Producing ultra-high-speed nitrogen jets by arc heating in a low-pressure chamber

Pure nitrogen gas was heated with direct current arc, at input powers from several hundred Watt to over 5 kW, and then injected through a nozzle into a chamber at 1 or 10 Pa pressure, with the purpose of accelerating the gas to very high speed around 7 km/s. Various structures of the arc generator and gas expansion nozzle were examined. Results show that bypass exhausting of the boundary layer before it enters the nozzle divergent section can greatly increase flow speed of the jet, thus it might be possible to use nitrogen as a working gas in high speed gas dynamic test facilities.

适用于多种一次调频技术及工况变化的抽汽凝汽式汽轮机数学模型

火电机组是目前电力系统中重要的调频资源,其一次调频能力与汽轮机动态密切相关,但现有汽轮机动态数学模型无法准确反映火电机组在多种一次调频技术以及工况变化情况下的一次调频能力。为准确描述火电机组真实的一次调频动态,该文对汽轮机本体、回热抽汽管道及回热加热器的动态耦合特性进行机理分析,建立适用于主汽阀调节、凝结水节流和高加给水旁路调频技术的汽轮机动态模型;基于机组结构数据及分布式控制系统实测数据,提出跟随工况变化的模型参数在线确定方法;最后,以实际600MW机组为例进行模型验证与仿真分析。结果表明,汽轮机输出功率会受到汽轮机本体和回热系统动态耦合特性的重要影响,且不同工况下机组一次调频能力存在明显差异。该文模型能更准确地描述不同一次调频技术方案及不同运行工况下汽轮机的动态响应特性。

油压调控系统在挖机瞬变工况下的适应性研究

针对挖机机油滤清器异常受载问题,借助自主高频压力测试系统采集典型路谱并利用频域分析解读了低频高能脉动现象。根据主油道压力和低频脉动的强相关性浅析论证了低频波的产生机理,其来源于信号调节需求下的阀芯受迫位移变化引起的泄流不均衡,且阀芯的轴向振动频率由弹簧刚度与液动力刚度共同决定。在对比分析几种典型调压控制方式的基础上,验证了不同优化方案及竞品的油压脉动情况,结果表明:减小机油泵流量及采用主油道直泄调压等方式可有效消除低频脉动,相对而言,主油道直泄调压因其对机油泵流量不敏感而具有更强的适应性。

热电联产机组协同改造及其调峰与供热能力分析

通过对某电厂2台135 MW机组和2台330 MW机组进行高背压与低压缸切缸两种方式的协同改造,在多种供热模式下协同运行,由改造后的性能试验得到4台机组供热期的性能指标,分析得出供热期全厂机组的调峰能力为504.39 MW,比改造前提高了9.39 MW,而且最低电负荷降低了39.27 MW。供热能力增加的同时,调峰能力和低负荷的调度灵活性明显提升。针对电厂4台机组分别带东、西两个供热管网的情况,基于机组的运行特性和能耗指标,优化多种供热模式下的协同运行方式和电、热负荷分配。在全厂热负荷和机组总进汽量不变的条件下,4台机组带电负荷能力增加了25~40 MW。

1000 MW机组增容改造后辅助系统适应性分析

根据某1000 MW机组增容改造结果对辅助系统适应性分析,增容改造后的参数变化影响了锅炉与汽机主要辅助系统,本文分析了改造前后的各个设备的适应性,为同类型机组增容改造提供参考。

改进型低氧处理精确加氧技术在超超临界机组的应用

为防止给水系统、高压加热器疏水系统流动加速腐蚀,超(超)临界机组采用加氧处理技术很有必要。为减少对过热器、再热器氧化皮问题的担心,研发出适当降低给水p H值、精确控制加氧量的改进型低氧处理技术。相比以往的低氧处理方法,该技术能够提高凝结水精处理系统的经济性,防止高压加热器汽侧腐蚀和降低疏水含铁量,同样不额外增加蒸汽中的氧量,消除传统加氧工况对氧化皮剥落的影响,并兼有加氧处理的其他优点。所研发的改进型低氧处理技术在1 000 MW超超临界机组上应用效果良好,起到了对汽水系统全程保护的作用。

