太阳能辅助加热系统对蒸汽动力机组运行性能的扰动研究

光煤互补热发电系统的设计过程中通常都要进行变工况计算,由小扰动理论可知,当系统变动不足以引起汽水重新分布时,省去繁杂的变工况计算也可得到精度合乎要求的结果。该文针对太阳能辅助加热系统对热力系统影响进行了定量分析,结果表明太阳能辅助加热系统只在某小范围内对热力系统的扰动可视为小扰动,在通常的取代范围内(30%~100%)虽然不能将其视为小扰动,但在节煤型和功率增大型两种运行模式下,进汽量和发电量的计算都可简化。此外当取代一段抽汽的百分数在60%以内,系统的热工转换率、发电热耗率、发电煤耗率的计算可以简化,将太阳能当余热处理时系统的热工转换率、发电热耗率、发电煤耗率的计算在全部取代范围内都可以简化,当取代一段抽汽的百分数在55%以内,集热场面积和初始投资的计算也可以简化,即以上这些参数利用小扰动法计算也可以得到符合工程精度要求的结果。研究结果为光煤互补复合发电系统的优化设计以及热经济性的分析计算提供了理论参考。     

应用太阳能提高火电厂热经济性

提出了利用太阳能产生的蒸汽代替火电厂热力系统中的某级低压抽汽来提高机组热经济性的方案,并分别计算了600 MW、300 MWw、200 MW机组热经济指标的变化,计算表明:额定工况下利用太阳能后机组发电标准煤耗率均可降低7 g/(kW·h)以上,汽耗率降低70 g/(kW·h)以上,节能效果显著;对热效率低的机组,利用太阳能降低发电标准煤耗的潜力更大.     

某600 MW凝汽机组供热改造方案热经济性分析

通过建立基于热平衡法的热力分析模型,对某600 MW凝汽式汽轮发电机组的抽汽供热改造方案进行了热经济性分析。计算了非供热工况、再热冷段抽汽供热工况、再热热段抽汽供热工况下机组的发电功率、热耗率、发电煤耗率等指标,并对比了不同供热工况、不同供热抽汽流量下机组的热性能。研究结果表明:该机组采用再热蒸汽供热,热经济性好,且在最大供热抽汽流量运行时发电煤耗率最低;相比于再热热段抽汽供热方案,再热冷段抽汽供热方案的发电功率和发电煤耗率较大。     

油页岩锅炉排渣余热利用对性能影响分析

以约旦某油页岩项目为工程实例,采用等效热降法及模拟全厂热平衡法,研究以凝结水作为冷却水,冷渣器与6号低加并联的方法回收油页岩循环流化床锅炉排渣余热对于机组性能的影响。结果表明,回收热量对各级回热抽汽产生了排挤作用,抽汽量下降,机组出力提高了894 k W,提高率为1.16%,汽耗率下降了0.04 kg/k Wh,热耗率下降了104 k J/k Wh,机组等效热降增量为11.84 k J/kg。     

锅炉加装低温省煤器热经济性分析

在锅炉尾部烟道加装低温省煤器利用烟气余热加热机组凝结水,对降低锅炉排烟温度具有重要意义。加装低温省煤器后,烟气余热排挤汽轮机抽汽返回汽轮机继续膨胀做功,增加发电功率,降低汽轮机热耗率和机组发电煤耗率;同时导致汽轮机排汽量增大,凝汽器真空下降,凝结水量与烟气流动阻力增加,辅机功耗增加,机组热经济性变差。对此,本文以某超临界600MW直接空冷机组TRL工况为例,考虑余热利用导致汽轮机相关级组的变工况运行特性,采用热平衡法对加装低温省煤器前、后机组热经济性进行计算分析。结果表明:虽然,加装低温省煤器后,汽轮机排汽压力升高1.62kPa,辅机功耗增加293.854kW;但综合各因素,加装低温省煤器后汽轮机热耗率降低25.711kJ/(kW·h),机组发电煤耗率降低0.960g/(kW·h),机组节能效果显著。     

蒸汽空气预热器抽汽量对某垃圾发电厂热力性能影响分析

针对某垃圾焚烧电厂蒸汽空气预热器高温和低温预热抽汽量使用问题,对该电厂热力系统建立变工况计算模型,比较不同抽汽搭配对其热经济性影响。结果表明：随着高温预热段蒸汽流量的不断上升,汽轮机做功不断上升,变化区间为设计值的10.28%。在满足蒸汽预热器换热需求的前提下,调整不同预热段抽汽流量,汽轮机发电功率发生较大幅度的变化,可满足一定情况下机组升负荷的需求。热耗率的变化区间为设计值的0.126%,变化值较小。控制不同预热段抽汽量,主要影响汽轮机发电功率的大小,而对电厂热经济性的影响是较小的。     

