抽水蓄能机组调相压水系统设计与控制策略

鉴于调相压水系统是抽水蓄能机组抽水方向运行和调相工况运行的重要设备,且对抽水蓄能机组安全稳定运行和可靠工况转换起着非常重要的作用。从硬件配置上介绍了调相压水系统的构成和各设备的功能及选型原则,结合蓄能机组典型流程梳理了调相压水系统的控制逻辑,并结合现场实际测试结果验证了流程设计的合理性和科学性,对抽水蓄能电站调相压水系统的设备选型和控制策略研究具有一定的指导意义。     

水电厂高压气系统集成监测策略

辅助系统运行可靠性将直接影响水电厂的安全经济运行,有必要对辅助系统的运行状态进行实时在线监测。基于水电厂高压气系统工作原理,总结了水电厂高压气机异常启、停与相应故障对应关系,提出了高压气系统集成监测策略,并利用梯级水电厂群远程集控系统提供的海量数据源,建立了水电厂高压气系统的远程分析与故障诊断平台,成功诊断出水电厂高压气系统漏气故障。     

水电厂高压气系统关联监测方法

在介绍水电厂高压气系统工作原理的基础上,总结了水电厂高压气机异常启/停与相应故障的对应关系,提出了高压气系统的关联监测模型,并利用梯级水电厂群远程集控系统提供的海量数据源,建立了水电厂高压气系统远程分析与故障诊断平台。目前,该平台已投入工程试运行,成功诊断出水电厂高压气系统漏气故障,证明了其工程有效性。     

联合循环发电系统能耗热力学分析

以某钢铁厂9E燃气蒸汽联合循环煤气发电机组为研究对象,不同工况下对发电系统进行比较,通过热力学分析找到系统中的损失分布情况。选取18℃燃机、负荷70 MW,18℃燃机、负荷80 MW,26℃燃机、负荷70 MW时的热力系统各点状态参数进行计算。结果表明,运行中系统整体效率随压气机进气温度与负荷的升高而增大,距离设计效率43.6%有一定差距,其中压气机压与余热锅炉为系统损失最大的两个部分,为今后机组运行及设计提供理论依据。     

高压共轨柴油机高海拔增压匹配的试验研究

基于柴油机高海拔模拟试验系统,对高压共轨柴油机不同海拔动力性和经济性、压气机特性、压气机与柴油机联合运行线进行了研究.结果表明:随着海拔的升高,涡轮膨胀比及膨胀功均降低,压气机压比及效率逐渐下降,增压迟滞更加明显;废气放气阀开启时刻对应的柴油机转速升高,柴油机动力性及经济性下降.相同海拔下,压气机压比及效率在柴油机中低转速下随转速增加较快,在高转速时变化趋于平缓.此外,在海拔0～5 500 m,压气机与柴油机匹配良好,柴油机最大转矩工况点均位于压气机最高效率区.     

间冷循环燃气轮机低压工作线及影响因素分析

为详细掌握间冷循环燃气轮机的工作特性及实际运行过程中低压工作线的变动,考虑空气系统引 气、压气机出口漏气对流量连续的影响,引人压气机与涡轮及相邻涡轮间的流量比例系数,理论推导间冷循 环燃气轮机低压工作线方程,得到影响低压工作线的典型因素。开展间冷循环燃气轮机低压工作线在典型 影响因素下的变动机理分析,不同于高压工作线变动分析采用等换算转速条件,低压工作线变动分析采用等 高压转子增压比条件更为合理。依据间冷循环燃气轮机长期运行后典型影响因素的变化,获得间冷循环燃 气轮机低压工作线的具体变动结果,即高压压气机效率降低、高压涡轮效率降低、高压涡轮导向器面积增加、 间冷器性能衰减及二次水温度升高等会导致低压工作线升高,低压压气机效率降低、低压涡轮效率降低、低 压涡轮导向器面积增加、低压出口漏气量增加及大气温度增加等会导致低压工作线降低。     

