基于热负荷均匀分配原则的直接空冷系统轴流风机转速灵活调节策略

在直接空冷电站中,轴流风机功耗占厂用电比例较高。为获得更为高效的风机运行调整策略,以某典型2´600 MW直接空冷机组为例,基于热负荷均匀分配原则,采用数值模拟方法,研究轴流风机转速灵活调节策略。获得不同环境温度和风速条件下,各轴流风机转速分布规律以及通过空冷凝汽器单元的冷却空气质量流量分布规律。最终,计算得到不同环境气象条件下不同轴流风机转速调节策略风机总功耗变化规律。结果表明,基于热负荷均匀分配原则的轴流风机转速灵活调整策略明显优于轴流风机转速整体调节策略,结果可为直接空冷机组优化运行和深层次节能提供参考。

电站直接空冷系统运行状态数字化实时显示技术

随着人工智能、数字孪生技术及数字化虚拟技术的快速发展,采用数字化虚拟技术实现电站直接空冷机组空冷岛运行状态的实时监测成为可能。首先,建立空冷岛三维模型,通过数值计算获得空冷岛空气状态参数,开发空冷岛运行状态数据库及显示和查询软件;其次,基于数字孪生技术,在电厂设置气象站,获得环境气温、风速、风向实时变化数据,连同机组运行工况参数输入监测软件;最终,计算获得空冷岛空气运行状态并进行三维显示。基于数字孪生技术的空冷系统空气运行状态实时显示技术避免了现场大量装设测点的投资和检修维护工作,为智慧电站的发展奠定了基础。

光热电站主机直接空冷系统优化探讨

光热发电是一种比较有发展前景的可再生能源发电形式,具有良好的储能和调峰能力。受制于水资源条件,目前我国光热电站的主机冷却系统多采用直接空冷系统。直接空冷系统配置对机组经济性和盈利能力均会产生较大影响。在总结和分析光热电站投资构成及运行特点的前提下,依托某案例工程进行直接空冷系统优化计算和分析。对光热电站直接空冷系统气象数据选取与处理、以及电价敏感性分析进行初步探讨。由于上网电价及成本电价普遍较高,与常规火电厂直接空冷系统相比较,光热电站直接空冷系统配置倾向于初始温差(ITD)值较低、风速较小、空冷凝汽器面积较大的方案。

火力发电厂直接空冷系统运行中存在的问题及应对措施研究

火力发电厂是全球主要的发电方式之一,其空冷系统作为重要组成部分,对维持设备正常运行至关重要。然而,空冷系统在运行过程中存在诸多问题,如凝结水溶氧、夏季高背压、冬季防冻等。本文系统分析了这些问题的成因和影响,并提出了相应的解决方案和应对措施,以保障火力发电厂的稳定高效运行,降低运行成本,减少对环境的不良影响。

直接空冷系统风机群入口流量特性实验研究

针对直接空冷风机入口流量下降问题,搭建了直接空冷风机阵列1∶10等比例缩小实验系统,进行了风机群分区频率调节实验。使用经验模态分解法对环境风速、风向进行预处理后,计算了用于衡量风机容积损失的风机容积效率,最后采用随机森林回归算法对实验结果进行泛化并估计不同工况下的风机容积效率。结果表明:直接空冷系统中风机容积效率受位置、运行方式、风机频率及环境风速的影响;在环境风影响下,风机群迎风风机的容积效率随环境风速的增大而减小,背风风机的容积效率随环境风速的增大而上升。不同风机频率及环境风速下的风机容积效率曲线为直接空冷系统风机群的节能运行提供参考。

直接空冷系统技术改进及能效提升研究

为实现火电厂“提效-节能降耗”目标,解决常规直接空气冷风系统换热效率低、运行背压高等问题,通过对其排汽管道系统、散热器管束型式及风机组布置方式进行技术改进和能效提升研究,提出了一种新型直接空冷系统布置方案。新方案采用风机低位布置双“A”型散热器空冷布置型式,通过结构应力计算和流场数值模拟,相比常规的空冷系统,可得以下结论:(1)在满足系统结构安全性的前提下,新型排汽管道布置方式的出口至蒸汽分配管入口总阻力压降减少约400 Pa,排汽管道内流量分配更均匀;(2)双小A型散热器管束布置,可缩短管束长度约一半,加快蒸汽冷却,减少不凝结气体的堆积,防冻性能更好;(3)在冷却三角布置标高不变的条件下,将风机下移至钢桁架底部,使风机出口至冷却三角底部之间存在一定空间可对新空气起“导流、梳理”作用,在散热器出口面,同样形成风速带,沿高度方向增大,蒸汽分配管附近高速区域进一步增大,冷却单元的换热效果将进一步得到增强,散热器出口风速优于常规布置,进而使进入冷却三角的空气流动状态稳定,提高冷却三角散热效率。经过某电厂现场应用,其空冷机组夏季运行背压降低约2 kPa,全年平均运行背压降低约0.8 kPa,煤耗减少约1 g/(kW·h),单台机组每年可为电厂节省煤炭费用约276万元(标煤价1 000元/t)。该方案在降低机组背压的同时,可减少膨胀节组合数量、钢结构重量等,也降低了空气侧风阻,缓解了空冷凝汽器的防冻问题。因此,所提方案既可降低设备的一次性投资,又具有在运行费用方面(节省煤耗)的明显优势,可实现电煤的清洁和高效利用,取得良好的社会效益,具有很大的推广价值和广泛的应用前景。

