燃气-蒸汽联合循环机组性能状态评估及优化技术研究

该文主要探究燃气-蒸汽联合循环机组的性能状态评估方法和优化技术。以某燃气电厂机组作为研究对象,分别选取燃气透平内效率、蒸汽轮机内效率与循环热效率、余热锅炉余热利用率等指标,对燃气轮机、蒸汽轮机、余热锅炉的性能进行评估。结果表明,燃气轮机与蒸汽轮机性能稳定,余热锅炉性能下降明显。进一步分析余热锅炉的烟气数据和水汽数据,认为蒸发器性能下降是导致余热锅炉性能下降的主要原因,在此基础上提出加装烟气过滤装置、优化过渡烟道结构等优化策略,从而使该机组性能恢复良好。

燃气-蒸汽联合循环机组发电机转子匝间短路故障分析

通过对某燃气-蒸汽联合循环机组发电机开展重复脉冲法试验,判断转子存在匝间绝缘缺陷,分析其原因为部分油气物附着在端部线圈侧面及匝间绝缘表面,高温碳化造成匝间绝缘降低,将该发电机转子返厂检修,对转子匝间绝缘进行更换,同时对弹性支撑、槽绝缘、绕组等部件进行修复保养,有效解决了此绝缘缺陷,保证了机组运行的可靠性和安全性。

基于复变量控制的APS在燃气-蒸汽联合循环机组中的设计与应用

基于复变量控制的机组自启停系统(Automatic Plant Start-Up and Shut-Down System,APS),针对燃气-蒸汽联合循环机组进行设计与应用研究。通过对机组进行建模和仿真,采用复变量控制策略对机组进行优化调度,以提高其性能和能源利用效率。研究结果表明,基于复变量控制的APS在全功能控制、全工况控制方面均有较好的应用。

单轴燃气-蒸汽联合循环机组FCB控制策略研究与应用

为强化本地支撑电源建设,提高应对突发因素造成的大面积停电事故,广东电网对联合循环机组孤网运行能力及“黑启动”功能提出了明确要求。依托某燃机电厂二期基建调试项目,开展了两套AE94.3A型燃气-蒸汽联合循环“一拖一”单轴式机组快速甩负荷(fast cut back,简称FCB)试验。试验模拟了电网外送回路故障,机组通过快切线路断路器,最终实现了汽机跳闸,燃机快速切负荷、输出功率降至带厂用电的“孤网运行”目的,试验过程各参数变化平稳,主辅机设备均为安全停运,试验取得了较好的效果。通过对汽机旁路系统、锅炉过热/再热减温水系统、汽包液位系统、凝结水及真空系统、轴封系统等的控制策略进行针对性的优化与完善,使得机组具备了完整可靠的FCB功能,显著增强了电源侧供电可靠性。相关经验可供后续同类机组参考。

计及燃气-蒸汽联合循环机组的热电联合调度模型

为了解决北方城市冬季供暖期的空气污染问题,我国正积极发展"煤改气"技术,将传统的燃煤热电机组改为燃气热电机组。建立了燃气-蒸汽联合循环机组的数学模型,并以系统成本最低为目标函数,构建了包含燃气-蒸汽联合循环机组的热电联合系统调度模型。分析了燃气-蒸汽联合循环机组替换传统热电机组后,燃气-蒸汽联合循环机组比例变化、风电渗透率不同对电网弃风率的影响。算例分析表明,燃气-蒸汽联合循环机组替换常规热电机组虽然增加了运行成本,但有利于电网消纳弃风。

燃气-蒸汽联合循环机组余热锅炉尾部受热面锈蚀对烟道阻力的影响

在某燃气 蒸汽联合循环机组长期停机备用期间,针对其余热锅炉尾部受热面开齿螺旋鳍片管锈蚀导致烟气流动阻力升高,影响燃气轮机带负荷的问题,通过现场数据监测、数值模拟及小型试验台试验,研究鳍片管表面锈蚀状态对流动阻力特性的影响。结果表明:余热锅炉尾部模块5、模块6的阻力上升明显;鳍片管背风侧的锈蚀堆积不会导致流动阻力的上升,两侧锈蚀厚度增加是流动阻力上升的主要原因;鳍片管除锈后鳍片减薄,流通截面积增大,阻力特性优于新鳍片管。

