某1000MW超超临界二次再热机组ATT跳闸原因分析及措施

某1000MW超超临界二次再热机组在进行阀门活动性试验(ATT)时,控制(EH)油压异常下降,随后汽轮机所有调节阀全关,触发了发电机逆功率保护,导致机组跳闸.基于油动机工作原理和数字式电液调节系统(DEH)逻辑中存在的调节阀防卡涩逻辑对该机组跳闸事件原因进行分析,并且提出处理建议及后续的防范措施.结果表明:通过严格控制EH油油质、优化试验流程、加强逻辑组态检查,可以有效避免ATT导致汽轮机跳闸.研究结果对同类型发电机组的调试及运行具有一定的参考意义.

二次再热燃煤-捕碳-制甲醇系统集成设计与优化

针对碳捕集电厂的高能耗及CO_(2)的后续利用问题,设计了一种二次再热燃煤-捕碳-制甲醇一体化系统。以某1000 MW超超临界二次再热机组为例,采用动态自适应粒子群优化算法对所提系统参数进行优化计算,分析了碳捕集率和光电制氢成本等因素对系统性能的影响。结果表明:当碳捕集率为90%时,一体化系统的热效率相比燃煤-捕碳机组提高了6.62%,CO_(2)排放强度降低了4.45 g/(kW·h),净收益提高了33.42亿元;当碳捕集率在40%~90%内变化时,一体化系统的热效率能够稳定保持在49%以上;随着未来光电制氢成本的下降,一体化系统的净收益将显著提升。

BEST小汽轮机带小发电机运行控制策略研究与应用

为了满足火电机组启动运行的灵活性、高效性及经济性,将抽汽背压式汽轮机(BEST)小汽轮机带小发电机系统(简称BEST系统)应用于双机回热系统机组,根据BEST系统及机组启动方式,结合调试调整试验的启动运行历史过程及数据,进行BEST系统在多方式启动及运行的特性分析试验,优化现有控制逻辑,提出BEST小汽轮机带小发电机运行控制策略。避免了在BEST系统启动顺控、变流器启停顺控、BEST小汽轮机与变流器的无扰切换、燃煤机组辅机故障减负荷(RB)及甩负荷工况中BEST系统缺乏相应控制策略的问题,实现了BEST系统全过程无断点的运行控制。优化后BEST系统运行过程中重要参数保持安全稳定,该控制方法对具备BEST系统的同类型机组具有重要参考意义。

二次再热机组湿法脱硫塔入口烟温选择研究

湿法脱硫塔入口烟气具有丰富的余热资源,在吸收塔入口设置低温省煤器,能够合理降低吸收塔入口烟温,既有助于余热回收,降低机组煤耗,又有助于脱硫系统节水。文章基于空气预热器旁路烟气余热利用系统,以某1000MW二次再热机组为例,计算不同脱硫塔入口烟温对余热回收、设备造价及投资回报周期的影响。计算结果表明,脱硫塔入口烟温对低温省煤器设备造价影响最大;脱硫塔入口烟温为85℃时,投资回报周期最短,与大多数电厂的实际运行温度相符;脱硫塔入口烟温的选择需要综合考虑余热回收、设备造价及金属腐蚀三者的协调。

超临界二次再热机组烟气再循环系统控制方式优化

超临界二次再热机组通过主蒸汽两次循环加热使用,可有效降低煤耗,提升发电效率。而增加的一级再热器系统导致锅炉再热器温度控制惯性显著增大。文章论述了烟气再循环技术在二次再热机组温度控制方面的应用原理。针对二次再热机组再热器温度控制难题,文章分析了当前典型的控制策略,着重介绍了再热汽温控制当中的烟气再循环风机、烟气挡板这两个控制系统设计,总结了此种控制方式可能存在的问题,并提出优化建议。

相控阵超声检测在超超临界机组异种钢焊缝上的应用

异种钢焊接接头在超超临界机组中广泛应用,而异种钢焊缝质量影响整体结构的安全,焊缝中如存在危害性缺欠对质量影响很大,因此要重视焊缝结构的安全性能,并对焊缝质量进行严格检测,对此提出异种钢焊缝相控阵超声检测方案,以解决异种钢焊缝在非不锈钢侧熔合线处产生的微裂纹的检测问题。

基于自主可控DCS的火电机组再热汽温优化控制系统研究与应用

针对火电机组再热汽温控制对象的大滞后、大惯性特性,基于自主可控DCS,以串级调节为基础,综合采用相位补偿控制、状态变量反馈控制、自适应控制以及智能前馈控制等先进控制技术,开发了全新的再热汽温优化控制系统,可有效改善再热汽温控制对象的闭环控制特性。该系统成功应用于某320 MW机组的再热汽温控制中,实际运行表明,在机组变负荷工况和稳态工况下,优化后的再热汽温控制均取得了良好的控制品质。

