基于响应面方法的H级燃机基础动力性能研究

  目的   为研究H级燃机基础的动力性能,获得关键影响参数与燃机基础动力性能之间的关系,指导参数的选取与工程设计。   方法   选取了H级燃机基础厚度,混凝土弹性模量,动扰力以及阻尼比作为关键影响参数,通过ANSYS建立H级燃机基础的三维有限元模型,并采用谐响应分析方法求解燃机基础在动扰力作用下的振幅。   结果   通过大量的有限元计算分析,H级燃机基础最大控制振幅与基础厚度、混凝土弹性模量之间的响应面呈现出S型曲面特征,两端相对较平,中间增长较快;燃机基础控制点的振幅随着动扰力的增大而等比例增大;而阻尼变化带来的振幅变化不是单调的,阻尼的增大可能增大也可能减小其振幅。   结论   工程设计分析时应结合具体的工程资料和条件,选取合适的基础厚度,混凝土弹性模量,动扰力以及阻尼比参数,获得正确可靠的动力性能分析和燃机基础设计。      

某H级燃机电厂再生水深度处理系统方案设计

  目的  为充分贯彻国家水资源开发利用方针，体现水资源重复利用的节水政策，越来越多南方地区电厂的工业用水水源采用再生水，有必要对其再生水深度处理系统方案设计进行探讨。  方法  以广东某H级燃机电厂为例，通过分析污水处理厂处理工艺、再生水出水水质指标，以及电厂工业用水水质要求，设计出最适合的再生水深度处理系统方案。  结果  采用的“接触絮凝斜板沉淀池＋过滤池”方案，系统流程简单，投资和运行费用低，且能保证系统安全、可靠运行。  结论  旨在为将来类似水源电厂再生水深度处理系统设计提供可借鉴的方案。     

燃机电厂机械通风冷却塔群噪声治理方案研究

  目的  随着人们环保意识的提高,燃机电厂降噪成为燃机项目环保关注的重要内容。冷却塔群作为燃机电厂一个庞大的工业建筑群体,如何降低其噪声,减少其对厂内及厂外环境的影响,成为现今燃机电厂环保降噪设计的重点。  方法  分析了冷却塔噪声特点,以东莞某燃机电厂冷却塔群布置为例,采用SoundPLAN噪声模拟软件对冷却塔群进行了建模。  结果  根据模拟结果,分析了冷却塔群不同降噪方案的降噪效果,提出各降噪方案的优缺点。  结论  所提冷却塔群降噪方案可供后续同类电厂设计参考。     

碳中和目标下新建H级燃机项目节能报告编制要点研究

  目的  为了高质量完成节能报告的编制工作,以燃气热电联产项目为例,提出了节能报告编制中的要点以及建议。  方法  基于某新建H级燃机联合循环发电项目节能报告编制案例,引用政策文件、标准规范、编制指南等有针对性地分析了报告编制章节中普遍容易犯错的地方。  结果  节能报告编制要点主要集中在项目摘要、能源消费量核算和能效评价、能耗双控目标影响分析等方面。  结论  研究成果为节能报告编制和审查单位提供参考和指导。     

进气冷却对燃机联合循环的性能影响分析

  [目的]  为了提高联合循环电厂运行灵活性,保证较好的机组运行经济性,避免燃气轮机在低效运行区,对燃机的进气冷却系统进行分析研究。  [方法]  基于GT-Pro/GT-Master软件,通过对采用进气冷却系统前后的燃机联合循环机组进行热平衡模拟计算,对机组的性能变化以及影响因素进行研究、对机组效率进行敏感性分析。  [结果]  分析结果表明:进气冷却系统可以大幅提高燃机的出力和效率;采用进气冷却系统后联合循环机组的出力增加,但效率略有下降。  [结论]  因此,对于联合循环机组,若电网允许机组多发电,则可以考虑设置进气冷却系统;若机组全年总出力固定,且年利用小时数并不饱满,则不宜设置进气冷却系统。     

