基于(火用)分析法抽汽压损对机组经济性的影响

抽汽压损是一种不明显的热力损失,使蒸汽的作功能力下降、热经济性降低.首先定性分析抽汽压损对机组经济性的影响,根据(火用)的物理意义定义锅炉(火用)效率、机组(火用)效率、发电(火用)耗率的数学表达式；由小扰动理论和微分理论,建立抽汽压损变化对抽汽量影响的微分关系式,以及锅炉(火用)效率、机组(火用)效率、发电(火用)耗...     

超超临界锅炉主汽压力与其影响因素的微分分析

根据能量守恒定律、阀门压损公式以及弗留格尔公式,通过严密的数学推导,得到了稳定工况下超超临界锅炉主蒸汽压力与其影响因素的微分关系式。该关系式全面的反映了影响主蒸汽压力变化的各种因素,由该关系式可以得到各影响因素对主蒸汽压力变化影响的相对敏感度。针对无调阀的1 000 MW机组进行了实例计算,比较了各因素对主蒸汽压力变化的影响,得到了稳定工况时各因素对主蒸汽压力变化影响的规律。所得结论可为超超临界锅炉在稳定工况下的运行控制及相关研究提供理论依据。     

太阳能-燃煤联合发电系统性能分析

将太阳能集成于燃煤机组可促进太阳能利用及实现火电机组节能减排。以某300 MW机组为例,针对太阳能集成于加热器汽侧的耦合方式,建立了联合发电系统的抽汽份额及火用损分布矩阵,对标准煤耗率降低量等热力性能指标进行了分析。结果表明:集成于高加侧加热器时的集热器效率低于低加侧加热器;随抽汽位置由高压缸、中压缸到低压缸变化,各性能指标均呈梯度降低趋势;随被取代抽汽比例增加,性能指标升高,当增至完全取代抽汽时各指标达最大值,标准煤耗降低量、煤炭及CO2减排节约成本分别达17.7 g/k W·h,1 722.5万元/a、1 610.1万元/a,回收年限达6.09 a。     

抽汽压损对循环热经济性影响的计算与分析

抽汽压损是一种不明显的热力损失,对热经济性的影响与其大小、抽汽压力、热力系统的结构等因素有关。应用等效焓降方法和热力系统状态方程,采用严格的数学推导,构建了抽汽压损对热经济性影响的数学模型,该模型具有通用性强,适于程序化的特点。通过实例,方便快捷的计算出各级抽汽压损对循环热经济性的影响,并分析其影响规律。     

燃煤机组与燃后碳捕集系统的耦合技术研究

针对火电机组碳捕集系统中CO_2再生的高能耗问题,首先通过理论分析确定了碳捕集机组再生热源可行的抽汽方式,并以我国现役的600 MW火电机组作为碳捕集系统研究的基准机组,根据醇胺法碳捕集系统再生模块的能耗需求分析可行的抽汽点。拟定了7种抽汽方案,并对这7种抽汽方案进行了建模分析,确定了最佳抽汽方案为从中压缸末级抽汽抽取部分蒸汽为再生系统提供热源,此时的碳捕集机组发电效率最高,机组热耗最低,分别为34.91%和10 305.22 kJ/kW·h,与基准机组在同工况下的运行参数相比,碳捕集机组的发电效率降低了7.65%,机组热耗增加了1 851.44 kJ/kW·h。通过对碳捕集机组最佳抽汽方案的变工况分析,碳捕集机组在运行工况为燃料热量输入85%时发电效率达到最高,机组热耗最低,分别为35.28%和10257 kJ/kW·h。     

300MW机组运行方式分析

通过对300 MW机组汽轮机定压运行和滑压运行变工况热力计算程序的编制,计算出了在定压运行和滑压运行方式下调节阀门压损、调节级相对内效率、给水泵耗功、热耗率等各项指标,通过对上述各项经济指标的分析比较,得到了机组滑压运行的最佳运行方式,进而确定了机组变负荷运行方式。同时也分析了滑压运行对机组安全性的影响。     

