适用于一次调频能力在线监测的锅炉蓄热系数计算方法

锅炉蓄热系数是衡量火电机组一次调频能力的重要参数,实际运行中随着机组工况变化,但目前仿真中多忽略变工况下的蓄热系数变化对调频能力的影响。为准确掌握机组运行中真实的一次调频能力,需要在线确定蓄热系数。基于IEEE标准模型的框架,提出适用于一次调频能力在线监测的锅炉蓄热系数计算方法。建立考虑工质流动与传热过程的锅炉热力系统动态模型。以某1000 MW超临界机组为算例,结果表明所提出的变工况锅炉蓄热系数算法能更准确地描述一次调频过程中热力参数的动态变化。一次调频60 s内积分电量相较于IEEE标准模型减小62.4%。且低负荷下蓄热系数大,蓄热释放速率慢。该方法能根据现场实时数据确定当前工况下的蓄热系数,可应用于一次调频能力在线监测。

辅助燃煤机组AGC调节的熔盐电加热器动态性能研究

燃煤机组耦合熔盐电加热器系统可大幅提升其调频调峰能力。基于Modelica语言建立了熔盐电加热器的动态模型并完成了试验验证,揭示了熔盐电加热器在熔盐流量扰动和机组自动发电控制(AGC)负荷扰动下的动态特性。基于其动态特性提出了“前馈+PID”调节的温度控制方法,计算分析了熔盐电加热器辅助燃煤机组AGC调节时的电负荷变化特性和热力参数变化特性。研究结果表明,配置10 MW熔盐电加热器可使660 MW燃煤机组AGC变负荷速率提升340%,且所提控制方法能够维持电加热器热力参数的稳定。

基于熔盐储热辅助煤电机组深度调峰的系统设计及容量计算方法研究

构建以新能源为主体的新型电力系统对于煤电机组深度调峰提出了更高的要求,通过对电网需求的分析以及各种储能技术的对比,以燃煤发电机组的系统特征为出发点,提出了一种基于熔盐储热辅助煤电机组深度调峰的系统,并给出了其运行方式。通过理论分析,给出了熔盐系统加热、储热、换热3个子系统的主要参数计算方法;以某660 MW燃煤机组为例,在分析其热力边界和调峰需求的基础上,依照提出的计算方法,计算得到了熔盐系统电加热模块的功率以及连接方式;选定了熔盐的种类以及换热系统的进出口参数;确定了熔盐储热的容量、用盐量和储罐容积,为准确核算项目投资和项目占地提供了可靠的数据支撑。该系统以及计算方法可为同类型工程项目前期设计提供参考。

电阻式熔盐加热器动态建模与参数化分析

采用Dymola软件建立以电阻式熔盐加热器为研究对象的动态模型,在验证模型有效性的基础上,重点研究了在电负荷和熔盐流量扰动下及不同布置方式下电阻式熔盐加热器的瞬态特性和内部温度场。研究结果表明:电负荷和熔盐流量大扰动对电阻式熔盐加热器动态特性的影响趋同,且分别在110 s和105 s时达到其极限工况;而二者协同扰动时,可大幅推迟其极限工况的发生;多个电加热器串联或并联布置能够减缓熔盐温度变化,但却增加了系统成本。研究结论可为电阻式熔盐加热器的设计、控制和调试提供参考。

利用储能技术提高火电机组灵活性的技术综述

阐述适合提高火电机组灵活性的储能技术,关键技术与耦合方式,包括电池储能、储热水罐、电锅炉、熔盐储热,探讨适用场景及工程实践的耦合系统。

1000MW机组多变量协同优化一次调频

为经济有效地提升深度调峰下火电机组一次调频响应能力,提出了一种多变量协同优化一次调频方案,该方案包括主蒸汽调节阀节流、凝结水变负荷、旁路给水调节以及调节附加抽汽等技术,通过变负荷特性试验对各项技术一次调频特性进行了详细分析,充分发挥了各项技术的优势及耦合增益,并成功应用于某超超临界1 000 MW机组。优化后该机组在一次调频响应能力不降低的基础上,主蒸汽调节阀的运行开度平均提高了5.3%,高压缸运行效率平均提高3.1%,折合供电煤耗降低约1.5 g/(kW·h),节能效果显著。该技术可应用于火电机组一次调频和自动发电控制(AGC)优化,以及提高机组灵活性等技术改造项目。

