能量平衡法以热定电数学模型的建立与验证

为了缓解供热季节电网调峰压力,合理安排电量计划及最大限度吸纳风电,基于供热机组以热定电在线监测系统,提出了能量平衡法。通过对进入汽轮机和排出汽轮机的能量进行平衡计算,确定不同采暖抽汽流量和工业抽汽流量下机组发电负荷的关系,可以准确计算机组在不同的采暖抽汽流量和工业抽汽流量情况下最大可增出力和可减出力。建立了以热定电数学模型,并通过现场试验验证了该方法的准确性和实用性。     

宽负荷工业供汽方案及其热经济性研究

深入研究热电联产机组在宽负荷运行条件下的供热抽汽能力及供热可靠性,并精确掌握电功率-热负荷-标准煤耗的关系特性,是电厂合理开发工业供汽市场并进行精细化管理的关键。本文以国内某亚临界330 MW热电联产机组为研究对象,分析机组在不同负荷区间下的供热抽汽能力及供热可靠性,利用基于EBSILON软件建立的评估模型,计算分析了不同运行工况下的电功率-热负荷-标准煤耗的关系特性。结果表明:基于中压联合汽阀参调的热再抽汽方案是提高热电联产机组宽负荷工业供汽可靠性的有效手段,可极大提升机组供热能力及供热可靠性;不同供汽流量条件下机组标准煤消耗量随发电功率呈线性增加且增加速率基本一致,而不同发电功率条件下机组标准煤消耗量随热再供汽量呈线性增加且增加速率基本一致。为实现热电联产电厂工业供汽盈利能力最大化,建议采用基于标准煤单价、上网电价、调峰补贴政策及机组安全控制等边界条件下的厂级工业供汽优化调度模式。     

以热定电模式下热电联产机组电功率灵活调节能力分析

“以热定电”模式下热电联产(CHP)机组的电功率输出受机组供热负荷制约,对于以采暖负荷为主的CHP机组,区域集中供热系统的供热时滞性和采暖用户的热惯性使其供热负荷具有灵活性,其电功率输出仍具有一定的灵活调节能力。分析了供热管网热损失、供热时滞性,以及采暖用户热惯性对CHP机组供热负荷的影响,并利用生产模拟方法生成供水温度、抽汽量与供热负荷样本数据,通过拟合方法将抽汽量表达为供水温度与供热负荷的函数,用以描述汽水换热器的热传递过程。在此基础上,构建了一种CHP机组电功率灵活调节能力评估模型。算例分析证明,所述模型可用于分析CHP机组利用供热时滞性和热惯性作用所能提供的电功率调节范围,以及相应的成本指标。     

环境温度对热电联产机组的影响及对策

针对热电联产机组冬季存在空冷凝汽器冻结和供热抽汽参数调节滞后的问题,结合某4×220 MW直接空冷热电联产机组进行了热力计算,得出不同环境温度对应的凝汽器最小蒸汽流量和供热抽汽流量,并利用origin软件绘制出相应的性能曲线.通过分析发现:随着环境温度升高,流入凝汽器的蒸汽量逐渐降低,并且蒸汽量的变化率逐渐减小;当环境温度低于零下5℃时,基本热网加热器已经达到最大热负荷,需要启动尖峰热网加热器以满足热用户的需求;当环境温度低于零下6℃时,所需总蒸汽流量已经超过最大主蒸汽流量,此时需要加大燃料投入,增大主蒸汽流量,或关闭部分空冷凝汽器单元,减小发电量.该方法能够准确计算不同温度对应的热电比例,及时调整发电和供热参数,实现能量的合理利用.     

供热机组调峰性能试验

通过某∏T-140/165-130/15-2型供热机组的抽汽试验,绘制了机组在实际抽汽工况下新蒸汽流量与电功率的关系(工况图),根据机组特性和实际热负荷,对工况图以及相应的试验数据进行分析并对不同抽汽流量下的功率进行修正,得出在不同热负荷下机组的调峰范围。研究结果表明:随着抽汽流量的增加,机组最小电功率随之增大,最大电功率先增大后减小;当抽气流量分别为60、120、180、240、300、360t/h时,机组的调峰范围分别为79.88、77.98、67.35、61.11、55.88、30.13 MW,即抽汽流量越大,机组的调峰范围越小。     

适应电网快速调频的热电联产机组新型变负荷控制策略

大型发电机组的一次调频特性对电力系统频率稳定与电能质量至关重要。热电联产机组热网中存储了大量蓄热,在短时间内利用这部分蓄热可以显著改善机组的调频性能而又不影响热用户需求。建立了机组释放蓄热的静、动态模型与热电耦合特性模型,提出了“供热抽汽快速动作、锅炉燃料精准追踪、供热抽汽缓慢恢复”的快速变负荷控制思路,并据此设计了供热抽汽调节与传统协调控制相结合的新型变负荷控制方法。以某330 MW机组为例进行了仿真验证,结果表明所提出的控制策略实现了供热抽汽的快速调节与主动恢复,缩短了机组跨出负荷响应死区的时间,提升了机组的变负荷速率,有效改善了机组的自动发电控制(AGC)性能。     