世界首例大型火电厂自然通风直接空冷系统关键技术研究与应用

一、成果研究背景自然通风直接空冷系统NDC(Natural Draft Condenser)是指汽轮机排汽通过排汽管道被送至空冷散热器,空冷散热器布置在自然通风空冷塔X钢管柱的外圈,利用塔筒的抽力使空气穿过散热器,从而使散热器内的蒸汽被凝结。系统实行一次换热,冷却效率高,既不需要设置机械通风的风机群,也不需要配置循环水泵,降低用电,无噪声,是大型燃煤机组空冷技术方面的重大技术突破。榆能杨伙盘煤电一体化电厂项目(见图1)采用自然通风直接空冷系统属世界首例。

直接空冷系统喷雾装置优化分析

喷雾系统能够极大地改善空冷机组的运行特性,提高空冷系统在极端高温条件下的降温性能,但空冷机组喷雾系统存在布置方式不合理,导致喷淋效果差,雾化效果不佳的问题,造成局部区域冷却效果不明显,文中采用数值模拟方式分析直接空冷系统喷雾装置的运行特性,喷嘴之间的布置方式采用修正后的正三角形式,在此基础上分析水压、喷雾角度对喷雾系统增湿降温效果的影响。

火力发电厂直接空冷系统智慧建模节水优化策略

文章详细探讨了直接空冷机组空冷系统运行浪费除盐水问题及对策,提出直接空冷机组空冷系统智慧建模节水优化策略,旨在保证空冷机组能够安全、高效、节水运行。

直接空冷机组喷淋冷却系统的数值模拟和性能分析

以国产某300 MW直接空冷机组为例,建立了空冷单元喷淋冷却系统的数值分析模型,设计了3种不同型式的喷淋冷却系统,并采用Fluent软件对喷淋冷却系统的性能进行了数值模拟,得到了空冷单元内部及出口的温度场.结果表明：喷淋后空冷单元的出口空气平均温度比喷淋前降低了2~5 K,其中加装喷淋系统C后的空冷单元出口空气平均温度降低了5 K,排汽压力降低了6.7 kPa;喷淋系统的喷雾越均匀,雾滴覆盖范围越大,喷淋冷却系统的性能越好,排汽压力的降幅越大,经济性越好;对于国产某300 MW机组,当除盐水量充足时,采用喷淋系统C是最佳方案,如除盐水量有限,则应选择喷淋系统B.

直接空冷系统变工况特性的理论研究

在提出直接空冷系统凝汽器压力变工况计算数学模型的基础上 ,分析得出了直接空冷系统运行经济性的影响因素 ,通过实例计算阐明了各种影响因素对凝汽压力的影响规律 ,从而为提高直接空冷系统的性能提供了有力的理论依据。

基于主子系统耦合效应的直接空冷结构体系抗震性能研究

直接空冷结构体系是火力发电厂随着空冷工艺出现而形成的一类特殊工业建筑,设备对结构动力特性影响显著。取1/4子结构,模拟边界条件,按1/8缩尺比制作模型。对模型进行动力特性测试,选择El-Centro波对模型进行拟动力试验,再进行拟静力试验,试验得到了动力特性参数及动力反应。分析结构自振频率与阻尼比变化、变形性能、滞回性能和破坏模式等;给出骨架曲线及其特征点。采用SAP2000有限元程序进行数值计算,分析结果与试验结果基本吻合。研究表明扭转振动是直接空冷结构体系的主要振型,应该考虑振型耦合;直接空冷结构体系为单道防线体系,大震下结构系统进入非线性后,设备系统能够保持弹性工作状态,结构易形成柱铰破坏机制。

直接空冷凝汽器干式吹扫系统喷嘴结构特性

运用CFD技术计算分析了不同喷嘴结构参数下喷嘴的内部流场,得到了喷嘴内部流场特性、出口参数等与喷嘴结构参数的关系。结果表明,喷嘴的收缩角对喷嘴内部流场和出口参数影响较小,最佳吹扫收缩角为40°;圆柱长度越短喷嘴内部流场变化越剧烈、喷嘴出口流量和压力越高,在满足吹扫强度要求下,为了提高吹扫的稳定性,圆柱长度的选取范围为25~40 mm;圆柱直径增大,吹扫能力越强,但是直径过大变截面处湍流越剧烈,吹扫稳定下降,因此在满足吹扫强度要求下,圆柱直径的选取范围为1.8~2.0 mm。

