Feasibility Analysis of Back-Pressure Steam Feeding Water Pump for Direct Air-Cooled Unit

As the performance of an air-cooled condenser is apt to be affected by the fluctuating ambient condition, some difficulties are brought to the use of a steam feeding water pump in an air-cooled unit. This paper introduces a new design of for steam feeding the water pump of an air-cooled unit using the back-pressure steam turbine as the prime motor. Using variable condition analysis on a 600 MW direct air-cooled unit, and with consideration of the effect on the ambient conditions, the feasibility, economy, and adaptability of the design are verified.

单汽泵机组小汽轮机备用汽源无扰切换问题分析及措施

本文通过研究超超临界机组汽动给水泵小汽轮机汽源管道暖管疏水配置方法,分析目前汽动给水泵小汽轮机汽源切换过程中存在的问题,结合本机组所存在的问题,对备用汽源暖管方式进行改造。改造后大大提高了汽源切换的安全性、快速性,避免了因汽源切换导致的机组跳机,提高了机组运行的可靠性。

典型燃煤电站供热抽汽系统优化改造及性能分析

由于我国燃煤发电装机占比不断下降,全社会对采暖供热的需求不断增长,迫切需要通过改造现有燃煤机组以提高其供热能力。鉴于燃煤机组供热抽汽存在一定的余压损失,提出了一种增设小型汽轮机的余压利用改造方案,实现了蒸汽能级梯级利用。该方案具体是在供热抽汽母管与换热站之间增设小型汽轮机,用于回收蒸汽余能,一方面可以增加系统整体发电量,另一方面可以降低供热蒸汽损,提升系统整体效率。以某电厂为例,分析了供热抽汽系统的优化改造方案的能耗特性。结果显示,通过对供热抽汽母管的改造优化,小型汽轮机的进口压力可提升至0.7 MPa,年综合收益可达1 455万元,节能效果显著。

1000MW超超临界机组回热抽汽过热度多种利用形式的热力学分析

针对1 000 MW超超临界机组抽汽过热度过高的问题,分析了一级外置式蒸汽冷却器(简称外冷器)系统和二级外冷器系统的节能效果,并与小汽轮机相对内效率分别为85%和90%的回热式小汽轮机系统的节能效果进行了比较,同时分析了不同负荷条件下蒸汽过热度多种利用形式的节能效果.结果表明:在额定负荷工况(THA工况)下,回热式小汽轮机系统的节能效果始终优于外冷器系统;回热式小汽轮机系统的节能效果随着其相对内效率的提高而提升,外冷器系统的节能效果随着级数的增加而提升;负荷降低时,外冷器系统的节能效果有所改善,回热式小汽轮机系统的节能效果有所下降;负荷降低至50%THA工况时,两级外冷器系统与回热式小汽轮机系统的节能效果相当.

背压式汽动引风机控制的优化设计

为了降低机组的厂用电率,采用汽动引风机取代电动引风机及脱硫增压风机。结合机组自动控制、快速减负荷(RB)等控制要求,设计优化了背压式汽动引风机的炉膛压力、RB等控制策略,并将其应用于某超超临界660MW机组,取得了较好的控制效果。

汽轮机小焓降叶片型线的平面叶栅试验研究

针对高中压典型级的小焓降叶片型线进行平面叶栅试验研究。试验结果表明:小焓降叶片型线具有典型的后部加载特性,显著地降低了对进汽攻角的敏感性,叶型均具有良好的攻角适应性。

火电厂小汽轮机排汽连接方式的改进与定量分析

针对中国大型火电机组小汽轮机排汽连接方式存在的问题进行相应的改进,提出改进后的热经济性计算方法。以国产600 MW超临界机组为例,应用热力系统简捷计算法和等效热降法对改进后的小汽轮机排汽连接系统进行定量计算。研究结果表明,小汽轮机排汽连接方式改进后能有效地提高电厂机组运行的经济性。

中小型汽轮机低真空供热的安全性分析

中小型汽轮机低真空供热可以节约能源,但对汽轮机本身的安全性会产生一定的影响。计算并讨论了汽轮机轴向推力随背压的变化特性;并利用该分析结果对营口第一热电厂CC12型汽轮机进行了低真空改造,分析了轴向推力、凝汽器冷却管膨胀量、汽缸膨胀量等的变化对汽轮机安全性的影响。该厂低真空供热后,机组运行良好。

