基于CFD与灰色关联度的直接空冷机组背压运行方式研究

针对环境风作用下的直接空冷机组,受热风回流和轴流风机群的群抽效应的耦合作用,使得风机的冷却能力在不同区域发生不同变化,导致传统的背压控制策略耗电量增大,能效下降。现通过计算流体力学(computational fluid dynamics,CFD)方法,获得轴流风机群阵列布局下空气流场和温度场,计算得到不同风机转速下机组背压的变化情况,提出采用灰色差分微增量关联度方法,分析空冷岛风机群转速调节对机组背压影响的关联程度,并从单个空冷单元工作效率角度考虑调压问题。研究表明,并不是风机通风量越大,空冷单元翅片管束的换热效率越高,合理发挥高效空冷单元的作用,能够有效改善空冷岛的能效,达到节能目的,为深入研究空冷岛轴流风机控制提供理论和试验基础。     

计及集群效应的直接空冷机组经济背压研究

直接空冷系统中数十台风机集群运行,电耗较大,并且集群效应对各台风机工作点及电耗的影响不尽相同,因此研究考虑集群效应的风机群优化对降低厂用电率具有重要意义。以某600MW直接空冷电站为研究对象,采用计算流体力学(computational fluid dynamics,CFD)模拟和最小二乘法建立考虑集群效应的冷端模型,从而获得典型工况下的风机流量和机组排汽压力,进而计算汽轮机净功率得到建模样本,基于BP神经网络建立机组背压模型,利用梯度下降法得到任意工况下的经济背压。结果表明:集群效应使得外围风机出力明显降低,且对冷端模型精度有较大影响,忽略集群效应的影响会造成经济背压计算值偏低;机组经济背压与排汽负荷、环境温度均呈正相关关系;环境温度越高,其对经济背压的影响越明显。     

风向对电站辅机干冷塔散热器性能的影响

采用计算传热学(NHT)软件Fluent,对某台300MW机组辅机干冷塔新型间接空冷散热器设计工况下的流动和换热性能进行了数值模拟、分析和研究。结果表明:当风机转速为100%时、90°风向下,间接空冷散热器的性能最好,达到了设计值,且45°风向时散热器换热不佳,热风回流现象是影响散热器换热性能的主要因素;当风机转速为110%时、90°风向下,间接空冷散热器的性能最好,达到了设计值,而在不同风向下其抗风能力较100%转速有所提高,热风回流的影响显著降低,22.5°为最不利风向。     

600MW空冷机组风机运行研究

对某600MW空冷机组直接空冷系统变工况特性进行计算分析,得到机组背压随风机风量的变化曲线。研究了风量和环境温度对背压的影响,提出了在一定的背压下如何确定风机运行所需风量和台数的方法,从而算出整个风机群的耗电量,为电站实际运行提供参考。     

600 MW直接空冷机组风机群分区调节应用研究

为研究直接空冷机组空冷风机群分区自动控制策略，以某600 MW直接空冷机组为例，利用数字温度传感器监测各风机单元翅片管温度场，采用红外热成像试验及理论分析方法，对空冷凝汽器翅片管温度场分布规律进行分析，提出以温度转变界面表征翅片管状态的概念。通过在翅片管上布置数字温度传感器，可同时捕获各风机单元翅片管温度转变界面实时位置，并据此将56台空冷风机划分为16个分区，实现了风机群的分区自动控制。     

直接空冷系统轴流风机群运行特性分析

掌握直接空冷系统轴流风机群运行特性,对于电站空冷系统的优化设计和高效运行有重要意义。该文在2台风机并联运行的基础上,绘制并联风机的性能曲线,获得叶片安装角对并联风机运行特性的影响。通过引入集群因子,得到轴流风机群的性能曲线、空冷管束的阻力特性及空冷系统的工作点。结果表明,空冷系统风机群每台风机的流量介于风机并联运行和单台风机独立运行之间。风机群性能不仅取决于每台风机的性能,还与风机群的数量和布置方式有关。随空冷系统容量增加,风机群非线性效应增加。在一定程度上揭示出空冷系统传热面积随机组容量非线性放大效应的机理,为空冷系统设计提供了理论依据。     

热风回流现象对直接空冷系统影响分析综述

热风回流是指已经被加热过的空气在特定条件下又被风机重新吸入后再次用于冷却空冷凝汽器的现象.热风回流提高了直接空冷凝汽器入口的空气温度,导致了空冷凝汽器冷却能力的下降.在夏季高温、热回流严重的情况下会造成汽轮机背压急剧升高,甚至可能造成停机事故,影响机组的安全运行.通过试验以及数值模拟来研究热风回流问题,有助于实现直接空冷系统的有效控制,改善热回流问题.     