计及燃气-蒸汽联合循环机组的热-电联合调度模型

随着我国风力装机容量的不断增加,风电消纳能力成为制约其发展的瓶颈。尤其在北方冬季供暖期,城市内的热电联产机组实行"以热定电"的运行模式,其发电功率受到供热量的限制,在电力谷荷时段可能造成严重的弃风现象。为解决该问题,本文研究了燃气-蒸汽联合循环机组的模式转换特性,讨论了利用该特性消纳弃风的运行机理,建立了计及燃气-蒸汽联合循环机组模式转换特性的热-电联合调度模型。通过算例分析发现,与常规热电联产机组相比,联合循环机组在不同时段进行"一拖一"和"二拖一"模式转换,可在更大范围内灵活调节发电功率,降低电力谷荷时段热电联产机组的发电功率,有效提升系统的风电消纳能力。

二拖一燃气-蒸汽联合循环机组旁路系统控制策略优化

为了使二拖一燃气-蒸汽联合循环机组能够快速启、停和安全、高效运行,根据机组旁路系统的结构及特点,设计了旁路系统全程压力控制策略,解决了传统旁路控制系统存在的无法实现全程自动控制,燃机启动时间长,蒸汽大量损失,从而影响机组经济性的问题,并取得了较好的控制效果。

基于SIS的燃气-蒸汽联合循环机组在线性能计算的研究与应用

基于火力发电厂厂级监控信息系统(SIS),并根据DL/T 904—2004《火力发电厂技术经济指标计算方法》中规定的燃气-蒸汽联合循环机组主要经济性指标,对M701F型燃气-蒸汽联合循环机组进行了在线性能计算。针对无燃气轮机(燃机)排气流量测点的机组提出了采用余热锅炉热平衡计算方法计算燃机排气流量等在线计算方法,将计算结果与设计工况下的指标进行比较,其相对误差<1%,表明基于SIS的无燃机排气流量测点的机组在线性能计算方法能够实时准确地反映机组的实际运行工况。

大型“二拖一”燃气-蒸汽联合循环机组仿真机的研制与开发

系统介绍了M701F型"二拖一"燃气-蒸汽联合循环机组仿真机的研发背景、硬件配置;阐述了以Cyber Sim图模库一体化通用仿真支撑平台为核心的仿真支撑系统的技术特点、软件构成以及燃气轮机数学模型。利用该仿真系统实现了"二拖一"燃气-蒸汽联合循环机组全工况实时仿真。测试结果表明,燃气轮机、余热锅炉、蒸汽轮机及发电机等模型精度均达到了仿真机设计要求,且具有良好的静态精度和正确的动态响应特性。该仿真机除了可对运行人员进行培训外,还可用于电厂控制策略优化及运行方式分析与研究。

400MW级同轴燃气-蒸汽联合循环机组余热锅炉的蒸汽吹管

介绍我国首次引进的400MW级同轴燃气-蒸汽联合循环机组余热锅炉采用燃机点火、自产蒸汽进行蒸汽吹管相关的经验、问题及解决方法。根据该机组高、中、低压3个循环回路各自相对独立的特点,在本次吹管中,采用了并列吹扫方式,使吹管期间燃机余热得到了充分利用,大大节约了吹扫时间,节约了燃料,缩短了工期,收到了良好的经济效益与社会效益。

燃气-蒸汽联合循环机组控制策略分析

对某燃气-蒸汽联合循环机组的联合循环协调控制策略特点进行了分析,以为该类机组协调控制系统设计提供原则和依据。结果表明:联合循环机组对负荷指令的快速响应应由燃气轮机(燃机)实现,蒸汽轮机仅随燃机排气参数的变化应做相应的负荷改变;协调控制方式投入时,燃机负荷控制器仍应置于燃机侧控制回路,协调控制仅提供负荷设定值;主蒸汽压力由蒸汽轮机调节阀和旁路系统共同控制;可由燃机负荷控制回路独立实现一次调频的功率和燃料量修正;为了满足余热锅炉、汽轮机应力裕度要求,协调控制应对燃机排气温度设定进行干预调节;压气机进口导叶(IGV)在可调范围内时,对于排气温度的控制IGV控制应优先于燃料量控制。

M701F4型燃气-蒸汽联合循环机组FCB试验的分析与研究

通过对M701F4型燃机一拖一100%负荷、二拖一100%负荷FCB试验过程的分析,以及试验过程中相关参数的研究,结合燃气-蒸汽联合循环机组的特点,提出针对M701F4型燃机FCB逻辑及相关设备控制逻辑的优化,介绍纯凝运行工况100%负荷FCB试验相关情况。

