热电厂供热蒸汽管道效率分析

为了评价长距离输送蒸汽管道的能效水平,提出了采用?效率作为管道能效计算的一个重要衡量指标,并建立了管道内蒸汽一维流动模型,对某长度为2 km的蒸汽管道的热效率及?效率进行了计算。计算结果表明,在蒸汽流量不变时,随着管道直径的增加,管内蒸汽流速不断降低,管道的压力损失及其热效率也随之降低,但是管道?效率先增加后降低,有一最大值。在以管道?效率为优先目标设计蒸汽管道时,相比较现有的设计规范,管道内蒸汽压力损失因为流速降低而减少,因此在保证用户用汽压力的情况下汽轮机抽汽压力可以有较大幅度的降低,在抽汽流量为250 t/h时,汽轮机因为抽汽压力降低可额外输出约3 330 kW的电功率。因此,管道内蒸汽流速根据投资成本的大小在0～25 m/s范围内选取更为合理。

超高层建筑物供暖及空调余热利用的理论分析

为了降低超高层建筑物夏天的空调能耗和冬天的供暖能耗,提出一种在建筑物内设置上下敞口的天井和在天井内安装一个涡轮的能量回收系统,并建立预测该系统性能的物理模型.理论计算表明:当建筑高度为1 000m时,冬天在热泵系统从天井吸收热量供建筑物采暖过程中,通过涡轮回收天井内空气向下运动的能量,该系统能够输出的能量最大可以达到热泵能耗的22%;而夏天通过空调系统向天井中排放热量给建筑物降温过程中,通过回收天井内空气向上运行的能量,该系统可以提供的最大能量可以超过空调系统能耗的50%.计算结果说明了利用该系统进行超高层建筑物能量回收的技术方案是可行的.

电厂循环水与热泵耦合供暖能效分析

为降低热电联产机组在集中供暖过程中的能耗,提出一种电厂循环水与热泵耦合的供暖方式,建立该采暖模式的能效计算模型,并以某350 MW超临界供热机组为例,计算该模式的能效指标。计算结果表明,在热泵制热系数4以上时,无论管网效率高低,系统供电量均增加。热泵制热系数越高,供热管网效率越低,系统供电量增加越大,相同煤耗量时最高供电功率能够达到25 MW以上。

火力发电机组2013年非计划停运统计及分析

对2013年100MW及以上火电机组非计划停运次数及持续时间进行了统计与分析。机组共发生非计划停运920次,总持续时间53443.5 h。其中因锅炉及其辅助设备所导致的非计划停运次数达到500次以上,因汽轮机系统导致的非计划停运次数为150次以上。通过对锅炉、汽轮机等系统非计划停运原因的分析,找出了影响火电机组可靠性的相对薄弱环节,为加强对机组可靠性薄弱部位的日常维护管理提供了参考和依据。

中国1000MW等级火力发电机组可靠性分析

对2012—2016年1 000 MW等级燃煤火电机组非计划停运次数及持续时间进行了统计与分析。该等级机组共发生非计划停运166次,累计非停时间9 440.22 h。其中因锅炉及其辅助设备所导致的非计划停运次数达到78次,累计非停时间为5 409.22 h,占总非停时间的57.30%;因汽轮机系统导致的非计划停运次数为42次,累计非停时间3 060.85 h,占总非停时间的32.42%。通过对锅炉、汽轮机等系统非计划停运技术与责任原因的分析,找出了影响火电机组可靠性的相对薄弱环节,为加强对机组可靠性薄弱部位的日常维护管理提供了参考和依据。

300MW循环流化床锅炉机组冷渣器的能效分析

为了提高循环流化床锅炉机组热渣热能利用效率,建立了300 MW循环流化床锅炉机组所用两种冷渣器热效率与效率的计算模型并对其进行了性能计算分析.结果显示,两种冷渣器的热效率与效率差异很大,二者均热效率较高而效率较低.因此今后开发大容量、高效率的冷渣器对于大型循环流化床锅炉的节能具有重要作用.

不同供暖模式的能效比较

为了提高城镇居民供暖过程中的能源利用效率,对几种供暖方式的能效指标进行了计算与对比,从而探讨不同环境下的最佳供暖方式。分析结果表明:以不同供暖方式总的能量利用系数为基准,联合动力循环热电联产机组效率最高,其次是分布式燃气热电机组;在地质资源较好、冬季环境温度不太低的地区,大型压缩式热泵的能效指标优于小型燃煤热电联产机组;发展燃煤热电联产机组要尽量保证供热量与当地热负荷相匹配,同时尽可能提高汽轮机的发电效率或进汽参数,以及配套建设吸收式热泵;对于只能建设小型锅炉供暖系统的地方,应该配套建设吸收式热泵,以提高系统的能量利用系数。