基于移动边界模型的空冷阵列动态性能数值研究

研究动态自然风扰动下空冷阵列的热力学特性,对设计轴流风机的转速控制器具有重要意义。文中以6×5空冷阵列物理模型为数值模拟对象,基于移动边界模型和滑移网格方法,建立与求解时变风速和时变风向下的空冷阵列瞬态数学模型,并通过对比风机入口风速的实验数据和数值解,验证模型的有效性。数值结果表明,空冷阵列的风机入口平均温度和平均速度对环境风速的变化响应快速无时滞;在连续型环境风速变化下,迎风面第2行轴流风机入口空气流量可定性为风速的负系数比例对象;在脉冲型环境风速变化下,空冷阵列入口热风回流率可定性为环境风速的有差自平衡对象。空冷阵列在风向变化过程中,迎风面第1行风机的入口流量受自然风影响最大,并且迎风面位置随风向变化动态移动,移动带有2s左右的时间延迟;在风向反转下,风向边缘侧出现热风回流的轴流风机会发生位置对调。根据数值模拟结果,给出了5点关于轴流风机群分区与转速控制的建议。     

600 MW直接空冷机组风机转速优化

直接空冷机组风机转速与其排汽压力紧密相关,故直接影响机组运行经济性。因此,基于环境温度、风速及风向等影响因素,确定最佳风机转速,对实现节能降耗具有较大意义。以某600 MW直接空冷机组为例,建立风机转速优化目标函数,通过分别确定风机工作点、风机转速与排汽压力的关系及汽轮机功率背压特性,得到目标函数值,利用适当的优化算法确定最佳风机转速。结果表明：随着环境温度或风速或机组负荷的增加,排汽压力逐渐提高,进而最佳风机转速也随之增大,反之降低;当环境温度高于20 ℃时,对风机转速的影响较为突出;环境风向对风机转速也具有一定影响,其最佳值在x风向下最高,在主导风向下最低。     

相同负荷下两台机组背压不同原因的分析探讨

东南风和东北风对我公司空冷机组的背压影响最大,也就是说斜炉后风是空冷岛平台散热最不利的风向。东南风即为5号炉斜炉后风对5号机组的背压影响较大,东北风即为6号炉斜炉后风对6号机组的背压影响较大,也就是说大风对两台联建空冷机组迎风侧机组的背压影响远大于相邻机组的背压的。     

直接空冷机组最佳真空特性与最佳风机转速研究

以某600 MW直接空冷机组为研究对象,分析了机组微增功率、轴流风机群微增耗功与风机转速之间的关系,并确定了在环境温度、环境风速和机组负荷同时变化时机组最佳空冷轴流风机转速和最佳排汽压力。结果表明:环境温度变化对机组最佳排汽压力的影响很大,当环境温度超过15℃时,该机组的最佳排汽压力迅速增加;环境风横掠对空冷单元进风量的影响比纵掠大;夏季负荷高时维持相对较高的排汽压力有利于机组经济运行,而冬季适当调整风机转速使排汽压力维持在较低值更利于机组节能。     

基于最小二乘支持向量机的风功率短期预测

为了减小风力发电的随机性对电力系统的影响,提出了一种基于最小二乘支持向量机的风功率短期预测模型。在研究最小二乘支持向量机的基础上,为解决最小二乘支持向量机建模时其参数对预测性能影响,运用粒子群算法对参数进行优化,最后建立了基于粒子群优化最小二乘支持向量机的预测模型。运用某风电场的实测数据进行仿真研究,为了对比分析,同时利用E1man神经网络模型和支持向量机模型进行了预测,仿真结果表明,本文所提方法与其它方法相比预测精度更高,可以有效地应用于风功率的预测。     

直接空冷风机集群运行特性试验研究

构建了与300 MW空冷机组空冷岛物理相似的风机组试验系统,分别在转速为600、800 r/min下测量风机组中间列各台风机的入口壁面静压和总压,得出每台风机的风流量及其集群因子,并与单台风机运行时的参数进行对比.结果表明:风机集群运行时,集群效应与风机转速有关,转速越大其受临近区域其它风机的影响越显著;风机组中不同位置的风机集群因子的变化呈现一定的规律,处于中心区域的风机集群因子较大,说明其受集群效应的影响较小,处于边缘区域的风机受到进口空气流场变形的作用,集群因子较小;随着风机集群运行规模增加,集群效应对风机性能的影响会更加明显.     

