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。

日前电量市场中联合循环机组的竞价策略研究

联合循环(Combined Cycle, CC)机组具有能源利用效率高、温室气体排放量低和运行方式灵活等特性,在电力系统中得到了越来越广泛的应用,积极参与到电力市场的竞价中。为了研究CC机组在日前电量市场中的竞价行为,文中提出了一种日前电量市场中CC机组竞价策略双层模型。上层模型为基于模式的CC机组竞价模型,下层模型为日前电量市场出清模型。该模型中的CC机组和独立系统运营商(Independent System Operator, ISO)通过电量市场出清得到的节点边际电价(Locational Marginal Prices, LMP)相互影响。CC机组向ISO提交报价同时影响电量市场的出清结果,并根据ISO进行的下层市场出清结果安排发电计划。利用Karush-Kuhn-Tucker(KKT)条件和对偶理论,将所提出的双层优化模型转化为均衡约束数学规划问题(Mathematical Program With Equilibrium Constraint, MPEC)。结果显示,文中所提出的竞价策略提高了CC机组在电量市场中的收益12.28%,降低市场的运行成本25.37%,验证了所提出模型的有效性。

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。

PG9171E型联合循环机组冷态启动优化研究

通过冷态启动优化对比试验,分析了某PG9171E型联合循环机组不同冷态启动过程的差异,确定了机组冷态启动过程中较佳的燃气轮机暖机负荷点。试验结果表明:与燃气轮机满负荷冷态启动过程相比,优化后冷态启动时间缩短,单次冷态启动产生的节能效益约为3.643万元,并且冷态启动过程汽缸应力峰值减小,转子表面应力达到峰值后的下降速率降低,主蒸汽温度、汽包上下壁温、主蒸汽压力上升过程更加平滑,对蒸汽参数的控制更加精准,增加了对抗扰动的能力,汽包和凝汽器水位变化幅度减小,水位自动控制投入时间增加,需要人工干预次数减少。研究成果可为联合循环机组冷态启动优化提供借鉴和参考。

联合循环机组汽轮机冷-热端耦合实时动态滑压优化技术研究与应用

一、成果研究背景在“双碳”目标背景下,风电和光伏等新能源装机容量持续快速增加,并提供了大量清洁电力,但是其发电出力的随机性和不稳定性也给电力系统的安全运行和电力供应保障带来了巨大挑战。为了保证电力系统安全和稳定,燃气蒸汽联合循环机组以启停速度快,调峰范围广的特点,将主要作为电网的调峰电源,保障电网的安全性,增加电网对新能源的消纳能力。

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。

蒸汽联合循环机组汽轮机冷态预暖技术应用及优化

在市场经济持续发展中,对电力供应要求越来越多,加上电力需求增大,更加需要保障电网调峰的性能稳定。如果从电网层面分析,蒸汽联合循环机组是电力系统的重要组成部分,其对电网调峰能力产生重大影响。这源于其在具体使用中,需要依托冷态技术的支持,因汽轮机本身温度不高,为避免出现热应力对机组运行安全产生影响,就需要对速暖机进行使用,增加汽轮机组成部分的温度,导致开始降低电网调峰能力。为实现蒸汽联合循环机组稳定运行,降低对电网运行过程产生的影响,开始将冷态预暖技术进行应用,并且对整个试验过程进行多次模拟,发现冷态预暖技术能够让蒸汽联合循环机组满足运行的温度条件,提升了启动效率,从而带来更大的经济效益。

燃气蒸汽联合循环机组协调控制策略分析与研究

我国在气-汽联合循环机组控制方面的研究进展比较缓慢,特别是对联合循环机组的协调控制水平与传统的燃煤机组存在着很大的差距。通过对一台新建的燃气-蒸汽联合循环机组的运行情况,分析了该机组的特点,在此基础上,从理论上给出了燃气-蒸汽联合循环机组协同控制策略的设计思想,并对其进行了可行性分析。并根据实际情况,提出了一种改进的汽轮机负载跟踪型联合循环机组的负载调节方案,希望能给有关人员带来帮助和参考。

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。

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。

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。

大功率燃气轮机联合循环机组三压再热余热锅炉建模及变负荷运行规律研究

建立了大功率燃气-蒸汽联合循环三压再热余热锅炉热力性能Python编程模型,模型计算了在变负荷条件下的余热锅炉详细热力性能,包括主蒸汽压力和流量、各换热器的换热量和换热系数、以及功率和效率,分析了烟气温度和流量对余热锅炉热力性能的影响,探讨了在机组部分负荷下环境温度、湿度和燃料加热温度如何影响余热锅炉出力。模型经过验证具有较高的仿真精度和计算效率。以某型燃气轮机联合循环机组为研究对象计算表明:当机组负荷从满负荷650 MW降低到部分负荷250 MW后,余热锅炉三压主蒸汽压力和给水流量降低,汽轮机输出功率从219.1 MW减小到了130.4 MW,而余热锅炉效率从89.3%升高到了92.1%;随三压再热余热锅炉入口烟气流量和温度升高,余热锅炉的三压主蒸汽流量都升高;随机组负荷降低,余热锅炉各换热面的换热系数和换热量减小,但是烟气与高温段换热器的换热量在总换热量中的占比升高,烟气与低温段换热器的换热量在总热量中的占比降低;当机组负荷从650 MW降低到300 MW时,在余热锅炉输出能量中,汽轮机轴功率的占比增大了1.67%,烟囱烟气热损失的占比减小了2.63%。

