基于在线辨识的锅炉中间点温度GPC-PID控制

针对超超临界直流锅炉中间点温度时变、影响因素多的特点,采用常规的串级PID控制难以达到预期的控制效果,提出了一种基于两阶段闭环在线辨识的GPC-PID控制方法。该方法首先引入基于递归最小二乘(RLS)的两阶段闭环在线辨识算法,辨识出一类变工况下锅炉中间点温度随给水量变化的参数模型,并分别选用了自回归(ARX)模型和有限脉冲响应(FIR)模型作为中间辨识模型,同时将在线辨识模型结合广义预测控制算法(GPC)对PID参数进行实时调节。仿真结果表明,该算法能快速跟踪中间点温度模型参数的变化,有强的抗干扰能力,具有一定的应用价值。

基于量子蜂群聚类的T-S模糊建模在智能发电运行控制中应用

建立发电机组在大范围变工况下的精确模型是智能发电运行控制中最为基础也是至关重要的环节。为提高建模过程的快速性以及所得模型的精确性和通用性,本文提出了一种基于量子蜂群聚类的新型T-S模糊建模方法。该方法首先将量子蜂群作为聚类算法进行前提部分辨识,不仅通过量子概念的引入提高了聚类速度,而且通过决策常数和数据空间约束消除了聚类过程中人为设定聚类个数的主观性。其次基于前提部分辨识结果,在结论部分辨识中通过指数加权最小二乘法保证了局部模型参数辨识过程的简便性和精确性。最后以超超临界机组协调控制系统的建模为例,探讨了所提出算法在智能发电运行控制系统发电机组建模中的应用。仿真结果表明,该算法不仅保证了建模过程的快速性,还使得辨识所得模型在机组大范围变工况下始终保持较高精度,表现出良好的通用性和适应性。

基于IMC-PID的超临界火电机组AGC性能优化

自动发电控制(AGC)功能要求火电机组的负荷响应具有较快的速度和较高的控制精度。常规的AGC采用基于PID的前馈-反馈控制策略,当电网AGC模式改变时,常规AGC策略的性能可能发生恶化乃至引起考核。为了全面优化火电机组的AGC性能,设计了一种基于内模控制PID(IMC-PID)的前馈-反馈功率控制回路,通过构建调节级压力-负荷的传递函数引入内模,在考虑分散控制系统离散控制特性和发电机响应特性的基础上实现控制回路参数整定。最后,将该策略应用在某660 MW超临界机组,结果表明机组AGC性能得到显著提升。

“双碳”目标下钢铁企业煤气发电技术发展及影响

钢铁企业煤气发电技术有助于我国钢铁行业实现“双碳”目标以及应对欧盟碳边境调节机制(CBAM)贸易壁垒。通过研究钢铁企业煤气锅炉发电技术发展及其对钢铁企业碳排放的影响,年产粗钢1 000万t的钢铁企业采用新型高效超超临界参数煤气锅炉发电技术可减少二氧化碳年排放量188.57万t,较采用高温超高压煤气发电技术的相对减碳量增幅达15.71%。通过基于欧盟碳边境调节机制规则的计算分析,采用新型超超临界参数煤气锅炉发电技术的钢企钢材单位出口成本较我国钢铁行业总体水平降低约94.2元/t,相对降幅达10.9%。

350 MW高效超超临界汽轮机技术研究

为应对不断攀升的能源成本和日益严苛的环保政策,进一步提高超超临界汽轮机蒸汽参数,大力开发高效汽轮机组技术,是超超临界汽轮机组发展的重要方向。目前,660 MW高效超超临界汽轮机技术已经有不少研究,但是更低功率的高效超超临界技术还尚未有研究。本文将针对350 MW机组采用高效超超临界技术做一定的研究。

700℃超超临界燃煤发电技术研究现状

700℃超超临界燃煤发电技术(700℃技术)能够大幅提高机组的发电效率,实现节能减排及温室气体的控制排放,具有十分重要的战略意义。本文提出并分析了发展700℃技术需要解决的关键问题,包括高温合金材料研制、锅炉和汽轮机关键高温部件的加工制造、高温阀门制造、高温材料及关键部件的实炉验证、700℃超超临界示范电站的设计、建造及运行等。目前,国内700℃技术的研发正在按照计划稳步进行,在镍基高温材料研制、关键部件的生产制造、主机方案研究、关键部件验证试验平台的建设等方面均已取得阶段性进展,通过研发掌握700℃技术,将大大推动我国的材料工业、电力工业及装备制造工业的发展。

