直接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,通过计算电厂热耗量和风机耗功,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,最佳初压和排汽压力随之升高,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,为机组经济运行提供一定参考。     

变工况下直接空冷机组最佳真空的分析

为了提高直接空冷机组运行经济性,以冷端系统的变工况模型为基础,通过计算空冷凝汽器风机送风量增大时空冷机组发电功率与对应风机耗功功率的增量,得到直接空冷机组凝汽器最佳真空的确定方法．根据相似定律确定迎面风速对风机耗功的影响,并通过冷端系统数学模型的分析和简化得到机组背压与发电功率的关系,最终导出了不同环境温度和排汽热负荷下迎面风速对应的最佳真空．根据模型对某330Mw机组在变工况下的最佳真空进行了计算,结果表明：随着排汽量的增加或环境温度的升高,最佳真空及对应的风量都增加;当环境温度高于20℃时,环境温度对最佳真空的影响更加突出．     

某660MW超临界机组空冷系统运行优化研究

为了对某660MW超临界空冷机组空冷系统进行优化,建立了该机组空冷凝汽器变工况计算模型,并对影响排汽压力的主要因素进行分析。研究结果表明:随着风机运行台数的增加、风机运行频率的升高,机组排汽压力均降低;随着风机运行台数或频率的逐渐降低,排汽压力升高愈发剧烈,此时要注意安全运行;最佳频率所对应的排汽压力随着负荷增加而升高,低负荷低环境温度时,排汽压力维持在阻塞背压附近,高负荷高环境温度时,排汽压力增加逐渐加剧。最终提出优先降低空冷风机运行频率,当空冷风机运行频率低于规定最低频率时,再减少空冷风机运行台数的策略,得到该机组运行最佳排汽压力所对应的最佳空冷风机运行频率曲线,为同类型机组空冷风机优化运行提供参考。     

1000MW直接空冷机组风机运行研究

针对某1 000MW直接空冷机组,基于η-NTU法,建立了直接空冷机组变工况数学模型。通过考虑排汽管道压降及机组对环境散热量等因素,得到机组凝汽器压力与风机风量间关系曲线,分析了在一定凝汽器压力下风机运行所需风量和风机运行频率对机组的影响,为空冷机组的经济运行提供参考。     

1000MW直接空冷机组汽机变工况与风机的节能运行

以汽轮机变工况为基础,综合考虑多种因素,结合1000MW空冷机组热力系统运行参数,应用弗留格尔公式计算了不同机组负荷下汽轮机排汽量的变化情况以及机组的背压对汽轮机功率的影响特性。根据空冷凝汽器的变工况分析,确定了不同环境温度时汽轮机排汽背压与空冷风机所消耗功率的对应关系。通过优化分析,计算了机组运行的最佳背压。编程开发了计算机应用软件,并进一步根据风机的运行原理实现了机组的不同运行状态下通过采集当时的运行参数给出最经济风机运行转速的功能,实现了对机组运行人员的在线指导。该软件在宁夏灵武发电厂4号机得到实际应用,结果表明该系统应用效果良好,具有重要的实际意义。     

直接空冷凝汽器压力特性的耦合计算与分析方法

传统的空冷凝汽器特性计算方法中认为汽轮机低压缸排汽焓保持不变,但实际上空冷凝汽器压力的变化也会反向影响排汽焓,进一步对凝汽器压力产生耦合影响。基于空冷凝汽器背压与排汽焓的耦合分析,提出了一种基于迭代算法的空冷凝汽器模型与分析方法。通过对某600MW机组空冷凝汽器的计算分析,得出其在不同汽轮机负荷、环境温度工况下凝汽器压力的变化特性曲线,定量分析了汽轮机负荷和环境温度变化对凝汽器压力影响的对应关系,对空冷机组的安全经济运行具有一定的参考价值。     

水冷火电机组冷端优化研究

针对电厂汽轮机冷端优化分析问题,从凝汽器和循环水泵的整体角度出发,对冷端系统的运行特性进行优化,建立了不同工况下循环水优化系统分析计算模型,得出不同负荷下汽轮机排汽压力、循环水温度对机组热耗的影响.通过现场试验,计算了不同负荷之间排汽压力对热耗率影响系数关系,以此构建了不同负荷排汽压力对热耗率影响系数模型,提高了低负荷工况优化结论的准确性。     