除氧器和给水泵汽轮机汽源与汽轮机抽汽口的协同优化

回热系统是全厂热力系统的核心,它对机组和电厂的热经济性起着决定性的作用。优化回热系统是提高火电机组热经济性的重要手段之一。以汽轮机通流级结构为基础,通过级数组合寻优的方式建立了除氧器、小机汽源和汽轮机抽汽口协同优化模型。以某600 MW汽轮机组为例,验证了该模型的准确性;计算分析了除氧器和小汽轮机汽源对机组热经济性的影响,得到了除氧器和小机汽源在不同位置组合下的多种回热系统优化方案。结果表明,当未对汽轮机抽汽口优化时,仅优化除氧器和小机汽源,可使机组标准煤耗率降低约0.780 69 g/kW·h;当对除氧器、小机汽源和汽轮机抽汽口协同优化时,可使机组标准煤耗率降低约0.933 42 g/kW·h。该方法对回热系统优化设计具有一定参考价值。     

电站锅炉余热装置优化及热力系统性能分析

针对我国电站锅炉排烟温度偏高的问题,分析了烟气的热力学特性;提出了4种集成发电方案。针对不同集成方案,以N600-24.2/566/566型发电机组为例,建立了热力计算模型,将机组煤耗降低量、机组节约标煤量和CO2减排量作为经济性评价指标,对模型进行计算分析并得出可行性方案。以影响传热效果和投资成本的参数作为研究对象,对烟气换热器的设计参数进行了优化。     

基于改进型粒子群算法的空冷机组运行参数优化研究

直接空冷机组运行参数对其热经济性具有较大影响,基于机组配汽方式及环境因素确定其最佳值,对实现节能降耗具有较大意义。以NZK600-24.2/566/566机组为例,建立供电效率最大为目标函数,通过建立机组及其风机系统变工况计算模型,利用改进型粒子群优化算法,确定最佳运行参数。结果表明:随着机组负荷或环境温度的增加,最佳初压、排汽压力及各段抽汽压力随之升高,反之降低;当环境温度高于20℃时,对机组运行参数影响较为突出;在较低环境温度下,机组排汽压力低于末级极限压力时,需停运部分风机;在相同负荷下,随着环境温度或风速的提高,机组供电效率逐渐下降。通过优化运行参数,能为机组经济运行提供一定参考。     

大型燃煤电站回热系统抽汽流量优化研究

为了提高机组热经济性,对回热系统抽汽流量进行了优化。通过理论分析,建立了级组通流特性变工况模型、级组效率变工况模型、加热器变工况模型、凝汽器变工况模型,从而能够计算全工况下的机组能耗。为了增强遗传算法的全局搜索能力,对基本遗传算法进行了改进。以改进遗传算法为优化理论,抽汽流量为优化变量,汽轮机热耗率为优化目标进行了系统整体优化。优化结果表明:热耗率优化量随着负荷的升高逐渐减小,最小优化量为22.7 k J/(k W·h),最大为50.1 k J/(k W·h)。高压加热器优化后的抽汽流量均低于优化前的抽汽流量;低压加热器优化后的抽汽流量均高于优化前的抽汽流量。该方法对降低机组能耗具有一定的参考意义。     

AP1000机组蒸汽发生器二次侧经济性研究

蒸汽发生器作为核电站一、二回路的换热枢纽,对于核电站的安全高效运行至关重要。为此,以某AP1000机组蒸汽发生器二次侧为研究对象,根据(火用)成本理论和经济学理论,建立了AP1000机组蒸汽发生器二次侧热经济学成本数学函数模型,对其热经济性进行计算分析。结果表明:负荷降低会加速热经济学成本增加;改善压强条件对二次侧热经济学成本影响不大,但会增加泵功耗,影响整体经济性;改善二次侧换热条件,更容易降低热经济学成本。     

火电厂热力系统矩阵分析方法

为了使分析方法应用于火电厂热力系统经济性分析评价和在线监测中,对火电厂热力系统经济性分析评价进行更加全面合理,寻找提高经济性的有效途径,基于加热器热交换过程中的平衡关系分析,得出了火电厂回热系统各级加热器平衡方程组,并在此基础上,经数学推导,得到了与回热系统特征密切对应的矩阵方程。该方程组的增广矩阵各元素有明显的规律性,对于给定回热系统,可以直接写出矩阵方程。解该矩阵方程可得到符合平衡关系的各级回热加热器抽汽系数,并在此基础上求得各级加热器的效率,从而简化了运用分析方法求解抽汽系数的过程。利用矩阵方程结合锅炉、汽轮机等设备的分析,可以建立火电厂热力系统分析通用数学模型。     

