整体煤气化联合循环系统变工况特性研究

采用ThermoFlex软件建立了200 MW级整体煤气化联合循环(integrated gasification combined cycle,IGCC)系统模型,从系统的角度出发计算研究了200 MW级IGCC系统的变工况特性。详细讨论了燃气轮机负荷、大气环境条件和整体空分系数对系统性能的影响。结果表明,燃气轮机采用压气机进口可转导叶角度调节–等燃气透平初温的调节方式降负荷时,燃气透平排气温度先增加后降低,而系统效率先缓慢降低后快速降低。随大气温度增加,燃气轮机功率、汽轮机功率和系统净功率均下降。在大气温度不变的条件下,大气压力对燃气轮机效率和系统净效率基本没有影响。增加整体空分系数可提高系统净效率,却使系统净功率降低。     

基于两段式水煤浆气化的IGCC系统变工况特性

整体煤气化联合循环(integrated gasification combinedcycle,IGCC)机组在一定情况下处于非设计工况运行。为了研究IGCC系统变工况特性,采用ThermoFlex软件建立基于两段式水煤浆气化技术的200 MW级整体煤气化联合循环系统模型,主要考查燃气轮机负荷、整体空分系数Xas、大气温度、大气压力对系统性能的影响。研究结果表明,降低燃气轮机负荷或者提高大气温度系统效率均呈先升高而后降低的趋势。整体空分系数Xas增加,机组发电效率降低。大气压力对系统效率影响较小。上述条件下采用两段水煤浆气化技术,系统性能可以得到有效改善。研究结果可为采用两段式水煤浆气化技术的IGCC系统的设计、运行提供参考。     

核电汽轮机轴封供汽系统的优化设计

根据某核电工程的具体特点,对汽轮机的轴封供汽系统的启动及工作汽源进行了优化设计。针对启动汽源湿度较大的情况,选用汽水分离器除湿,提高蒸汽干度,满足汽轮机端轴封供汽要求;对以主蒸汽作为汽轮机低压缸端轴封工作汽源的供汽系统的设计,提出了采用汽轮机再热冷段蒸汽(高压缸排汽)替代主蒸汽的优化供汽方案,该优化方案可以提高汽轮发电机组效率约0.05%,并且具有较强的适应性和可靠性。     

基于IGCC的燃烧前CO_2捕集抽蒸汽策略研究EI北大核心CSCD

为了降低燃烧前CO2捕集对IGCC蒸汽动力系统出力的不利影响,并保证CO2捕集系统的稳定运行,CO2捕集消耗的蒸汽需要合理的从IGCC系统内部抽取。采用仿真模拟软件,研究了CO2捕集对IGCC系统中燃气轮机、余热锅炉和汽轮机负荷的影响。提出了两种水–气变换反应加湿蒸汽抽汽方案,通过对比这两种加湿蒸汽抽汽方案对汽轮机出力的影响,确定了最优的向CO2捕集系统供汽策略。其中,水-气变换反应加湿蒸汽从气化炉汽包抽取,CO2分离过程消耗的低压加热蒸汽将根据负荷情况由余热锅炉低压蒸汽系统或汽轮机低压缸抽取。     

两段式水煤浆气化炉负荷变化对IGCC系统性能的影响

采用ThermoFlex软件建立了基于两段式水煤浆气化技术的200MW级整体煤气化联合循环(IGCC)系统模型,研究了气化炉负荷变化对燃气轮机组、汽轮机组和IGCC系统性能的影响。结果表明,气化炉在较高负荷(100%、90%)工况下运行时,提高其二段给煤率γsc可以提高主蒸汽和再热蒸汽温度,降低厂用电率,使系统发电效率和供电效率得到提高;气化炉在低负荷(80%、70%、60%)工况下运行时,其γsc的变化对燃汽轮机(燃机)入口温度、排气温度、燃机发电率的影响较小,IGCC系统发电效率和供电效率随二段给煤率的升高呈先升高后降低的趋势,此时系统性能优势不明显。     

660MW超临界机组切缸跳机原因分析及处理

660 MW超临界机组并网后,进行切缸过程中,高压缸排汽温度先逐渐上升,切缸开始时排汽温度337.6℃,最高温度升高到390.9℃,快速升负荷时高压缸排汽温度又突然降低,在432秒内,高压缸排汽温度从390.9℃降到280.7℃,温度变化110.2℃,对汽轮机产生较大的热应力,后机组由于振动大保护动作跳机。通过分析操作过程及历史数据,查找高压缸排汽温度变化的原因,提出预防措施。     