注蒸汽对涡轮增压器的影响

水蒸气与燃气混合后的混合气体注入涡轮后,涡轮增压器会出现运行状态的变化。经对注蒸汽后的涡轮增压器进行了热力学的分拆,认为：汽气比的增大使增压器的转速、压气机空气流量和压气机压比增高;注汽温度对压气机压比有较小影响;低工况时,水蒸气的注入使涡轮的折合流量、膨胀比皆增大;在高工况时,膨胀比、折合流量能够增大的幅度减小：不同的汽气比对涡轮效率特性曲线影响较小。     

基于基元叶栅法的轴流式压气机变工况性能计算模型

基于基元叶栅法,建立了轴流式压气机的变工况计算模型,并采用变比热公式计算空气的热力参数;绘制了压比、等熵效率、折合耗功率和折合出口总温的通用特性曲线;计算了压气机的运行工况线。在此基础上,确定了压气机的喘振边界线。定量计算了IGV对压气机通用特性曲线的影响。建模过程中,考虑了空气相对湿度对压气机通用特性曲线的影响。算例表明,该模型精度较高,能够对具有IGV的压气机进行变工况计算。本文所做工作为进一步研究压气机的变工况性能奠定了基础。     

扩压器稠度对某离心压气机性能的影响

采用数值模拟方法详细分析了楔形扩压器稠度对某高转速、高压比离心压气机性能和内部复杂流动的影响,结果表明,减小扩压器叶片稠度,离心压气机堵塞流量和稳定工况范围都将增加。在大流量工况下,低稠度扩压器具有更好的性能,而小流量工况时,高稠度扩压器将得到更高的压比和效率。     

压气机离线水洗后燃气轮机性能衰退分析研究

为定量诊断燃气轮机实际运行过程中压气机叶片积垢导致的燃气轮机性能衰退趋势,提出一种基于多元非线性回归模型的燃气轮机性能衰退预测方法。以PG9351FA型燃气轮机为例,建立了离线水洗后压气机进气质量流量、压气机压比、压气机效率和燃气轮机功率的性能衰退模型。结果表明:压气机叶片积垢导致的燃气轮机功率衰减速度约为压气机进气质量流量衰减速度的1.7倍,在燃气轮机Baseload工况下,离线水洗后运行2 000 h,压气机进气质量流量衰减约3.26%,压气机压比衰减约3.04%,压气机效率衰减约2.62%,其综合影响使得燃气轮机功率衰减约5.54%;随着离线水洗后运行小时数的增加,燃气轮机性能衰减将逐渐趋于稳定。     

联合循环机组合理的变工况运行方式

讨论了联合循环机组在部分负荷下，燃气轮机的压气机采用可调静叶和汽轮机采用滑压运行，可以改善联合循环效率及提高汽轮机排汽干度，从而构成合理的变工况运行方式。文章最后讨论了由多台燃气轮机组成的联合循环中汽轮机的两种运行方式，并得出其中一种的运行方式为较好的结论。     

滑压、凝结水控制技术及协调控制系统优化策略

随着我国电力供需矛盾逐渐趋向缓和，发电机组年利用小时数逐年减少，长期处于低负荷运行状态，造成发电机组热经济性不断降低，无法满足国家节能降耗，提高生产率的需求。针对低负荷运行发电机组进行滑压优化，对基于最佳阀点的滑压控制技术优化方案进行研究，并采用加快主汽压力响应及凝结水节流技术的协调控制系统优化策略，不仅提高了发电机组在低负荷状态下的运行效率，也保证了机组在变负荷过程中，能够及时快速响应负荷变化的要求。研究结果表明，基于最佳阀点的滑压控制技术及协调控制系统优化策略能有效提高低负荷运行工况下的机组运行效率及控制品质，可以在国内其它发电机组进行推广应用。     

环境温度对微型燃气轮机运行特性的影响研究

为了研究环境温度对微型燃气轮机关键部件与系统全工况运行特性的影响规律,针对100 kW级微型燃气轮机,通过模块化的建模方法建立了全工况计算模型,在环境温度-30~40 ℃、转速在75%~100%工况下,对机组与关键部件的运行特性进行了计算和分析。结果表明：随环境温度下降压气机压比与流量显著升高;燃气初温降低,回热器换热性能与压损均降低,机组功率、回热度与发电效率得到提升;当环境温度降低使机组功率高于设计功率时,随功率增加发电效率下降。     