1000MW高超超临界二次再热系统优化

目前高效清洁的燃煤发电越来越受到高度重视。文中以1000MW常规超超临界二次再热机组为基础,提出一种蒸汽参数为35MPa/600/610/610的1000MW高超超临界二次再热机组的热力系统方案,通过计算比较1000MW高超超临界二次再热机组的热力系统比常规超超临界二次再热机组,热效率提高0.92%。针对该机组回热抽汽过热度高,在传热过程中损失大,提出2种方案:采用外置式蒸汽冷却器系统和采用回热式汽轮机系统,对2种方案进行研究比较。结果表明:外置式蒸汽冷却器系统和回热式汽轮机系统比高超超临界二次再热机组发电效率增加0.34%和1.87%。采用回热式汽轮机系统最高发电效率能到达48.84%,节能效果显著。

1000MW超超临界机组自启停控制系统总体方案设计与应用

介绍了海门电厂1000MW超超临界机组自启停控制系统(APS)的总体设计方案,采用分层控制方式,减轻了机组控制级统筹全厂控制的压力;采用断点控制手段,适合火电机组多种运行方式。介绍了启动和停止过程断点设置及各断点实现的功能,阐述了机组升温升压过程中主要模拟量控制系统的全程控制策略。该总体设计方案和模拟量控制系统全程控制策略已成功应用于海门电厂1、2号机组的启停过程,实现了机组启停过程中各系统的自动投入和退出,尤其是顺利实现干湿态转换及湿态转干态后协调控制系统无扰切换顺利投入,验证了提出的总体方案设计和全程控制策略的合理性,对其他机组APS的设计和调试具有重要的参考价值。

超临界、超超临界机组运行安全性、可靠性分析

对影响我国超临界、超超临界机组主、辅设备运行安全性和可靠性指标的原因进行归类、总结和分析。结果表明,制造质量不良、施工安装质量不良、设备老化、检修质量不良是影响机组主设备运行安全、可靠性的主要原因,尤以制造质量不良为主;漏粉、漏水、漏汽、机械磨损、堵塞、断裂、振动、冲蚀、开焊等是影响机组辅助设备运行安全、可靠性的主要原因。

超(超)临界汽轮机组滑压运行优化试验

主蒸汽压力、汽轮机高压缸效率、给水泵汽轮机(小机)进汽流量及给水泵焓升是机组滑压运行时影响汽轮机热耗率的4个主要因素。以超超临界1 000MW机组和超临界600MW机组为例对其进行计算分析,指出汽轮机高压缸效率随主蒸汽压力的变化特性是影响主蒸汽最佳滑压点的根本原因,并进行了不同汽轮机配汽方式的滑压运行优化试验验证。结果表明,节流配汽汽轮机在调节阀全开处出现最佳主蒸汽压力点;喷嘴配汽汽轮机高压缸效率与主蒸汽压力呈非线性关系,因此在汽轮机高压缸效率变化拐点处将出现最佳主蒸汽压力点;获得初步试验结果后,应在各主要机组负荷下进行负荷变动试验,确定最终的运行定滑压曲线。

超超临界机组发电机定子和转子接地保护方案

分析了传统发电机定子和转子接地保护应用在超超临界机组上的不足,在此基础上提出了更加完善的定子和转子接地保护方案,建议采用注入式定子接地保护和注入式转子接地保护原理,实现不受发电机运行工况影响的定转子绝缘检测。

1000 MW超超临界二次再热燃煤发电示范工程总体设计方案

为促进节能减排,建设了国电泰州电厂二期工程作为1 000 MW超超临界二次再热燃煤发电机组的示范工程。结合国内现有燃煤发电机组技术水平,在比较分析国外二次再热机组的基础上,提出了示范工程总体方案所涉及的主机参数选择、主机选型、热力系统拟定、辅机选型以及大气污染物治理方案。示范工程投运以后,2台机组供电煤耗分别为266.57 g/(kW·h)和265.75 g/(kW·h),烟尘、SO_2和NO_x的排放浓度在标准状态下分别低于5 mg/m^3、35 mg/m^3和50 mg/m^3,为中国建设更加高效和清洁的火力发电厂起到重要的参考和示范意义。

超超临界机组高压内缸蠕变强度分析

对某超超临界机组高压内缸的高温蠕变强度进行了研究,利用ABAQUS建立了高压内缸三维有限元模型,并进行了计算分析.结果表明:在稳态工况下高压内缸最大应力低于相应温度下材料的屈服强度,未达到屈服状态;高压内缸蠕变应变发生区域主要集中在进汽口及平衡活塞处;多轴效应对蠕变考核具有重要影响,采用多轴蠕变应变进行蠕变强度考核准确度更高;高温蠕变所引起的应力松弛使得螺栓热紧力下降,对2×105 h蠕变后的高压内缸中分面汽密性产生影响.

