单轴燃气-蒸汽联合循环机组FCB控制策略研究与应用

为强化本地支撑电源建设,提高应对突发因素造成的大面积停电事故,广东电网对联合循环机组孤网运行能力及“黑启动”功能提出了明确要求。依托某燃机电厂二期基建调试项目,开展了两套AE94.3A型燃气-蒸汽联合循环“一拖一”单轴式机组快速甩负荷(fast cut back,简称FCB)试验。试验模拟了电网外送回路故障,机组通过快切线路断路器,最终实现了汽机跳闸,燃机快速切负荷、输出功率降至带厂用电的“孤网运行”目的,试验过程各参数变化平稳,主辅机设备均为安全停运,试验取得了较好的效果。通过对汽机旁路系统、锅炉过热/再热减温水系统、汽包液位系统、凝结水及真空系统、轴封系统等的控制策略进行针对性的优化与完善,使得机组具备了完整可靠的FCB功能,显著增强了电源侧供电可靠性。相关经验可供后续同类机组参考。

燃气-蒸汽联合循环机组余热锅炉尾部受热面锈蚀对烟道阻力的影响

在某燃气 蒸汽联合循环机组长期停机备用期间,针对其余热锅炉尾部受热面开齿螺旋鳍片管锈蚀导致烟气流动阻力升高,影响燃气轮机带负荷的问题,通过现场数据监测、数值模拟及小型试验台试验,研究鳍片管表面锈蚀状态对流动阻力特性的影响。结果表明:余热锅炉尾部模块5、模块6的阻力上升明显;鳍片管背风侧的锈蚀堆积不会导致流动阻力的上升,两侧锈蚀厚度增加是流动阻力上升的主要原因;鳍片管除锈后鳍片减薄,流通截面积增大,阻力特性优于新鳍片管。

低负荷下燃气‒蒸汽联合循环机组与煤气发电机组经济效益分析

马钢北区拥有1台燃气‒蒸汽联合循环发电机组和1台全烧煤气锅炉发电机组,用于平衡马钢北区高、焦、转炉煤气。为提高煤气综合利用效率,采集2台机组不同负荷下煤气消耗数据并进行分析,根据分析结果对2台机组的煤气资源进行最优分配,优化生产运行组织方式,最大可能实现有限煤气资源多发电。

燃气-蒸汽联合循环机组性能状态评估及优化技术研究

该文主要探究燃气-蒸汽联合循环机组的性能状态评估方法和优化技术。以某燃气电厂机组作为研究对象,分别选取燃气透平内效率、蒸汽轮机内效率与循环热效率、余热锅炉余热利用率等指标,对燃气轮机、蒸汽轮机、余热锅炉的性能进行评估。结果表明,燃气轮机与蒸汽轮机性能稳定,余热锅炉性能下降明显。进一步分析余热锅炉的烟气数据和水汽数据,认为蒸发器性能下降是导致余热锅炉性能下降的主要原因,在此基础上提出加装烟气过滤装置、优化过渡烟道结构等优化策略,从而使该机组性能恢复良好。

典型F级燃气-蒸汽联合循环机组进气加热变工况性能分析

以通用电气(GE)公司的9FA和三菱公司的M701F这2种典型F级燃气 蒸汽联合循环机组为研究对象,搭建配置进气加热设计的燃气 蒸汽联合循环热力模型,开展机组热力性能仿真计算。对环境温度、加热温升、机组负荷对机组性能的影响进行单一变量分析,并且对2种机型在不同运行工况下的进气加热效果提升开展对比分析,给出了不同负荷下的最佳进气参数。结果表明:在相同的进气加热工况下,9FA机组的进气加热效果提升幅度高于M701F机组,机组联合循环效率随加热温升的提高而提高;在相同的加热温升下,9FA机组的最佳进气环境温度高于M701F机组。研究结果对进气加热技术在F级燃气 蒸汽联合循环机组上的应用具有重要参考意义。

SoundPLAN在某燃气—蒸汽联合循环电站噪声治理的应用

燃气-蒸汽联合循环机组以天然气等清洁能源为燃料,具有热效率高、建设周期短、排污量小、启动灵活等优点,已在世界上得到了广泛应用。但此类机组噪声源复杂、布局立体,对周边声环境影响较大。本文以华东地区某燃气-蒸汽联合循环电站为例,应用SoundPLAN软件对噪声排放进行模拟,提出针对性的降噪措施,为噪声治理提供参考。

