循环流化床锅炉快速变负荷调节技术研究进展

在“碳达峰”与“碳中和”背景下,煤电是我国目前可再生能源大规模消纳的最经济调节电源。循环流化床燃烧技术因具有低负荷稳燃能力强、污染物控制成本低、负荷调节范围宽等独特优势在煤电深度灵活调峰中担当重要角色,但其独特的燃烧方式导致变负荷速率慢,无法满足未来可再生能源大规模并网的调节需求。该文结合循环流化床锅炉的燃烧原理及应用场景,深入分析制约循环流化床锅炉变负荷速率的关键影响因素,包括循环灰的流动惯性、燃料的反应惯性、床料与耐火耐磨材料的传热惯性、污染物排放等。此外,对可行的循环流化床快速变负荷调节技术进行探讨与分析,可为我国燃煤循环流化床锅炉深度与快速灵活调节技术的工业应用提供一定参考。

面向高并发的消息中间件设计与实现

针对高并发场景中突发流量过大宕机等典型问题,提出一种面向高并发场景的消息中间件进行流量消峰。该消息中间件采用Producer-Broker-Consumer架构,划分为通用层、网络通信层、消息服务器、消息客户端;自定义通信协议,采用Push模式、负载均衡轮询方式进行消息推送等。将该中间件与主流消息中间件对比分析并应用到商品秒杀平台中,运用JMeter工具进行压力测试,验证流量消峰综合性能。实验结果表明,提出的面向高并发场景的消息中间件相比主流消息中间件具有较好的流量消峰性能;该消息中间件应用到商品秒杀平台中可以有效地实现流量消峰,当错误请求率为0的情况下并发量达55 802/sec,吞吐量达6 319.8/sec不宕机。

某1050MW超超临界燃煤机组深度调峰运行经济性与末级叶片安全性研究

随着以新能源为“主体能源”新型电力系统建设的加速推动,电力系统灵活性不够、调节能力不足等短板和问题愈发凸显,新能源随机性和间歇性的特点要求燃煤发电机组逐步从主体能源向辅助性调峰调频电源转变。燃煤火电机组深度调峰运行下的经济性与安全性是当前研究的重点。本文以某1050 MW超超临界燃煤机组为研究对象,对机组在30%、20%额定负荷深度调峰运行的主要设备性能、运行经济性进行了试验研究,对小容积流量下汽轮机末级叶片安全性进行了试验和仿真研究。结果表明:机组从50%额定负荷分别深调至30%和20%额定负荷运行时运行供电煤分别增加34.50 g(/kW·h)和76.14g(/kW·h)。通过深度调峰幅度试验对比,1050 MW超超临界燃煤机组在30%额定负荷以下时,随着深度调峰幅度的增加,锅炉性能、汽轮机性能、厂用电率和机组运行经济性呈加速恶化趋势。通过小容积流量下汽轮机低压缸末级叶片鼓风情况的试验和仿真研究,当循环水流量72000 t/h,环境温度在28℃以下时,机组在20%负荷时高低压侧低压缸的排汽速度均可保持在60 m/s以上,排汽温度在50℃左右,汽轮机可在低压缸不喷水状态下长期运行;环境温度高于28℃时,高低压侧低压缸的排汽速度均降低至60 m/s以下,末级鼓风加重,此时需投入低压缸减温水,将引起叶片水蚀风险,对机组末级叶片产生不利影响。研究结果可为超超临界燃煤湿冷机组灵活性改造和经济运行提供一定的借鉴。

“双碳”目标下火电机组故障及应对措施综述

“双碳”目标下,火电机组实施了一系列的改造,随着火电机组节能降耗各项措施的实施、大流量供热和工业抽汽改造、灵活性运行以及远距离输电采用交流串补和特高压直流输电技术,汽轮机和辅机设备安全可靠性问题日益突出。基于现场案例和经验,系统归纳总结机组运行中主辅机设备存在的轴系振动、转子裂纹和转动部件脱落、汽轮机长叶片振动和腐蚀、进汽阀门卡涩和振动等故障的机理和特征。针对这些故障给出相应的应对措施,为保障当前形势下火电机组安全稳定运行提供技术支持。

供热机组调峰性能试验

通过某∏T-140/165-130/15-2型供热机组的抽汽试验,绘制了机组在实际抽汽工况下新蒸汽流量与电功率的关系(工况图),根据机组特性和实际热负荷,对工况图以及相应的试验数据进行分析并对不同抽汽流量下的功率进行修正,得出在不同热负荷下机组的调峰范围。研究结果表明:随着抽汽流量的增加,机组最小电功率随之增大,最大电功率先增大后减小;当抽气流量分别为60、120、180、240、300、360t/h时,机组的调峰范围分别为79.88、77.98、67.35、61.11、55.88、30.13 MW,即抽汽流量越大,机组的调峰范围越小。