燃机电厂黑启动与保安柴油发电机组配置方案及启动方式研究

  目的  为了降低燃机电厂初期投资，在保证机组安全的同时，通过黑启动功能获取广东辅助服务经济补贴，提出了扩建燃机时采用多台柴油发电机组的配置方案，用于9F机组事故停机保安电源，同时又作为原9E机组黑启动电源。  方法  为了实现技术经济最优化，通过柴油发电机组配置及厂用电接线的多方案比选论证，给出了合理配置方案。并对推荐方案的事故停机控制逻辑以及黑启动控制逻辑进行论述。  结果  通过黑启动试验结果表明，各电气量均满足规范要求，推荐方案能满足黑启动功能并通过电网公司验证。  结论  多台柴油机同时用于黑启动及保安功能的方案，为今后燃机电厂黑启动及保安电源工程设计提供参考及借鉴。     

新型海上风电基础结构空间三维数值模拟研究

  [目的]  为迎对海上风电快速发展的趋势,亟需开发新型海上风电基础结构形式以满足大水深和深厚软基的设计需求。  [方法]  结合某海上风电工程基础设计为算例,以PLAXIS 3D大型有限元软件为平台,对一种新型大直径钢圆筒组合导管架风机基础结构进行空间三维弹塑性数值模型分析研究,采用合理可行的本构类型以及简化形式模拟风机基础的整体稳定性,考虑钢圆筒与土体之间的共同作用,分析风机基础的内力与位移;再用ANSYS软件建实体模型计算极限荷载工况下各构件的应力。  [结果]  研究结果表明:新型组合式风机基础内力和位移均可控,在理论上可适用于软基和深水区海上风电场建设。  [结论]  分析结果对今后新型海上风电基础结构的开发与研究具有一定的参考意义。     

海上风电吸力式筒型基础应用研究

  [目的]  筒型基础是一种极具潜力的环境友好型海上风电基础,如何有效的实现筒型基础顺利下沉到设计深度和下沉过程结构垂直度的精准控制,避免筒内土塞隆起或筒裙及分舱板变形甚至屈曲带来的安装风险是筒型基础应用层面的关键问题。  [方法]  通过总结吸力式筒型基础在国内外风电工程中的应用,分析了筒型基础施工过程中下沉和调平两个关键问题涉及的相关机理和方法。  [结果]  研究表明:准确预测复杂土质条件下筒型基础施工过程下沉阻力及施工临界吸力和施工过程可能发生的结构变形等不稳定性态分析将有效规避单筒型、多筒型和单筒多舱复合型筒型基础吸力下沉调平过程中的施工风险。  [结论]  海上风电吸力式筒型基础应用总结分析,可以为实际工程提供筒型基础下沉和调平施工方案的相关参考。     

“花园式”城市型燃机电厂生态化设计研究

  目的  随着清洁电力工业的发展，燃机电厂建设成为城市区域规划的重要内容。作为一个庞大的工业建筑群体，如何塑造其形象，使其作为一个大型景观群体出现，以生态、和谐、自然、环保的积极作用为周围环境增彩成为现今燃机电厂设计的新方向和必然趋势。  方法  在燃机电厂设计之初确定全厂建筑、环境进行景观化和生态化设计的目标，对各建筑进行整体性的景观化设计，并融入生态化设计理念。  结果  以华能东莞燃机电厂为依托工程，对全厂布局优化考虑、景观化优化设计理念进行分析，打造出一个建筑新颖、景色美观、环境清新、生态良好的现代化“花园式”电厂。  结论  所提实施路径可供后续同类电厂设计参考。     

黄埔燃机电厂去工业化设计解析

  目的  随着城市的发展,电厂逐步由“外”向“内”发生变化,单一的建筑设计已无法满足处于城市中的电厂设计,以黄埔电厂为例,为同类型——城市型燃机电厂设计提供借鉴。  方法  通过分析、整合、利用,使多种不利因素转变为电厂去工业化的元素,丰富去工业化设计的内涵。  结果  文章分析了黄埔电厂在土地利用、建筑表皮、降噪和景观绿化等方面的具体设计理念及手法。  结论  黄埔电厂作为城市型燃机电厂,展现出的去工业化设计理念,延伸了现代工业建筑设计的范围,并提供了更多元化的设计手法。     

