力系统分析的基础上,重点分析了新型双机回热系统的热力性能,并将其与无前置蒸汽冷却器(蒸冷器)方案和增设前置蒸冷器方案进行了比较研究。结果表明,前置蒸冷器方案虽然可以降低2、4号高压加热器(高加)的过热度,但本质却是将其不可逆损失转移到了前置蒸冷器中,整个回热系统的?损降低有限。双机回热方案可以改善整个给水系统和除氧器的换热效果,显著降低2—4号高加以及除氧器的抽汽过热度,上述设备?效率均达到0.96以上,总?损比无前置蒸冷器方案降低了53%,比增设前置蒸冷器方案降低了51%。研究结果可为后续提高二次再热回热系统换热质量和机组性能提供借鉴。     

天然气–蒸汽联合循环–碳捕获机组节能改造及烟气余热利用技术经济研究

该文以大唐国际北京高井热电厂天然气蒸汽联合循环机组为研究对象。采用GTPRO与Aspen Plus联合仿真平台建立了基于化学吸收法的燃烧后碳捕获机组整合模型。在碳捕获机组热力研究的基础上,分别比较研究了烟气余热用于再沸器加热,烟气余热用于热电联产,再沸器疏水用于海水淡化改造,再沸器疏水用于污泥低温干化。分别研究了4种节能改造方案的热力整合特性,并对各方案进行了热经济性评估。结果表明:在碳捕获机组中,可回收烟气余热47.2MW用于热电联产;与改造前相比,系统效率提升2.60%,利润率增加4.35%,具有一定的技术经济可行性。