直接空冷机组散热器污垢热阻对热经济性影响特性研究

直接空冷机组运行时间越长,其散热器管内、外污垢热阻对机组的热经济性影响越加明显,以某600MW直接空冷机组为例,限定散热器管内、外污垢热阻变化范围为0～0．001（m^2·K）／W,建立机组排汽压力的管内、外污垢热阻特性数学模型,编程计算做出对应特性曲线,并进一步分析了机组热负荷一定时,管内、外污垢热阻对排汽压力影响的迎面风速特性及环境温度特性,对于空冷机组的经济运行具有一定的参考价值。     

直接空冷机组冷端传热特性研究

以直接空冷机组冷端系统传热特性为研究对象,充分考虑排汽管道压损、水蒸气压差对排汽压力的影响,建立直接空冷机组冷端换热数学模型,并对影响空冷凝汽器传热的因素进行研究分析。研究结果对直接空冷机组冷端系统保持最佳运行状态,保障凝汽器的安全和经济运行具有重要的指导作用。     

干湿联合冷却系统的性能分析

干湿联合冷却系统能够有效缓解空冷机组的夏季高背压、限负荷等问题,提升机组运行的可靠性和经济性。以某电厂600MW机组为例,建立干湿联合冷却系统的数学模型,确定其运行工况点,分析机组排汽量、冷却水流量、环境温度及风机转速等对机组背压和空冷、水冷系统蒸汽分配量的影响。结果表明,在设计工况下,干湿联合冷却系统的排汽压力比直接空冷系统降低了2.6k Pa。当机组排汽量从70%提高到100%时,背压提高了2.7k Pa,而水冷系统的蒸汽分配量从10.7%上升到13.9%;当水冷系统的冷却水量从4000t/h提高到12000t/h时,背压下降了0.9k Pa,而水冷系统的蒸汽分配量从9%上升到13.9%;当环境温度上升到35℃时,干湿联合冷却系统背压比纯空冷系统下降了10.7k Pa;当空冷系统的风机转速从60%上升到100%时,背压下降了6.3k Pa,而水冷系统的蒸汽分配量从22.9%下降到13.9%。     

直接空冷系统风机转速的优化研究

为了更好的调节直接空冷系统的风机转速以提高机组经济性,选取空冷岛冷却单元为研究对象,综合考虑冷却单元内蒸汽压力、风机转速和环境温度对机组功率增量的影响,并建立了相关的数学模型。进而以机组功率增量与风机耗电量之间的差值最大为目标进行优化,得出不同工况下最佳冷却单元内蒸汽压力和风机转速,为直接空冷机组的经济运行提供了参考。     

1000MW直接空冷机组凝汽器污垢热阻对热经济性影响特性研究

直接空冷机组运行一段时间后,其散热器管内、外污垢热阻会对机组的热经济性产生一定的影响.以某1 000MW直接空冷机组为例,取污垢热阻的变化范围为0～0.001m2·K/W,用η-NTU建立了机组排汽压力的管内、外污垢热阻数学模型.分析了热负荷一定的情况下,不同环境温度、迎面风速下,散热器管内、外污垢热阻对排汽压力的影响特性.结合当地经济因素,比较了不同管内、外污垢热阻阻值对机组年运行费用的影响程度,为机组的经济运行提供了参考.     

600 MW直接空冷机组变工况特性的研究

以600 MW直接空冷机组为例,考虑排汽管道的压损,排汽口和凝汽器入口间水蒸汽柱高度压差及排汽管对环境散热量,建立了直接空冷机组冷端系统变工况数学模型,编程计算并作出直接空冷机组冷端系统特性曲线,分析了空冷凝汽器压力及管道压损变化时的机组特性,对于空冷机组的经济运行具有一定的指导价值.     

Thermal Economy Analysis of Steam-Organic Fluid Combined Cycle Power Generation Model Based on Different Working Fluids

以NZK660-24.2/566/566机组为例,建立了可减少汽轮机冷源热量、增加发电量的蒸汽-有机工质联合循环发电模型.为了筛选出适合新模型的工质,根据工质性质设定新模型的运行参数,通过采用排汽温度为55.3℃及35℃的原机组及新模型的热经济性指标对9种有机工质的热力性能进行了分析.结果表明：与原机组在排汽温度为35℃时相比,当机组热耗相同时,新模型的发电热效率提高,不同工质的发电效率提高幅度不同,而且空冷面积变小;随着工质临界温度的升高,低压缸2的进口压力和排汽压力呈下降趋势;新模型采用环保工质R365MFC时,低压缸2的进、出口压力较为适宜,且排汽未通过湿蒸汽区,可获得较高的热效率.     

