汽轮机回热系统加热器给水焓升优化分配方法对比分析

以火电机组热力系统为研究对象,通过分析现有各种典型焓升分配方法,得出了各种方法存在的问题。并结合国内某汽轮机回热系统,对给水焓升分配进行了计算对比,为今后进一步研究加热器焓升最优分配问题奠定了基础。

汽轮机回热系统加热器给水焓升的优化分配

在常规加热器热平衡计算方法的基础上,通过严格的理论推导,得出了回热系统给水焓升最佳分配的通用表达式。该通用表达式考虑了机组的各种实际因素,而且没有对系统进行任何简化,更接近实际意义上的最优,且具有通用性。通过对某国产300MW汽轮机回热系统给水焓升分配的优化计算,结果表明该分配结果得到的循环热效率高于其它方法。

二次再热机组再热压力与给水焓升的优化

蒸汽再热后,循环的吸热平均温度得到了提高,同时减小了汽轮机低压缸的湿汽损失,使系统的循环效率得到大幅度提高,二次再热比一次再热效率要高。为了使二次再热机组获得更高的效率,采用枚举算法对再热压力进行优化,然后在此基础上对给水加热器焓升进行优化。同时为了比较不同回热级数对机组经济性的影响,设计了8级回热和10级回热两个热力系统。最后发现,通过优化再热压力与加热器焓升,二次再热机组循环效率超过49%;考虑到系统的复杂性、投资增加及运行维护的便利性,认为8级回热比10级回热经济性要好。

BEST热力系统焓升分配和再热蒸汽压力优化

为研究反压力抽汽式汽轮机(BEST)热力系统与常规热力系统的区别,基于某超超临界1 000MW二次再热机组的设计计算,采用EBSILON软件建立其热力系统模型;分别采用遗传算法和枚举法对焓升分配和再热蒸汽压力进行优化计算,并对2种系统进行对比。结果表明,BEST热力系统大幅度降低了抽汽过热度,降低了再热蒸汽的高过热度对回热系统的影响,使回热焓升的分配更加均匀;由于系统循环特性的变化,BEST系统中一部分蒸汽不进入再热器,从而使最佳再热蒸汽压力高于常规系统。

加热器给水焓升最优分配

化学节能主要是化工厂对厂内现有设备的升级优化,其次对于厂内能源的综合利用,达到既要工作效率又要绿色节能的效果。此次探讨的应用“遗传算法”结合超临界机组一次再热机组回热系统运行实际情况,通过求极值获取给水焓升最优分配通用表达式,利用MATLAB软件编程对某电厂1000MW汽轮机回热系统给水焓升分配进行计算。结果显示:基于“遗传算法”得出的给水焓升最优分配通用表达式,将问题转化为数学模型中的约束多变量非线性规划问题,在兼顾实际因素的同时,一定程度上优化了计算过程;并且相比其他方法,此方法获得的回热加热器给水焓升最优分配结果使得原机组的效率提升0.5%。此方法可以推广到化工领域,优化后的方法为化工厂增加了一种新的节能方法,可作借鉴。

1000MW超超临界机组回热焓升分配及回热级数的探讨

为了在超超临界蒸汽参数下最大限度地获得热耗率的改善,回热焓升分配和给水回热级数要进行优化。对某1000MW超超临界机组TMCR工况计算发现,最末级温升高达51.1℃,与除氧器和其他3级低加的温升差别在2倍左右,偏离等温升最佳分配的原则较大。针对末级温升最大的情况,将整个低压缸抽汽口均后移1级,机组TMCR工况的热耗率可降低6.22kJ/(kW·h)。在低压缸第5级后增加1级抽汽口,给水加热的级数增加到9级,机组TMCR工况的热耗率可降低23.05kJ/(kW·h)。

给水泵焓升对机组经济性影响算法研究

大型火电机组给水泵一般采用小汽机驱动,研究小汽机耗汽量、小汽机相对内效率、给水泵效率、给水泵焓升之间的相互关系及其对机组经济性的影响。依据热力学基本原则,建立了汽动给水泵组参量间的相互关系;建立了相应的满足热力学原理的热平衡分析模型和适用于局部定量的等效焓降分析模型;分析了给水泵焓升是否计入以及给水泵效率及小汽机相对内效率变化对经济性的不同影响。算例一通过正反热平衡分析结果与等效焓降分析结果的一致性说明了模型的合理性与准确性;算例二揭示了给水泵效率与小汽机效率对机组经济性的不同影响,为汽动给水泵系统的节能提供依据。