火电机组与储能系统联合自动发电控制调频技术及应用

当前火电机组与储能系统联合自动发电控制(AGC)调频技术在我国电力行业发展迅猛。本文介绍了该技术的基本原理、典型方案、控制过程以及实际工程效果,探讨了储能系统接入对火电机组电气系统的影响和储能电池的选型问题,并分析了该技术工程应用的投资及收益。分析结果表明:火电机组与储能系统联合AGC调频技术效果显著,经济收益较好;储能系统的接入对火电机组的控制系统和电气系统基本无影响;磷酸铁锂电池作为储能系统电池较有优势。本文为火电机组与储能系统联合AGC调频技术的实际工程应用提供了参考。

三分仓空气预热器热力计算的简化方法

提出了空气预热器热力计算的一种简化方法,该方法以空气预热器实际运行状况为前提,以回转式空气预热器的计算标准方法为基础.以某350MW超临界机组省煤器的改造方案为例,采用该方法对空气预热器进行了热力计算,得到空气预热器出口烟气温度和空气温度的变化量.结果表明:该方法无需考虑蓄热元件的板型、结构和材质等参数的影响,尤其是在空气预热器发生堵灰和沾污情况下,避免了计算公式中一些难以估计的参数,准确性大大提高;采用该简化方法计算得到的排烟温度、热一次风温度和热二次风温度与哈尔滨锅炉厂有限责任公司的计算结果一致,2种方法计算结果的相对误差小于1%.

1000 MW机组增设零号高压加热器经济性分析及运行优化

以某超超临界1 000 MW机组为例,采用热平衡方法建立热力计算模型,对增设单列或双列零号高压加热器2种方案和运行方式进行了比选和优化。结果显示:单、双列零号高压加热器均可将给水加热至脱硝的要求范围内,二者对机组热经济性的影响差别很小,考虑投资、运行、维护等因素时各有优势;随着零号高压加热器进汽压力的升高,机组节能收益逐渐增大,选型中应尽量选择较高的进汽参数;水量分配对单列布置零号高压加热器的热经济性影响存在最佳点,且该最佳流量偏差和节能收益随负荷的增加而增大,在运行时可适当调整两列高压加热器的水量分配,以达到系统经济性最优。

基于微滑移解析模型的干摩擦阻尼叶片稳态响应分析

基于单边微滑移解析模型,建立了阻尼器干摩擦力的本构关系,该模型可以较好地描述摩擦界面粘滞-滑移状态以及在同一时刻阻尼器各局部拉、压应变不同而产生的摩擦力方向的不同。采用等效刚度和等效阻尼对干摩擦力的非线性特征进行了线性化处理。引入干摩擦阻尼因子度量干摩擦阻尼效果。采用谐波平衡法对简化的带阻尼器叶片系统进行了强迫振动响应分析。分析表明:干摩擦阻尼器对叶片的作用体现在阻尼和刚度两个方面,干摩擦阻尼因子是评价干摩擦阻尼效果的一个较好的参数;存在最佳的正压力,使干摩擦阻尼因子最大,响应最小。

高压调节阀配置方式对机组运行经济性的影响

论述了高压调节阀配置方式与汽轮机进汽压力的关系,以600 MW机组为例,计算得出了亚临界机组与超临界机组在不同调节阀配置方式下的经济性,以及在顺序阀定压与滑压运行方式下热耗率的变化规律,给出了各调节阀所控制的调节级喷嘴数不等时,各调节阀配置方式下机组热耗率的变化规律及调节阀配置原则,并对重叠度对机组运行经济性的影响进行了定量分析.结果表明：不同调节阀配置方式对机组运行经济性影响明显,对于配置4个调节阀的机组,2阀点时,提前开启调节阀压损每增大2％,机组热耗率增加约13~15 kJ/（kW.h）；3阀点时,机组热耗率仅增加约5~6 kJ/（kW.h）；2阀点下,超临界机组热耗率增加略小.

热电联产机组增设储热水罐容量配置研究

热电联产机组通过增设储热水罐可以实现热电解耦运行方式,大幅提升供暖季机组运行灵活性,提高新能源消纳能力。以2台机组分别为低压缸零出力供热和打孔抽汽供热项目为例,首先,对热网负荷变化时双机优化运行方式进行研究,发现机组热负荷率最低工况并非辅助服务收益最大工况;其次,对系统增设储热水罐时的最大容量选型依据、系统调峰能力改善特性进行研究,得到储水罐最大容量及调峰能力随热网负荷的变化规律;再次,研究了结构参数对储热水罐选型的影响,得到了储热罐个数与容量的推荐关系;最后,在给定热网负荷时进行储水罐容量的选型分析。结果表明,以中寒期最高热负荷作为选型上限依据较为合理,并且储热容量较小时投资收益比相对较高。

