新型电力系统下火电机组灵活性运行技术发展及挑战

“双碳”背景下,新能源开始大规模并网发电,但新能源发电的随机性与波动性对电网造成一定冲击,亟需构建新型电力系统。在这一过程中,作为电力系统的基石,传统火电将向提供可靠容量、调峰调频等辅助服务的基础保障性和系统调节性电源转型,火电机组的灵活性改造成为必然选择。分析了构建新型电力系统的阶段性目标及面临的困难与挑战,探讨了现阶段火电机组灵活性改造遇到的问题,结合火电运行数据,分析火电机组配置储能设备的技术途径。研究认为:构建新型电力系统过程中存在着电力系统不稳定、传统火电转型困难、能耗大、环保压力大等问题;火电机组本体的灵活性改造面临调峰能力不足、运行成本较高、负荷响应慢、运行能耗大及安全性不高等问题;通过火电加储能的运行模式会带来较好的经济效益和环境效益。

储热-火电耦合系统孤网运行电热特性研究

高寒地区传统的热电联产机组存在“热电耦合”现象,电网故障时会造成停机且无法供热。电锅炉加入后与火电机组构成的耦合系统能在孤网运行时带电热负荷稳定运行。于是本文基于电锅炉与火电联合系统模型与耦合系统孤网运行策略,分析了在电热负荷大范围变化时,关键参数主汽压和转速的变化规律,并给出了联合系统可承受热、电负荷的范围及保证机组安全运行的电、热负荷最大变化速率。

深度调峰火电机组汽动给水系统及配汽系统优化

分析了火电机组汽轮机各系统在深度调峰工况下对经济性的主要影响因素,重点研究了汽动给水系统及配汽系统的运行经济性,使用EBSILON建模平台计算并分析了使用不同汽动给水泵汽源时机组运行经济性的差异,定量计算了不同主蒸汽压力下的机组运行经济性指标,分析了连通管蝶阀参与调节对经济性的影响。结果表明:四段抽汽作为汽源的经济性优于冷再热蒸汽;使用连通管蝶阀对给水泵汽轮机进汽进行调压时,汽轮机热耗率将升高123.7~146.5 kJ/(kW·h);深度调峰时适当降低主蒸汽压力有助于提升机组运行经济性。

电锅炉参与下火电机组甩负荷动态特性研究

我国正在加速清洁能源转型以实现“双碳目标”,然而新能源的不断接入使电力系统更加波动和难以稳定,尤其在寒冷供暖地区,电力系统任务更为艰巨。为了解决电力中断问题,火电机组的甩负荷控制技术变得迫切。目前的研究主要集中在改进火电机组运行和蓄热电锅炉的经济性和环保性,但电锅炉的热力特性尚未深入研究。本文建立了电锅炉的功率简化模型,通过仿真模拟研究了电锅炉参与火电机组甩负荷调节的动态特性,旨在为火电机组的灵活性改造提供支持,以提高电力系统的稳定性。

火电机组给水泵汽轮机振动跳闸的原因与防范措施

以某厂4#机组给水泵汽轮机突然出现1#轴承振动增大至保护值而导致机组跳闸为例,通过对该类生产事故的调查分析发现,转子联轴器不对中导致叠片式联轴器膜片断裂损坏,是给水泵汽轮机轴承振动增大的主要原因.为此,除及时采取相应的故障处理措施排除生产事故外,还根据此类故障产生的原因,提出相应的防范改进措施,以保障发电机组的安全运行.

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。

火电厂锅炉汽轮机节能环保对策研究

火电厂锅炉汽轮机系统不仅是能源转化和传递的关键环节,也是能源损失和环境排放的主要来源。因此,火电厂作为主要的能源供应者,需采取有效的措施来实现节能环保。文章通过对火电厂锅炉汽轮机系统进行分析,提出了一些针对性的节能环保对策,以促进火电厂的可持续发展。

海外火电厂老旧锅炉机组SCR脱硝改造技术方案研究

海外经济欠发达地区(如:中东欧、非洲和亚洲等)随着经济的不断发展,越来越多的国家和地区都在逐步严格环保政策,提高了对火电厂大气污染物的排放要求,有大量老旧锅炉机组有待改造增配环保装置,市场潜力巨大。以东方锅炉首个为海外燃煤火电锅炉机组加装烟气SCR脱硝装置的改造设计为例,介绍了此类改造工程的主要特点和难点,为后续类似环保改造工程提供借鉴和参考。

火电厂锅炉汽轮机系统节能环保的问题及策略分析

在我国经济快速发展背景下,社会建设发展理念也正在不断转变,其中可持续发展理念已经成为我国社会建设的重要理念和战略。在可持续发展理念下,火电厂及其相关设备需要完成节能环保管理,基于此,本文以火电厂锅炉汽轮机系统为研究对象,探讨汽轮机系统节能环保必要性,火电厂锅炉汽轮机节能环保的问题,最后结合案例探讨汽轮机节能环保的优化策略。

火电机组汽轮机冷端系统优化改造技术分析

火力发电一直以来占据我国总用电量的大部分,在保障居民用电安全方面发挥着不可替代的作用。汽轮机冷端系统是火电机组中的重要构成部分,其运行性能会对火电机组的发电效率产生决定性影响。本文主要分析了循环水泵优化改造技术,从状态监测与故障诊断、清洗技术、管束优化技术等三个层面研究凝汽器的优化改造技术,分析冷却塔优化改造技术,包括增加设置导风装置,对风水匹配情况进行优化等,最后从冷却装置和蒸汽喷射器装置改造两个层面分析了抽真空系统的优化改造技术。