某600 MW凝汽机组供热改造方案热经济性分析

通过建立基于热平衡法的热力分析模型,对某600 MW凝汽式汽轮发电机组的抽汽供热改造方案进行了热经济性分析。计算了非供热工况、再热冷段抽汽供热工况、再热热段抽汽供热工况下机组的发电功率、热耗率、发电煤耗率等指标,并对比了不同供热工况、不同供热抽汽流量下机组的热性能。研究结果表明:该机组采用再热蒸汽供热,热经济性好,且在最大供热抽汽流量运行时发电煤耗率最低;相比于再热热段抽汽供热方案,再热冷段抽汽供热方案的发电功率和发电煤耗率较大。     

提升直流炉供热机组灵活性的电热协调控制策略EI北大核心CSCD

为克服“以热定电”对直流炉供热机组变负荷性能的影响,该文引入并改进双重控制方法,从而实现电热的协调控制。基于运行数据,辨识获得热–电负荷转换的动态模型,建立直流炉供热机组电热协调控制模型;重构热负荷偏差积分信号,实现对热负荷能量的全程检测;设计电热协调的双重控制策略,一方面通过供热抽汽流量主动响应提升发电负荷响应速率,另一方面通过热负荷精准能量平衡实现热负荷的全程自主恢复。仿真结果表明:电热协调双重控制策略可使机组的变负荷速率达到额定负荷的3%/min,自动发电控制(automatic generation control,AGC)调节性能至少提升了一倍,并能维持热负荷等主要参数的稳定。所提控制策略实现了直流炉供热机组的电热协调控制,可显著提升机组的运行灵活性。     

多机组、多模式的热电联产厂级供热优化

为实现热电联产企业成本最小化和盈利最大化,需精确掌握不同供热模式的电-热能效关联特性,以及电、热双变量约束条件下供热负荷在机组间的优化分配方式。本文以某具有3种供热模式的多机组供热电厂为例,建立多机组、多供热模式的能耗分析及厂级供热负荷优化分配模型,提出以总供热负荷和发电负荷率变量约束下的厂级总耗煤量最低为寻优目标,得到变总供热负荷、变发电负荷条件下的供热负荷最优分配策略。结果表明:高背压供热机组背压始终保持高值;热电比高的机组带最大供热负荷,其余由其他机组补充;通过对供热负荷厂级优化分配,全厂总耗煤量可降低2.5～5.9 t/h,占总耗煤量的0.60%～1.66%。     

基于?分析法的供热机组变工况特性研究

鉴于供热机组常在非额定工况下运行,建立了供热改造机组的变工况计算模型,以国能泉州电厂300 MW凝汽式供热改造机组为例,分析了供热机组变工况运行的热力特性,并从能量品位的角度定量计算了变工况条件下供热机组的?效率和局部?损失率。结果表明:在特定热用户条件下,随着主蒸汽流量的增加,热电厂的总热效率呈下降趋势,而发电热效率和?效率均提高;主蒸汽流量不变时,随着第1级回热抽汽(一抽)流量的增加,热电厂的?效率先升高后降低,存在最佳的一抽供热抽汽量,使得机组热力性能最优。汽轮机组实际工作时,可以根据具体的热用户需求和机组热力特性,选择合适的主蒸汽流量和抽汽供热流量,以确保热电厂保持较高的?效率。     

变工况下给水泵汽轮机经济性分析研究

分析了机组在变工况下运行时,给水泵汽轮机的经济性与负荷的关系并且对2种运行方式进行了比较。提出给水泵汽轮机在变工况下参数的确定方法,同时,确定给水泵参数与主汽轮机流量的关系、给水泵汽轮机工作参数与主机流量的关系、抽汽量的计算值、主汽轮机蒸汽增加量的计算值。并对工作汽源抽汽段不同原因进行了分析计算和比较,通过分析研究可以得出,对于给水泵汽轮机的抽汽,应选用主机的主汽轮机四段抽汽性价比最高。     

计及火电机组热储能的含风电系统柔性调度

风电快速增长的同时保持较高的弃风率,因为电力系统缺乏足够的柔性容量来应对风电的不确定性。锅炉最小稳定燃烧率限制了火电机组的运行柔性。抽汽和热储能可以在不改变锅炉燃烧率的情况下调节机组功率输出。因此,对现有的火电机组进行抽汽和热储能改造是一个很有前景的选择,以消纳电力系统中高渗透率的风电,特别是在以火电为主的系统中。研究了火电机组抽汽与热储能改造后的柔性运行。首先,考虑到改造后的特点和技术约束,提出一种新的火电机组线性运行模型。其次,建立基于随机机组组合和滚动经济调度的模型,研究含风电电力系统进行抽汽和热储能改造的效益。最后,在IEEE24节点系统中进行仿真。仿真结果表明：采用抽汽和热储能改造的火电机组,可以有效降低弃风量,提高电力系统运行经济性。     