某600MW超临界机组供热扩容改造探讨

某600 MW超临界机组为适应灵活性调峰需要提升低负荷工业供汽能力,在保证汽轮机安全性的前提下,开展了再热器减温喷水置换冷再热供汽和2号高压加热器(简称高加)部分供汽切除置换冷再热供汽2种可行的技术方案研究,从安全性、灵活性、经济性等方面进行比选。结果表明:2号高加部分供汽切除置换冷再热供汽方案虽然经济性较好,但对运行监控系统的可靠性依赖程度较高,并且运行存在一定的安全风险;最终选择再热器减温喷水置换冷再热供汽的方案,虽然其经济性略差,但运行更安全可靠。

垃圾焚烧发电超高压机组系统配置方案研究

文章阐述了不同蒸汽参数机组的应用现状,分析了主蒸汽压力增加对锅炉、汽机等的影响,介绍了两种典型的垃圾焚烧发电超高压机组系统配置方案,分别是中温超高压机组的炉内再热、中温超高压机组的炉外再热方案。将两种方案进行了技术及经济性对比,同时以(2×750)t/d规模的炉排炉垃圾焚烧项目为例,与普通中温中压、中温次高压、中温超高压方案进行了对比。通过各种方案的技术经济对比分析,为垃圾焚烧电厂选择蒸汽参数及再热方案提供了参考。

供热机组不同抽汽工况下能耗特性数值研究

供热机组能耗特性的研究对节能减排及实现“碳达峰”和“碳中和”具有重要意义。搭建了350 MW供热机组EBSILON计算模型,主要研究再热压损及凝汽器压力变化时对机组热耗和煤耗的影响。结果表明,当电负荷不变时,煤耗率随着热电比的增大而减小;随着再热蒸汽压损的增大,机组煤耗量和热耗量也增大;随着电负荷越小,再热蒸汽压损对煤耗和热耗的影响越大;机组煤耗量和热耗量随着凝汽器压力的增大而增大,在参数变化范围内,当电负荷为260 MW时,凝汽器压力升到6.0 kPa,发电煤耗变化为1.05 g·(kWh)^(-1)。

燃气-蒸汽联合循环发电机组蒸汽旁路压力控制的研究

蒸汽旁路压力控制策略研究的目的是在机组启动、停止、锅炉并退汽过程中及机组甩负荷或跳闸时实现蒸汽旁路系统全自动控制和蒸汽压力保护。依托于国外某燃气-蒸汽联合循环发电厂两台机组的蒸汽旁路系统的调试和优化,对机组启、停及运行过程中蒸汽旁路的几种压力控制方式及控制问题分析进行描述。旨在为同类型或相似类型发电机组的旁路控制系统组态或系统优化提供帮助,并为带中间再热、蒸汽母管制的汽轮机发电机组的旁路控制策略设计提供参考。

超超临界二次再热机组的发展

在不提高当前超超临界机组参数的情形下,采用二次再热技术是提高机组效率、减少二氧化碳和氮氧化物等燃烧污染物排放的重要途径之一。对国外超超临界二次再热技术的发展状况进行了综述,详细介绍了我国正在建设的二次再热机组的基本情况,探讨了二次再热关键技术难点及研究热点,旨在推动我国二次再热技术的研究工作。

基于动态自适应粒子群算法的二次再热燃煤–捕碳机组热力系统优化设计

为了降低化学吸收法捕集CO_2对燃煤–捕碳机组热经济性的削弱作用,以某660MW二次再热机组为例,设计了一种带捕碳汽轮机的改进二次再热燃煤–捕碳热力系统集成型式;推导了该系统的通用性热经济性计算框架并建立了系统参数优化模型。应用动态自适应粒子群算法优化计算表明:改进设计的燃煤–捕碳机组与常规燃煤–捕碳机组相比,热经济性和减排效果明显提高,供电标准煤耗率下降了12.21g/(kW×h),CO_2排放率下降了4.07g/(kW×h);与未捕碳机组相比,CO_2排放率下降了576.15g/(kW×h)。捕碳汽轮机可以有效减少热力系统的损失,对二次再热燃煤–捕碳机组具有显著的降耗效应。

超超临界二次再热机组再热蒸汽温度模型辨识

二次再热机组锅炉再热蒸汽温度(再热汽温)动态特性与一次再热机组差异较大。本文基于由仿真支撑软件APROS和虚拟控制器VDCS搭建的超临界1 000 MW二次再热机组仿真平台,结合差分进化算法和广义损失函数,编制再热汽温模型辨识程序,对再热汽温系统进行扰动试验,得到100%和75%额定工况下烟气调节挡板开度、烟气再循环挡板开度以及再热器喷水阀开度扰动下的再热汽温传递函数模型。仿真结果表明,该再热汽温模型辨识精度高,且传递函数模型能很好地解释再热汽温在各扰动下的动态特性。