基于低温省煤器的回热系统最佳焓升分配研究

针对带有低温省煤器的N300机组,建立有大量外部热量引入时最佳焓升分配的数学模型,并利用遗传算法对焓升进行优化。结果表明:优化后的方案利用更多低参数抽汽节省了更多高参数的抽汽,相比于未优化的机组,煤耗降低了0.54 g,节能效果显著,因此对有大量外部热量引入的回热系统重新进行焓升分配是非常有必要的。

二次再热机组汽轮机抽汽参数确定方法

基于给水等焓升方法(传统方法),以配备二次再热、混合式加热器的回热系统为模型,建立了汽轮机回热系统效率与抽汽焓值的关系方程,以回热系统效率最大为目标函数推导出相邻2级加热器抽汽焓值的递推关系,从而确定出汽轮机的最佳抽汽焓值(本文方法)。将本文方法用于某1 000 MW二次再热机组汽轮机的抽汽焓值计算,并与传统方法的计算结果进行了比较。结果表明:采用本文方法确定的汽轮机抽汽口位置分布更均匀、合理;回热系统效率高0.10%,加热器火用损总值减少1.37kJ/(kg·MW)。

某电厂给水泵变速调节经济分析

以平煤坑口电厂小型火力发电机组为研究对象,采用功率焓升法,分别计算了给水泵在各负荷运行工况下定速和变速时的净消耗功率。计算结果表明:给水泵变速改造后,每年可节约36.87万元,运行6.25个月可回收初期投资。

秦山核电厂燃耗深度对DNBR限值的影响分析

本文研究了在秦山核电厂批平均卸料燃耗深度超过原定限值的情况下，为保证电厂的安全运行对DNBR限值进行重新确认的问题。研究过程中，综合考虑了由燃耗加深所引起的核焓升因子的变化和棒弯曲这两种效应对DNBR限值的影响。结果表明，对秦山核电厂而言，在批平均卸料燃耗超过原定限值的情况下，维持原DNBR限值不变仍是安全可行的。

超超临界燃煤机组直流锅炉水煤比软测量方法研究

以某1 000 MW超超临界燃煤机组直流锅炉为例,提出了2种水煤比软测量方法:根据质量守恒定律和能量守恒定律建立基本计算模型,代入锅炉效率、煤种信息以及利用非线性最小二乘法拟合特性公式得出的工质焓升进行快速计算;利用综合自回归移动平均(ARIMA)模型时间序列法对滤波后水煤比数据进行参数估计和动态预测,并利用误差分析和验证该模型的准确性.采用这2种方法分别从机理分析和时间序列模型辨识角度对水煤比进行了快速计算和预测.结果表明:2种方法均能在一定程度上克服现阶段超超临界燃煤机组直流锅炉水煤比监测方法延迟大、误差大的缺点.

三维堆芯功率能力验证保守性分析

介绍了CPR1000电厂目前使用的三维功率能力验证方法,从输入假设和计算过程两个方面入手,详细说明论证方法存在的保守性,得出输入假设的不确定性需要重新进行确定,分析过程中可以去掉1.04的保守因子;计算过程也需要考虑实际运行区域,减少不可能出现的工况,即缩小分析区域。当换料设计的计算结果超限时,或者堆芯偏离核态沸腾比裕量不足时,可以通过减小运行区域和修改焓升因子的计算假设来挖掘裕量以满足安全要求。

热力压缩机的最佳压比的计算

喷射式热压机一般称为气体喷射器。气体喷射器的设计理论到目前还不完善。本文根据喷射式热压机运行的机理分析了喷射式热压机的效率,提出了喷射式热压机的最高效率及根据最佳效率给出单级、两级、三级喷射式热压机的设计方法。

二次再热MC机组再热压力与回热系统优化

基于常规二次再热超超临界机组热力系统(常规系统),提出了带有MC的八级和十级MC回热系统。文中以某超超临界1 000 MW二次再热机组的设计参数为依据,使用Ebsilon软件建立热力系统模型,并采用枚举法和遗传算法分别对再热压力和加热器焓升分配进行优化。结果表明:采用MC后,最佳再热压力分别为12 MPa、3.2 MPa和12.5 MPa、3.5 MPa,低于常规系统。优化后十级MC系统循环效率最高,为49.201%;高压缸中压缸损提高,在MC机组参数的选取时应综合考虑收益和损失。