小容积流量工况下汽轮机级内流场的数值分析

采用FLUENT软件对某300MW汽轮机高压缸内小容积流量工况下的多级流动进行数值分析。结果表明:小容积流量工况下,负攻角也引起高压缸叶片流道内产生分离流动,并且上级流场对下级流场的影响很大。前一级的分离流动使下一级动静叶流道内的分离区域增多,分离涡的强度变大,甚至影响了叶片压力面中间部分的流场,导致流体在动叶前缘近壁区域的主流流向和速度有很大程度的改变。因此,进行小容积流量下多级流动的模拟是非常必要的。

小容积流量下汽轮机末级叶片流场特性分析

借助商用计算流体动力学软件CFX,选择入口质量流量不变,改变出口背压的方式,对不同容积流量下某大型汽轮机低压缸末级进行了全三维黏性定常流动的数值研究,全面分析了低压缸末级的流动特性。结果表明:在背压10k Pa(相对容积流量k=0.52)下,末级动叶10%叶高截面受逆压梯度的作用,在吸力面近尾缘区域开始发生流动分离,并随着流量的进一步减小,逐渐发展形成回流涡。背压升高到15k Pa(k=0.36)时,负攻角首先导致末级动叶50%叶高截面前缘区域发生流动分离,随着流量的进一步减小,流动分离产生的涡逐渐增大;90%叶高处由于扭转角度较大,负攻角的作用一直不大,但是压力升高到25k Pa(k=0.23)时,开始受到静叶扩压和动叶离心力产生的叶顶涡的影响,流场比较混乱。从15k Pa(k=0.36)开始,由于静叶扩压和动叶离心力影响,动静叶叶顶出现漩涡,后随压力升高逐渐增大,同时由于动叶旋转离心力造成的径向压力梯度,叶根尾缘区域也出现漩涡,并随压力升高向流道前部发展。

小流量工况下汽轮机末级的湿蒸汽凝结研究

在火电机组深度调峰过程中,汽轮机常工作在小流量工况,低压缸末级内湿蒸汽的凝结及分布规律也非常复杂。将两相流体模型和经修正的均质成核模型及液滴生长模型相结合,对小流量工况下末级湿蒸汽凝结规律进行研究。结果表明:湿蒸汽成核率的分布受压力场的影响较大,且与压力场的分布趋势相近。不同截面液滴数及粒径的分布受到涡的影响也较为突出,液滴主要分布于动叶压力面侧及动叶片尾缘下游,这与该处的流线涡位置相吻合,并且在液滴数越多的位置液滴粒径也越大。

火电机组给水泵小汽轮机转速线性控制的变斜率优化方法

提出了一种给水泵小汽轮机转速线性控制的优化方法,分析传统汽动给水泵小汽轮机转速控制策略存在的问题,设计并给出了线性控制的变斜率优化方法,包括控制逻辑改造策略及获取控制参数的试验方法。该方法辨识并获得了调节阀门对小汽轮机进汽流量的非线性控制曲线,实现了给水泵转速的快速调节响应、锅炉给水的持续均匀供给,有效提升了机组负荷响应。通过多台300MW机组的实际应用效果验证了该方法的可行性和有效性。这对改善火电机组的深度快速调峰性能、大规模消纳不稳定的新能源发电具有重要的意义。

基于PLC实现的火电厂小汽机保护控制系统

针对300MW机组给水泵小汽机保护系统采用PLC(可编程序控制器)设计了新的控制系统,替代了原继电器控制逻辑。该系统采用双CPU冗余热备和双电源供电设计,硬件结构简单,控制逻辑由梯形图软件编程实现,替代了原继电器控制逻辑,大大提高了系统的安全可靠性,同时控制逻辑软件中新增设计了小汽机事故跳闸首出记忆功能,为系统的事故分析提供了依据。现场投运表明,该系统运行稳定,符合设计要求。

