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。

电厂汽轮机空冷系统优化及节能降耗研究

汽轮机真空度是衡量汽轮机组运行效果的核心指标,真空系统的严密性则是影响汽轮机真空的重要因素。受凝汽器真空严密性差的影响,某电厂汽轮机组负荷逐年下降。本文结合该电厂汽轮机空冷系统运行现状,探寻电厂汽轮机空冷系统的优化方法,以期进一步降低汽轮机单位发电煤耗,有效促进电厂节能降耗,最终实现绿色发展。

主辅机合建式间接空冷系统流动传热特性研究

主辅机合建式间接空冷系统近年引起了业内关注,目前国内外学者对其流动换热性能开展研究较少。为探究不同构型条件下主辅机合建式间接空冷系统的输运特性,本文建立了6种主辅机散热器双层布置和单层布置的合建式间接空冷系统物理模型,并借助商业软件FLUENT模拟对比分析了不同构型的输运性能。研究结果表明:系统构型对辅机冷却系统的输运性能影响远高于主机冷却系统,且相对于换热性能,流动性能更易受到影响;无风情况下,双层布置主辅机冷却系统的输运性能均优于单层布置,且构型A的辅机冷却性能最佳;在环境风影响下,构型C的辅机冷却性能远高于其他构型。该研究可为主辅机合建式间接空冷系统工业设计及应用提供理论指导。

环境风影响下换流变压器空冷系统换热性能研究

针对北方地区某高压直流输电换流站,建立了换流变压器空冷系统以及周围建筑物的计算流体动力学仿真模型,研究了不同环境风向和风速影响下空冷系统换热性能的变化规律。研究结果表明:由于周围建筑物的影响,空冷系统的换热性能在不同的环境风向下均有所衰减。当风向为W、风速为6m/s时,环境风流动方向与风机进气方向相反,极1和极2换流变空冷系统的换热能力衰减最为严重,分别下降了38%与40%。在高风速占比最多的NW28°风向下,环境风速逐渐升高时换热器上方的涡旋随着风向移动,迎风侧换热器出口高温气流回流至其他换热器入口;处于迎风侧的变压器2F换热器换热量最低,沿着环境风的运动方向不同位置换热器换热量呈现先升高后降低的趋势。研究结果为深入理解环境风影响下空冷系统换热性能的变化规律提供了理论依据,也为设计适应真实场景的变压器空冷系统提供了技术支撑。

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。

压缩机透平排汽空冷系统夏季高温运行存在的问题及对策

压缩机透平排汽采用空气冷却来代替水冷的方法对于水资源缺乏地区的化工装置是较好的选择,但空冷系统在运行中也存在一些不容忽视的问题。通过介绍某石化公司乙烯装置裂解气压缩机、乙烯及丙烯制冷压缩机透平排汽空冷系统,针对夏季高温运行存在问题进行深入研究并给出了切实可行的解决方案,从而保证了其正常平稳运行。

塔壁导热对钢结构间接空冷系统流动换热性能的影响

文章探究塔壁导热对钢结构空冷塔浮升力和流动换热性能的影响,建立塔壁导热对钢塔输运性能影响的理论模型;以2×350 MW热电联产机组配置一座钢塔为工程实例,开展数值模拟计算并与混凝土塔进行对比分析。结果表明:塔外蒙皮条件下的钢塔导热性能,远高于塔内外均置蒙皮下的钢塔和混凝土塔;塔外蒙皮条件下的钢塔导热对空冷系统浮升力将产生小幅度影响;任意塔壁导热条件下,可以忽略塔壁导热对系统整体换热性能的影响,然而环境风效应下,背风区域局部换热性能将受到一定的影响。

建筑群影响下两机一塔自然通风空冷系统单机运行性能研究

两机一塔自然通风空冷机组单机运行时,循环水布置及塔周环境对间冷塔性能有较大影响。为了对比单机运行时循环水布置方案,对某电厂的间冷塔及建筑群进行建模,利用Fluent商业软件进行数值模拟,并对结果进行分析。

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。

调峰用火电机组空冷系统比较研究

在“双碳”目标下,随着新能源在电力系统中应用占比和发电总需求的不断增加,需要火电机组提高电力供应保障能力以及清洁能源消纳比重,对新增机组调配的灵活性需求上升。通常情况下,空冷系统作为我国富煤贫水地区火电冷却系统的主要选择,分别为了直接空冷系统和间接空冷系统。针对西北地区计划新增的某4×660 MW调峰用火电机组,本文从投资费用、调峰灵活性、运行电耗、背压等角度进行分析,对比两种空冷方式的优势和劣势。经综合比较,在西北地区,选择直接空冷系统较间接空冷系统经济效益和调峰能力更优。

压缩和吸收式制冷复合循环电站空冷系统性能评价

针对电站传统空冷技术的种种缺陷,曾提出蒸汽动力循环耦合以氨为制冷剂的正、逆制冷循环的电站空冷系统(以下简称复合循环空冷系统)。复合循环的正制冷循环可根据机组负荷特性和安装地的气象条件选用氨蒸气压缩制冷循环或氨水吸收式制冷循环。为便于设计选型,简要介绍复合循环空冷系统的两制冷循环的构成及工作原理,建立复合循环空冷系统性能评价指标;并根据模拟计算机组安装地的典型年-气温分布进行2种方案的性能评价指标的计算分析及2种方案能级和能耗的对比分析。算例表明:氨水吸收式制冷复合循环空冷系统的性能评价指标和能级和能耗均明显优于氨蒸气压缩式制冷复合循环空冷系统,前者还有望用于高温时段长的南方地区。

浅析电站空冷系统

分析了电站空冷系统的基本组成和特点,同时也提出了在今后的发展中,直接空冷系统设计和运行过程中有必要研究和总结的问题,指出了电站空冷系统基本上不用补充水,具有无可比拟的优越性,从而推广该冷却系统。

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。

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。

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。

大机组空冷系统电功率变化趋势

分析比较了300MW、600MW、1000MW3种机组采用间接空冷系统和直接空冷系统方案时电功率的变化趋势,得出:机组容量为300MW、600MW时,间接空冷系统电功率小于直接空冷系统电功率;机组容量为1000MW时,间接空冷系统电功率大于直接空冷系统电功率。

电站空冷系统变工况性能的数值研究

无论直接还是间接空冷系统,其热力性能都受到环境气象条件的显著影响。研究不同环境条件,不同机组热负荷和操作条件下机组背压的变化规律,对于电站空冷系统变工况优化运行具有重要参考价值。该文建立了电站空冷系统变工况运行性能的计算模型和数值方法,分别以典型直冷和间冷系统为例,通过数值模拟,获得了不同环境气象条件下,直冷系统空冷凝汽器空气流量和进口空气温度,以及间冷系统空冷散热器空气流量和进口空气温度。以变工况数值计算为基础,分析了直接和间接空冷机组背压的变化规律。结果表明,直接空冷系统热力性能随风速和风向发生显著变化,并随风速增加而降低,导致机组背压随风速增加而升高。对于间接空冷系统,其热力性能先随风速增加而降低,随后又增加,使机组背压呈现先升后降的变化趋势。电站空冷系统变工况性能的数值研究结果,可用于指导空冷系统的优化设计和安全运行。