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。

基于模型仿真的燃气蒸汽联合循环机组一次调频特性分析

以某燃气蒸汽联合循环机组为对象,建立了机组及其系统的数学模型,提出了联合循环机组蒸汽动力部分的改进模型,并且通过实测数据验证了模型的准确性。改进模型细化了蒸汽动力循环部件的运动方程,提升了机组动态响应的速度和精度。机组模型可以满足电网一次调频要求;受到扰动时,联合循环机组因热惯性较大,需要较长时间才能达到稳定的功率输出。相关结果为联合循环机组的调频性能和负荷稳定性的研究提供了参考。

运行模式对联合循环机组一次调频性能的影响分析

以某燃气-蒸汽联合循环机组为对象,建立了机组及其系统的数学模型,给出了投入汽轮机调频功能后机组的改进模型,通过实测数据验证了模型的准确性。采用仿真方法,分析了两组扰动作用下不同运行模式时机组的动态特性,结果表明,汽轮机参与调频时,燃机输出功率并无变化,而汽轮机输出功率增加了理论输出变化量的42%左右,可以改善机组一次调频的能力。所做工作对改善联合循环机组的调频性能和负荷稳定性具有一定的参考价值。

基于RLADRC的燃气-蒸汽联合循环机组负荷控制研究

为了进一步提高燃气-蒸汽联合循环机组控制中的负荷设定值跟踪能力和抗干扰性能,在线性自抗扰控制的基础上,提出一种引入动态干扰解耦的降阶线性自抗扰控制策略。该控制策略可以有效地提高控制器的跟踪能力以及抗扰能力。仿真结果表明,该方法相较于PID以及线性自抗扰控制,在负荷控制中的设定值跟踪能力和抗干扰性能表现更好。同时该方法对多变量负荷控制中各变量间的耦合影响也有很好的抑制作用。

单轴燃气蒸汽联合循环机组快速启动中的烟温与汽温匹配策略优化

燃机因具备快速启停能力而作为调峰机组使用,机组启动过程中燃机排烟温度与余热锅炉及汽轮机进汽所需温度匹配至关重要。本文分析机组在联合启动过程中温度匹配的控制难点及应对措施;在基建调试及运维过程中,积累各工况运行数据,完善和优化控制系统及保护逻辑策略,使蒸汽温度控制更加规范,运行参数更加平稳,进而达到缩短机组启动时间的目的。

9HA燃气-蒸汽联合循环机组仿真系统开发及应用研究

燃气-蒸汽联合循环机组(JHB)作为一种高效清洁、低成本的能源利用方式,已成为近年来的研究热点。JHB在国外已经得到了较多的研究结果和应用。燃气-蒸汽联合循环机组作为目前世界上最先进的发电技术,是实现电力行业可持续发展的重要手段之一。而近年来在燃气-蒸汽联合循环机组仿真技术研究方面,取得了一定成果和进展。为验证设计和优化决策的可行性,需要开发设计具有较高性能指标和综合效能的燃气-蒸汽联合循环机组仿真系统。在实际工程中,燃气-蒸汽联合循环机组的优化设计是一项复杂的系统工程,对机组的性能开发和优化设计有着极其重要的作用。针对这一需求,开发了燃气-蒸汽联合循环机组仿真系统模型,对燃气-蒸汽机组运行状态及参数进行仿真计算,并利用计算结果进行机组状态评估和优化决策。研究结果表明:该系统可为燃气-蒸汽联合循环机组优化决策提供有效的支撑和辅助。

燃气-蒸汽联合循环机组暖机负荷优化后的异常案例分析及处理

为了提高SGT5-4000F型燃气蒸汽联合循环机组的经济性,采取了暖机负荷的优化方案。结合机组的中压旁路控制模式,对优化后汽轮机冲转异常的案例进行分析。结果表明:暖机负荷的优化方案可以缩短机组的启动时间,但是此方案在夏季会造成汽轮机无法冲转。通过对暖机负荷的再次优化即适当地增加燃气轮机的暖机负荷或者降低中压旁路在自动设定值控制模式(ASA控制模式)时的上限限制,实现了汽轮机正常冲转。