火电厂热力系统(火用)矩阵分析方法

为了使分析方法应用于火电厂热力系统经济性分析评价和在线监测中,对火电厂热力系统经济性分析评价进行更加全面合理,寻找提高经济性的有效途径,基于加热器热交换过程中的平衡关系分析,得出了火电厂回热系统各级加热器平衡方程组,并在此基础上,经数学推导,得到了与回热系统特征密切对应的矩阵方程。该方程组的增广矩阵各元素有明显的规律性,对于给定回热系统,可以直接写出矩阵方程。解该矩阵方程可得到符合平衡关系的各级回热加热器抽汽系数,并在此基础上求得各级加热器的效率,从而简化了运用分析方法求解抽汽系数的过程。利用矩阵方程结合锅炉、汽轮机等设备的分析,可以建立火电厂热力系统分析通用数学模型。     

喷水调节再热蒸汽温度的经济性分析

为提高热效率,大容量火力发电设备通常采用再热器。从火用分析法出发,对再热器喷水调节汽温的经济性进行了分析。结果表明,再热器喷水后,由于锅炉煤耗和通过水泵的工质流量的增加,导致系统的火用效率下降。建议在运行中应尽量控制再热器喷水量,尽可能采用烟气侧调节方法来调节汽温。     

汽包锅炉给水与负荷-压力耦合特性分析

火电单元机组为一复杂多变量对象,给水流量与机组负荷-机前压力系统之间存在明显的耦合。利用能量及质量守恒定律,从锅炉侧和汽轮机侧分别分析给水流量影响机组负荷和机前压力的机理,建立给水流量-锅炉燃料量-汽轮机调门开度与机组负荷-机前压力之间的三入二出动态模型。模型以微分方程形式给出,主要参数均具有明确的物理意义,便于工程实用。并针对一实际机组,根据其设计数据确定模型参数。通过构建控制系统仿真发现,机跟炉和炉跟机控制方式均不能有效消除给水流量波动对机组负荷及机前压力造成的影响。     

Experimental study of a micro-scale solar organic Rankine cycle system based on compound cylindrical Fresnel lens solar concentrator

In the present study, a micro-scale solar organic Rankine cycle power generation system was developed. The system comprises of a solar collection system based on compound cylindrical Fresnel lens concentrator and an organic Rankine cycle power generation system integrated with a scroll expander. YD320 and R245 fa were used as the heat transfer fluid and the working fluid, respectively. The effects of the evaporation pressure, the degree of superheat, and the mass flow rate of the working fluid were analyzed to evaluate the solar collection efficiency, the electric power output, the thermal efficiency and exergy efficiency of the system. The results illustrate that both the increasing evaporation pressure and decreasing superheat degree have positive impacts on solar collection efficiency. The electric power increases as the evaporation pressure increases, while the thermal efficiency and the exergy efficiency decrease. However, the system overall efficiency decreases slowly due to the increase of solar collection efficiency. The electric power increases with the increment of the working fluid mass flow rate. The increasing mass flow rate has no visible impact on the thermal and exergy efficiencies of organic Rankine cycle subsystem, whereas a slightly increase of the thermal and exergy efficiencies of the integrated system. The electric power decreases with the increase of the superheat degree, whereas the thermal and the exergy efficiencies of the system increase. The system works more suitably with a higher degree of superheat for the small mass flow rate condition.     

火电机组SCR脱硝系统热量平衡分析

火电机组SCR脱硝系统可有效脱除NOx污染物,但脱硝系统的引入对锅炉的运行将产生一定的影响,主要体现在对锅炉尾部受热面温度分布的影响以及对锅炉效率的影响等方面。针对SCR脱硝系统的热量平衡进行了分析,利用热力学方法从反应放热导致的烟气温升,稀释风吸热导致的烟气温降,反应器及其烟道散热以及漏风导致的烟气温降四个方面分析了烟气经过脱硝反应器后的温度分布情况,并对锅炉排烟热损失和锅炉效率进行了分析计算。最后针对典型600 MW机组和1 000 MW机组的设计数据进行了验证计算,计算结果表明,烟气经过脱硝反应器后温度降低小于2℃,锅炉排烟热损失和锅炉效率的变化量小于0.05%,与工程试验数据基本符合。