燃气循环发电系统多目标优化设计

为了进一步提高重型燃气轮机单循环和联合循环效率,本文提出一种考虑循环热效率、投资成本和污染物排放的燃气循环系统多目标优化设计模型,确定最佳压比、燃烧室出口温度、排烟温度、冷却空气比例,并分析多目标之间的影响过程。所构建的非线性数学模型采用GAMS软件求解。计算结果表明,以热效率最大为优化目标,最佳压比为24,燃烧室出口温度为2 019℃,冷却空气比例为44%,排烟温度646℃,热效率达到42.2%。当权衡系统总投资成本、污染物排放与循环热效率进行多目标优化时,燃气循环热效率应在39%~39.5%。

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-蒸汽联合循环发电系统高级(火用)经济性分析

【目的】基于(火用)经济发展而来的高级(火用)经济分析方法,能够细化拆分系统组件的经济成本,深入探究经济成本形成的内在原因。【方法】在结合高级(火用)分析的基础上,采用高级(火用)经济分析法将燃气-蒸汽联合循环发电系统中各组件的成本拆解为内源性成本、外源性成本、可避免成本和不可避免成本,并对此进行计算。【结果】在设计工况下,联合循环发电系统中燃烧室的可避免(火用)损最大,为28.41 MW,占燃烧室(火用)损的26.55%。基于计算结果,对透平提出了不同的改进措施,降低了系统内源性和外源性(火用)损。系统中(火用)耗散成本占比最大的是内源性可避免部分,底循环改进优先级最高的是高压缸,其次是低压缸。联合循环发电系统中年度化成本外源性占比为80.59%,其中外源性可避免部分占比40.04%。【结论】研究成果可为系统提供多方面能效评价角度和优化成本的改进方向。

Maisotsenko燃气轮机循环技术经济分析与参数优化

Maisotsenko燃气轮机循环(MGTC)的能效需进一步提升且其经济适用性未被合理评估,为此,区别于具备后冷及回热过程的两级MGTC,充分考虑对于冷却水的重复使用和能量回收,构建另耦合有中冷过程的3级MGTC系统(IMGTC)布局。研究压比(R_c)、饱和器出口气流湿化程度(H_(ASD))以及燃烧室出口温度(T_(CO))对于热效率、饱和器载水量、当量二氧化碳排放(E_(EC))和平准化电力成本(C_(LOE))的影响。最后,基于ISIGHT平台对系统展开多目标优化并筛选出最佳参数组合。结果表明,IMGTC的中冷器及其能效增进能够调节并有效减少饱和器载水量,可实现IMGTC系统饱和器最低载水量仅为无中冷模式下饱和器载水量的57.55%。多目标优化表明,IMGTC在采用最佳参数组合时热效率达49.89%,E_(EC)和C_(LOE)分别仅为5.496 kg/s和0.059 5 USD/kWh。研究证实了IMGTC相比MGTC在热力学性能及经济性方面的显著优势。

耦合溴化锂制冷机组的燃气-蒸汽联合循环性能分析

燃气-蒸汽联合循环机组的运行性能容易受到环境温度的影响,使得机组在电力负荷需求高峰期面临出力不足的问题.为了解决这一问题,基于EBSILON软件,对耦合溴化锂制冷机组的SGT5-4000F型燃气-蒸汽联合循环进行仿真建模,并将冷却装置加装到压气机入口处,模拟分析进气温度对联合循环输出功率和循环效率的影响规律.研究表明:通过改变压气机进气温度可知降低进气温度可使得联合循环发电功率提高4.73%-6.10%.在温度较高的夏季工况,在燃气轮机的压气机进气口处加装进气冷却装置可以提高机组的性能,并且温度越高,联合循环输出功率提高的效果更好.

烟气再循环联合循环中燃气轮机温度控制方案

在部分负荷工况下,采用余热锅炉排气再循环与压气机进口导叶调节联合应用(EGR-IGVC)策略,可有效改善燃气轮机联合循环性能.但此策略若配合联合循环电站部分负荷工况中燃气轮机常采用的等T3(透平入口温度)-T4_(m)(透平排气温度最大允许值)温控方案,在较低负荷下会造成较大的底循环[火用]损失,底循环做功能力下降明显.提出了一种更适用于EGR-IGVC策略的等T3-T4_(m)-T4_(d)(透平排气温度设计值)温控方案,以PG9351FA型燃气轮机联合循环为研究对象,采用能量与[火用]分析方法,对比研究了EGR-IGVC策略配合两种温控方案时的联合循环部分负荷性能.研究结果表明,当环境温度为15℃,部分负荷率在80%负荷以上时,EGR-IGVC策略配合等T3-T4_(m)方案效果仍为最佳;在30%~80%负荷时,与配合等T3-T4_(m)方案相比,EGR-IGVC策略配合等T3-T4_(m)-T4_(d)方案可使燃气轮机效率提高0.15~0.47个百分点,余热锅炉[火用]损失减少0.51%(2.15 MW)以上.研究亦表明,当环境温度在0~40℃间变化时,采用等T3-T4_(m)-T4_(d)方案总能获得更高的联合循环效率,且随环境温度上升,部分负荷效率增幅更为明显.