2种超超临界660MW机组汽轮机比较

对上海汽轮机厂有限公司生产的2种超超临界660 MW机组三缸两排汽及四缸四排汽汽轮机从本体、技术经济指标、汽轮机房尺寸等几个方面进行了比较。结果表明,三缸两排汽汽轮机比四缸四排汽汽轮机少1个低压缸,汽轮机制造成本将降低;两者总换热面积基本相同,三缸两排汽汽轮机凝汽器横向尺寸较大;额定工况下,四缸四排汽汽轮机具有内效率较高,热经济性较好的特点,但在低负荷时,三缸两排汽汽轮机的效率更高;四缸四排汽汽轮机比三缸两排汽汽轮机可节省土建费用922万元。对机组选型提供了推荐意见。     

小流量工况下低压缸进排汽参数对流场和叶片温度的影响

建立了某电厂汽轮机低压缸五级叶片单通道模型,采用数值模拟的方法进行多工况计算与分析,得出了5种不同进出口参数工况下的流场和末级叶片温度场分布。分析了低压缸进口蒸汽质量流量、进口蒸汽比体积、进口蒸汽温度、排汽压力对于流场和末级叶片温度的影响。结果表明:在小流量工况下,出口区域靠近末级叶根的部位最早出现回流,且末级叶片的最高温度出现在静叶片叶顶出汽边附近,进汽流量越小,回流越严重,鼓风效应越明显,叶片表面温度越高;提高进口比体积对于改善叶片脱流基本没有效果,降低低压缸进口蒸汽温度和出口压力对降低末级叶片表面温度以及改善鼓风效应均有较好效果。     

凝汽轮机真空下降的原因分析及预防

汽轮机的真空是机组运行的一项重要经济指标，对机组综合经济稳定运行有着重要作用，汽轮机真空下降时，低压缸排汽温度升高，凝汽器端差增大，凝结水过冷度增大，在汽轮机调门开度不变情况下，负荷降低。凝汽器真空下降，对汽轮机组有很大的危害，主要有以下几点：     

引进型汽轮发电机组甩负荷工况特点及改进

为解决某电厂机组在甩负荷时出现的高压缸排汽温度升高甚至达到跳闸值的问题，从控制原理人手，分析了机组甩负荷时可能出现的转速控制方式以及由此产生的对高压缸排汽温度的影响特点，指出高压缸排汽温度升高是由于OPC动作后高压调节门未及时打开所致。确定了甩负荷时控制策略的改进方案：在再热蒸汽压力一定的情况下，适当限制中压调节门开度，及时打开高压调节门。经实际甩负荷试验表明，改进后的控制方案不但有利于甩负荷时的转速稳定，而且使高压缸排汽温度升高问题得到显著改善，解决了由于机组甩负荷引起的高压缸排汽温度超标等问题。     

深度调峰下核电汽轮机的小容积流量工况浅析

在新的能源形势下,核电机组需要长期低负荷运行参与电网调峰,核电汽轮机的低压末几级可能落入小容积流量工况.阐述了级在小容积流量工况下的流动特性,分析了小容积流量工况可能导致级效率下降、叶片疲劳损坏、低压缸排汽温度偏高、末级动叶根部出口边遭受水蚀、叶片颤振损坏等,提出了推迟级内涡流发生以扩大其透平工况的流量范围、在低压缸设置喷水减温装置以降低其排汽温度,改进叶型设计以避免发生叶片颤振,采用整体阻尼围带和凸台拉筋的叶片结构以减小其振动应力等应对小容积流量工况的措施,确保核电汽轮机安全、经济地参与电网深度调峰.     

整体煤气化联合循环(IGCC)底循环系统变工况特性

文中研究了整体媒气化整合循环（IGCC）底循环系统的变工况特性。IGCC是一种先进的洁净煤动力系统，已成为当今世界能源动力领域的研究热点。其底循环系统是一个相当复杂的物质、能量转换利用系统，它的变工况性能对机组运行稳定性、安全性以及整体性能有重要的影响。文中详细分析了IGCC底循环系统热力与变工况的特点，并按“温度对口，能量梯级利用”的原则，运用温区模型的概念，建立了底循环系统变工况特性分析模型，编制了相应的软件，并结合实例分析了典型的双压再热底循环系统的变工况特性，揭示了负荷变化以及大气温度变化时IGCC底循环系统的变工况规律，为进一步研究IGCC系统运行特性和控制规律提供了基本的数据和信息。     

超超临界汽轮机冷段再热蒸汽管道材料选择

超超临界机组冷段再热蒸汽管道材料的选择主要取决于冷段再热蒸汽管道的设计温度、汽轮机制造厂的特殊要求以及机组最恶劣的运行工况。管道材料必须满足机组在运行、试验、启动及停机期间可能出现的最高工作温度。对于国产引进技术生产的超超临界汽轮机,分析了各种工况下高压缸排汽温度升高的可能性。根据汽轮机高压缸的排汽温度、高压旁路配置容量以及旁路功能,提出了选择冷段再热蒸汽管道材料的相应方案。     