考虑分时潮流追踪和最大负荷责任的输电固定成本分摊方法

输电网固定成本分摊是输电定价最重要的环节之一,其分摊方法直接关系到输电定价结果的合理性。针对跨区高压输电网固定成本特点,提出了一种考虑分时潮流追踪和峰荷责任的输电固定成本分摊方法;以潮流追踪为基础,分别确定负荷各时刻对线路的功率分配,并以追踪所得各负荷对每一输电元件时段内最大功率分配为依据,从而确定各负荷对系统不同时段的成本分摊;用IEEE30节点算例系统对提出的方法进行验证,表明所提出方法能够更准确合理地反映负荷对输电固定成本的使用情况。

三峡水库调峰运行下的香溪河水动力二维数值模拟

为研究三峡水库调峰运行方式对库区支流香溪河水动力特性的影响,建立了非恒定流二维水动力模型。利用该模型计算了三峡水库在双峰调节运行方式下,香溪河的水位、流速、流量变化过程,分析了三峡水库调峰运行时导致的波动性对香溪河流场的影响程度。结果表明:水库调峰运行可以显著增强库区和支流的水位波动,促进水体交换。

互联电网的调峰调频和联络线调整

互联电网的调峰调频和联络线控制的协调配合,对于互联电网的安全稳定运行和保证联络线电力电量合同的履行十分必要,但也有相当大的难度。文章对上述问题进行了分析,并提出了调控策略:联络线两侧电网对于自身负荷的高位陡升问题,都应采取“自筹攀峰响应能力与接受外部支援相结合”的方针。

深圳地区错峰用电管理系统

为在社会资源损失最小的情况下确保深圳市错峰用电计划有效落实,设计并实现了深圳地区错峰用电管理系统。在阐述该系统体系结构和功能的基础上,介绍了该系统数据的流向和特点。该系统功能主要由预报模块、错峰管理模块、信息管理模块、统计模块、维护模块来实现;数据流按处理服务器的不同分为发布信息类和错峰统计信息类。

华中电网迎峰度夏方式的省际潮流

高温大负荷、水电大发是华中电网迎峰度夏方式的两大基本特征,又与大范围资源优化配置的要求紧密结合,其对运行方式安排的影响必然会体现在电网省际断面的潮流分布方面。在总结华中电网2010年迎峰度夏方式基本特点基础上,给出了华中电网2010年迎峰度夏方式省际断面潮流分布情况,并与年度运行方式和电网运行稳定规定进行了对比。迎峰度夏大负荷期间,华中电网省际断面呈现输送裕度较大且受三峡电站出力影响较大的特点,充分反映了资源优化配置需求,为有效做好运行方式安排提供参考。

深度调峰工况下凝结水泵节能优化

火电机组深度调峰工况下,凝结水泵的节能优化研究对提高机组运行的经济性非常关键。本文分别以某330 MW"一机两泵"和"一机一泵"2种布置的供热机组所配套的凝结水泵为研究对象,采用Ebsilon软件进行建模,模拟计算机组在正常运行和深度调峰工况下的运行状况,分析了凝结水泵的流量特性和功耗特性,提出了增设1台小流量凝结水泵的节能优化方案,并且从经济性和可行性方面进行了论证。结果表明:在机组深度调峰工况下,原有凝结水泵及配套电动机系统效率低,功耗大,影响机组的安全经济运行;增设1台小凝结水泵的平均功耗比原凝结水泵耗功小,且经济可行,实际可操作。

龙口水电站调峰运行对下游河道影响效果分析

根据龙口水电站设计代表年典型日下泄流量过程，采用一维非恒定流水动力学模型，对龙口水利枢纽至下游天桥段河道进行流量演进模拟计算。结合河网数学模型的计算结果，对龙口水电站调峰非恒定流量沿程坦化情况及电站反调节作用进行分析。分析比较结果表明，由于龙口水电站的反调节作用，龙口一天桥河段河道流量波动幅度减小，下游河道的水流条件得到改善，保证龙口下游河道不断流，维持龙口下游河道基本生态要求，并可明显改善河道两岸农业灌溉泵站取水条件。

深度调峰下核电汽轮机的小容积流量工况浅析

阐述了核电汽轮机级在小容积流量工况下的流动特性,分析了小容积流量工况可能导致级效率下降、叶片疲劳损坏、低压缸排汽温度偏高、末级动叶根部出口边遭受水蚀、叶片颤振损坏等,提出了推迟级内涡流发生以扩大其透平工况的流量范围,改进叶型设计以避免发生叶片颤振,采用整体阻尼围带和凸台拉筋的叶片结构以减小其振动应力等应对小容积流量工况的措施,确保核电汽轮机安全、经济地参与电网深度调峰。

600MW等级超临界汽轮机通流改造综述

随着我国能源结构改革的深入和节能减排要求的提高,近年来600 MW等级超临界汽轮机通流改造技术发展迅速。本文介绍了国内、外超临界汽轮机组的改造发展历程,对比了主要厂家通流改造方案的技术特点,从经济性、可靠性两方面对已经完成的600 MW等级超临界汽轮机通流改造项目的效果进行了比较,并与国外超临界汽轮机进行了对标,在此基础上对通流改造下一步工作提出了建议。结果表明:600 MW等级超临界汽轮机通流改造技术成熟,改造后汽轮机组的经济性得到显著提高;与国外同类型机组相比,国内汽轮机组经济性已接近或达到国际先进水平。