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。

燃气-蒸汽联合循环的碳排放绩效计算及影响分析

为提高碳排放核算的准确性,使企业评估碳减排效果更加直观,提出将电厂发电量与碳排放强度相关联。首先,基于Aspen Plus对燃气-蒸汽联合循环机组进行建模分析,计算其碳排放绩效;然后,从机组负荷、环境温度、热网投入和天然气成分4个影响因素分别对碳排放绩效进行分析。结果表明,建立的Aspen Plus模型能准确模拟电厂运行,以某电厂S106FA多轴燃气-蒸汽联合循环机组为例,经计算碳排放绩效为342.66 g/(kW·h)。采用碳排放绩效对比实测法与排放因子法对碳排放进行计算,碳排放绩效核算碳排放量更贴近实测法计算结果,碳排放绩效法与实测法核算偏差在0.20%。排放因子法采用实测法低位发热量和省缺值低位发热量与实测法偏差分别为5.24%和19.66%;机组负荷对联合循环机组碳排放绩效影响最为显著,其次为热网投入、环境温度和天然气成分。为降低联合循环机组碳排放绩效,电厂需要合理安排调峰时间和热网供热,可以考虑使用可再生能源作为替代或补充燃料。

大型H级重型燃气蒸汽联合循环机组三拖二配置技术研究

随着当前对能源需求的不断增长以及环境保护意识的不断提高,燃气蒸汽联合循环发电技术凭借高效以及环保等特点受到了电力行业的青睐。尤其是大型H级重型燃气蒸汽联合循环机组,具有较高的发电效率以及经济性。但是当前很少有研究对大型H级重型燃气蒸汽联合循环机组三拖二配置技术进行研究。本文主要对大型H级重型燃气蒸汽联合循环机组进行了概述,介绍了主机配置类型,在此基础上对三拖二配置技术展开了研究,以期能够显著提高机组的发电效率,推动我国电力工业的技术进步。

燃气-蒸汽联合循环系统动态特性分析研究

随着能源结构调整,对电力设备的环保性能提出更高要求。利用清洁能源天然气作为燃料的燃气-蒸汽联合循环机组成为清洁能源发电的主要设备,因此有必要研究分析联合循环系统的动态特性。本文搭建了包含喘振裕度以及NO_(x)排放等指标的燃气-蒸汽联合循环系统模型。同时,研究了在不同燃油流量、可调进气导向叶片(IGV)和环境温度下系统的性能变化情况。结果表明,系统输出功率受燃油流量变化影响最大;喘振裕度受IGV变化影响最大;涡轮前温度受环境温度变化影响最大;NO_(x)排放受燃油流量、IGV和环境温度影响均很大。本研究为联合循环发电机组的性能优化提供了理论依据和技术支持。

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。

9E燃气—蒸汽联合循环发电机组节能运行研究

蒸汽联合循环发电技术因其高效性和低排放特性而被广泛应用,本文具体研究9E燃气—蒸汽联合循环发电机组的节能运行策略,通过分析其结构与运行原理,提出一系列冷态启动控制及其他节能措施。解决实际运行中问题,通过不断优化操作,提高机组运行的经济性和稳定性。

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。

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。

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。

燃气蒸汽联合循环机组锅炉水质分阶段智能控制

燃气蒸汽联合循环机组经常调峰运行,机组自动加药系统采用单一参数的PID控制,在机组运行的各个阶段,因在给水流量发生变动时,在线仪表检测与控制的时滞性而带来的水质变化,不能做到精确控制,针对这一缺点,采用了锅炉水质分阶段智能控制,加药系统采用自优化模糊串级控制策略,采集给水流量、电导率、pH值、磷酸盐等参数,利用梯度下降优化算法得到更精确的前馈量,结合智能PID控制技术,实现加药量的自动调整,某燃气蒸汽联合循环机组采用该方案对取样加药系统进行改造后,机组运行各阶段水质均能获得稳定的控制品质,保障了机组安全经济运行。

浅析汽轮机高压缸保温修复前后对燃气-蒸汽联合循环机组启动速率的影响

对F级燃气-蒸汽联合循环机组汽轮机高压缸外缸上下温差变化的趋势进行原因分析,并提出处理措施。分析了汽轮机启动速度对整套联合循环机组启动速度和经济指标的影响,根据机组异常情况,由运行和检修专业人员联合分析并提出解决方法。

9H燃气-蒸汽联合循环电厂节能降噪技术应用探析

本文从某9F燃气-蒸汽联合循环电厂的实际运行模式出发,结合该电厂的运行算法、运行模式,明确联合循环设计要点,重点分析节能降噪方面的技术细节,以求构建出更为合理的燃气-蒸汽联合循环模型,真正实现节能降噪技术。本文所提出措施在实际落实过程中取得诸多成效,生产成本也得到大幅度降低,各项经济指标均满足相应需求。

基于成本效益分析的燃气发电项目后评价研究——以某燃气轮机联合循环发电厂为例

对某燃气轮机联合循环发电厂的后评价,采用成本效益分析方法,计算项目的各项成本和效益,评价项目的经济、社会和环境效益。项目的净现值、内部收益率、投资回收期和成本效益比等指标均符合投资要求。项目还能节能减排,提升电网调峰能力,促进地方经济发展,具有高社会和环境效益。成本效益分析方法能全面评价燃气发电项目的综合效果和可持续性。