碳捕捉技术在燃气-蒸汽联合循环机组中的应用

燃气-蒸汽联合循环机组具有调峰能力强和绿色环保的优点,可在最大程度地保证清洁环保的前提下解决光伏和风力发电存在的发电间歇性、波动性和随机性等问题。将最先进的碳捕捉技术应用于燃气-蒸汽联合循环机组,可最大程度地为实现碳中和目标提供解决方案。基于此,主要探究与分析了碳捕捉技术应用于燃气-蒸汽联合循环机组的背景与意义。

利用LNG冷能提升燃气-蒸汽联合循环出力的工程化方案研究

结合LNG站的冷能综合利用研究课题,分析燃气-蒸汽联合循环电站与LNG站气化冷能的耦合利用,并对冷源选择、设备选型、进风温度优化进行技术经济分析。在环境温度较高时,通过合理利用冷能,降低燃机进风温度及凝汽器背压,可大幅提高燃气-蒸汽联合循环电站出力。

9F级燃气-蒸汽联合循环供热机组循环冷却水生化处理试验研究

循环冷却水生化处理技术摒弃了传统的火电厂循环冷却水化学药剂处理方法,利用经过筛选、培养、驯化的有益微生物菌群和相适应的营养调节剂对敞开式循环冷却水进行微生物化学处理,大幅度提高循环冷却水倍率,实现循环冷却系统的阻垢、缓蚀、杀菌灭藻等目标,保证循环冷却水系统安全、稳定、经济及环保运行。通过循环冷却水生化处理动态模拟试验,验证了碳钢及不锈钢腐蚀速率、污垢热阻、粘附速度及有害微生物指标均能满足GB/T50050-2017《工业循环冷却水处理设计规范》要求,确定了循环冷却水控制指标。

F级燃气-蒸汽联合循环机组汽机轴封供汽可靠性分析

本文针对F级燃气-蒸汽联合循环机组与汽机轴封供汽系统相关内容展开论述,讨论了启动低负荷阶段、运行故障跳闸阶段等环节的供汽可靠性,据此提出了增设辅汽母管备用汽源、积极引入串联调节模式、完善设备维修养护计划、积极引入先进控制系统、做好设备更新迭代工作等建议,以此来积累相应的设计经验,为相关体系的完善提供可靠依据。

三菱F4级燃气—蒸汽联合循环机组运行模式切换控制研究

为提升三菱F4级燃气-蒸汽联合循环的操作灵活性和能效,从而实现更可持续、高效的能源转化。首先介绍了各运行模式下的发电效率和热能排放特性,其中纯凝模式表现出较高的发电效率,而抽凝供热模式在发电效率和供热需求方面均具有优势。背压供热模式虽然发电效率较低,但通过强调供热,在废热综合利用方面表现出特殊优势。进一步,研究介绍了运行模式切换的具体操作步骤,包括切换前的准备工作,如SSS离合器的静态调试、系统参数调查与监测、切换路径规划等关键步骤。经验证,所提研究为三菱F4级燃气-蒸汽联合循环机组的运行模式切换提供了系统性的指导,旨在提高系统的灵活性、安全性和效率。

M701F4型燃气-蒸汽联合循环机组FCB试验的分析与研究

通过对M701F4型燃机一拖一100%负荷、二拖一100%负荷FCB试验过程的分析,以及试验过程中相关参数的研究,结合燃气-蒸汽联合循环机组的特点,提出针对M701F4型燃机FCB逻辑及相关设备控制逻辑的优化,介绍纯凝运行工况100%负荷FCB试验相关情况。

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。

基于复变量控制的APS在燃气-蒸汽联合循环机组中的设计与应用

基于复变量控制的机组自启停系统(Automatic Plant Start-Up and Shut-Down System,APS),针对燃气-蒸汽联合循环机组进行设计与应用研究。通过对机组进行建模和仿真,采用复变量控制策略对机组进行优化调度,以提高其性能和能源利用效率。研究结果表明,基于复变量控制的APS在全功能控制、全工况控制方面均有较好的应用。