供热机组热电解耦技术对比

开展大规模热电解耦技术改造已成为供热机组未来的发展趋势。本文以某亚临界330 MW供热机组为例,从技术原理、技术特点及应用业绩等角度出发,对高中压缸旁路供热、储热供热、电极锅炉、低压缸零出力供热等供热机组常用的热电解耦技术进行了汇总、探讨和比较分析。高中压缸旁路供热技术适用于所有的燃煤供热机组,但其减温减压器、调节阀及相应管路系统运行的安全可靠性有待进一步研究和现场论证;供热机组配置储热罐或电极锅炉装置时,应需要根据当地电网形势、调峰政策、供热热负荷等因素进行优化设计;低压缸零出力供热技术应用于供热机组热电解耦技术改造中成本最低,热经济性最佳,综合优势最大。建议从机组实际情况出发,寻求最适合机组自身特性的热电解耦技术方案。

高效宽负荷率超超临界锅炉垂直管圈水冷壁在低质量流速下的传热特性

在压力p=21~29.8 MPa、质量流速G=600~1 100kg/(m^2·s)、热负荷q=330~793kW/m^2工况范围内,对低质量流速优化内螺纹管的传热特性进行了实验研究,并根据实验数据得到了近临界压力区和超临界压力区的传热实验关联式.结果表明:在近临界压力区,亚临界部分的传热特性好于超临界部分的传热特性,质量流速增大能推迟传热恶化,热负荷增大则使传热恶化提前发生,内螺纹管抑制膜态沸腾(DNB)的能力有所减弱;在超临界压力区,压力越低,大比热容区内强化传热作用越显著,在其他条件一定时,超临界水的热物性变化对管内传热的作用由质量流速和热负荷共同决定;质量流速不变,继续增大热负荷,大比热容区内的传热将由强化转变为恶化.

高压加热器正常疏水调门开度大的原因分析及预防措施

针对某电厂600MW超临界机组#1高压加热器正常疏水调门开度大的原因进行了分析,提出了解决方法及预防措施,可为其他电厂高压加热器的运行提供借鉴和参考。

高压加热器疏水采用汽液两相流的经济性分析

探讨了江西新余发电有限责任公司2号机高加疏水系统改造前后的运行状况,简介汽液两相流自调节装置的原理,并对系统改造前后的经济性进行了定量计算。

基于0号高加的超临界机组热经济性的研究

以华能某电厂660MW机组为例,为使增设0号高加的机组在不同负荷工况下的汽轮机热耗率达到最小,采用EBSILON软件平台进行建模。通过对不同负荷、不同疏水方式下的仿真数据进行分析,得到机组的最佳给水温度和0号高加的最佳进汽压力,并提出0段抽汽管道上调节阀的调节方式,同时考虑电厂实际运行等问题给出0号高加进汽压力的调节范围。对经常参与调峰和长时间处于非设计工况运行下的同类型机组具有一定的指导意义。

高海拔矿井掘进工作面局部增压的空气幕调控仿真研究

矿井环境一直是制约矿井地下安全生产的重要因素之一,尤其是在高海拔地域,由于空气的各项参数都与海拔高度相关,高海拔地区矿井在通风方面要比平原矿井有更多特殊要求。为解决高海拔地区矿井掘进工作面存在的低压缺氧问题,在对高海拔地区低压环境特性分析及传统矿用空气幕理论分析的基础上,根据增能增阻设计提出了多功能矿用空气幕联合增压模型,该模型在巷道两端分别布置引射型和增阻型矿用空气幕,以达到增压进而间接提高工作场所含氧量的效果。以青海省某金矿3 850 m中段开拓巷道掘进作业面为背景,借助有限元仿真软件Fluent对构建的开拓巷道的三维立体模型进行数值模拟。模拟结果与现场实测结果基本相符,结果表明:采用基于空气幕的增压增氧调控技术可使开拓巷道掘进作业面绝对气压由63 835 Pa增加至68 273 Pa,氧分压从12 040 Pa提高至14 213 Pa,达到海拔3 000 m的水平,可明显改善通风效果和通风质量;同时,随掘进作业面压力提高,采空区有害气体的逸出也得到有效抑制。该调控方法可以克服传统风流调控设施存在的布置困难、影响通行的问题,为提高高海拔地区井下压力及含氧量提供了新的思路。

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。

1000MW机组高压加热器系统的动态特性研究

运用集总参数法对某1 000 MW超超临界机组单列高压加热器系统在各种运行工况下的温度动态特性进行了分析,列出其动态特性方程,并运用数值方法进行计算.在此基础上,在高压加热器投运或停运过程中,以给水温升/温降变化率≤110 K/h(1.83 K/min)为基准,确定了运行参数的调节速率.

