绥中880MW汽轮机阀门进汽方式优化

绥中880MW机组虽进行过现代化通流改造,但调节阀、进汽机构及控制形式并未改造,仍沿用原单阀运行模式,对机组效率影响较大。通过优化阀门开启顺序、优化流量曲线重叠度并进行大量轴承载荷理论计算,对阀门不同进汽方式进行优化研究,推荐合理运行方式,解决单阀一直无法切换问题,达到了预期效果,提高了经济性,在同类机组中具有较高的应用推广价值。

基于IGWO-SVM的汽轮机低负荷下主蒸汽压力优化研究

为提高汽轮机低负荷下的运行效率,需要对主蒸汽压力进行优化。根据机组实际运行数据,采用支持向量机(SVM)算法建立了热耗率预测模型,并利用改进的灰狼优化(IGWO)算法优化SVM模型超参数;在此基础上,利用IGWO算法在低负荷下的可行压力区间进行寻优,得到了优化后的汽轮机滑压曲线,并且进行了实例验证。结果表明:利用IGWO算法优化的热耗率预测模型能够对低负荷下的热耗率进行准确预测;优化后机组在低负荷下的热耗率均有所下降,在负荷为223.83 MW时,热耗率降低了505.96 kJ/(kW·h),降低幅度最大。研究结果表明所提的优化方案可以有效提高汽轮机低负荷下的热经济性。

超低负荷工况下汽轮机末级运行特性及其优化机制探索

构建以新能源为主体的新型电力系统,对燃煤发电机组深度调峰和超低负荷运行提出了越来越严苛的要求,进而对汽轮机组低负荷安全运行提出了越来越严峻的挑战。采用数值模拟方法,基于低负荷工况下汽轮机末级运行性能的深入分析,着重研究探索了不同解决方案在超低负荷工况下的工作机理与优化效果。研究发现,当机组从中低负荷下降到超低负荷时,末级叶片附近出现间隙涡、回流涡和分离涡等涡群,其范围随着负荷的减小逐渐扩大。低负荷工况降低机组背压和低压缸切缸运行是弱化汽轮机涡流、提高末级性能的有效途径,二者结合使用效果更佳。例如,在20%热耗率验收(THA)工况条件下,将背压从4.9 k Pa降低到2.5 k Pa,使得末级涡群影响范围明显减小,转子叶片转矩从–38 N·m增加到73N·m,末级运行性能明显改善。在10%THA工况下,采用降低背压和低压缸切缸相结合可使叶顶间隙涡完全消失,回流涡和分离涡的径向长度都减小50%以上;优化后的动叶转矩增加了约130 N·m,末级运行性能改善效果显著。

不同加载速率下蒸养混凝土单轴压缩声发射特性研究

为研究加载速率对蒸养混凝土受压破坏过程中声发射特性的影响,针对蒸养混凝土试件开展3种加载速率工况单轴压缩试验,并利用声发射技术对试验全过程进行动态监测,分析了不同加载速率下蒸养混凝土内部声发射特征参数的变化特征。结果表明:不同加载速率下蒸养混凝土受压破坏过程的声发射振铃计数变化呈现接触期、平静期、陡增期的三阶段变化规律,随加载速率增加,振铃计数率和能量计数率峰值逐渐增大,累计振铃计数和累计能量计数逐渐减小。低加载速率下,声发射幅度分布较为稀疏,内部损伤信号多而分散;高加载速率下,声发射幅度分布较为密集,内部损伤信号少而集中。声发射Ib值随加载进程呈现上升、波动和下降的演化过程,随加载速率的增加,混凝土试件破裂模式由剪切破坏向拉伸破坏的趋势演变。

光热汽轮机618mm低压末级叶片开发

依托100MW光热汽轮机组开发了618mm低压末级叶片。结合频繁变工况、低负荷运行等特性,总结提出了光热汽轮机末级叶片开发的基本思路、叶型设计、结构设计等方面的特点。应用有限元数值计算方法分析表明,618mm叶片根部反动度较高,直到30%负荷才出现有少量负反动度情况,变工况性能良好;在小流量极端工况下具有低动应力特性,可以保障变工况运行、低负荷运行的经济性与安全性,为光热汽轮机的开发提供了有益指导。