火电厂锅炉汽轮机节能环保问题及措施

随着全球能源需求的不断增长和环保意识的增强,火电厂锅炉汽轮机的节能环保问题受到广泛关注。火电厂作为主要的电力供应来源之一,其能源利用率和污染物排放对环境的影响重大。文章探讨了火电厂锅炉汽轮机节能环保的主要问题,分析了现有的技术和管理措施,提出了进一步改进策略,旨在为火电厂的管理提供参考,推动火电厂向更高效、更环保的方向发展。

基于分频和自适应死区控制的火电机组一次调频策略

随着大规模的新能源并网,电力系统的频率稳定问题面临着巨大挑战。由于火电机组惯量更大,可以深度挖掘其一次调频的潜力,通过分频装置对一次调频系统的反馈信号进行分解得到不同频段的信号,对不同频段信号设置适当的频率死区区间,从而能够分频段对火电机组进行控制调节,进而改善提升火电机组的一次调频性能。为了研究机组分频控制对系统一次调频能力的影响,在仿真软件中搭建电力系统一次调频模型,在不同工作环境状况下的仿真结果表明分频控制能够有效地改善系统调频性能。此外,还引入锅炉的协调控制系统模型。通过对锅炉主蒸汽压力的分析,验证了该策略在加强机组一次调频能力的同时,也提高了机组的稳定性。

机组变负荷对省煤器入口管道焊接结构疲劳寿命影响的分析

研究某600 MW火电机组负荷变化对省煤器入口管道结构疲劳寿命的影响,采用材料拉伸试验、疲劳试验及数值模拟3种方法,分别得到应变与疲劳寿命之间的关系。结果表明:材料拉伸试验预测结构寿命与疲劳试验的偏差较大,而数值模拟结果与疲劳试验结果较为吻合,数值模拟方法能够合理评估结构疲劳性能,并且结构疲劳损伤随机组负荷变化幅度的增大而明显增大。

一种适应新型电力系统的火电机组煤质在线校正方法

燃煤火电厂煤质变化不利于火电机组控制,如稳定性能下降、过程参数波动增加等,实现煤质在线校正非常重要。现有技术通过煤质在线测量,将测量结果用于煤质在线校正,但存在各种问题,难以实际运用。为此,发明一种针对前馈控制本身误差的新型在线校正方法,利用锅炉主控系统的已有信息,通过反馈控制,实现前馈控制在线校正,从本质上实现煤质在线校正。仿真实验验证了该新型在线校正方法的有效性。典型工程应用案例证明,该技术有效提高了协调控制的稳定性能,减小了过程参数的波动,奠定了火电机组良好的控制基础。

微电网并网后火电机组机炉温度恒定控制方法探讨

微电网并网后会使电网火电机组机炉温度受到负荷变化干扰出现波动,从而影响微电网的安全运行。为有效控制微电网并网后的火电机组机炉温度,提出微电网并网后火电机组机炉温度恒定控制方法。分析了影响火电机组机炉温度控制的相关影响因素,并根据分析结果建立了影响因素扰动下的温度控制对象模型,确定控制器设计过程的相关初始参数;基于确定的参数,结合牛顿力学控制原理完成温度恒定控制器的设计,在已知温度变量阶次的前提下,实现温度的负反馈补偿处理,将被控对象温度输出轨迹控制在期望输出轨迹上,从而实现火电机组机炉温度恒定控制。测试结果表明:使用上述方法能够在较短时间内将火电机组机炉温度控制为期望恒定温度,控制性能良好。

火电厂汽轮机组节能降耗技术分析

随着全球能源需求的不断增长和环境保护的呼声日益高涨,节能降耗已成为各行各业面临的重大课题。火电厂作为能源产业的重要组成部分,其运行效率和能源消耗问题亟待优化。汽轮机组是火电厂的核心设备,对其运行特点和节能降耗技术的研究具有重要意义。文章针对火电厂汽轮机组的工作原理与能耗特点、节能降耗技术方法以及某火电厂汽轮机组节能降耗技术改造进行分析,为火电厂汽轮机组的能效优化提供参考。

余热锅炉汽包壁温差控制策略

阐述燃气-蒸汽联合循环启停操作过程中汽包壁温差大的现象,从余热锅炉汽包结构特点和启停过程传热特性入手,详细剖析余热锅炉汽包壁温差超限的原因,找到余热锅炉负荷变动中汽包壁温差大的末端影响因素。机组实际运行中优化操作包括提高余热锅炉汽包上水初温、改变汽包升温升压速率、加快余热锅炉水循环等等,防止机组启停过程中汽包上、下壁温差大,对于优化余热锅炉启停操作和限制汽包上、下壁温差的燃气轮机电厂有借鉴意义。

火电厂汽轮机组节能改造经济性分析研究

以某火电厂2号汽轮机组为例,提出汽封节能改造措施,并对改造后汽轮机组的经济性进行分析研究。应用实践表明,改造完成后汽轮机组热力性能有所提升,并且具有良好的节能效果,相比较改造之前供电煤耗约降低3.033 g/kW·h;以2020年为例,改造完成后火电厂全年煤耗成本能够降低704.6万元,改造费用仅需7个月便能够实现成本回收。

1000MW火电机组深度调峰下供热能力提升改造及应用

某1 000 MW火电机组深度调峰时,背压式汽轮机排汽压力降低,排汽无法进入供热联箱。对背压式汽轮机进行排汽改造,增加高温再热器抽汽管道,并且分析计算不同中压调节阀开度下的机组供热能力。结果表明:通过关小中压调节阀开度来提高高温再热器压力,可以确保背压式汽轮机在机组调峰阶段安全连续运行;通过高温再热器抽汽提升了单台机组的供热能力,机组负荷降低至350 MW时,实现供热抽汽质量流量达到115 t/h,供热抽汽压力不低于1 MPa,温度维持在320℃左右。

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。