600 MW四角切圆燃煤锅炉灵活性改造后燃烧优化的数值模拟及验证

某600 MW四角切圆燃煤锅炉在完成灵活性改造后,于高负荷运行时出现炉膛出口烟气温度偏差大以及NO_(x)排放浓度控制难等问题。为此,运用流体计算仿真软件构建炉内燃烧、流动和传热全耦合的三维模型进行数值模拟计算,旨在确定锅炉的最佳运行参数。其中,采用Standard k-ɛ模型描述流体流动,运用双步竞争模型模拟煤中挥发分的析出过程,借助动力/扩散控制模型阐释焦炭燃烧反应,通过拉格朗日随机轨道模型考量煤粉颗粒与烟气的两相流过程,利用P1辐射模型计算炉内辐射传热,采用有限速率/涡耗散模型模拟气相燃烧,并通过后处理方式计算烟气中NO_(x)的质量浓度。重点分析了在100%锅炉最大连续蒸发量(BMCR)工况下,过量空气系数α、一次风率β和二次风角度θ等参数对炉膛切圆燃烧和出口处NO_(x)排放的影响。数值模拟结果表明:在锅炉实现良好切圆燃烧和低NO_(x)排放的条件下,最优运行参数为α=1.1,β=30%和θ=0°。通过锅炉燃烧调整试验对模拟结果的准确性予以了验证,试验结果表明:在最优运行参数下,锅炉省煤器出口的NO_(x)质量浓度降低了9.96%,排烟温度降低了2.66%,烟气温度偏差降低了2.26%,锅炉效率提高了0.28%。

清华大学核研院研制5 MW低温核供热试验堆与10 MW高温气冷实验堆的工程技术创新

清华大学核能与新能源技术研究院(简称核研院)先后在1989年和2000年建成了5 MW低温核供热试验堆与10 MW高温气冷实验堆。在建堆过程中,清华大学核研院坚持设计创新与工具创新、工艺创新、工序创新密切结合,完成了一系列关键设备和零部件的制造与安装,使得整个工程项目顺利完工。在工程史研究中,技术工人做出的创新贡献并未引起学术界足够重视。本文表明,技术工人在工具、工艺、工序、制造与安装阶段的技术创新,亦是工程创新的重要保证。

500 MW级冲击式水轮机配水环管加工工艺研究

介绍了500 MW级冲击式水轮机配水环管的加工工艺以及厂内装配工艺研究。配水环管是冲击式水轮机的重要过流部件,配水环管设计为多节,每节配水环管厂内加工、整体预装完成后分节运输到电站进行装配焊接,各节配水环管的加工尺寸和管口角度对现场安装起决定性的影响,对后期机组的稳定运行有重大影响。通过对配水环管各节加工工艺研究,确定了配水环管制造加工工艺流程,保证了配水环管加工精度和质量,配水环管整体厂内装配,经过高精准测量,保证了配水环管装配后尺寸满足设计和安装要求。

1000 MW水轮机转轮径向安装偏差对流动特征的影响

本文以百万千瓦混流机组为研究对象,使用ANSYS软件进行三维全流道稳态数值分析。探究在额定工况下,当转轮出现Y轴负方向0.1 mm、0.3 mm、0.5 mm、1.5 mm、2.5 mm的径向安装偏差时,间隙分布不均匀对于百万千瓦大型水轮机组内部流动特征的影响。研究发现,在一定偏差数值内,随着间隙的减小,该区域压力逐渐上升,但超过该数值以后,流体无法流入则变为了低压区。另外,上冠腔和下环腔均出现了相同数量的旋涡演变周期,但旋涡的发生位置不同,上冠腔旋涡较剧烈,且数量与叶片数呈非整数倍关系。最后阐明了下环腔内壁面受到的旋涡流动冲击程度要大于上冠腔内壁面。因此,本研究可以应用于其他大中型混流式水轮机的设计与安装,对于提高水轮机运行质量、降低运行成本和提高水电站效益具有重要意义。