船用低速二冲程柴油机机电复合增压技术影响机制研究

基于一维数值仿真方法对某型船用低速二冲程柴油机展开机电复合增压技术的电机/发电机功率影响机制研究。研究结果表明:涡轮和压气机的效率是影响机电复合增压柴油机综合效率的关键因素；调节电机/发电机功率可以推动涡轮和压气机的运行工况点向最佳效率圈迁移，从而提高柴油机综合效率；通过应用机电复合增压技术可实现该机型全工况综合油耗降低0.5%~2.1%。     

余热锅炉蒸汽系统的优化配置及其变工况运行特点

本文主要分析联合循环余热锅炉蒸汽系统的优化配置及其变工况运行特点。指出蒸汽系统参数优化是余热利用率、理想朗肯循环效率及汽轮机内效率随参数变化综合作用的结果。优化过程中着重考虑了系统配置的工程实用性。通过计算,分析了联合循环变工况的运行特点:蒸汽系统滑压最小压力点的限制及省煤器汽化问题,文中提出了可能的解决途径。     

水泵水轮机调相运行水环内部流动分析

水泵水轮机调相运行是抽水蓄能机组转换工况的一个重要过程,在泵工况下压水起动过程中,转轮腔体内注入压缩空气以降低泵启动所需功率。以中比转速水泵水轮机的模型为例,基于RNGκ-ε湍流模型,采用VOF多相流模型对水泵水轮机运行在泵工况压水起动阶段的水环现象进行非定常流动分析,探讨水环现象下不同冷却水流量对无叶区内部流动的影响。结果表明,空气与水在无叶区内形成明显的交界面,构成一定厚度的水环,该水环可有效阻止空气从转轮腔体内泄露至蜗壳内,起到对空气的密封作用。同时在不同冷却水流量下,无叶区内的压力脉动均呈动静干涉现象,其主频为叶片通过频率。     

多级轴流压气机失速特性分析

为了对某九级低压压气机的低工况性能进行改进和优化,分析压气机在低工况下的特性是必要的。采用三维黏性数值模拟方法对非设计工况进行了计算,根据压气机在近失速状态下的级特性,详细分析了第一级、第二级和末级的流场特性。结果表明:第一级转子扩压负荷过大,顶部发生了突尖波失速,是造成压气机不稳定运行的主要原因,且使下游的进气条件变差,导致第二级叶片顶部发生流动分离;末级静子扩压负荷较大,静子通道涡造成的漩涡耗散损失使末级的绝热效率低下。     

燃料电池/燃气轮机混合动力系统中的燃气轮机运行特性分析

对燃料电池/燃气轮机混合动力系统中的燃气轮机在系统设计点和部分工况下的运行特性进行了分析。对系统部分负荷工况,分析了四种不同运行方式下燃气轮机的特性。结果表明,与单独运行相比,在混合动力系统中燃气轮机的运行特性会发生明显的变化。在系统设计点,由于压气机和透平间较多部件的存在导致压损增大使燃气轮机的输出功下降。部分工况下,燃气轮机的运行特性对混合动力系统的特性有较大的影响。     

IGCC系统中燃气轮机的工况点选择与用“当量温度”进行特性计算

论述了以天然气为燃料设计的燃气轮机用于ＩＧＣＣ系统运行时，压气机透平联合运行工况点的可能范围、选定原则。提出了“透平前当量燃气温度”的概念，并说明用当量温度进行ＩＧＣＣ系统燃气轮机特性计算的方法。     

循环水系统节能技术及改造实例

结合钢厂的循环水系统改造工程实例,分析水系统运行效率低、耗能高、维修率高等问题产生的原因,提出节能改造方案。通过改造前后的工况对比及耗能对比,得出了水系统优化改造后的运行效果及经济效益。