超临界660 MW机组直流锅炉动态特性仿真研究

为提升煤电机组灵活性,锅炉需具备良好的可控性和适应负荷快速变化的能力。锅炉灵活性与控制系统性能密切相关,而后者是基于动态特性设计的。为研究锅炉的动态特性,在Dymola平台中建立了某超临界660 MW机组直流锅炉的动态模型。结果表明:当锅炉入口参数发生扰动时,蒸汽温度的响应时间比蒸汽流量更长;当给水温度、给水量与燃料量分别阶跃增加5%时,主蒸汽温度分别变化10.2℃、-28.5℃和35.7℃;在锅炉的水煤配比调节过程中,给水量和燃料量变化时间不同会对主蒸汽温度产生不同的影响;当给水量比燃料量延迟约100 s作用时,主蒸汽温度在瞬态过程中的最大偏差相对于二者同时变化的情况减少了27.4℃;当变负荷幅度相同时,变负荷速率越大,主蒸汽参数的波动越剧烈,趋于稳定所需的时间越长。

1#高炉配用外购焦炭生产成本分析

探讨了炼铁厂1#高炉在相同操作制度下,不同焦炭配比对高炉焦比、煤比、燃料比、返焦量的影响,并详细分析了不同焦炭配比下吨铁成本的变化,最终得出了配加价格较低的外购水熄焦高炉吨铁成本反而上升的结论。

1000MW机组协调控制系统优化研究与应用

针对某1000 MW机组协调控制系统存在的问题,分析了制约机组协调控制系统调节品质的主要原因。提出一种主蒸汽压力设定值在一定裕度内与实际主蒸汽压力随动的策略,同时结合燃料和给水前馈修正、水燃比控制策略修改、给水泵汽轮机转速控制PID参数和阀门流量曲线优化等手段对该机组协调控制系统进行优化,并通过负荷变动试验对优化后机组的调节品质、负荷响应速率进行分析。结果表明:该机组控制系统优化后参数稳定,具有较好的动态控制品质,能够满足机组安全、稳定、经济运行的要求。

甲烷水蒸气重整与微管固体氧化物燃料电池电堆耦合性研究

目的:以甲烷水蒸气重整合成气为燃料,测试微管式固体氧化物燃料电池(MT-SOFC)电堆的电化学性能。方法:以活性氧化铝为载体,通过浸渍工艺制备出甲烷水蒸气重整催化剂,测试催化剂在不同反应温度、水碳比、体积空速下的反应活性。将甲烷水蒸气重整的合成气作为MT-SOFC电堆的燃料,测试电堆的发电性能。结果:在750℃,体积空速为550 h-1时,甲烷转化率达99.5%。甲烷水蒸气重整耦合MT-SOFC电堆发电,其功率达43.5 W,功率密度达0.20 W/cm^(2)。催化剂催化活性较高,电堆电化学性能平稳。结论:甲烷水蒸气重整耦合MT-SOFC电堆发电的工艺可提高燃料的利用效率,对发展新能源和保护环境具有现实意义。

“双碳”目标下超临界机组过热汽温焓值控制方法研究

以维持燃水比的稳定为超临界机组过热汽温的主要控制手段为前提,通过对工质热量传递机理的分析、研究,提出了超临界机组过热汽温焓值控制方法,实现了喷水减温的精确控制,解决了过热汽温控制的非线性、大滞后问题,并将汽温调节过程中对中间区段内工质温度的影响考虑到给水控制系统中,全面完善了超临界机组过热汽温控制方案,极大地提高了超临界机组运行控制的稳定性,对火电机组在“双碳”目标下实现节能减排和灵活运行具有重要的意义。

焓在超临界直流炉给水控制中的应用

超临界直流炉使用过程中在压力与温度的作用下产生过热蒸汽,为避免蒸汽温度发生波动,必须对汽水流程与蒸发点进行控制。焓值是热力学中用于表征物质系统能量的状态参量,可以作为控制过程中反馈燃水比的重要信号。因此,文章围绕焓在超临界直流炉给水控制中的应用展开分析,先对焓值应用的可行性进行论述,再探讨焓值控制机理与基本控制方案,结合案例对焓值的具体应用进行说明,以期利用灵敏度高、线性度高的焓值客观反应燃水比的失调情况,加强负荷控制,稳定维持过热蒸汽气温。