300 MW CFB锅炉旋风分离器改造数值模拟研究

旋风分离器分离性能会显著影响循环流化床锅炉的运行。为解决某300 MW循环流化床锅炉旋风分离器分离器性能差的问题,基于欧拉-拉格朗日框架,使用UGNX12.0软件对该300 MW循环流化床锅炉的炉膛、旋风分离器、返料阀按照实际尺寸1∶1建立全回路几何模型,根据实际参数设置边界条件,并通过Barracuda软件进行数值模拟,分析旋风分离器烟道入口各参数(入口烟道高度、入口烟道宽度、入口下倾角大小及中心筒插入深度)对旋风分离器效率及压降的影响;综合考虑分离器的分离效率、压降以及磨损量,提出了2个改造方案。仿真结果表明:炉膛内压力模拟值与实际值的偏差均在5%以内,模拟结果较为精确;2个方案在各负荷下均能提升旋风分离器分离性能,方案1满负荷下效率相较于较改造前提升了0.260%,压降降低了13.1 Pa,方案2满负荷下效率相较于改造前提升了0.240%,压降降低了53.7 Pa;随着负荷降低,旋风分离器效率提升逐渐不明显,在300、260和160 MW负荷下,方案1分别提升0.263%、0.178%和0.023%,方案2分别提升0.243%、0.174%和0.020%。

1000 MW水轮机多工况运行水力损失及熵产特性分析

为研究1000 MW混流式水轮机组多工况运行时产生的水力损失,使用SST k-ω湍流模型进行数值模拟计算.根据热力学第二定律,基于熵产理论对3种常见出力工况下的水轮机进行水力损失研究,主要是对流动过程中的熵产分布和流场进行分析,从而得到水力损失的具体空间分布情况.研究结果表明:湍流熵产和壁面熵产占水轮机系统总熵产的99%以上,时均速度引起的直接熵产几乎可以忽略不计.熵产主要集中在导叶、转轮和尾水管3个部件,导叶无叶区的高速流动造成较大速度梯度,使得高局部熵产(LEPR)出现在无叶区.转轮内的回流、流动分离等不稳定流动,使得高LEPR区出现在转轮叶片的前缘和尾缘处.尾水管在额定出力下流态最好,偏额定出力工况会在直锥段出现螺旋状涡带或直柱状涡带,且在靠近入口的直锥段中心出现局部回流,导致高LEPR区出现在此处.导叶和转轮在超出力工况产生较大的水力损失,尾水管则在低出力工况下的水力损失较大.

风浪流单独及耦合作用下15 MW级浮式基础动力特性研究

了解风浪流等环境荷载效应对浮式基础设计及优化至关重要,为此,以15 MW级漂浮式基础为研究对象,系统性定量分析风浪流环境荷载单独及耦合作用下对浮式基础运动及系泊系统受力的影响。首先,以INOWINDMOOR 12 MW和TaiDa 15 MW浮式基础为原型设计新的15 MW级浮式基础,并在ANSYS-AQWA建立水动力分析模型,风力荷载及海流荷载通过风力系数、流力系数添加;其次,针对风浪流等环境荷载单独及耦合作用下浮式基础运动和系泊受力等特征开展分析。结果表明:浮式基础运动及系泊受力主要受风力和流力的影响,波浪会加剧浮式基础运动及系泊受力的往复性,并加大运动幅度及系泊受力;流荷载对浮式基础运动及系泊受力影响较大,特别是风、浪与流耦合作用时会导致系泊受力明显增加,实际工程设计时,流荷载应给与重点关注。

1000 MW燃煤锅炉引风机进出口烟道流场及阻力协同治理技术研究与应用

某1000 MW燃煤锅炉引风机进出口烟道布置不合理,引风机所处流场环境差,引发了引风机抢风、高负荷下引风机振动等安全问题,且尾部烟道阻力逐年增大,限制了高负荷下引风机出力,导致高负荷工况下引风机处于失速边缘,进一步恶化了引风机运行工况,严重影响了引风机运行安全性和经济性。首先采用CFD模拟计算手段,分析了当前引风机进出口烟道流场存在的问题,诊断分析了尾部烟道阻力集中区域及降阻空间,并通过数值模拟计算试验,显著提升了引风机进出口烟道流场分布均匀性与稳定性,并有效降低了烟道阻力,研究获得了引风机进出口烟道流场及阻力协同治理技术措施,并进行了实际应用。改造后试验结果表明,引风机入口两侧烟气速度相对标准偏差分别为12.1%和12.0%,引风机出口烟气速度相对标准偏差为12.7%,且烟道阻力共下降了464 Pa,进出口烟道流场均匀性显著提升,烟道阻力明显降低,引风机运行工况明显改善,提升了机组运行安全性和经济性。改造实施后近1年时间内,引风机未曾发生过风机抢风、振动以及高负荷工况下失速等的安全问题,引风机能够长期保持安全平稳运行。研究案例具有典型代表性,具有推广意义。