湿冷汽轮机变负荷末级1036mm高效叶片气动特性

介绍了湿冷汽轮机变负荷末级1036mm叶片的气动特性。从叶型特点、数值计算方法、分析参数分布规律及在50%、75%、100%负荷下反动度和效率等方面介绍该叶片。

风煤比对超超临界机组变负荷瞬态特性的影响

为获得风煤比对燃煤机组变负荷瞬态调峰特性的影响规律,基于660 MW超超临界二次再热燃煤机组动态模型,研究了风煤比对主再热汽温、减温水喷水量及瞬态发电能耗的影响,提出了在不同变负荷速率下汽温控制效果和发电能效的风煤比优化控制方案。结果表明:变负荷瞬态过程中,采用较大的风煤比有利于提高主再热汽温控制效果,但瞬态过程的平均发电煤耗率高。当变负荷速率在1%/min以内时,优先采用较小的风煤比可使机组瞬态过程平均发电煤耗率下降1.2 g/(kW·h);当变负荷速率在2%~3%/min时,优先采用较高的风煤比,可保证主再热汽温偏差控制在10℃以内。

300 MW四角切圆锅炉再循环烟气对蒸汽温度影响试验研究

为了缓解某300 MW四角切圆锅炉低负荷工况主蒸汽及再热蒸汽温度偏低问题,开展了再循环烟气对蒸汽温度影响试验研究,结果表明再循环烟气量主要受锅炉燃烧稳定性、受热面壁温、减温水调节裕度、排烟温度等影响。低负荷工况下烟气再循环系统投入后主蒸汽温度、再热蒸汽温度均明显提升,脱硝系统入口烟温小幅度增加。不仅有利于降低汽轮机热耗率和供电煤耗,提升机组低负荷运行经济性,而且有助于避免汽轮机末级叶片腐蚀问题,降低设备维护成本。

某600 MW机组主蒸汽管道热胀位移异常分析及处理

针对某600 MW机组主蒸汽管道热胀位移异常状况,采用载荷测试的方法获取实际吊点载荷,发现原有吊架设计载荷小于管道实际吊点力、不能够满足管道承载需求,导致管道向上热膨胀位移量不足。最终本着经济有效原则,通过更换一组恒力吊架及变更水平向限位结构型式的方法,有效解决该故障,有力保障管道的安全稳定运行,也为类故障的处理提供可供参考的经验。

高负荷变动率下核电汽轮机转子热应力数值模拟

国内某大型核电汽轮机需要在线性负荷变动率为每分钟6%额定负荷工况下运行,这超出了当前国内建造的第三代核电的设计限制。汽轮机是影响机组负荷变动率的要素之一。采用ANSYS软件对汽轮机进行了有限元分析,模拟了汽轮机高压缸转子在负荷变动率为每分钟6%额定负荷工况下的温度场和应力场,结合转子疲劳曲线,评估了该高变负荷运行工况对汽轮机转子疲劳寿命的影响。研究成果可以为“双碳”目标下提升核电机组运行灵活性、适应当前核能-多能耦合运行提供参考。

火电厂供热技改项目新增用电负荷分析研究

为满足城市供热和响应电网调度需求,各热电联产机组都在加快实施相应的供热技改项目。改造过程中,由于新增工艺设备用电负荷较大,经常遇到厂用电裕量不足的问题。本文通过实际案例,依据厂用电设计规程对设计负荷进行校核,同时对工艺设备实际运行工况进行分析,采用负荷率法重新校核。理论分析和实际运行数据均表明供热技改项目对厂用电负荷的影响较小,多数技改项目无需实施高厂变增容或增设高厂变。

Application of new techniques to renovation of 200 MW steam turbine

Presents the new techniques leading to the improvements in aerodynamics of 200MW steam turbine high pressure cylinder and mid pressure cylinder, discusses the rear loaded profile and blade bowing, and concludes from numerical simulation and experimental results that the application of rear loaded profile and blade bowing has improved the performance of 200 MW unit.