300MW直接空冷机组给水泵配置及其汽轮机排汽冷却方案探究

针对300 MW空冷机组的设计运行条件,对机组给水泵的配置方案和给水泵汽轮机(小汽机)的排汽冷却方案进行了分析与比较,得出小汽机间接空冷比直接空冷运行可靠性略高;给水泵配置方案1比方案2初投资高,年运行费用高,但其运行安全性稍高于方案2;在夏季用电高峰期小汽机排气冷却为直接冷却方案时,采用1台50%容量的汽动给水泵(汽泵)+1台50%容量的电动给水泵(电泵)方案运行,可降低运行风险,提高运行经济性。

小流量工况下汽轮机末级的脱流特性研究

利用CFX软件对小流量下汽轮机低压缸末级叶片的脱流特性进行研究。结果表明:在额定背压、G1/G0=0.3工况下,动静叶间隙开始形成脱流涡。随着流量的减小,脱流涡沿叶高向叶根方向发展。当G1/G0=0.08时,脱流涡几乎占据整个叶高,涡核由72.7%相对叶高迁移到49.1%,严重恶化末级流场,威胁叶片安全。

蒸汽喷射热泵在火电机组回热系统局部改造中的应用

以300MW机组为例,研究采用蒸汽喷射热泵将汽动给水泵汽轮机(小汽轮机)的部分排汽回收至机组回热抽汽系统对凝结水进行加热的方法,以有效利用小汽轮机排汽余热。同时,借助等效焓降法对各改造方案的热经济性指标进行了计算和分析比较。结果表明:将蒸汽喷射热泵出口混合蒸汽回收至汽轮机4段抽汽的经济效益最好;机组在额定工况下且蒸汽喷射热泵引射系数为0.75时,发电标准煤耗率可降低1.05g/(kW·h),节能效果显著。

200MW干式冷却汽轮机末级流动特性试验研究

在现场运行机组上，对首台国产二排汽２００ＭＷ空冷汽轮机进行了１１个工况末级流场测量，取得了大量试验数据。试验观察到了小容积流量时末级出现的倒流、脱流现象，得出了脱流区高度与末级相对容积流量的关系。试验结果为空冷汽轮机安全经济运行提供了实测数据，对供热机组。

汽轮机小焓降叶片的扇形叶栅试验研究

针对高中压典型级静叶的小焓降叶片进行了扇形叶栅试验研究。试验结果表明:由于小焓降叶片具有先进的后部加载特性,并且沿叶高应用了通流能力均匀化措施,高中压静叶栅的气动性能达到了先进水平。

宽负荷小焓降叶片等技术在超临界600MW改造机组的应用

为提升机组性能,哈尔滨汽轮机厂有限责任公司已完成对超超临界1000MW、超临界600MW、亚临界600MW和亚临界300MW等级机组等的技术升级改造,并已拥有大量成功改造业绩。以某超临界600MW机组的改造为例,详细介绍包括宽负荷小焓降叶片技术、热力系统优化、带有360°蜗壳的低压内缸、高中压进排气结构优化、小间隙汽封等多项技术。这些技术对于节能减排,增加机组变工况运行经济性具有重要意义;同时对提高我国重大装备设计制造水平,参与国际竞争也具有重大意义。

汽轮机低压缸末级叶顶间隙泄漏流动的数值研究

借助商用计算流体动力学软件CFX,选用带剪切应力传输的Shear Stress Transport(SST)流体模型,对不同容积流量下某大型汽轮机低压缸末级动叶顶部间隙进行了三维黏性定常流动的数值研究,分析了叶顶间隙的流动特性。结果表明:在设计容积流量时,压力面附近的流体在压力面和吸力面压差的作用下泄漏到吸力面处。相对容积流量k=0.36时,在从前缘开始到叶型中间的位置,吸力面汽流泄漏到压力面,而叶型中间位置到尾缘的范围内,保持原来的流向不变。在相对容积流量k=0.19时,在从前缘开始的大部分弦长上,吸力面汽流会泄漏到压力面,只有尾缘一小部分范围保持了原本的流向。在所有的工况下,可以见到汽流流过叶顶间隙时,由于不能像墙壁那样拐弯,在叶顶正上方回流区形成很小的回流涡。叶顶间隙对叶片顶部的流场有一定影响,但影响不大。