直接空冷系统中热风回流现象的数值模拟和分析

热风回流现象是直接空冷机组的一个普遍性问题。利用CFD软件,采用计算机模拟方法,定性地分析了热风回流发生的原因及其对空冷机组的影响,为直接空冷机组的设计和运行提供依据。

直接空冷凝汽器喷雾增湿系统的结构优化

应用气水两相流的传热传质理论,建立了600 MW直接空冷机组空冷凝汽器喷雾增湿系统三维数学模型,利用CFD软件对该系统进行了数值摸拟,并分析了在喷嘴纵向布置时,喷嘴布置高度、喷雾方向、喷雾压力及喷嘴孔径对喷雾增湿效果的影响.结果表明:当喷嘴孔径越小、喷嘴流量越少时,空冷单元内所需的喷嘴数就越多,且雾滴雾化的细度越小,越有利于雾滴的均匀分布及其在空冷单元内的充满度,对喷雾增湿的效果越明显.当喷嘴孔径为0.4 m、喷雾压力为1.2 MPa、喷嘴以对称方式距风机栈桥中心线4 m、喷嘴高度为0.3 m及喷嘴方向在xy平面内与y轴正方向夹角为120°时,凝汽器压力降幅最大,比喷雾前降低了8.84 kPa.

直接空冷系统金属部件的腐蚀与防护

氨作为锅炉给水碱化剂时,由于其气液两相的分配系数较高,致使其在蒸汽早期凝结水的含量较低,容易造成直接空冷系统金属腐蚀。为此,提出了一种新的有机胺类碱化剂——YA01。试验研究与工业应用表明,YA01可显著提高蒸汽早期凝结水的pH值,从而有效抑制空冷系统金属部件的腐蚀,并且其在汽轮机排汽环境下的分解率很低,对汽水品质的影响较小。另外,与单纯提高加氨量的处理方式相比,YA01与氨联合处理有利于延长氢型阳床运行周期。

直接空冷系统风机运行扰力试验研究

采用1∶1试验模型,运用应变片组合的方法对风机运行对支撑结构产生的扰力进行测试。测试结果表明,风机运行时不仅因转子的偏心产生径向离心力,还因叶片竖向振动产生弯矩和因驱动叶片转动产生扭矩,依据现有的设计标准求得的扰力类型和取值与试验结果相差都较大,现有的标准不适用于这种大直径的风机设备。建议对于大直径空冷风机设备,其扰力的取值应单独制定扰力取值标准。试验结果有助于推进直接空冷系统的结构设计自主化进程。

华能铜川电厂600MW直接空冷机组空冷岛控制系统的改进

针对在调试中发现的华能铜川电厂600MW直接空冷机组空冷岛控制系统存在的汽轮机背压在设定值附近摆动引起程序步序频繁切换、汽轮机背压对程序步序切换响应滞后、无误操作闭锁、控制繁多等问题进行了设置延时时间和时间间隔、增加工况选择闭锁、简化控制逻辑等改进。改进后,经1号机组整套起动及168h试运行表明,控制系统结构简单可靠,汽轮机背压调节灵活,满足机组运行要求。

直接空冷凝汽器干式吹扫系统的喷嘴流场特性

针对干式吹扫系统压缩空气从喷嘴射入到凝汽器翅片时,其速度减小影响吹扫效果的问题,运用射流动力学和计算流体力学理论对喷嘴外流场进行模拟,分析喷嘴结构和喷嘴到翅片的距离(靶距)对喷嘴射流能力的影响。研究结果表明:在相同靶距和工作压力下,与圆柱长度30 mm、直径为1.6 mm的喷嘴相比,圆柱长度为25 mm、直径为1.8 mm的喷嘴射程更长,速度更高,射流能力更强;在相同条件下,与单孔喷嘴相比,双孔喷嘴的射程更长,射流面积更大,喷嘴射流能力更强。靶距越大,翅片入口的空气速度越小,射流面积则先增大后减小;为满足较高的吹扫效果,当喷嘴入口压力为0.65 MPa时,选取收缩角为40?,圆柱长度为25 mm,圆柱直径为1.8 mm的喷嘴结构,采用双孔布置,最佳靶距为40 mm。

电厂直接空冷系统热风回流的数值模拟

阐述了热风回流的产生机理及热回流率的概念,并对汽轮机空冷系统周围不同环境风场进行了数值模拟.通过对计算结果的分析,找出了空冷系统的不利风向,给出了热回流率随风速的变化规律,并提出了减少热风回流的措施:适当增加空冷平台上部四周风墙高度,或加快空冷平台边缘风机的转速.