新型查尔酮衍生物MW-9抑制MAPK信号通路治疗小鼠溃疡性结肠炎

目的揭示新型查耳酮衍生物MW-9抑制MAPK通路治疗溃疡性结肠炎的效应机制,为查尔酮衍生物MW-9治疗溃疡性结肠炎提供科学依据。方法建立细菌脂多糖诱导的小鼠巨噬细胞RAW264.7炎症模型,MTT法检测MW-9对细胞活度的影响;Griess法检测细胞NO含量;ELISA法检测细胞培养上清及血清中炎症因子IL-6、IL-1β和TNF-α的水平。构建葡聚糖硫酸钠诱导的溃疡性结肠炎小鼠模型,记录体质量;HE染色检测结肠病理损伤程度;Western blot测定结肠组织MAPK通路关键蛋白p38、ERK1/2、JNK的磷酸化水平。结果MW-9明显抑制RAW264.7细胞NO的产生,其IC50为20.47 mg·L^(-1),抑制炎症因子IL-6、IL-1β和TNF-α的高表达(P<0.05)。MW9在低于6 mg·L^(-1)的浓度下无明显细胞毒性。MW-9治疗后,小鼠体质量下降减缓,可降低血清中促炎因子IL-6、IL-1β和TNF-α水平;与模型组比较,MW-9明显降低MAPK通路中磷酸化p38和ERK1/2蛋白的表达水平。结论新型查耳酮衍生物MW-9在体内外具有明显的抗炎活性,其治疗溃疡性结肠炎作用机制可能与抑制MAPK信号通路有关。

5MW陆上风力发电系统故障建模与仿真

随着风电行业对系统稳定性要求的提高,对其进行准确的故障建模是十分必要的。以Openfast中提供的5 MW陆上风机模型为背景,建立了风电系统传感器和执行器故障模型,采用增益PI变桨距控制。在Simulink中搭建了控制子系统模型与其联合仿真,在此基础上对变桨系统的执行器以及转速传感器分别进行故障模拟,结果显示系统能够准确反映各种故障发生时的情况,验证了该故障模型具有一定的准确性,为后续的故障诊断和容错控制的工作提供了基础。

发电厂330 MW机组低低温省煤器节能研究

发电厂机组运行中往往会出现一定的能量损失,不利于节能目标的实现及经济效益的获取,急需采取有效的措施提升机组节能性能。低低温省煤器技术属于一项先进的节能技术手段,将其应用于发电厂机组中,能够有效降低发电厂锅炉排烟温度,避免出现较大的热量损失等问题,节能优势明显。基于此,简要分析了低低温省煤器连接方式,介绍了低低温省煤器动态分析模型及方法,对Xx发电厂330 MW机组低低温省煤器节能情况进行了研究,以供参考。

1000 MW电站锅炉氧量优化研究

以广东某发电厂1000 MW超超临界燃煤机组为研究对象,在确保机组安全运行的基础上,通过对氧量测量、氧量及总风量曲线和氧量自动程序的优化,来调节参与燃烧实际空气量和理论上所需空气量的比例,使燃烧保持在最佳状态,以取得良好的经济性。

350 MW超临界机组深度调峰工况下旁路供热蓄能调频研究与应用

某350 MW超临界火电机组在开展高低压旁路供热改造后一次调频能力显著下降,在深度调峰工况下调频动作15 s时负荷变动量无法满足75%额定负荷的要求。通过对汽机高压调节阀流量变化、调频控制回路、汽机主控回路等影响调频的因素进行综合分析,得出高压旁路供热分流引起锅炉蓄热不足是造成调频能力下降的主要原因。为提高低负荷下的锅炉蓄热,一方面利用能量平衡定律建立机炉两侧新的能量需求模型,实现供热高旁蒸汽的持续性补充,同时对调频阀位前馈回路、汽机主控前馈回路进行了增强,以提高调频负荷的快速响应;另一方面设计了供热高旁调阀超驰控制回路以实现蓄能辅助调频,即在调频动作后根据动作方向和幅度来对供热高旁进行超驰控制。试验结果表明:所提方法有效改善了机组在深度调峰模式下的调频蓄热能力,在25%额定负荷下顺利完成一次调频试验。

660MW超超临界循环流化床机组主厂房布置研究

作为一种先进的低碳发电技术,超超临界循环流化床机组具有广阔的市场前景。本文结合某660 MW超超临界循环流化床机组工程实际对主厂房布置进行研究。通过对方案1(三列式前煤仓)和方案2(四列式前煤仓)进行技术比较,推荐采用方案1作为主厂房布置方案。推荐的主厂房布置方案采取了除氧间、煤仓间合并布置的方式,降低了主厂房的占地面积和容积,减少了4大管道的投资,在工程设计上是经济可行的,为大容量超超临界循环流化床机组主厂房布置提供了参考。