日调节水电站峰荷流量持续时间对鱼类栖息地的影响

日调节水电站调峰运行将产生河道非恒定流,造成河流下游水生生物栖息地质量和水生生态系统的生产力明显下降,水生生物尤其是鱼类的生存和繁衍受到严重影响。电站非恒定流在传播过程中具有衰减及坦化的特性,峰值流量沿程减小,其减小程度与峰荷流量持续时间有关。因此电站调峰运行峰荷流量的持续时间是影响鱼类栖息地的重要因素。提出了静水区和动水区的概念,并利用一维非恒定流数学模型,以西南山区某水电站为例,按照不同的峰荷流量持续时间设置4种调度方案,研究探讨了日调节水电站调峰运行峰荷流量的持续时间对下游鱼类栖息地的影响程度。分析表明,不同的峰荷流量持续时间对鱼类栖息地的影响程度不同,产卵场受非恒定流影响较大,在鱼类产卵时期下泄峰荷流量持续时间应尽量缩短。

考虑电网运行状态的电动汽车充放储一体化充换电站充放电控制策略

电动汽车充放储一体化充换电站作为区域性有源电站,通过合理的充放电控制策略,可以为电网提供削峰填谷的作用。根据电网状态和一体化充换电站与电网之间的能量流信息,结合换电站和梯次站的储能水平,对换电站、梯次站和电网之间的能量流动进行合理调控。将换电站和梯次站内电池组分成若干部分,结合电网实时负荷水平,提出一种新型的充放电控制策略,从而在保证换电站内满电状态电池组数量的前提下,为电网提供增值服务。所提充放电控制策略考虑电池的使用寿命,合理安排电池组在一个周期内的充放电功率。实际算例的分析结果表明,一体化充换电站在保证电池组使用寿命和满足自身良好运行工况的前提下,可为电网提供削峰填谷的服务。

含电动汽车接入的配网潮流计算及调度策略

对含电动汽车充电负荷的配电网进行了潮流计算和结果分析,对电动汽车充电负荷优化调度进行了深入研究,提出了基于潮流计算且满足削峰填谷和经济运行的电动汽车充电负荷优化调度策略,并结合具体实例验证了优化调度策略的有效性。

基于不同排水片区的低影响开发措施优化方案选取

以福建省龙岩市中心城区为例,运用SWMM模型中的LID模块,模拟分析了10%的雨水花园、20%的绿色屋顶、15%的渗透铺装以及一项组合措施(包括3%的雨水花园、7%的绿色屋顶和5%的渗透铺装)对研究区上、中、下游典型排水片区(依次记为A、B、C)的径流总量、洪峰流量及污染物负荷的削减控制效果,包括削减效率及对降水历时的敏感性。通过分配指标权重对各LID措施效果进行综合评价,最终确定各排水片区的LID最佳布设方案。研究结果表明:A片区优选绿色屋顶方案,B片区优选组合措施方案,C片区优选雨水花园方案。

深度调峰负荷时亚临界自然循环锅炉水循环安全计算与分析

为探寻提升火电机组灵活性的技术路径,提升风能等新能源的消纳能力,针对华能国际电力股份有限公司丹东电厂亚临界350 MW机组自然循环锅炉在深度调峰负荷下的水循环安全计算与分析,根据锅炉水冷壁的结构特点,将水冷壁划分为由流量回路、压力节点和连接管组成的流动网络系统。根据质量守恒、动量守恒和能量守恒方程,建立了亚临界自然循环锅炉水冷壁流量和壁温计算的数学模型。采用对非线性流量平衡和压降平衡方程组进行直接求解的方法,计算得到了深度调峰工况的水动力结果。计算表明:深度调峰25%THA负荷下的循环倍率均大于界限循环倍率,可以满足锅炉安全运行,并有足够的安全裕度;流量和循环流速较合理,四面墙各墙回路流量分配均匀,金属温度能够满足材料强度和抗氧化的要求;在此基础上25%THA负荷不会发生流动不稳定性,且在正常热负荷下不会发生停滞现象。

基于WIM实测数据的车辆荷载效应极值的预测分析

为了研究车辆荷载的发展变异对桥梁结构的影响,基于渝湛高速公路27万多个货车的动态称重系统(WIM)实测数据,通过蒙特卡罗法生成随机车流,将其加载于虚拟简支梁结构模拟车辆荷载效应,采用阈值模型(peaks over threshold model,POT模型)预测结构未来可能出现的车辆荷载效应极值,并与实测数据进行对比验证。结果表明:上述方法能够较为合理地预测车辆荷载效应极值,而按JTG D60—2015公路桥涵设计通用规范会得出偏小的结果。