330 MW光煤互补发电系统变辐照变工况性能研究

光煤互补的一种方式是利用太阳热能替代燃煤机组的回热抽汽来加热锅炉给水,能够辅助燃煤机组增大出功或降低燃料使用量、减少温室气体排放。文中以典型330 MW光煤互补系统为例探究了系统在不同汽轮机负荷下变辐照条件的热力性能,以75%汽轮机负荷为互补系统设计点,重点研究了影响互补系统性能的3个主要因素(辐照强度、入射角及汽轮机运行负荷)对系统中关键运行参数及太阳能净发电效率、汽轮机热耗率的影响规律。结果表明,不同辐照强度下太阳能净发电效率存在最大值,75%汽轮机负荷运行,辐照强度区间为200~700 W/m2时,太阳能净发电效率均高于17%;并且互补系统热耗率随着汽轮机负荷的增加而明显下降,汽轮机负荷从50%增加到75%时,互补系统的热耗率降低约4个百分点。     

基于背压汽轮机供热改造技术的节能效果试验研究

针对某亚临界330 MW等级电厂供热蒸汽参数等级较高,存在能级不匹配的现象,采用供热抽汽驱动背压汽轮机组发电并且排汽预加热热网循环水的方案进行改造,优化供热系统。针对改造后的热力系统,综合考虑改造后厂用电率下降和供热抽汽量上升两个因素,建立分析理论模型,利用试验测量背压机供热运行数据,进行背压机改造方案节能效果分析。试验结果表明:供热背压机额定出力情况下,总厂用电率下降1.59%,使机组供电煤耗降低5.42 g/(kW·h)。因增加背压汽轮机导致供热抽汽流量增加10.04 t/h,使供电煤耗升高0.87 g/(kW·h)。综合上述因素,采用背压汽轮机后,实际供电煤耗降低4.56 g/(kW·h),节能效果显著。     

二次再热机组加热锅炉二次风的抽汽过热度利用系统

针对二次再热机组常规抽汽过热度利用系统第一级抽汽压损过大导致机组效率降低的问题,提出了一种加热锅炉二次风抽汽过热度利用系统。建立了机组常规抽汽过热利用系统和加热锅炉二次风抽汽过热利用系统的热力学模型,计算不同工况条件下热力参数和经济性指标变化,并进行了对比分析。结果表明:在汽轮机热耗率验收(turbine heat acceptance,THA)工况下,相比于外置式蒸汽冷却器方案,加热锅炉二次风方案在有效降低抽汽过热度同时,能够提高二次风温度近40℃,减少机组冷源损失近24 MW,降低机组发电煤耗率0.36 g/(k W·h);在中低负荷时,机组冷源损失和发电煤耗率略微增加,节能效果降低。     

直接空冷机组不同供热方式的热经济性分析

以某电厂330 MW直接空冷机组为例,采用热量法对一定供热负荷下,直接空冷机组采用抽汽供热、高背压供热、吸收式热泵供热和电热泵驱动供热4种不同供热方式的发电煤耗率、煤耗量及汽轮机热耗率等指标进行计算,并比较其节能性。计算结果表明,直接空冷机组采用高背压供热或吸收式热泵供热方式相比直接抽汽供热方式,其热经济性有较大提升,而电热泵供热方式不具有节能优势。但对高背压供热方式还需确定其运行条件。以上分析结果对指导发电厂供热方案选取及节能改造具有一定参考意义。     

某660MW超超临界二次再热机组运行经济性分析

新能源的发展使得燃煤机组深度调峰迫在眉睫。基于某660 MW超超临界二次再热机组三个典型负荷下锅炉热效率、汽机热耗率和厂用电率等试验数据,拟合了机组全负荷区间供电煤耗率公式,分析了机组不同负荷率时经济性。研究表明,深度调峰时汽轮机热耗率上升明显,该二次再热机组在40%负荷率时供电GWh耗标煤量较额定负荷升高了15.34 t。     

苏制215MW机组汽轮机高中压缸通流部分改造

论述了漳泽发电分公司前苏制215 MW机组汽轮机高中压缸通流部分改造的效果。通过改造,高压缸效率达到84.43%,中压缸效率为93.94%,热耗率为7 989.4 kJ/(kW.h)。在纯凝工况下,机组热耗降低了337 kJ/(kW.h),煤耗降低12.7 g/(kW.h),年节约标煤1.50万t,改造投资2.5年即可收回。并且,在把泵凝汽式改为调节抽汽式汽轮机后,供热工况下最大抽汽流量达到340 t/h,可降低煤耗20 g/(kW.h)以上。     

基于ASME PTC4标准的超临界350 MW循环流化床机组性能试验研究

目前,针对循环流化床（CFB）机组现场试验的研究主要集中在优化调整或掺烧煤方面,很少有学者应用ASME PTC4标准对此进行研究。本文应用ASME PTC4—2008标准对国内某燃煤电厂超临界350 MW级CFB机组性能试验进行研究分析,主要涉及锅炉系统边界、锅炉效率、锅炉干法脱硫率、钙硫摩尔比以及脱硫剂和燃料的质量流量等内容。在计算供电标准煤耗率时,详细比较了冷渣器余热收益作为锅炉有效输出热量或作为锅炉一项热损失的2种计算处理方法对锅炉效率、汽轮机热耗率以及供电标准煤耗率的影响,以防冷渣器吸热量重复计算或者漏算,并结合试验案例进行说明。结果表明:2种处理方法对锅炉效率和汽轮机热耗率影响较大,结果相对偏差分别为0.94%、0.99%;但得到的供电标准煤耗率基本一致,相对偏差仅0.05%。     