新型的水煤比控制策略分析及应用

分析了煤跟水控制策略保持物质平衡的特性,能从本质上解除能量(燃料)和物质(给水)的双向耦合作用,介绍了新型的煤跟水控制策略兼顾汽温、汽压的调节特性,并通过在某超临界直流炉水煤比控制系统成功应用案例,说明了该控制策略的先进性及在超临界机组控制的广泛应用前景。

阴极过量系数与流场布置对风冷燃料电池性能影响的数值模拟

风冷燃料电池性能较差仍然是限制其商业化应用的关键问题。采用数值模拟研究了阴极氧气过量系数以及氢/空布置方式对风冷燃料单电池性能的影响。结果表明,阴极过量系数过低时,风冷燃料电池无法满足散热需求,提高过量系数有利于风冷燃料电池热管理,提升膜电极中膜态水含量和电池性能,为了保证风冷燃料电池运行安全,需尽量维持风冷燃料电池运行在中高过量系数。与氢/空顺流布置相比,氢/空逆流布置策略受阳极入口干氢气影响膜电极呈现局部脱水状态,导致性能略微降低。

外高桥1 000 MW超超临界机组闭环控制系统设计

外高桥1000MW超超临界机组是被控特性复杂多变且多变量相关的对象,协调控制系统采用负荷指令的静、动态前馈和汽轮机与锅炉间的解耦回路来保证控制品质;由于该机组锅炉为直流炉,燃水比既与负荷控制相关又与汽温控制密不可分,燃烧和给水控制系统采用以负荷指令为基础的比值控制加二者的解耦回路以基本保证燃水比;过热汽温控制采用以焓值调节器的指令修正给水流量指令来精确保证燃水比为主要手段,以喷水减温为辅助手段;Smith预估器被应用于过热、再热器喷水控制回路中,以解决汽温这种大迟延、大惯性对象的控制难题。

超临界直流锅炉煤水比控制系统机理建模及定量反馈控制

针对超临界直流锅炉在变负荷运行过程中被控对象参数不断发生变化的特点,将超临界直流锅炉看做具有不确定性的非线性系统,并根据部分分散控制方法对某600MW超临界机组简化模型进行了分析,充分论证了燃料量对中间点温度的动态特性单独建模的合理性.以超临界直流锅炉燃料量变化对水冷壁出口温度的影响为研究对象,进行动态机理分析并建立动态模型,通过计算在3个典型工况点处的传递函数,确定其不确定性模型的参数变化范围.将定量反馈理论应用到煤水比控制中,结合给定的设计性能指标计算出煤水比控制系统的反馈控制器和前置滤波器的参数.结果表明:锅炉中间点温度在不同负荷下都能较快地高精度跟踪给定信号,有较强的鲁棒性,控制性能良好且易于实现.

生物质颗粒燃料冷成型技术试验研究

对环模生物质颗粒燃料成型机影响成型的各主要因素进行了分析及试验研究,给出不同生物质原料、粒度、含水率、环模孔长径比等因素与颗粒成型率及吨料电耗的关系,找出生物质颗粒燃料的最佳成型条件。

600MW超临界机组控制特性的分析与控制策略的研究

通过分析超临界机组的燃料质量流量扰动、给水质量流量扰动和汽轮机调门开度扰动对主蒸汽压力和分离器出口温度的影响,得出相应的动态特性和各参数之间的关联性,从原理上给出燃料指令、给水指令与煤水比之间的相互关系,确定了机组指令与锅炉指令的静态和动态关系.提出超临界机组汽水一体化的控制理念,采用变设定值、变参数、动态前馈的控制方式优化控制策略,使超临界机组能稳定快速地跟随AGC的要求,同时保证机组变参数运行的稳定性.

金属燃料/水冲压发动机一次进水试验

介绍了金属燃料/水冲压发动机试验系统,采用非壅塞式构型实现了镁基金属燃料发动机一次加水后稳定燃烧,试验中进水流量稳定,补燃室与燃烧室压强变化相同.试验研究了一次水燃比和燃料燃速对发动机燃烧性能的影响,试验结果表明:当一次水燃比在一定范围内变化时,发动机燃烧效率和喷射效率随水燃比增加而先增加后减少;增加燃料燃速可提高发动机燃烧效率和改善发动机工作性能,但燃速增加需满足发动机长时间工作需求.

