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。

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。

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。

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。

超超临界机组高温再热器出口管道线状偏离分析

某660 MW机组超超临界机组高温再热器出口管道发生线状偏离,部分恒力弹簧支吊架已处于极限位置。分析管道线状偏离的原因,并且结合位移-荷载测试,通过模拟对运行状态下管道的应力分布进行研究。结果表明:大量恒力弹簧支吊架荷载偏差度及恒定度显著超标,管道冷态位移与现场实测偏离值相吻合;模拟得到运行状态下的管道一次应力、二次应力普遍增加,并且部分节点的二次应力超过允许值。管道弹簧支吊架荷载性能不达标,造成管道自重与支吊架承载能力不匹配,是管道发生线状偏离的主要原因,建议对不合格支吊架进行更换,同时加强管道支吊系统的日常监督管理。

超超临界机组高压筒形缸结构高温蠕变研究

对东方汽轮机超超临界135 MW等级一次再热机组高压筒形缸的高温蠕变特性进行了研究,利用ABAQUS软件建立了三维有限元模型,进行了稳态温度场、应力场和20万h蠕变等效应力、应变计算,分析了汽缸、红套环的蠕变强度,以及紧固件蠕变松弛对结构密封性的影响。结果表明:稳态工况下,红套环样式的筒形缸整体应力水平低于材料工作温度下的屈服强度;20万h缸体关键位置的蠕变强度合格;高温蠕变引起红套环紧力下降,10万h内汽缸中分面密封性满足设计要求。

1000MW二次再热机组炉底热风密封改造降低锅炉排烟温度技术改造

某电厂1000MW二次再热燃煤机组在投产运行后,干排渣系统漏风量大于设计值,掺烧部分印尼煤和低热值烟煤,导致空预器排烟温度偏高。本文分析了原因,提出可行的技术方案,并具有良好的经济性。

660 MW超超临界机组大容量旁路的应用研究

本文围绕660 MW超超临界机组大容量旁路(100%旁路设置)的应用进行了深入分析和探讨。超超临界机组因其高效、节能的特点,在现代电力系统中占据重要地位。然而,为了确保系统的灵活性和可靠性,在设计和运行过程中可引入100%大容量旁路系统。介绍了660 MW超超临界机组设备设计特性,随后通过对比分析不同旁路设置方案的性能,重点研究了100%大容量旁路系统在超超临界机组中的应用效果和经济性。研究结果表明,100%大容量旁路设置能有效提高机组在负荷波动时的调节能力,保证了机组在各种工况下的稳定运行。此外,该旁路系统还能在机组启动和停机过程中,减少热应力,延长设备寿命。经济性分析进一步证实,尽管初期投资较高,但通过提高运行效率和降低维护成本,长期来看具有明显的经济效益。

亚临界再热背压机组旁路容量选型的研究

结合某亚临界再热背压机组工程实际对再热背压机组的旁路系统设置进行研究,结果汇总:该机组旁路容量需考虑停机不停炉供热工况和机组回热系统需求,采用55%BMCR容量的高低压两级串联旁路系统,为再热背压机组旁路容量选型提供参考。

基于EBSILON的1000MW机组热再抽汽供热改造研究

基于EBSILON软件建立的评估模型,对超超临界1000MW燃煤机组热再抽汽供热系统进行仿真研究,计算分析该系统的热再抽汽供热蒸汽质量流量在0~450t/h变化时对机组主要参数和热经济性的影响.研究结果表明:在不同的锅炉蒸发量下,随着供热蒸汽流量的增大,发电热耗率近似呈线性下降;锅炉蒸发量越小,随着供热蒸汽流量的增大,发电热耗率降低得越显著.

350 MW超临界机组旋转隔板与热再管道抽汽供热的经济性分析及对比

为分析某350 MW超临界抽汽式供热机组在不同工况下的运行经济性,以实际运行数据为基础,建立热平衡计算方法,对机组采用旋转隔板抽汽供热和热再管道抽汽供热的经济性进行计算和对比。结果表明:旋转隔板的投运会降低实际运行过程的中压缸效率,在供热量不变的情况下,随着负荷的降低,旋转隔板抽汽供热和热再管道抽汽供热的收益都会增加,但增加的幅度不同。

超超临界机组高温再热器爆管原因分析

某1000 MW超超临界机组高温再热器受热面发生爆管。为避免再次出现此类事件,要深入分析爆管管件的失效原因。首先对爆口处进行宏观分析,其次选取爆管试样进行硬度检测、壁厚检测、力学性能检测以及金相显微组织形貌观察,最后了解电厂机组的运行情况,比较炉内、外管壁温度差别,分析运行时的管壁温度分布情况。结合上述分析,得出爆管的主要原因为锅炉在高负荷运行时,炉内管子长期处于超温状态运行,导致管子严重老化,塑性降低。爆管的直接原因为管道在高负荷运行条件下,炉内管道最高壁温点的管壁温度超过材料最高使用温度。针对此次爆管,提出合理运行、加强受热面管检验以及对高温再热器管进行更换技改的建议。

火电机组再热段抽汽供热方式的热经济性研究

针对再热段抽汽供热方式的特点,提出供热工况的热经济性计算方法,并且以国产火电机组为例,基于不同负荷工况和不同机组容量对冷段抽汽和热段抽汽供热方式的热经济性进行对比分析。计算结果表明:相同供汽量下的机组热经济性随着负荷的降低而增加,冷段抽汽相比于热段抽汽的节能优势也随之降低;相比于大容量机组,小容量机组在供热工况下的热经济性更优。

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%。

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。