超超临界二次再热发电机组热经济性分析

在一次再热机组的主蒸汽压力、主蒸汽温度、再热蒸汽温度保持不变的基础上,采用二次再热可降低汽轮机的热耗率,提高机组效率。以某参数为26.25MPa/600℃/600℃/600℃超超临界1 000MW机组为例,对其进行一次再热与二次再热循环下的各热经济指标对比发现,1 000 MW负荷工况下,二次再热机组汽轮机热耗率比一次再热机组热耗率降低了92kJ/(kW·h),供电煤耗率降低了3.47g/(kW·h),机组净效率提高了0.57%。

超超临界二次再热机组高温受热面S30432钢微观组织分析

针对某超超临界二次再热机组锅炉高温受热面用S30432奥氏体不锈钢(S30432钢)服役约6 200 h后组织性能变化,采用扫描电镜、X射线能谱分析仪、透射电镜等,观察该锅炉高压再热器、末级过热器和低压再热器管样运行后氧化层的表面形貌和元素分布特征,并对晶内、晶界析出相和位错组态进行分析对比。结果表明:运行后各部件组织稳定性较好,试样表面有致密的Cr_2O_3生成,厚度约200~400 nm;晶内有大量细小的ε-Cu相和Nb C(N)颗粒析出,分别约为10~20 nm和50 nm,在晶内均匀分布,能有效钉扎位错;晶界及三叉晶界处有颗粒状的M23C6不连续分布,尺寸在100~400 nm;高压再热器管由于服役温度较高,析出相的平均尺寸略大于其他试样。

中间再热机组一次调频特性研究

针对电网频率变化大,并网机组一次调频性能差的现象,对中间再热汽轮机组的调节系统进行设计,将频差信号以前馈信号的方式叠加到高压调门和中压调门指令上,让中压调门和高压调门同时参与一次调频,充分利用中间再热容积中的蓄热。仿真结果显示,设置了高、中压调门前馈信号后,中间再热机组的一次调频性能得到了很大程度的改善,负荷响应能力显著提高,调节系统的稳定性能良好,但要实现中压调门前馈信号的控制方式则还需要完成相关的研究工作。

二次再热机组热经济性分析

针对典型超(超)临界一次再热机组,在新蒸汽参数和一次再热参数不变的基础上,以5台典型超(超)临界一次再热机组为母机型,叠加1个二次再热部分,构建了二次再热机组模型;采用做功系数法及汽轮机中蒸汽等熵膨胀过程线对二次再热理想循环热效率进行理论分析及数据计算。结果表明:不同机组最佳二次再热压力为一次再热压力的19%~23%;相同机组二次再热压力与一次再热压力比值的选取范围为15%~30%;在该压力范围内,二次再热理想循环热效率比一次再热高约1%。该结论为实际工程中二次再热压力的选取提供参考。

二次再热超超临界机组动态特性分析及控制策略验证

为了二次再热超超临界机组控制策略的制定和实际机组调试运行提供参考数据和预测,以莱芜1000MW二次再热超超临界机组为研究对象,采用工业过程软件apros作为仿真支撑平台开发工程分析模型,对动态特性进行试验分析并验证其主要控制策略。结果显示:二次再热超超临界机组风、煤、给水阶跃扰动,主要参数变化趋势与一次再热超超临界机组基本相同,但二次再热汽温惯性加大致控制难度增加。二次再热超超临界机组控制的关键仍然是控制煤水比和风煤比,过热汽温采取煤水比控制+二级喷水减温方式,一、二次再热汽温采取烟气再循环++烟气挡板+再热器事故喷水减温方式;在2%变负荷率以下均可以控制在合理范围内,从而满足机组安全、稳定、高效运行的需要。

莱芜超超临界1000 MW二次再热机组在线运行性能指标分析及优化

基于华能莱芜发电有限公司超超临界1 000 MW二次再热机组的优化系统平台,通过对实时计算的性能指标进行历史数据统计分析,得到与机组性能指标相关联的主要指标,即锅炉效率、汽轮机热耗率与发电机功率的关系曲线,从而了解机组的运行水平,并与性能考核试验结果进行对比,发现计算结果具有较高的匹配性;采用工况寻优模块得到机组最佳的性能运行曲线,对相同负荷下不同运行工况数据进行对比分析。结果表明:通过常规的运行调整可进一步挖掘机组节能潜力,预计可进一步节约煤耗3.99~4.59 g/(k W·h),这对二次再热机组优化运行具有重要的指导意义。