超超临界火电机组的选材及国产化进程

综述了国内外超超临界机组发展概况,结合超超临界机组主要部件金属材料的使用性能和要求,分析了超超临界机组金属材料的性能和选用情况,同时介绍了主要部件用高端锅炉耐热钢的国产化情况。

超临界汽轮机高压缸有限元热应力分析

应用有限元分析程序对超临界 60 0MW汽轮机高压缸方案进行三维有限元应力分析 ,提出采用带有一半圆槽的新型高压隔板套设计方案 ,可有效降低高压隔板套应力 ,采用椭圆形汽封结构形式 ,既可避免动静之间产生碰磨 ,又能使轴封和隔板汽封有较小的间隙 ,提高机组热效率 。

超超临界1000MW机组RB控制策略分析及优化

以华能玉环电厂、国电北仑电厂超超临界1 000 MW机组为例,在对其辅机故障减负荷(RB)试验中炉膛负压和一次风母管压力波动大、水煤比严重失调导致蒸汽温度大幅波动等问题分析的基础上,对机组RB的炉膛压力、一次风母管压力、蒸汽温度控制策略进行了优化。实际应用表明,优化后机组RB的控制效果明显提高。

汽轮机低压轴封减温调节控制策略的优化

汽轮机轴封温度和压力控制的准确稳定,对汽轮机的安全运行至关重要。通过对广东河源电厂2×600 MW机组汽轮机轴封系统在运行过程中存在的低压轴封温度控制偏差大问题的分析,对原控制策略进行了串级回路和变积分参数控制优化。优化后,将低压轴封温度控制在动态偏差±2℃内,静态偏差±0.5℃内。

超超临界机组自力式液动高加给水三通阀关闭瞬态动力学分析

建立了超超临界机组自力式液动高加给水三通阀关闭瞬态动力学方程式,并采用MATLAB编程求解了动力学微分方程式,计算得到了三通阀关闭速度、关闭时间等重要特征参数。计算表明液动阀在毫秒级的时间内完成从静止到加速过程,此后以恒定速度完成阀的关闭。液压缸在35MPa高压差的作用下,最大阀芯最大关闭速度约为0.9m/s;液压缸进出口管径的大小对阀关闭时间有着重要的影响,应在合理设计进出口管径基础之上再选择适当的调节阀,以便精确控制阀关闭时间。

一种超超临界二次再热发电系统及其热经济性分析

超超临界二次再热发电技术是提高电厂燃煤机组发电效率的重要技术方向。通过朗肯循环与理想再热循环循环效率的计算比较,理想一次再热循环可比朗肯循环效率提高1.96个百分点,采用理想二次再热循环可比朗肯循环效率提高3.27个百分点。针对一种蒸汽参数为31MPa/600℃/620℃/620℃的1000 MW超超临界二次再热机组的热力系统方案,进行了机组热经济性分析与计算,并与蒸汽参数为26.25MPa/600℃/600℃的一次再热机组进行了经济性计算对比。通过热平衡计算,二次再热机组相对于一次再热的超超临界机组可降低供电煤耗率约9.22 g/(kW·h),热耗率降低了3.34%,机组净效率提高了约1.54个百分点。节能与环保效益显著。

1000MW超超临界汽轮机转子启动过程的热应力分析

超超临界汽轮机转子工作在高蒸汽参数的恶劣环境下,特别是在机组参与调峰等变工况运行时,转子材料内部产生极大的热应力,如果运行操作不当将会给转子带来巨大的损伤。以1000 MW超超临界汽轮机高压转子为研究对象,运用转子热应力分析理论,依据现场实测数据计算得到高压转子各级的蒸汽参数及其换热系数,建立转子热应力有限元计算的边界条件。运用ANSYS软件分别对机组在冷态和温态启动过程中高压转子的温度场及应力场进行计算,比较了2种工况下高压转子的热应力谱。计算、分析结果可为1000MW超超临界汽轮机组的启动和变工况运行提供参考。