电站黑起动柴油发电机组容量选择的探讨

通过对燃气发电机组和燃煤发电机组电动机起动功率的分析,提出黑起动柴油发电机组的容量必须大于负荷的峰值功率作为条件来校验,并和利用厂用电设计规范计算的结果和经济性进行比较。结果前者较后者经济性更好,对海外工程和国内工程具有较高的实际意义。     

某核电汽轮发电机组并网后最小负荷过大原因分析和优化措施

针对某新建核电站汽轮发电机组差频并网后瞬间最小负荷较大的现象,阐述了最小负荷扰动产生的过程,分析了汽轮发电机组差频并网瞬间最小负荷扰动较大的原因,结合现场实际情况提出了优化方案并完成了实施.实践证明,相关的优化方案是可行的,其中,并网后最小负荷稳定,有助于汽轮机排汽温度等的控制,避免了进汽量的瞬时增大对机组稳定运行和设备安全造成的潜在威胁.     

E级联合循环供热机组调峰能力分析

以PG9171E型燃气轮机为顶循环的联合循环机组作为研究对象,利用EBSILON软件搭建了燃气-蒸汽联合循环系统变工况模型,通过改变供热抽汽量以及相应边界条件,分析了抽汽量变化对联合循环调峰能力的影响情况。结果表明：在供热抽汽量0~135 t/h内,机组调峰裕度为32.16~213.65 MW。比较了不同抽汽量下联合循环机组最小、最大发电功率,发现随着抽汽量的增加,机组的最小发电功率增大而最大发电功率减小。研究结果可为联合循环机组的经济运行和电网调峰决策提供重要参考。     

660MW梯级供热机组耦合电锅炉运行优化

基于对660 MW梯级供热机组耦合电锅炉运行特性分析,提出一种确定机组实时运行最佳经济背压的方法.试验表明控制机组主蒸汽流量和外界热负荷工况,参考最佳经济背压运行能有效增加机组的输出功率,可提高机组运行热经济性.机组梯级供热改造后,供热能力提升约440 GJ.在保证对外供热负荷不变时,梯级供热可降低发电机功率86 MW...     

热电厂切除高压加热器运行的热经济性研究

以cc250-16．67／1．609／0.785型机组为例，运用热量法和焓降法，对抽汽凝汽式机组在尖峰电负荷下切除高压加热器运行的绝对内效率和热经济性进行了理论研究。研究结果表明在一定条件下，切除高压加热器后机组绝对内效率可以提高。对于回水人冷凝器的抽汽凝汽式机组，保持新蒸汽耗量不变，在尖峰电负荷下切除高压加热器运行，其绝对内效率与对外供汽量有关。当机组对外供汽量超过某一值时，切除高压加热器获得额外电功率的同时还可提高机组绝对内效率。通过计算其煤耗量，表明切除高压加热器后热经济性始终是降低的，与对外供汽量无关。     

基于能量平衡法的供热机组电量分析数学模型

辽宁电网供热季节电网调峰压力巨大,在保证供热质量的前提下尽可能降低供热机组电负荷,并合理安排电量计划,可最大限度地消纳风电。文中基于供热机组"以热定电"在线监测系统,提出了能量平衡法。通过对进出汽轮机的能量进行平衡计算,确定不同采暖抽汽热量和工业抽汽热量下机组发电量的关系,可以准确计算出一段时间内机组在给定的采暖抽汽热量和工业抽汽热量下的最大电量和最小电量范围。通过实际应用验证了该方法的准确性和实用性。     

某超超临界600MW机组增加低加疏水泵后等效热降计算

“等效热降法是基于热力学的热功转换原理,考虑到设备质量、热力系统结构和参数的特点,经过严密地理论推演,导出几个热力分析参量Hj和ηj等,用以研究热工转换及能量利用程度的一种方法。[1]”通过采用该方法,计算了某超超临界600MW汽轮机组新蒸汽的等效热降、各抽汽的抽汽等效热降和抽汽效率等参数,并在此基础上,分析了增加低加疏水泵后对机组能耗的影响。该计算结果对于机组是否增加低加疏水泵,建立了基础性的参考依据。     

核电站汽轮发电机组与供汽系统的功率匹配

压水堆核电站汽轮发电机组与核蒸汽供应系统的功率匹配是使燃料棒表面的热负荷小于临界热负荷 ,并留有一定裕度。核电站核蒸汽供应系统的热工设计裕度中有一部分如 4 %可用于增加堆芯热功率和汽轮机出力。压水堆核电机组广泛采用一回路平均温度和二回路蒸汽压力都做适当变化 ,即汽轮机额定蒸汽流量与核蒸汽供应系统额定蒸汽流量相匹配 ,汽轮机最大蒸汽流量与核蒸汽供应系统最大蒸发量相匹配。