火电机组锅炉炉管沉积物类型和影响分析

火电机组锅炉炉管失效爆管,会造成机组非停和一定的经济损失。炉管内沉积物是其失效的重要原因,减少炉管内沉积物的产生对机组的安全稳定运行具有重大意义。研究发现,沉积物的形成与炉管过热、高热负荷、水汽品质不佳、出现水汽相变、工质扰动和管材表面缺陷等多种因素有关。结合目前机组灵活性和深度调峰运行、环保改造等情况,用实际沉积物事故案例对各种类型沉积物的形成机理和影响因素进行了分析;进一步论述了炉管内沉积物带来的过热、盐类富集浓缩和对垢下腐蚀的影响;提出了对给水水质、停炉保护、机组启动水汽净化、机组调峰、锅炉换管、锅炉改造和检修时的应对措施,以有效减少锅炉受热面沉积物的产生和降低锅炉炉管失效的风险。

疲劳荷载对蒸养混凝土电阻率的影响研究

地铁工程中,预制混凝土构件主要承受弯曲疲劳荷载,导致混凝土产生疲劳损伤,进而影响混凝土的绝缘性能(电阻率)。通过电阻率的变化也可以表征疲劳荷载作用下混凝土的损伤程度。为研究弯曲疲劳荷载对蒸养混凝土电阻率的影响,测试不同加载频率、荷载幅值与饱水度下混凝土电阻率的变化,同时结合超声波测试技术探究电阻率与疲劳损伤变量之间的关系,分析疲劳荷载对混凝土毛细吸水作用下电阻率的影响。试验结果表明,对混凝土疲劳加载36万次后,不同工况下混凝土的电阻率降低30%左右,且混凝土的电阻率在疲劳加载过程中均呈现出先快速下降而后缓慢下降的两阶段变化趋势;当疲劳加载频率较高时(15 Hz),高饱水度混凝土的电阻率较其余工况短时间内迅速下降,这可能是高加载频率与高饱水度共同作用下,形成的较大孔隙水压力加速了微裂纹的形成及扩展;基于麦克斯韦两相电导理论推导建立混凝土电阻率与疲劳损伤变量之间的关系模型,该模型与试验数据拟合效果较好,表明电阻率法可用于混凝土疲劳损伤的定量评估。此外,疲劳荷载作用后,混凝土的毛细吸水质量与相对电阻率(混凝土毛细吸水后与毛细吸水试验前的电阻率之比)降低幅度均有明显增加。

300MW深度调峰循环流化床机组负荷响应特性研究

当下循环流化床(CFB)机组需参与深度调峰、快速变负荷运行,机组变负荷初期的负荷响应速率主要由其汽水侧蓄热特性决定,因此提出了一种亚临界CFB机组汽水侧蓄热定量计算方法。以某电厂300 MW深度调峰CFB机组为例,根据工质特性对该锅炉汽水流程进行分段,结合锅炉设计数据与实际运行参数,分别计算了不同负荷(30%~100%)工况下各段的工质蓄热系数和金属蓄热系数,并考虑汽轮机热效率变化的影响,分析了CFB锅炉汽水侧蓄热利用可持续时间与机组负荷响应特性。结果表明:该机组汽水侧蓄热系数随着负荷的降低而增大,在50%负荷以下的变化较大;考虑机组运行稳定裕度差异后,汽水侧蓄热利用可持续时间随着负荷的降低而减小,机组负荷响应能力显著降低。