F级燃气-蒸汽联合循环机组汽机轴封供汽可靠性分析

本文针对F级燃气-蒸汽联合循环机组与汽机轴封供汽系统相关内容展开论述,讨论了启动低负荷阶段、运行故障跳闸阶段等环节的供汽可靠性,据此提出了增设辅汽母管备用汽源、积极引入串联调节模式、完善设备维修养护计划、积极引入先进控制系统、做好设备更新迭代工作等建议,以此来积累相应的设计经验,为相关体系的完善提供可靠依据。

浅析汽轮机高压缸保温修复前后对燃气-蒸汽联合循环机组启动速率的影响

对F级燃气-蒸汽联合循环机组汽轮机高压缸外缸上下温差变化的趋势进行原因分析,并提出处理措施。分析了汽轮机启动速度对整套联合循环机组启动速度和经济指标的影响,根据机组异常情况,由运行和检修专业人员联合分析并提出解决方法。

典型F级燃气-蒸汽联合循环机组进气加热变工况性能分析

以通用电气(GE)公司的9FA和三菱公司的M701F这2种典型F级燃气 蒸汽联合循环机组为研究对象,搭建配置进气加热设计的燃气 蒸汽联合循环热力模型,开展机组热力性能仿真计算。对环境温度、加热温升、机组负荷对机组性能的影响进行单一变量分析,并且对2种机型在不同运行工况下的进气加热效果提升开展对比分析,给出了不同负荷下的最佳进气参数。结果表明:在相同的进气加热工况下,9FA机组的进气加热效果提升幅度高于M701F机组,机组联合循环效率随加热温升的提高而提高;在相同的加热温升下,9FA机组的最佳进气环境温度高于M701F机组。研究结果对进气加热技术在F级燃气 蒸汽联合循环机组上的应用具有重要参考意义。

碳捕捉技术在燃气-蒸汽联合循环机组中的应用

燃气-蒸汽联合循环机组具有调峰能力强和绿色环保的优点,可在最大程度地保证清洁环保的前提下解决光伏和风力发电存在的发电间歇性、波动性和随机性等问题。将最先进的碳捕捉技术应用于燃气-蒸汽联合循环机组,可最大程度地为实现碳中和目标提供解决方案。基于此,主要探究与分析了碳捕捉技术应用于燃气-蒸汽联合循环机组的背景与意义。

基于燃气-蒸汽联合循环机组协调控制策略设计分析

通过分析燃气-蒸汽联合循环机组的协调控制策略的设计,探究在实际应用中协调控制策略的设计的依据、准则。研究显示,燃气-蒸汽联合循环机组中燃气轮机与蒸汽轮机在应用中具有不同的作用,二者通过以及不同的特性发挥出相对应的作用从而提升发电的效率,其中燃气轮机能够依托排气量改变自身的负荷,而在联合作用下燃气轮机则具有负荷控制的关键作用,并主要起到燃气轮机排气温度的调节控制,蒸汽轮机对蒸汽的压力、流量以及旁路系统进行有效的控制,而压气机进口导叶则在排烟温度控制层面的权重高于燃料流量的控制。通过对基于燃气-蒸汽联合循环机组协调控制策略设计分析能够显著提升机组实际的运行效率,为能源的有效利用以及燃气-蒸汽联合循环机组的有优化及发展做出显著贡献。

大型单轴燃气-蒸汽联合循环机组DCS配置

介绍了大型单轴燃气-蒸汽联合循环机组分散控制系统(DCS)的硬件配置和软件功能,阐述了联合循环机组的顺序启停和跳闸保护。指出DCS配置既能实现机组级自动程序控制,又实现全厂一个值班点,实现减人增效。

燃气-蒸汽联合循环机组供热期调峰能力研究进展

近年来,受到节能减排、空气污染控制等环保要求的影响,燃气-蒸汽联合循环机组在我国电力装机中所占的比例逐年增加。燃气-蒸汽联合循环机组具有热效率高、三废排放少、占地面积小、水资源消耗少、运行维护方便和启动快等优点。本文首先总结了燃气-蒸汽联合循环机组调峰能力的研究现状,针对机组供热运行模式多样和启动速度快两方面进行了详细的介绍。然后,基于国内燃气-蒸汽联合循环机组的应用现状,提出联合循环机组在供热期电网调峰的研究方向,对联合循环机组的供热调峰性能进行优化。