汽轮机偏周波运行事故分析

某电厂因汽轮机偏周波运行引起停机事故。基于对汽轮机偏周波运行事故过程的分析,得出高、低压旁路后蒸汽温度波动频繁及事故停机的主要原因是高压排汽逆止门未开启而汽轮机带大负荷、造成高排金属温度高。分析了切除高压缸带大负荷对汽轮机的危害,提出了有关偏周波保护、低旁减温水、高压排汽逆止门的逻辑组态建议。运行实践表明:该逻辑组态方案可以避免事故发生,并且安全、可靠。     

1000MW汽轮机缸效率能耗敏度分析

以东汽1 000 MW汽轮机为研究对象,采用汽轮机组定功率变工况计算方法,对汽轮机各汽缸效率在THA、70%THA、50%THA、40%THA滑压工况进行敏度分析,得到相应工况下各汽缸效率变化对汽轮机热耗率和机组发、供电煤耗率的影响规律。分析表明,缸效率的能耗敏度随缸效率变化基本呈线性关系;低压缸效率的能耗敏度最大,高压缸效率次之,中压缸效率较小;随机组负荷降低,高压缸效率的能耗敏度增加,中、低压缸效率的能耗敏度变化较小。在THA工况下低压缸效率下降1%,供电煤耗敏度绝对值增加1.246g/(kW h),相对值升高0.433%;高压缸效率下降1%,供电煤耗敏度的绝对值增加0.44g/(kW h),相对值升高0.154%;中压缸效率下降1%,供电煤耗敏度的绝对值增加0.352g/(kW h),相对值升高0.122%。分析结果可对同类型机组进行节能诊断,进而指导机组的优化运行。     

汽轮机偏周波运行事故分析

某电厂因汽轮机偏周波运行引起停机事故.基于对汽轮机偏周波运行事故过程的分析,得出高、低压旁路后蒸汽温度波动频繁及事故停机的主要原因是高压排汽逆止门未开启而汽轮机带大负荷、造成高排金属温度高.分析了切除高压缸带大负荷对汽轮机的危害,提出了有关偏周波保护、低旁减温水、高压排汽逆止门的逻辑组态建议.运行实践表明:该逻辑组态方案可以避免事故发生,并且安全、可靠.     

联合循环机组余热锅炉主要调节系统设计实践

介绍了GE109FA型390MW单轴燃气—蒸汽联合循环机组余热锅炉主要控制系统的设计思想,着重叙述了负荷、汽包水位、主蒸汽温度、旁路压力和温度控制系统、高压汽包和中压汽包抽汽控制以及燃机排汽匹配温度与匹配速率计算。     

喷嘴+补汽新型调节技术的经济性分析

为了保持喷嘴调节汽轮机组部分负荷工况下主蒸汽压力高的优点,同时减弱调节级效率低对高压缸通流效率的影响,有效提高汽轮机组部分负荷工况下的经济性,本文在分析研究了现有汽轮机进汽调节技术的基础上,提出了喷嘴+补汽新型调节技术。以超临界660 MW机组为例,分别分析喷嘴+补汽调节和单一补汽调节对汽轮机热力特性和经济性的影响。结果表明:喷嘴+补汽调节机组和补汽调节机组在90%THA工况附近经济性相当,随着负荷的降低,喷嘴+补汽调节机组经济性优于补汽调节机组,且这种优势逐步加大;全年负荷范围为40%THA～85%THA的机组,采用喷嘴+补汽调节的经济性更高。     

汽轮机中间分隔轴封漏汽对热耗率影响的分析与计算

利用小偏差理论,分析了汽轮机定主蒸汽流量时,中间分隔轴封漏汽量变化对汽轮机各缸做功量、过再热吸热量以及热耗率的影响。结果表明,当中间分隔轴封漏汽量变化时,汽轮机高压缸做功量与再热吸热量变化较大,中低压缸做功量变化较小。同时,对某台超临界660 MW机组进行了变工况计算。结果显示,当中间分隔轴封漏汽量增加时,汽轮机各段做功量、再热吸热量及热耗率近似线性变化,各部分的变化情况与理论分析结果一致,漏汽主要是通过影响高压缸做功和再热吸热量来改变热耗率,但由于低压缸做功量占汽轮机总功量的比例较大,其变化对热耗率的影响也不可忽视。     

300MW汽轮机低压缸和低压轴承标高变化规律的试验研究

通过现场测试，研究了国产300MW汽轮机在运行过程中低压缸和低压轴承标高的动态变化规律。研究，结果表明，真空和排汽温度是影响低压缸和低压轴承动态标高的主要因素。真空和排汽温度越高，轴承标高降低得越多。该型机组低压缸和低压轴承的标高变化规律基本一致。