水冲压发动机进水管路系统设计与分析

对水冲压发动机进水管路系统设计进行了建模与分析,建立了冲压进水管路系统的设计方法与流程。根据水冲压发动机进水方案特点,建立了两级进水管路系统模型,给出其流动过程分析计算方程。基于发动机热力计算方法,分析了镁基与铝基燃料水冲压发动机理论最佳水燃比,提出水冲压发动机水比冲概念,并建立进水量计算模型。该模型分析结果表明,不同燃料体系的水冲压发动机所需进水量仅与其设计推力大小相关。基于试验设计抽样方法,对不同尺寸与构型的管路系统进行了总压损失分析。结果表明,管路系统设计在满足航行体布局要求的前提下,应尽可能增大各级管路总通流截面,并减少管路部件。

承德县人工针叶林地表枯死可燃物参数估测及潜在地表火行为评价

The dead surface combustibles of artificial coniferous forests in Chengde were focused in this paper.Predicting models between fuel loading and the stand and landform factors,as well as between water ratio of combustibles and weather factors were established with a regression analysis method.The models were effective in calculating fuel loading and water ratio.Fuel loading,water ratio and thickness of combustibles are regarded as the parameters of potential surface fire behavior.Based on a cluster analysis,the potential surface fire behavior of different forest lands was divided into 3 classes:strong,medium,or weak surface fire.The results indicated that most of artificial coniferous forests were in the status of medium surface fire,the risk of surface fire of mixed forests was lower than pure forests,and that of sapling forests and half-mature forests was higher than near-mature forests.

并行前馈给水控制策略及其在1000MW机组应用

火电机组辅机故障减负荷(RUNBACK,简称RB)的成功对保证机组稳定可靠运行意义重大。针对1 000 MW超超临界机组发生RB工况时的锅炉给水控制进行分析,提出了采用动态并行前馈的锅炉给水流量调节控制策略,给出前馈信号在给水泵投入台数发生变化时的无扰处理以及RB过程给水流量调节加速的方法。在海门电厂实际试验结果表明,所提出的控制策略能实现稳定、准确的给水控制。

水冲压发动机的热力循环性能预示

针对采用二次进水机制的水冲压发动机,基于特殊的工作方式初步建立了相应的热力循环模型,进而在不同的发动机工况下分析了循环热效率性能。选定水反应金属燃料基础配方为Mg/AP/HTPB的混合物,在不同组分配方条件下,相应发动机热力循环效率随各影响参数的变化规律一致,均随燃烧室压强和水反应金属燃料中金属含量的增加而呈增加趋势,相反,水燃比的增加会引起热效率的降低。特别地,给定一合理水燃比3.0,保持燃烧室压强和航行器航深分别为2.5 MPa和10 m,50%和60%镁含量的水反应金属燃料对应发动机的循环热效率分别为37.78%和44.38%,初步验证了基于联合循环的水冲压发动机良好的循环性能。

水反应金属燃料发动机的性能调节

在水反应金属燃料发动机性能分析研究基础上,分析了壅塞式和非壅塞式发动机构型优缺点及性能调节特性,着重探讨了非壅塞式水反应金属燃料发动机燃气流量自适应调节规律和特点。计算结果分析表明,非壅塞式发动机具有水燃比自适应调节特性,且高压强指数水反应金属燃料调节效果显著。

水燃比对水冲压发动机性能影响数值模拟与试验研究

为了研究水燃比对二次进水水冲压发动机比冲性能的影响规律,建立了发动机补燃室两相反应模型,对镁基水冲压发动机进行了数值模拟,获得了发动机比冲、喷管出口温度及出口速度随水燃比变化趋势,在此基础上进行了水冲压发动机地面直连式试验研究。结果表明,存在最佳水燃比使二次进水水冲压发动机比冲性能较优。

水冲压发动机的热力性能分析

针对水冲压发动机这一新型动力系统，详细分析了其工作过程，并建立了相应的热力计算模型。结合质量守恒方程、化学平衡方程和能量守恒方程建立了发动机热力计算理论，预估了发动机的性能，初步设定了燃烧室的工作压力，并分析了比冲、推力以及特征速度等性能参数随进水量的定性变化规律。综合考虑发动机性能及燃烧反应的启动温度，得出一次进水水燃比限定在0．5～1．9之间，总水燃比的上限为5．1，而水燃比为3．5时对应着最高比冲。