燃气-蒸汽联合循环发电机组冷态启动特性

为获得燃气-蒸汽联合循环机组冷态启动特性,研究了西门子SGT5-4000F(4)联合循环发电机组冷态启动过程中燃气轮机和汽轮机系统相关参数的变化规律,结果表明:在燃气轮机启动过程中,值班气扩散燃烧是产生NOx的主要因素;汽轮机启动过程中,当汽轮机并网运行后,蒸汽温度、压力和流量均大幅度增加。另外提出了冷态启动的优化建议,并对比分析了简单循环和联合循环的经济性指数,为同类型机组冷态启动提供参考。     

联合循环机组冷态启动预暖系统研究

燃气-蒸汽联合循环机组冷态启动过程中,汽轮机需要花费大量时间暖机,这导致燃气轮机需长时间低负荷运行等待,从而限制了机组的快速调峰能力。为此,开发了一种联合循环机组预暖系统及方法,首次提出汽轮机倒拖燃气轮机这一暖机方式,通过预暖将冷态启动变为温态启动,可以大幅缩短启动时间。研究成果可为提高联合循环机组灵活性提供参考。     

F级改进型联合循环主蒸汽系统压损研究及优化

为了给燃气轮机联合循环工程提高蒸汽循环效率提供借鉴经验和优化方法,依托已投产F级改进型燃气轮机联合循环工程,采用GTpro软件平台,分析了该机组高压主蒸汽进汽压力对联合循环热力性能的影响,并计算得到此系统压损使机组出力的降幅随着高压主蒸汽进汽压力的提高而减小。通过深入研究高压主蒸汽流量测量作用和方法,借鉴常规燃煤火电超超临界汽轮机主蒸汽流量的间接测量技术,优化主蒸汽系统并取消流量计,从而提高机组效率,增加收益。     

某型联合循环机组冷态启动优化及安全分析

联合循环机组的热态快速启停能力为电网提供了充足的调峰裕度,但其冷态启动不仅耗时长,而且效率低下,亟待进行优化。主要简述了在联合循环机组燃气轮机并网至汽轮机中速暖机阶段,以及汽轮机中速暖机至汽轮机啮合阶段中进行控制逻辑优化及技术改造的过程,该工作能够大幅缩短联合循环机组冷态启动时间,提升机组效率和经济性。同时,相关研究证实此冷态启动优化不会影响汽轮机安全。研究成果可为类似联合循环机组冷态启动优化提供参考。     

燃气-蒸汽联合循环机组汽轮机冷态预暖控制策略优化与应用

为了缩短冷态启动过程中联合循环同轴机组汽轮机的启动时间,通过启动锅炉蒸汽对汽轮机提前预暖,解决了机组无法快速响应电网调峰的问题。根据汽轮机冷态预暖系统及机组启动方式,结合机组冷态启动历史过程及数据,进行冷态预暖系统运行特性分析试验、优化后试验及温态启动顺控试验,通过对现有控制逻辑的优化,提出了一种全新的冷态预暖控制策略。结果表明：该策略避免了机组在预暖启动过程中由于预暖管道过热度低,造成热应力准则、紧急切断阀（Emergency Shutoff Valve,ESV）无法满足启动条件、高排逆止阀自动打开以及静止变频启动装置（Static Frequency Convertor,SFC）在燃气轮机与汽轮机啮合过程中自动退出等问题;优化后机组的冷态预暖启动运行过程表明,实现机组全过程无断点的预暖及自启动控制,可有效缩短同轴联合循环机组冷态启动时间约2 h,使机组具备快速灵活的启动方式和应急调峰的能力。     

F级余热锅炉蒸汽温度控制策略

以9FA燃气轮机配套的余热锅炉为例,介绍了F级余热锅炉特点及蒸汽减温配置,主蒸汽温度、二级高压过热器出口温度及再热蒸汽温度的控制策略,过热度保护和最小流量保护的实现方法。机组启动阶段,IGV参与燃气轮机排气温度控制,此时采用IGV角度前馈来稳定启动期间的主蒸汽温度。     

上海汽轮机厂1000 MW汽轮机启动时的各项准则分析

介绍了采用DEH的启动顺控子组SGC来控制上海汽轮机厂1000MW汽轮机在不同温度下的启动流程和模式,分析了蒸汽参数的X、Z准则和温度裕量要求,以管控高中压缸体、转子和各阀门的热应力.结果表明,为了避免换热部件产生过大的温差和热应力,汽轮机启动时需采用微高压微过热的蒸汽.主、再热蒸汽的温度和压力均需控制在最佳范围内,以确保汽轮机安全快速启动,减少机组寿命损耗.     

联合循环热力系统优化研究

基于某F级燃机组成的燃气-蒸汽联合循环热力系统,分析了三压再热汽轮机各段主蒸汽压力对联合循环性能的影响,找到配合该F级燃气轮机的最优的各段主蒸汽压力,为联合循环汽轮机的优化设计提供参考.     

燃气轮机排气温度对联合循环热经济性的影响

针对燃气轮机排气温度对整体机组变工况运行的重要性,以某三压再热余热锅炉型燃气-蒸汽联合循环机组为研究对象,将余热锅炉侧换热器分为单相换热器和蒸发换热器两类,并采用"效能-单元数"法编写换热模块,分析了燃气轮机排气温度对蒸汽系统热力参数的影响,结合"热经济分析"法探讨燃气轮机、余热锅炉及汽轮机效率的变化,进而得出机组效率和标准煤耗量随燃气轮机排气温度的变化.结果表明:模型在燃气轮机排气温度小扰动工况下有效可行,对进一步分析燃气扰动工况和机组优化运行有一定的实际参考价值.     

