300 MW超临界二氧化碳燃煤发电机组热经济性分析

针对300 MW超临界二氧化碳(SCO_(2))部分冷却循环和部分冷却再热循环燃煤发电系统,建立了热经济性数学模型,以循环热效率η_(t)、系统㶲效率η_(ex)及平准化度电成本C_(LCOE)为评价指标,对不同系统和不同关键参数进行热经济性对比分析。结果表明:在设计工况下,与部分冷却循环系统相比,在部分冷却再热循环下η_(t)高0.33%,η_(ex)高0.35%;在相同参数条件下,2个发电机组燃煤消耗成本占比均超过70%,锅炉成本远高于其他设备成本;存在最优的主压缩机入口压力,使得η_(t)、η_(ex)达到最大,同时C_(LCOE)达到最小;随着主压缩机入口温度的增大,η_(t)、η_(ex)逐渐减小,C_(LCOE)则逐渐增大;η_(t)、η_(ex)随着透平入口温度的增大线性提升,C_(LCOE)则先减小后增大。

熔盐储热系统对火电机组热经济性和调峰性能的影响

为了研究耦合熔盐储热系统在同时供应工业蒸汽和供暖蒸汽的情况下对火电机组热经济性和调峰性能的影响,采用Ebsilon软件对耦合熔盐储热系统300 MW亚临界机组进行建模,聚焦机组同时供应工业蒸汽和供暖蒸汽工况,对比研究了8种储/放热方案的循环热效率、调峰容量和熔盐流量等指标。结果表明:在储热过程中,方案3和方案6的循环热效率最高,达到25.77%;方案7和方案8的调峰容量最大,为50 MW;在放热过程中,放热方式采用预热给水时机组的循环热效率和调峰容量最高,分别为33.50%和16.85 MW;在储/放热循环过程中,方案3的循环热效率最高,达到29.64%;方案7的调峰容量最大,达到66.85 MW。综合各方案的指标,方案7为该机组在同时供应工业蒸汽和供暖蒸汽工况下的最优储/放热方案。该研究可为耦合熔盐储热系统的火电机组调峰过程提供理论指导。

耦合熔盐储热系统的火电机组调峰性能与热经济性研究

随着可再生能源发电的迅速发展,火电机组需要承担主要的调峰任务,熔盐储热技术作为主要的火电调峰方式之一,可以有效提高机组的调峰性能。采用Ebsilon软件对耦合熔盐储热系统亚临界300 MW机组进行建模,考虑机组对外供应工业蒸汽工况,对比研究了3种储/放热方案的储/放热热效率、负荷变化量和热电转化率等指标。结果表明:在储热过程中,当储热功率为80 MW时,储热方案3(储热热源为主蒸汽、再热蒸汽以及中压缸排汽,且放热后的中压缸排汽直接进入冷凝器)的负荷变化量最大,可达到102.63 MW;当储热功率为50 MW时,储热方案1(储热热源为主蒸汽和再热蒸汽)的储热热效率最高,为28.76%;在放热过程中,当放热效率为80 MW,放热方案2(高温熔盐的热量用于供应工业蒸汽和预热凝结水)的负荷变化量和放热热效率最大,分别为34.69 MW和46.14%;当放热效率为50 MW时,放热方案2的热电转化率最大,为59.07%。该研究可为耦合熔盐储热系统的火电机组调峰性能和热经济性研究提供理论指导。