660 MW机组给水泵汽轮机出力不足问题分析及解决

某660 MW机组高负荷工况下存在加负荷能力不足的问题,严重影响了机组的AGC性能。综合现场运行条件及影响因素进行分析发现,是由于给水泵小汽轮机流量计的节流作用会直接影响到蒸汽管道内流场特性,导致给水泵汽轮机进口压力低、出力不足,进而引发的该问题,并给出了用A+K平衡流量计替代现有流量计的问题解决方法。实验结果表明:相对于现有流量计的边缘节流方式,A+K平衡流量计的平衡节流方式可实现对蒸汽管道内的流场优化,有效减少蒸汽管路因测量而产生的压降,不仅可以提高机组高负荷工况下的加载能力,而且还具有良好的经济性。这对改善大功率调峰调频机组给水泵轮机出力性能具有重要的工程参考价值。

备用层加装宽温板式脱硝催化剂在1000 MW机组中的应用

某燃煤发电公司为实现1000 MW机组深度调峰和NO_(x)超低排放的双重目标,尝试在现有蜂窝式选择性催化还原法(SCR)催化剂脱硝系统备用层上加装宽温板式催化剂层。改造后的机组在30%负荷运行时,可实现整体脱硝效率94.9%和氨逃逸1.8μL/L。连续运行15个月后,抽取宽温板式催化剂进行性能检测。结果表明该催化剂性能稳定,脱硝活性下降幅度小,未发生明显中毒,可以持续满足项目要求。本次应用证实备用层加装宽温板式催化剂的方式可以满足燃煤机组深度调峰和NO_(x)超低排放需求,且该改造方案在工程投资和运行成本上具备明显优势,为其他同类型机组的后续改造提供参考。

超超临界1000 MW一次再热机组回热方式设计及其经济性分析

超超临界1000 MW机组回热系统对其运行经济性影响很大,其中,双机回热方式是一种更具节能潜力的回热系统设计方案。然而,现有相关研究主要是围绕二次再热机组展开。本文以某2×1000 MW超超临界一次再热机组为研究对象,根据其所在的地理环境与电网负荷特点等,分别给出了10级回热方式与双机联合回热方式2种回热系统设计方案,并对其经济性进行综合对比分析。结果表明:相对于10级回热方案,双机联合回热方案虽然在单台机组上的投资增加了约15万元,但其能耗相对更小、年折合节约发电成本1662万元,综合经济性更佳;同时,通过对小汽轮机的综合优化,双机联合回热系统还具有运行安全性强、调峰效果好等特点,工程应用价值和意义大。

300 MW机组引风机电机振动故障诊断及动平衡试验

针对某300 MW机组引风机电机振动超标故障,对电机及引风机进行全面振动测试和分析,明确了引风机电机振动故障的原因,通过在电机风扇和电机与引风机的联轴器上加重,消除了电机振动故障,满足了设备的安全稳定运行需要,同时在两个加重面上加重的影响系数可为同类型转子动平衡试验提供经验。

350 MW高效超超临界循环流化床锅炉发展概述

300 MW等级亚临界、超临界CFB机组是我国目前在运行的主导机型,350 MW超超临界CFB机组未有选型建设先例,但现役350 MW超临界CFB锅炉机组平均供电煤耗值难以满足国家产业政策文件要求,需要研发应用更加高效低碳的技术方案。本文重点介绍了国内350 MW超超临界机组锅炉的主要技术特点和锅炉的选型情况。

1000MW机组煤粉锅炉冷态通风试验测量

冷态通风试验在煤粉锅炉中扮演着至关重要角色。通过对锅炉进行冷态通风试验,对试验数据进行分析、对比,判断各风道设计、安装的合理性。通过磨煤机出口煤粉管道冷态一次风速调平试验确保磨煤机出口各煤粉管道风量均匀分配;通过对一、二次风量测量标定,对比DCS (Distributed Control System,分布式控制系统)画面风量、风速测点测量的准确性;通过炉内动力场试验验证切圆锅炉炉膛切圆方向及半径,测量并绘制直流燃烧器风门特性曲线,测量并调整旋流燃烧器喷口风速偏差,为煤粉锅炉制粉系统热态调整、锅炉燃烧调整提供理论依据。探讨了冷态通风试验方法及在煤粉锅炉中的应用,旨在为相关工程技术人员提供实用指导和解决方案。