循环流化床锅炉二次风系统的数值模拟

循环流化床锅炉的二次风对于提高锅炉燃烧效率、降低污染物排放均有较大的作用,但目前上、下二次风共用一个风箱的模式给上、下二次风的精确调整带来了较大的困难。为了研究二次风的流动特性,利用流体力学计算软件建立了某150MW循环流化床锅炉的二次风系统的数学模型,并进行了计算。计算结果表明,在二次风喷管内的调节阀门对二次风的动量有更大的影响。根据计算结果,提出了将上下二次风分开供给的改造方案,以降低二次风的动量和能量损失。

700℃燃煤发电机组多层结构主蒸汽管道及其壁温计算

主/再热蒸汽管道制造技术是700℃火力发电机组的关键技术之一。为了降低蒸汽管道的制造成本,根据耐热与耐压分开的原则,提出了多层结构蒸汽管道方案,即内层管道耐热,但是不让其承受太大的压力;而外层管道承压,但是不让其温度太高。这样,内外层管道的制作材料选择上有了很大的灵活性,成本大大降低。依据具体的结构和隔热介质不同,蒸汽管道又可以分成空气隔热、蒸汽隔热和蒸汽冷却3种型式。建立了蒸汽冷却方式的传热计算模型并对冷却蒸汽温度、外管道的温度进行了计算。计算结果表明:在管内蒸汽为700℃、冷却蒸汽为400℃且管长为10 m时,外层承压管道的温度不超过415℃。

滚筒冷渣机能效计算

为进一步提高滚筒冷渣机的底渣余热利用水平,增加循环流化床锅炉机组收益,建立了滚筒冷渣机本体及机组系统的能效计算模型,并以某350 MW等级的超临界循环流化床锅炉机组为研究目标,计算了其滚筒冷渣机的能效指标。结果表明,对于现役冷渣机,在控制冷却水流量,提高出水温度后,其本体热效率将降低,但系统发电量增加。在出水温度增至150℃时,尽管冷渣机自身效率降至不足90%,但由于冷渣机出水可直接进入除氧器,机组发电量增加值可以超过1. 1 MW。对于新建机组,可在减少冷渣机冷却水流量的情况下维持其热效率不变,当出水温度同样为150℃时,机组的发电功率增加值接近1. 2 MW。因此,不断提高出水温度是冷渣机最重要的技术发展方向。

燃煤机组非计划停运事件的相关性分析

发电机组的非计划停运对于电厂的经济效益影响很大,防止机组出现非计划停运是电厂日常运行管理及维护工作的一个重要方面。为寻找影响机组发生非计划停运事件的相关因素,为发电设备可靠性管理提供技术参考,对我国现役100 MW及以上容量燃煤火电机组的非计划停运事件进行了统计与分析。结果显示:燃煤机组的非计划停运事件受锅炉高温受热面影响较大,同时裂纹与磨损是影响机组可靠性的两大主要技术原因。此外,燃煤机组的非计划停运事件与机组的服役年限、机组容量、运行时间、检修时间以及检修次数均有一定的相关性,因此电厂需从运维管理、检修管理以及人员管理等多方面加大投入,以提高机组的可靠性。

高效太阳能热发电系统性能分析

为了提高太阳能热发电站的发电效率,提出了耦合空气轮机、汽轮机及热力塔为一体的太阳能发电系统。在该系统中,吸热器吸收的太阳能加热压气机所压缩的高压空气,多余的热量被储存在储热装置中以在无阳光的时候维持电站正常运转。被加热后的高压空气驱动透平后排入余热锅炉产生蒸汽驱动汽轮机,余热锅炉的排气以及冷却汽轮机凝汽器的空气进入热力塔底部驱动风力涡轮。本文建立了该系统的热力学模型并对系统效率作了计算,计算中对水蒸汽动力循环的参数做了优化。计算结果表明,该系统相比传统的太阳能热电站发电效率明显提高,在环境温度为15℃、空气轮机组透平进口温度为700℃、热力塔高度400 m以上时,空气轮机工作在有回热热效率高的工作模式下,系统循环效率超过了50%,该太阳能电站总的能量转换效率将可达到33%。

基于蒸汽饱和压缩的热泵能效分析

蒸汽圧缩在生产生活领域应用非常广泛,在蒸汽圧缩过程中,通过喷入蒸汽冷凝液可以使得蒸汽沿饱和线压缩以降低功耗。为此,本文建立了沿饱和蒸汽线压缩的热力学模型,推导了活塞运动速度计算公式,同时以氨气压缩为例,计算了压缩过程中的功耗、液氨喷入量以及热泵性能的变化。计算结果表明,活塞瞬时功耗受活塞运行速度以及缸内气压影响较大,同时也受活塞效率的影响;随着活塞效率的降低,热泵性能提高幅度不断增加,在活塞效率为0.96时,热泵功耗降低超过10%,而制热系数提高了6.3%。