深度调峰背景下火电机组变负荷过程蒸汽参数反馈特性

随我国“双碳”战略提出,可再生能源发电装机容量不断增加,火电机组在电网调峰中发挥越来越重要的作用。为研究火电机组变负荷过程中的蒸汽参数反馈特性,以某300 MW火电机组为研究对象,在Dymola平台建立该机组动态模型,并在模型中嵌入通用的电厂控制配置,研究不同幅度负荷变化、不同速率负荷变化时机组的汽温特性。结果表明:相同速率变负荷过程中,由于嵌入主蒸汽温度控制系统,主蒸汽温度变化范围较小,由于不涉及再热汽温调整策略,再热蒸汽温度变化范围较大,最低为529.0℃;相同幅度负荷变化过程中,负荷变化速率越慢,主蒸汽温度偏离额定值的偏差越小,不同变负荷速率下再热蒸汽温度变化趋势相同,且最终都达到相同的稳定值。

大型CFB锅炉低负荷再热汽温稳定特性

作为灵活发电的关键环节之一,长期稳定低负荷运行技术在可再生能源并网规模不断扩大的过程中发挥着重要作用。循环流化床(CFB)锅炉负荷调节过程中,为降低污染物排放或调平床温,常采用不均匀给煤的运行方式,这对CFB锅炉的设计和运行提出了更高要求。同时,低负荷时CFB锅炉炉膛出口烟气温度较低,如何保证再热蒸汽参数达到额定值是实现CFB锅炉灵活性运行亟待解决的问题之一。针对2台350 MW超临界CFB锅炉断煤低负荷运行工况参数进行深入计算分析,研究了低负荷时稳定再热汽温措施。研究发现,锅炉在部分给煤点中断的断煤工况下运行时,床温、炉膛出口烟温、炉膛出口氧量、高温再热器管屏出口蒸汽温度的变化趋势与各给煤口的给煤量基本呈正相关。但由于超临界CFB锅炉水冷壁具有正流动响应特性,给煤偏差及床温偏差对水冷壁的出口汽温偏差影响不大。基于上述研究,提出了一种针对长期调峰与低负荷运行超临界CFB锅炉稳定炉内高温再热器出口汽温的锅炉改造与运行优化技术方案。在低负荷下可保证高温再热器出口汽温基本稳定。

某火电机组汽电双驱引风机小汽轮机热态甩负荷时调门超驰开度对炉膛负压的影响

为研究某火电机组风烟系统采用汽电双驱型引风机时,引风机小汽轮机发电机甩负荷对小汽轮机及炉膛负压的影响,通过机组热力系统模型的搭建及仿真研究,提出在热态工况发生引风机小汽轮机发电机甩负荷的情况下,可通过超驰逻辑对小汽轮机调门进行控制,实现机组不发生辅机故障减负荷(RB)的事故,同时可维持炉膛负压在合理的范围内。仿真结果发现在不同负荷下进行甩负荷,可以得出一个较优调门超驰值,并通过试验验证了此方法的可行性。

耦合热、动载荷的汽流激振对汽轮机转子稳定性的影响

为揭示热、动载荷对汽轮机转子稳定性的影响,利用集总参数法建立的超超临界汽轮机高压缸转子各向异性支承模型,并将数值模拟获得的耦合前后的汽流激振力施加到对应的结点上,通过Riccati传递矩阵法求解并分析耦合热、动载荷对转子稳定性的影响,结果表明:耦合前后的固有转速都随着负荷的增加,一阶增加,二阶减小,且变化不大,但对比来看耦合后的固有转速明显低于耦合前的;随着负荷的增加,一阶振幅的变化幅度减小;在较高负荷时热、动载荷可以提高一阶对数衰减率,但也存在着转子失稳风险。

电站锅炉汽水系统超低负荷灵活性调峰改造

随着可再生能源装机容量的增加,传统的火力发电企业承担着越来越多的调峰、迎峰的任务,特别是当机组处于低负荷阶段,锅炉面临的问题非常严峻,包括水动力不足、脱硝烟温不足、水冷壁等受热面承受频繁的交变应力等问题。通过增加锅炉循环泵系统、省煤器分级布置、增加烟气旁路、增加省煤水旁路、水冷壁分段布置等一系列优化改造措施,电站锅炉在长期低负荷、变负荷运行过程中,各项参数均达到设计值,锅炉运行安全稳定。