300MW直接空冷汽轮机组供热改造

针对300 MW直接空冷、纯凝式汽轮机组,分析了供热改造工作的技术难题,确定了供热改造方案:在中、低压导汽管上开孔抽汽作为供热蒸汽。改造后,机组年平均热电比达51%,发电煤耗较纯凝工况下降5 g/kWh,机组效率提高10.22%,热耗率降低692.33 kJ/kWh。     

二次再热机组的热耗变换系数和汽耗变换系数

热耗变换系数和汽耗变换系数是反映抽汽品质的重要参数，便于分析定功率下机组的特点。文中给出了二次再热机组热力系统的矩阵热平衡方程，对其填写规则进行了阐述。提出了二次再热机组热力系统的热耗变换系数、汽耗变换系数、抽汽效率和等效热降的数学表达式。对二次再热机组抽汽间相互作用的特性进行了分析。以某二次再热机组为例，对以上4个参数进行了计算，计算结果不仅证明了hM=hi/ξi和dM=ki/Hi0，而且也说明主循环效率和汽耗率只和热力系统的节点参数有关。通过对计算结果进行分析，发现热耗变换系数随抽汽级数由高压级到低压级逐渐减小。     

太阳能辅助燃煤热发电系统性能研究

以C50–8.83/0.294型供热机组为例,利用LS–3型直接蒸汽发电抛物面槽式集热器收集太阳能热量,提出几种不同的太阳能与燃煤机组集成发电方案。在对不同的集成系统进行热力性能建模并对其中的太阳能集热器场设计研究的基础上,利用热经济学结构理论进行不同系统的热经济学分析。结果表明,给出的所有集成方案中,取代1段抽汽方案可用的太阳能热量最大;在太阳能集热器场面积相同的情况下,取代1段抽汽方案的经济性能也最好,但仍低于单纯燃煤机组。如不考虑原小容量燃煤机组发电部分的投资成本,取代1段抽汽方案的单位热经济学成本为43.73×10-6元/kJ,小于单纯燃煤机组的69.50×10-6元/kJ,为太阳能辅助燃煤热发电(solar aided coal-fired electricity generation,SACEG) 系统的应用提供科学依据。     

600 MW空冷供热机组主蒸汽压力寻优试验

通过对600 MW空冷供热机组不同供热抽汽量、排汽压力的试验,研究了供热抽汽量及排汽压力变化对机组主蒸汽压力的影响规律,并定量计算了不同试验工况下汽轮机热耗率的变化.提出了空冷机组全年高效定滑压运行模型,修正了机组原有的滑压运行控制逻辑.运行结果表明：按修正后定滑压运行曲线运行在450 MW、供热抽汽量300 t/h时,可降低供电煤耗1.1 g/（kW·h）.     

增加一级回热抽汽对发电标准煤耗率的影响分析

以某600MW火电机组为例进行计算,定量分析了增加一级回热抽汽对发电标准煤耗率的影响。研究表明,不同位置加一级回热抽汽对机组经济性影响程度不同,当机组在100%THA、75%THA滑压和50%THA滑压工况运行时,新增一级回热抽汽均应加在低压缸第4级级前,此时机组经济性最好,发电标准煤耗率分别降低了0.69g/(k W·h)、0.67 g/(k W·h)和0.67g/(k W·h)。     

超超临界660MW机组0号高压加热器最佳抽汽压力仿真计算

以超超临界机组660 MW为研究对象,分析0号高压加热器(高加)抽汽压力对汽轮机组热耗率的影响,通过EBSILON软件平台建立计算模型并利用枚举法研究机组在不同0段抽汽压力(8～20MPa)、不同负荷下锅炉给水温度变化时汽轮机组热耗率的仿真数据。结果表明:不同负荷下使汽轮机组热耗率达到最小的0段抽汽压力范围不同,但均在10.41～16.01MPa;不同加权负荷率下使汽轮机组加权热耗率收益达到最大的0段抽汽压力范围也不同,但均在11.08～15.02 MPa。综合汽轮机组热耗率收益和加权热耗率收益最大的抽汽压力范围并取交集,得出0号高加的抽汽压力应在11.08～15.02 MPa进行选取。本文对超超临界660 MW机组具有一定指导意义,但对不同机组需做进一步优化及研究。     

200MW汽轮机整体优化改造及效果评价

分析了某200 MW汽轮机组存在的问题,提出了对该机组整体优化的改造方案。通过性能考核试验验证,改造后的汽轮机效率得到了提高,3VWO工况下,汽轮机热耗率下降了442.45 k J/(k W·h),折算成发电煤耗率下降量为16.84g/(k W·h),高、中压缸效率分别提高了5.14%、2.21%。热耗降低明显,达到了预期的增容降耗的目的,符合国家节能减排的大战略。