低β值喉部取压喷嘴在给水流量测量中的应用

对焊接结构的低β值喉部取压长颈喷嘴用于给水流量测量的分析表明,采用经过校验后的焊接结构低β值喉部取压长颈喷嘴测量给水流量的不确定度≤0.25%,符合ASME PTC6作为机组性能验收试验的要求,且具有宽量程、低能耗等特点。

联合储能系统提升机组快速爬坡能力研究

针对"火电灵活性改造试点项目"目标要求的提升机组爬坡能力开展研究。首先,结合试验结果分析了现有火电机组具备的AGC响应能力,其与预期目标之间仍存在一定的差距。在对机组协调优化控制技术、基于机组自身蓄能的负荷调节技术和基于储能的负荷调节技术进行分析论述的基础上,提出利用联合储能系统提升机组AGC响应能力,并对其运行特点、热力特性、项目投资等进行了分析。联合储能系统可实现与纯电池储能方案接近的调节品质,具有投资较低、安全性更高等特点,值得推广。

微滑移离散模型及在干摩擦阻尼叶片振动分析中的应用

建立了阻尼器干摩擦力微动滑移离散模型,该模型可以较好地描述摩擦界面粘滞-滑移共存状态和阻尼器因局部拉、压应变不同而产生的局部摩擦力方向的不同,适用于各种激振作用下的阻尼器动力学分析,克服了微动滑移解析模型仅适用于单谐波作用力的局限。采用时域法对简化的凸肩干摩擦阻尼结构叶片系统进行了强迫振动响应分析,验证了微动滑移离散模型在阻尼叶片动力学分析中的可用性。

大容量汽轮机不同阀序工况下调节级叶片的动应力数值分析

以某600MW汽轮机调节级叶片为研究对象,分析了复合阀和顺序阀两种配汽方式3种工况下调节级叶片的气动载荷。考虑部分进汽引起的阶跃激励和Kick效应的影响,采用三维有限元法数值分析了3种工况下调节级叶片的瞬态动力响应和动应力,进而对阀序改造后调节级叶片的安全可靠性进行了分析。

复合循环型高压工业供汽技术研究

国家节能减排工作的持续推进,刺激了中高压工业供汽的需求。本文在分析现有供汽技术特点的基础上,针对大流量、全工况、中高压工业供汽,提出一种新型复合循环型高压工业供汽技术改造方案。在国产超临界350 MW供热机组上进行了整体热力特性模拟,对改造后系统整体的运行参数、关键设备选型等进行了详细分析。该技术对锅炉、汽轮机本体改造工程量小、无不可恢复改造项目;改造后供汽量大幅提升、供汽系统启停灵活,对机组正常运行影响较小;外供蒸汽参数调整灵活、方便,增加供汽灵活性;供汽能力具有非常好的负荷适应性,可保证机组在供汽条件下仍具有良好的深度调峰能力。

不平衡导致的发电机组转子反向涡动分析

针对多台大型汽轮发电机组在振动测试过程中的不平衡导致转子反向涡动的问题,建立非对称支撑转子系统动力学模型,通过模态叠加法推导出系统对不平衡激振力的响应,分析不平衡振动矢量对转子涡动方向的影响规律,并结合3台600 MW等级汽轮发电机组轴系现场动平衡前后振动测试实例,分析了工作转速下转子发生反向涡动的原因。结果表明:即使在避开临界转速区域的工况下,各向异性支撑轴系发生多面不平衡时,只要各处不平衡的轴向位置、大小和角度满足一定关系,部分轴颈截面就会表现为反向涡动。

易于控制系统组态的低β值喉部取压喷嘴流量算法

以IAPWS-IF97工业用水和水蒸气公式为骨架,重新拟合出相对简单的水的密度及其动力粘度计算公式,该公式可满足水在全液态范围内的精度要求。本算法在简单计算公式的基础上,通过合理设定流出系数初值,避免大量迭代计算,仅2次计算即可得到准确结果,方便DCS等控制系统中的组态开发,并能将流量计算的误差控制在0.05%以内。

低β值给水流量喷嘴的异种钢焊接

在低β值给水流量喷嘴安装中,采用A307焊材对Q345R主管道和304不锈钢喷嘴进行焊接,焊后的检测结果表明,焊接工艺满足DL/T 752—2001规定;焊接接头无裂纹和超标缺陷,符合JB 4730—2005.3Ⅱ级要求;水压试验无泄漏,无可见的异常变形,无异常响声;喷嘴有轻微变形,但可满足测量精度要求。