宽负荷运行燃煤电站不同脱碳模式热经济性对比

提出了3种不同发电功率和CO_(2)捕集率约束条件下的碳捕集燃煤电站脱碳运行模式,并对采用这3种脱碳运行模式下的某典型600 MW燃煤电站进行了热经济性分析,获得燃煤电站在不同应用场景(电价、煤价及碳税)下的最佳脱碳运行方法。结果表明:采用功率不变运行模式对燃煤电站的能耗惩罚最小,但不能在全工况满足严格碳捕集率的要求;对于功率降低模式和功率不变模式,当上网电价低于0.371元/(kW·h)或煤价高于758.94元/t时,采用功率降低模式的额外经济收益更高;当电价在0.371~0.407元/(kW·h)或煤价在682.45~758.94元/t时,需根据机组的运行负荷选择合适的运行模式,当电价高于0.407元/(kW·h)或煤价低于682.45元/t,且机组负荷低于93%时,功率不变模式具有较高的收益。

某在役核电厂热力系统增设预热器的热经济性研究

针对某在役核电厂汽轮机热力系统提出了增设预热器的方案。热源来自汽水分离再热器的疏水,利用温度相对较高的疏水对主给水进行加热,以此进一步提高主给水温度,达到提升机组热经济性的目的。采用EBSILON软件建立热力系统仿真模型,计算分析了预热器不同连接方案、给水分流比例、给水温度变化对机组热经济的影响。计算结果表明,串联预热器方案的热经济性优于并联预热器方案;串联预热器方案的机组热经济性与主给水分流比例无关;并联预热器方案的主给水分流比例存在最佳值,分流比例超过临界值,热经济性低于原设计;多级预热器方案热经济性优于单级预热器方案。相关内容对核电厂热力系统设计和改造具有一定的指导意义。

现行电力系统热经济性状态方程

本文用系统工程观点，定义了热力发电厂热经济性系统状态方程。指出，状态方程的结构与系统的结构一一对应，系统的热经济性取决于系统的结构及系统所处热力学状态。该方程的出现为电厂热经济性的计算、分析与综合提供了新的基础和研究方法。

加热器端差对机组热经济性影响的通用计算模型

准确而快速地评价各级加热器端差的运行热经济性,对热力系统的设计、运行和检修具有十分重要的意义。文中以热力系统的热平衡方程、汽轮机功率方程和锅炉吸热量方程为基础,采用了将上述基本方程两端分别对加热器出口水焓求偏导的方法,并针对不同型式的加热器,找出了公式的规律性,得到了分析加热器端差运行热经济性的通用计算模型。推导过程中,定义了端差等效焓降和端差等效吸热量系数两个重要的概念。计算实例表明:该模型具有计算结果准确、使用方便简捷、通用性强等特点,尤其适用于机组运行经济性在线监测系统。

火电机组热经济性分析的统一物理模型和数学模型

为实现火电机组节能降耗的目的,以质量平衡方程和能量平衡方程为基础,首次建立了火电机组热经济性分析的统一物理模型,并在此基础上,建立了火电机组热经济性分析的基础数学模型,即比内功方程、循环吸热量方程和汽水分布方程。统一物理模型的形式规范简明,数学模型形式简单统一、物理意义明确,能够适用于各种形式的火电机组。通过实例计算,验证了所建模型的正确性。为通用的热经济性在线或离线分析系统的开发奠定了基础,也为一般的热经济性分析、机组的变工况分析和制定热经济分析与能耗计算的统一标准提供了新的理论工具。

锅炉烟气预干燥褐煤发电系统热经济性计算分析

对褐煤进行预干燥可以明显地提高直接燃褐煤电站发电效率,滚筒烟气干燥是应用最早的干燥方法。为此,文中建立了锅炉烟气预干燥燃褐煤发电系统的热经济性分析模型,并且利用该模型对某600 MW机组采用锅炉烟气干燥对发电系统热效率的影响因素进行了计算分析。计算结果表明采用锅炉烟气预干燥,在文中所述的基准工况下可以降低发电煤耗3.18 g(kW·h)1;烟气温度每变化10℃,节煤量变化1.1 g(kW·h)1;从1 kg褐煤中每多干燥出0.1 kg的水分,节煤量增加0.6g(kW·h)1左右;只有在烟气干燥机具备较高的热效率时,发电系统增加烟气干燥机后才能起到节能效果,烟气干燥机热效率每提高1%,在干燥程度分别为0.1、0.2、0.3 kg·kg1时,可分别增加节煤量0.1、0.16、0.23g(kW·h)1。