1000MW直接空冷机组变工况特性

以1 000MW直接空冷机组为例,基于η-NTU法,建立了直接空冷机组变工况数学模型。在模型中考虑了排汽管道压降及机组对环境散热量等因素,编程计算做出了凝汽器排汽压力与环境温度、迎面风速、排汽流量间的特性曲线。得出迎面风速为2.2m/s左右时,排汽压力波动范围接近额定值,机组的运行良好。为同类1 000MW空冷机组在变工况下选择合适的运行值和提高经济性提供了参考。     

300MW直接空冷凝汽器变工况特性及影响因素研究

排汽压力的高低直接关系到整个机组的热经济性。基于ε-NTU法,深度挖掘厂家提供的数据,建立了直接空冷机组排汽压力的计算模型,得到了某国产300MW直接空冷凝汽器变工况特性,所得结果与厂家提供的数据吻合较好,能够满足工程需要。分析了迎面风速、环境温度以及排汽流量对排汽压力的影响,计算了空冷凝汽器不同环境温度下排汽流量、环境温度、迎面风速对排汽压力的影响权重。结果表明:环境温度愈高,各因素的影响权重(绝对值)越大。在35℃的高温环境下,排汽流量每增加1kg/s,排汽压力将升高0.24k Pa;环境温度每增加1℃,排汽压力将升高1.2k Pa;迎面风速每增加0.1m/s,排汽压力将降低1.6k Pa。     

空冷机组协调控制系统鲁棒性分析

与传统水冷机组相比,空冷机组易受环境因素变化影响,对象特性更为复杂.建立空冷机组负荷-压力对象动态模型,分析其主要参数的变化规律及范围,在此基础上,采用机跟炉和炉跟机两种控制方式,仿真分析负荷-压力工作点、排汽压力、燃料发热量变化对控制系统性能的影响.结果表明:PID控制器具有较好鲁棒性,能够克服机组排汽压力、燃料发热量变化对控制系统的影响;负荷-压力工作点变化造成模型中制粉惯性和迟延、锅炉蓄热系数的变化以及对象自身非线性仍然是影响空冷机组控制品质的主要因素.     

直接空冷机组排汽管道内雾化补水的数值研究

为降低空冷凝汽器的热负荷和机组冷源损失,提高机组真空和热经济性,将补水方式由直接进入热井改为在排汽管道内适当位置雾化后再进入热井。以NK600-24.2/566/566机组排汽管道为例,应用汽水两相流的传热传质理论,建立了直接空冷机组雾化补水模型。利用CFD软件对不同喷嘴位置、喷嘴角度、喷雾压力及喷嘴孔径下的雾化效果进行了数值摸拟,得到了最佳的喷嘴布置方案,并分析了最佳喷雾效果时排汽的温度场。结果表明:喷嘴孔径越小、喷雾压力越高,越有利于提高雾化程度,加强汽、液的传热传质效果,增加排汽的凝结量。当喷嘴孔径为0.3mm、喷雾压力为0.35MPa、喷嘴在x=4m截面上以对称方式布置在管道中心线0.5 m、1.5 m、2.5 m处,且喷雾方向在yz平面内与x轴正向夹角为120°时,蒸汽凝结量最大,约为0.079kg/s。     

直冷式空冷机组的负荷-压力动态模型及其特性分析

在对空冷装置、汽轮机及回热加热系统进行研究的基础上,结合传统机组非线性动态模型,引入汽轮机效率修正,得到能够体现排汽压力变化特性的空冷机组通用动态模型,并给出了1台600 MW机组的实例.分析了采用机跟炉和炉跟机2种控制方式时排汽压力波动造成的影响.结果表明:排汽压力快速变化是影响机组负荷-压力稳定的一个重要原因;而排汽压力缓慢变化导致的被控对象参数改变不会对控制品质产生实质性影响.     

夏季工况直接空冷系统最佳真空特性的研究

以某660MW超临界直接空冷机组为研究对象,基于机组夏季工况下实际运行数据,建立了汽轮机变工况模型与空冷系统变工况模型,并分别利用电厂空冷系统常干时性能曲线以及电厂原热力特性计算说明书验证了这2个模型的计算准确性.分析了不同边界条件下(包括空气温度、凝汽器的换热环境、负荷、风机转速等)凝汽器最佳真空的选取.结果表明:夏季工况下,当负荷较高时,风机应始终保持在超频运行,以维持空冷系统的背压,保证运行安全性;当负荷较低时,在固定凝汽器蒸汽质量流量下,随着冷却空气量的增加,机组出力增加量与风机耗功增加量的差值有最大值.运行时应首先考虑如何合理设置运行参数以得到较高经济性.