600MW空冷机组夏季优化运行试验与分析

介绍了某600 MW超临界直接空冷机组夏季优化运行试验项目、方法及步骤,通过试验获得了负荷、背压、环境温度、风机转速、机组热耗、供电煤耗等参数关系及机组低负荷下的滑压运行曲线。对试验结果进行了分析,认为机组负荷在500 MW以上时,空冷风机超频运行机组背压会有较大幅度的下降;在设计背压附近运行时,提高空冷风机运行频率对机组背压的影响很小而风机功耗却较大幅度地增加;低负荷滑压运行时,2阀全开比3阀运行的经济性会有较大幅度提高。给出了直接空冷机组夏季运行的注意事项及建议。     

基于IPSO-LSSVM的风电功率短期预测研究

风电功率预测的关键是预测模型的选择和模型性能的优化。选择最小二乘支持向量机(least squares support vector machine,LSSVM)作为风电功率预测模型,使用改进的粒子群算法（improved particle swarm optimization algorithm ,IPSO）对影响最小二乘支持向量机回归性能的参数进行优化。在建立了改进的粒子群算法优化最小二乘支持向量机（LSSVM）的风电功率预测模型后,运用该模型对广西某风电场进行了仿真研究。为了对比研究,同时使用前馈(back propagation,BP)神经网络模型和支持向量机（support vector machine,SVM）模型进行了预测。最后采用多种误差指标对三种模型的预测结果进行综合分析。结果表明,使用改进的粒子群算法优化最小二乘向量机（IPSO-LSSVM）的风电功率预测模型具有较高的预测精度。     

600MW机组直接空冷系统动态特性研究

通过对某600MW机组直接空冷系统在不同空冷风机频率、不同机组负荷以及不同环境温度下动态特性的试验研究发现:空冷风机运行频率越低,机组背压随着环境温度变化的速率越大;在风机运行频率不变时,环境温度越高,机组背压随负荷变化率越大;在环境温度不变时,风机频率越低,机组背压随负荷变化率越大;机组负荷不变时,环境温度越低,空冷风机频率的变化对机组背压的影响越小。     

2006年预计投产的300 MW及600 MW燃煤空冷发电机组

300 MW火电机组有:(1)内蒙古北方联合电力公司乌拉山发电厂2×300 MW机组,系国产化示范工程,由哈尔滨空调有限责任公司总承包;(2)山西永济电厂技改工程2×300 MW机组;(3)山西太原第二热电厂六期工程2×300MW供热机组;(4)太原钢铁公司自备电厂2×300 MW机组;(5)内蒙古华电包头第二热电厂2×300 MW机组。每台300 MW机组大多配置30台8.91 m或9.14 m冷却风机群,而2005年及以前投产机级多配24台风机;并已开始采用单排管型空冷散热器,如太原第二热电厂六期采用GEA公司单排管型ALEX式散热管束;选取较高的空冷汽轮机满发最高背压值,以…     

300MW直接空冷供热机组冬季优化运行

为了保证300 MW直接空冷供热机组在冬季运行的安全防冻,提高空冷供热机组的运行经济性,分别在冬季相同电、热负荷,不同环境温度下和不同电、热负荷,相同环境温度下对某电厂2×300 MW直接空冷供热机组风机不同运行方式进行了优化试验。分析了各工况下风机群冬季运行频率、电流、耗功关系,电、热负荷与排汽背压、风机耗功关系,低背压下机组电、热负荷与排汽量、热耗的关系等。对不同负荷下机组运行的防冻回暖提出了控制机组进汽量和供热抽汽量范围、保持较多排风机投入和频率相同且低频运行、投入逆流风机回暖等建议。机组经冬季优化运行后,排汽背压下降了3 kPa,供电煤耗平均下降了3 g/kWh,年经济效益增加192.7万元。     

横向自然风对直接空冷机组运行的影响及其数值模拟

自然风特别是横向自然风会引起热风回流,造成空气凝汽器(空凝器)换热恶化,影响直接空冷(直冷)机组的安全、经济性运行。利用商业软件FLUENT,模拟不同速度的横向自然风对直冷平台流场的影响,研究分析了影响直接空冷系统安全经济性运行的主要因素,提出我国直冷机组抵御横向自然风(横向风)的措施和初步方案,如上延挡风墙高度,抽吸空凝器上方的出口热空气等,这些措施实施后,能够有效抑制和消除热风回流。研究结果为在实际工作中避免横向风危害提供了理论依据。     

直接空冷机组单风道地下进风数值分析

地上进风直接空冷机组受环境风影响,边缘风机出现热风回流和"倒灌"现象,使机组换热效率降低、凝汽器压力升高,为此提出了单风道地下进风的冷却方式。利用数值模拟Fluent软件,对某600 MW机组空冷岛外部流场进行了数值模拟,分析地下进风方式下风机通风量、机组换热效率和凝汽器压力受环境风影响情况,并与地上进风方式相比较。实验结果表明,采用地下进风方式极大地提高了凝汽器的换热效率,使凝汽器压力维持在较低且平稳的状态,保证机组安全经济运行。