火电厂热力系统热经济性矩阵分析方法

以现代计算手段为依托,在“先归并,后分析”的分析思路指导下,结合等效热降理论和q-g-t 矩阵,构造了能效分布矩阵方程,该矩阵方程全面反映了机组主系统和各种辅助系统对机组热经济性的影响状况,每个矩阵物理意义明确、规律性强。该矩阵方程的矩阵分析方法适用于各种凝汽机组的热经济性分析计算,具有通用、精确和适应计算机程序化的特点,可以使热力系统的热经济性整体计算和局部分析变得更加清晰、简单、客观,非常适合于计算机程序化。最后对所述方法,通过实例进行了验证。

定功率下加热器端差对机组热经济性的影响

定功率分析机组的热经济性有非常重要的意义。该文基于热力系统矩阵热平衡方程式与热耗变换系数的理论,通过严密的数学推导,建立了定功率条件下加热器端差对机组热经济性影响的简易数学模型。该数学模型考虑了热力系统的结构特点和辅助汽水系统的影响,并分别针对不同类型的加热器及在加热器之间采用不同连接方式时对机组热效率与加热器端差之间的依变关系进行了讨论。以某600MW机组为例,分别计算了其各级加热器端差增大2℃对机组热经济性的影响。研究表明,加热器端差对机组热经济性的影响可以用端差大小、热耗变换系数及相关的流量系数来描述。

加热器端差对机组热经济性影响的定量分析方法

建立了定流量下加热器端差对机组热经济性影响的数学模型。该模型针对加热器的不同类型进行了讨论,应用时不再需要单独计算端差变化对锅炉吸热量的影响,并全面考虑了热力系统的结构特点及辅助汽水系统,从整体上定量分析加热器端差对机组热经济性的影响,为火电机组节能降耗以及热力系统定量分析提供了理论依据。对某600MW机组进行了算例分析,表明端差越大,机组的热经济性越低;端差越小,机组的热经济性越高。

天然气分布式能源站热经济性计算方法

为了在天然气分布式能源项目前期设计阶段优选出与冷热电负荷变化特性匹配的最佳系统设计方案,提高机组投产运行后的经济性水平,通过理论分析和工程实践,提出了天然气分布式能源站运行时段热经济性的计算方法,用于工程设计阶段对不同分布式能源机组方案的热经济指标进行全面计算和评估,并将该方法应用于郑州某科技园分布式能源站项目,进行了分析计算。

余热引入电厂热力系统的热经济性分析方法

为了更准确地计算余热引入电厂热力系统的节能量,在等效热降法的基础上,研究了余热利用所致汽轮机相关级组的变工况运行特性,提出了机组内功率增量计算的新方法.结合流体输运特性,提出了余热利用所致循环泵、凝结水泵的厂用电增量的估算方法.以某1 000MW超临界机组为例,计算并分析了余热引入热力系统不同加热器时的汽轮机抽汽参数、内功率和厂用电等热经济性指标.结果表明:余热进入热力系统使汽轮机相关级组处于变工况运行状态,实际内功率增量小于等效热降法的计算结果;余热进入回热加热器的温度水平越高,节能效果越好,但低温省煤器的传热温差越小,投资成本越大.

基于蒸汽喷射式热泵的火电厂除氧器乏汽回收系统热经济性分析

针对火电厂汽轮机回热系统中的工质损失和热损失,以某电厂600MW机组为例,对采用蒸汽喷射式热泵将除氧器乏汽回收到低压加热器中的节能技术进行研究,利用等效焓降法对各个节能方案的热经济性指标进行了计算,并对不同节能方案的热经济性进行了比较.结果表明:除氧器乏汽通过蒸汽喷射式热泵回收到5号低压加热器(方案4)的节能效果最显著,经济效益最好.与原方案相比,采用方案4,每发1度电平均可以节约标准煤0.3g,按机组年运行5 500h计算,每年可以节约标准煤990t.

