燃煤电站空冷系统智能优化平台设计与实现

直接空冷机组在实际运行时受环境影响较大,运行人员依靠经验调控背压,导致机组无法在最佳背压下运行,严重影响了机组运行的经济性和安全性。以某600 MW直接空冷机组为研究对象,在实现监测与优化的需求下,以随机森林算法为基础建立优化模型,开发设计了空冷岛智能优化指导平台。采用Python、SQL Server、HTML5等工具实现了软件平台后端数据采集、模型训练与前端界面展示等功能,该平台可为运行人员提供空冷设备监控环境,实现空冷机组背压优化指导。

煤电升级改造背景下烟气余热利用节能效益对比评估

对火电企业进行节能减排改造,能够降低火电供电煤耗,进而有效减少二氧化碳排放量的增长,对实现碳达峰、碳中和目标具有重要意义。以某630 MW机组为例,对比4种余热利用方案(低温省煤器方案、二级低温省煤器方案、旁路烟道方案和机炉耦合方案)的系统机组,进行了关键技术参数与节电效果比较分析,结果表明:排烟温度降为90℃,供电煤耗率低温省煤器方案降低1.88 g/(kW·h),二级低温省煤器方案降低2.16 g/(kW·h),旁路烟道方案降低2.29 g/(kW·h),而机炉耦合方案降低2.66 g/(kW·h),节能效果最为显著。

基于大数据分析的火电机组引风机故障预警研究

针对火电机组引风机故障频发的问题,提出了一种基于大数据分析的引风机故障预警方法。以某330 MW火电机组引风机为研究对象,提取了与其工作状态密切关联的11种特征信息,进行数据预处理后,结合BP神经网络建立了引风机状态预测模型,其误差满足工程要求。引入分布式控制系统(distributed control system,DCS)和安全仪表系统(safety instrumentation system,SIS),设计了一套引风机状态预警系统,并开发了此预警系统的可视化界面,当某一特征信息的实测值超过模型预测值的安全阈值后,系统会提醒运行人员进行检修和故障排查,实现对引风机故障的有效预警。

基于K-means聚类算法的电站煤场来煤堆放优化研究

为有效应对复杂的电力和煤炭市场,加强燃料智慧管理成为火电厂管理的重要组成部分。针对某燃煤电厂的煤场占地面积小、来煤煤种复杂和燃煤堆放混乱的问题,通过提取历史来煤的煤质信息,使用K-means和DBSCAN 2种聚类算法对来煤低位发热量、挥发分、硫分进行聚类分析,从轮廓系数、聚类稳定性和样本划分精细度3个方面对2种聚类算法进行对比,最终选择聚类效果更好的K-means聚类算法作为煤质划分的计算方法。K-means聚类算法将选取的历史煤质信息数据集划分为4类,轮廓系数为0.587,且划分后的同一类别内煤质成分相近。统计不同聚类标签下的来煤频率和来煤质量比例,对煤场进行了相应的比例划分,每一分区堆放相同分类的来煤,并以此为基础设计了数字化煤场平台中的来煤堆放指导及信息存储流程,对提高堆场空间利用率和煤场管理效率具有重要的意义。

基于甲醇重整的燃料电池与有机朗肯循环耦合热电联产系统性能分析

为了解决氢能储运困难问题,实现甲醇燃料的高效和清洁利用,提出一种基于甲醇重整的燃料电池与有机朗肯循环耦合热电联产系统。在所提出系统中,甲醇与水在中低温条件下发生重整反应生成富氢合成气。在燃料电池中,合成气的化学能转化为电能,燃料电池的高温废气不仅用于加热空气也可作为有机朗肯循环的热源,实现了能量的梯级利用。在系统稳定运行的条件下,对新系统进行能量分析、㶲分析和经济性分析。结果表明:系统输出电力为147.372 kW,系统总效率为51.29%,系统㶲效率为40.56%;新系统的动态回收周期为4.97 a;在15年的运营周期内,净现值为127.94万元。

基于多元状态估计和向量相似度的电站磨煤机故障智能预警研究

为解决燃煤电站磨煤机故障频发的问题,提出一种基于多元状态估计(MSET)和向量相似度的故障预警方法。以某350 MW机组的中速磨煤机为研究对象,选取能表征其运行状态的关键参数,采集包含故障信息的历史数据,并划分出不同数据集。采用等间距抽样法对训练集数据建立过程记忆矩阵,将观测向量输入MSET模型得到其对应的估计向量,同时定义二者的相似度函数,利用滑动窗口法确定预警阈值。最后采用实际运行数据验证,结果表明:当磨煤机正常运行时,其输入模型数据预测平均相对误差均在1%以下;当磨煤机发生堵煤故障时,该模型可以及时发现磨煤机运行异常,在跳闸前380 s发出报警。证明该模型可以精准预测各参数的变化趋势,实现对磨煤机故障快速准确地智能预警。

600 MW直接空冷凝汽器变工况特性研究

直接空冷机组相对湿冷机组煤耗偏高,且其背压容易受环境因素影响,研究空冷凝汽器变工况下的排汽压力特性对机组安全经济运行有重要意义。采用ε-NTU法建立了600 MW直接空冷机组凝汽器变工况数学模型,计算得到了凝汽器变工况下的特性曲线,分析了迎面风速、环境温度、排汽流量对排汽压力的影响,得出如下结论:环境温度较高且排汽流量一定时,迎面风速为2.5 m/s时的背压经济性较好;夏季高温时段,凝汽器排汽压力随排汽流量的增加、迎面风速的减小而显著增大,需要机组限负荷运行,适当增加风机转速以降低背压;环境温度较低时,排汽流量和迎面风速对凝汽器排汽压力的影响较小,需要采取防冻措施,适当提高凝汽器排汽压力有利于空冷岛的安全运行。