燃气-蒸汽联合循环汽轮机快速启动的研究

为解决某燃气-蒸汽联合循环电厂调峰用汽轮机停机一夜后温态方式启动耗时很长的问题,对汽轮机转子进行合理的假设和简化后,建立了转子二维轴对称有限元模型,计算出各级不同部位的蒸汽温度、压力及传热系数,采用热-结构间接耦合法对不同启动方式时转子的热应力进行了计算.结果表明：在汽轮机转子调节级金属温度为350℃时将启动方式调整为热态启动,汽轮机采用优化后启动曲线的最大热应力在材料强度的允许范围内,满足电厂寿命损耗要求,且这样每次启动可缩短100 min,为电厂增加了经济效益.     

基于热固双向耦合模型的二次再热超超临界汽轮机超高压转子热应力研究

为准确预估二次再热汽轮机转子在启动、停机过程中的热应力,推导了轴对称结构热固双向耦合计算模型。采用热固单、双向耦合模型和有限元法,计算了二次再热超超临界660 MW汽轮机超高压转子在冷态启动过程中的瞬态温度场和热应力场,对启动曲线进行了优化。研究表明,在冷态启动时双向耦合模型最大热应力值比单向模型计算值小4%,热冲击越大,两者计算值相差也越大,热固双向耦合模型比单向模型计算精度高,但计算时间长。采用优化后的启动曲线,转子最大热应力比原最大值降低了27%,实际机组运行也表明采用优化启动曲线,机组运转良好。     

提高燃气轮机联合循环电站性能的优化方法

天然气联合循环机组因启停快、运行灵活性好、热效率高、排放清洁、建造周期短而倍受中国市场青睐.围绕如何通过燃气轮机进气系统、主机参数匹配、汽轮机冷端等参数优化来提高联合循环热效率是国内外学者研究的热点.以配有目前市场上最高性能等级燃气轮机的联合循环为研究对象,建立了以提高联合循环热效率为目标的热力计算和分析模型,提出了各段蒸汽压力及温度参数优化匹配方法,并进一步分析、讨论了燃料预热对联合循环热效率的影响.在综合考虑余热锅炉换热温差、汽轮机结构设计等制约因素下得到了一组蒸汽循环的优化参数配置.计算结果表明,相比直接沿用上一代蒸汽循环参数,使用该优化参数配置可大幅度提高联合循环效率,并且使用燃料预热可使循环性能得到进一步改善.     

Analysis of thermal stress evolution in the steam drum during start-up of a heat recovery steam generator

A program to predict the transient characteristics of the heat recovery steam generator (HRSG) is constructed and the start-up behavior of the high-pressure part of an HRSG is analyzed with a special focus on the estimation of the thermal stress in the steam drum. Three HRSG start-up procedures (steady gas turbine without gas bypass, steady gas turbine with gas bypass, start-up gas turbine) are simulated. The gas bypass is conducted during the initial stage of the start-up. Estimation of the maximum thermal stress makes it possible to optimize the gas bypass mode. It is shown that bypassing part of the gas flow lowers the peak stress much in case of the steady gas turbine exhaust condition. Examples of the scheduling of the gas flow increase using the step and ramp modes are demonstrated. In case of the simultaneous start-up, the peak stress is considerably low due to the gradual increase of gas temperature and mass flow and bypassing just a small portion of gas flow is enough to keep it under the allowable limit.     

基于有限元的汽轮机调节级温度场研究

针对汽轮机在启停以及变负荷运行等非稳定工况时,主要部件温度梯度较大,导致机组寿命损耗.利用ANSYS有限元分析软件,通过对汽轮机调节级温度场进行仿真,为其他各级进行建模仿真以及整个汽轮机转子的温度分布和热应力分析提供了理论基础,并为机组的启动优化提供了参考.     

余热锅炉主蒸汽减温水控制策略

阐述燃气-蒸汽联合循环运行中主蒸汽超温的过程和现象,从余热锅炉结构特点入手,详细剖析燃气-蒸汽联合循环主蒸汽超温的原因,找到主蒸汽超温的末端影响因素。实际运行中,预知主蒸汽超温因素,采取手动提前干预,检查扰动后主蒸汽控制线性是否达到控制预期,未达预期,重新修正提前量,直到达到控制预期。查阅机组DCS(分散控制系统)减温水控制逻辑,修改主蒸汽控制逻辑,对于要完善减温水控制逻辑改造的燃气电厂有借鉴意义。     

不同的燃气轮机调控方案对燃气—蒸汽联合循环电站性能的影响

以某燃气－蒸汽联合循环电站的主要配置 基础,计算并分析比较了在改变燃料 量和调节压气机可转导叶等不同调控方案对燃气－蒸联合循环各3个组成部分及总体性能的影响,从而为燃气－蒸汽联合循环电站合理选择燃气轮机调控方案提供有意义的参考。     

华能沁北电厂汽轮机调试与运行介绍

简单介绍了沁北电厂锅炉和汽轮发电机组的设备概况、主要技术规范、机组启动状态的划分、各种状态的启动曲线、启动方式、汽轮机冲转参数的确定以及冷态启动过程中碰到的问题和解决方法,最后介绍了新机组汽轮机的进汽方式对调节级叶片的影响和主蒸汽与再热蒸汽的温度和压力限值.