基于熔盐储热的燃气-蒸汽联合循环机组灵活运行策略

为提高燃气-蒸汽联合循环机组运行的灵活性,提出一种熔盐储热耦合燃气-蒸汽联合循环机组运行的方式,并给出了灵活运行策略。结果表明,这种运行方式可以有效提高燃气能源利用率,并且可以根据终端用能情况进行灵活调整。在保证燃机高效运行的基础上,可以充分利用启动、变负荷、停机过程中的燃机乏气余热进行储热,可操作性强。以终端供热情况为例,计算了耦合熔盐储热和未耦合熔盐储热时联合机组的经济收益,发现耦合熔盐储热时机组的运行收益是原来的11.8倍。提出的运行方式为高效灵活的燃气-蒸汽联合循环机组运行提供了一种研究思路。

考虑燃气–蒸汽联合循环机组的机组组合建模综述

在“碳达峰、碳中和”背景下,燃气–蒸汽联合循环机组(combined-cycle gas turbine,CCGT)因其快速启动及深度调峰等优良特性,可为消纳大规模可再生能源提供灵活性资源,得到了广泛关注。首先,该文针对现有关于CCGT的6种建模方式,讨论其建模的精确性、计算效率以及解的可行性。其次,总结其中4种考虑机组内部轮机实际物理特性的模型,并比较他们的特点及适用范围。最后,考虑将蒸汽配合特性引入模型以及精细化启停过程、变量类型、收紧约束、结构变化对模型求解的影响。研究结果能够为推动适用于大规模机组组合的CCGT建模研究和应用提供一定参考。

燃气蒸汽联合循环机组高温阀门开裂原因分析

采用宏观观察、金相分析、硬度试验、断口扫描电镜分析和能谱分析,对某燃气-蒸汽联合循环机组余热锅炉高压旁路阀门开裂原因进行分析。结果表明:高压旁路阀门阀壳内壁开裂类型为腐蚀性热疲劳+应力腐蚀。机组启停频繁、负荷变化大,造成高压旁路阀门减温水的频繁投入,导致阀壳内壁表面存在较大的交变热应力,在交变热应力及腐蚀性环境的作用下,阀壳内壁处发生腐蚀性热疲劳开裂,在扩展过程中伴随应力腐蚀开裂。

燃气-蒸汽联合循环供热机组经济运行策略

随着电力市场改革不断深入,燃气-蒸汽联合循环供热机组“以热定电”或调频运行方式会对机组运营经济性产生不同的影响,为此根据联合循环供热机组的稳态性能,建立其运营燃料成本及影响因子模型。以某M701F4机组60 t/h供热运行为例,在机组运营经济性的定量影响因子基础上,以日运营收入最大为目标,针对联合循环供热机组不同运行方式,建立联合循环供热机组经济运营的最优模型,获得机组经济运行策略。研究结果表明:当调频方式运行的总电量W_(e,2)与“以热定电”方式运行的总电量W_(e,1)相同时,一是调频负荷波动会增加燃料成本,但在调频市场申报价格范围内申报并中标后可促进正收益,二是若调频负荷波动越接近“以热定电”的350 MW,则燃料成本增加越少;当W_(e,2)>W_(e,1)时,调频运行可促进正收益;当W_(e,2)<W_(e,1)时,可由售电、供热及调频辅助服务收入与燃料成本确定调频运行的临界负荷,在负荷350 MW、供热流量60 t/h情形,所研案例的临界负荷为317 MW;天然气价格和发电负荷一定时,现货平衡电价随调频结算价格每增加8元/MW而下降约0.01元/kWh。所研内容可为机组供热选择最优运行方式提供参考。

太阳能与燃气-蒸汽联合循环互补性能分析

在世界能源储量短缺的背景下,如何提高现有能源可利用率已成为研究热点。太阳能作为一种清洁能源,为发展燃气-蒸汽联合循环(GTCC)系统提供了新的研究方向。将太阳能与燃气发电装置耦合在顶循环(布雷顿循环)的发电系统实现了新能源与传统燃机的多能互补综合利用。结合热力学第一定律理,搭建了整体热力学模型,利用Ebsilon模拟软件对太阳能互补联合循环(ISCC)系统和传统GTCC系统的运行性能参数进行了对比分析,并研究了不同法向直接辐照度(DNI)和大气环境温度对ISCC系统变工况下运行特性及整体节能的影响。研究表明,当天然气输入量为10kg/s时,GTCC系统循环热效率为39.8%,ISCC系统循环热效率为44.1%;在控制系统总输出电功率不变的条件下,ISCC系统能比GTCC系统节省2.638kg/s的天然气输入量。太阳能与传统GTCC的有机耦合使系统循环热效率和综合输出电功率大幅提高,并在经济性方面显现出较大优势。