适应深度调峰的广义回热系统热力特性研究

提高火电机组中低负荷运行经济性是当前深度调峰模式下的重要节能方向。本文介绍了5种广义回热系统的原理及特点,以某亚临界300 MW湿冷机组为研究对象,基于EBSILON软件建立的评估模型,计算分析了5种广义回热技术在机组不同负荷率下的参数变化和节能效果。计算结果表明:附加高压加热器联合外置蒸汽冷却器系统节能效果最大,改造后发电煤耗可下降1 g/(k W·h)以上;附加高压加热器与热风加热器联合系统,3抽热风加热器系统工程应用中需采取针对性的防磨措施;附加高压加热器系统、附加高压加热器与热风加热器联合系统有利于低负荷工况脱硝系统的投运和锅炉稳燃,在当前火电机组提高灵活性及深度调峰能力的迫切需求下,仍有一定的实用性。

基于背压式汽轮机的宽负荷高效回热系统热经济性分析

针对基于背压式汽轮机宽负荷高效回热系统的4种不同方案进行研究,并对不同方案下机组的热经济性进行了分析对比。结果表明:无论是纯背压式汽轮机还是抽背式汽轮机,从主蒸汽抽汽做功方案的热经济性优于从屏式过热器抽汽方案;将背压式汽轮机的经济运行工况向低负荷侧调整,利用在低负荷下背压式汽轮机和主汽轮机缸体的效率差可以获得较好的节能效果,在30%负荷下最大可降低供电煤耗率3.21 g/(kW·h);本文设计的回热系统可以提高低负荷下给水温度,一方面有利于提高循环热效率,另一方面有利于提高省煤器入口烟气温度,改善低负荷脱硝问题。

低压区压力高精度调节的PLC控制系统设计

根据压力机功能要求,利用压力闭环和压力速度双闭环实现低压区间高精度压力调节控制,在分析比例阀和压力传感器的特性曲线,油泵和伺服电机的工作能力特点基础上,提出利用PLC实现压力闭环和速度开环调节,多级分段控制方法,在低压区间保证了-3%到0的压力精度要求,介绍了编程中的关键技术和实现方法,在实际应用中取得良好的效果。

考虑低温省煤器的宽负荷高效回热技术研究

本文利用热力计算对考虑低温省煤器的零号高加技术进行了节能分析。研究认为零号高加可以降低汽轮机热力系统的热耗,但同时会使得锅炉排烟温度增加进而使得锅炉效率降低。设置低温省煤器可以有效地减弱锅炉排烟温度升高所造成的余热损失。计算表明,没有考虑低温省煤器时,零号高加技术在75%THA工况下可以降低机组煤耗0.44 g/k Wh。当考虑低温省煤器时,零号高加技术在75%THA工况下可以降低机组煤耗0.75 g/k Wh。

660MW机组低压加热器停运后高压加热器预防措施

分析了邯峰发电厂高压加热器泄漏的典型案例,阐述了低压加热器停运后对高压加热器的影响。按照绝大多数电厂的抽汽加热布置方式,提出了利用辅汽提高高压加热器入口水温的解决方案。

300MW机组高低加液位引入DCS控制的实现方法

20世纪90年代末的国产300MW机组,其高低加液位控制多采用就地基调方式,调节多采用气—气调节控制,相较智能控制落后许多。本文针对300MW机组高低加液位控制水平较低,加热器端差大,经济性较差,不利于运行人员监视、操作等问题,介绍了高低加液位控制系统引入DCS改造的设计及实施方法。成功实施后系统工作状况良好,达到了预期效果,为其他同类型电厂的高低加液位控制提供了经验。