太阳能与燃煤机组混合发电系统的热经济性分析

以某型300 MW机组为例,利用抛物面槽式集热器收集太阳能热量,提出7种太阳能与燃煤机组集成方案,并定义太阳能加热给水与燃煤机组混合发电系统的循环效率、太阳能热电转换率等评价指标,应用变热量等效焓降法计算理论,对原机组及不同集成方案进行热经济性能分析。结果表明:太阳能与回热系统混合发电,既能增加发电量,提高太阳能热电效率,又能降低纯太阳能发电投资成本,其代价是混合发电系统的热效率将下降;给出的所有集成方案中,取代1段抽汽方案产生的额外电能和太阳能热电转换率最大,标煤耗率和热耗率最小,为最佳混合方案。

太阳能热泵供暖系统的热经济性分析

基于有限时间热力学理论和集热器线性热损失模型,建立了太阳能热泵供暖系统的热力学模型,并对该系统进行了热经济分析。研究在给定供热率和初投资的约束条件下,以系统的供热系数COHP作为热经济性目标函数,得出了在目标函数取最大时系统最佳的运行性能系数和设计参数。同时还研究了初投资对系统运行以及设计参数的影响,得出了对应给定供热率系统的最佳初投资及其相应的设计参数。

1000MW二次再热火电机组管道热效率对系统热经济性的影响

以某1 000MW超超临界二次再热火电机组为研究对象,定量分析了系统管道的散热损失、厂用蒸汽系统损失及工质泄漏损失对单元机组热经济性的影响.结果表明:考虑全部损失时,管道热效率为97.394%,供电标准煤耗为271.935g/(kW·h).与无管道损失时相比,机组管道热效率降低2.606%,供电标准煤耗增加4.584g/(kW·h),说明在二次再热机组热经济性评价中应该考虑管道热效率.

车用柴油机余热回收有机朗肯循环系统方案热经济性对比分析

为实现对车用柴油机余热能量的充分回收,针对简单有机朗肯循环系统和双有机朗肯循环系统进行对比分析研究。根据某车用六缸柴油机的台架试验结果,在研究其变工况下余热特性的基础上,建立两种有机朗肯循环系统的热力学模型和经济模型,并对两个系统的热经济性进行了对比分析。结果表明:在柴油机整个工况范围内,双有机朗肯循环系统的净输出功率、功率提升率和有效燃油消耗率改善度均优于简单有机朗肯循环系统,最大值分别为24.38 kW、8.71%和8.01%;双有机朗肯循环系统的单位能量产出成本为0.8089 CNY·(kW·h)^(-1),比简单有机朗肯循环系统低19.26%。

330MW机组采暖抽汽对发电热经济性的影响分析

汽轮机中低压联通管抽汽是一种非常普遍的热电联产生产方式,抽汽参数合理性对机组经济运行有本质影响。以某330MW机组为例,采用Ebsilon软件分别模拟计算不同电负荷、不同抽汽压力和不同抽汽流量工况下机组运行状态,分析热耗特性、调压临界特性、能耗临界特性,并和试验数据对比。结果表明:汽轮机中低压联通管抽汽存在一条能耗临界曲线。机组在该曲线左侧运行时,采暖工况热耗高于纯凝工况,供热反而引起机组整体煤耗增大,导致电厂生产亏煤;在该曲线右侧运行时,采暖工况热耗低于纯凝工况,供热可以提高机组热经济性。因此,有些梯级利用项目造成节流调压损失增加,反而引起能耗升高。建议热电机组采暖供热改造后,通过试验和计算方式,合理规划各台机组间供热汽量及汽源参数。