不同边界条件下吸力筒导管架式海上风电振动特性分析

  目的  吸力筒导管架是一种具备许多优点的新型海上风电基础,其振动特性与传统基础有着明显的不同。正确处理无限域地基的边界条件对准确分析振动问题至关重要,故对不同边界条件下吸力筒导管架式海上风电的振动特性进行分析。  方法  以某吸力筒导管架式海上风电为分析对象,在ANSYS APDL中建立结构与土体耦合的全三维有限元模型,研究边界条件对自振频率的影响并对相关参数进行敏感性分析。  结果  不同边界条件对整机固有频率影响较大,改变边界条件对结构轴向刚度和扭转刚度的影响大于对弯曲刚度的影响,整机固有频率随着粘弹性边界弹簧刚度、土体弹性模量和筒土摩擦系数的增大而增大。  结论  分析了影响整机固有频率计算精度的相关因素,可为工程计算提供参考。     

海上风电钢管桩水平承载力计算方法研究

  [目的]  p-y曲线法在计算钢管桩水平位移时的桩身受力状态有明显优势。  [方法]  开发了一套新的p-y曲线自动提取程序,根据提取的剪力用三次样条曲线进行拟合,然后一次求导得到p。  [结果]  研究表明:该方法提高计算精度的同时,降低了使用者的经验要求,方便工程推广使用。  [结论]  针对桂山海上风电场项目的大直径单桩基础现场试桩结果进行三维有限元分析,验证了该提取方法在桩土相互作用分析中的可靠性。     

考虑本地气电和柔直联网的海岛供电方案研究

  [目的]  保障电力供应的安全性、可靠性和经济性是海岛电力系统规划设计工作的重要任务。  [方法]  以国内某海岛作为案例,在建立和求解气电机组配置的整数规划模型的基础上,进行了发展本地气电和采用柔性直流联网两种方案在技术可行性、供电可靠性、投资经济性及上网电价等方面的综合比较。  [结果]  研究结果表明:为满足海岛电力需求,兼顾远景负荷增长的不确定性,在技术条件可行的情况下,推荐采用发展本地气电和联网混合供电方案。  [结论]  该研究方法和成果可为同类型的海岛电力规划设计提供参考。     

海上风机塔架和单桩一体化试验设计方法

  目的  国内海上风电项目的业主在招主机标时,对风机厂商提供的基础顶载荷和塔架质量提出要求,在招设计标时很少对设计院提供的基础质量提出要求;详细设计阶段时风机厂商和设计院分别对塔架和基础进行设计,因此通常难以得到塔架和基础总质量最小的全局最优设计。  方法  提出了海上风机塔架和单桩一体化试验设计方法,通过对某海上风电项目进行试验设计得到多个不同塔架构型、塔底和单桩直径的设计方案,并通过载荷计算、塔架和单桩设计迭代优化得到相应的基础顶载荷、塔架质量和单桩质量等结果。  结果  研究表明:基础顶载荷或塔架质量最小的方案不是塔架和单桩总质量最小的方案。通过试验设计方法可以给出单桩和塔架总质量最小的最优设计。  结论  研究成果表明,在设计中采用一体化试验设计方法寻找塔架和单桩总质量最小的全局最优设计是降低海上风电度电成本的有效方法。业主将制定塔架和基础总造价最小的招标规则,要求采用一体化试验设计方案找到全局最优设计。     

海上风电嵌岩区风机基础比选原则及依据

  [目的]  随着海上风能的开发中心从江苏扩大至广东、福建等省份,海上风机基础的嵌岩问题已逐步成为海上风能开发中的核心问题,嵌岩区的风机基础造价严重制约着海上风电场的成本,因此海上风电嵌岩区的风机基础比选就显得尤为关键。  [方法]  讨论了几种风机基础的嵌岩施工工艺,探讨了嵌岩区海上风机基础的比选依据及原则,并对海上风电嵌岩问题的发展进行展望。  [结果]  研究表明:海上风电场嵌岩区域风机基础方案的比选原则应主要从结构安全性、施工可行性和经济性三个方面进行综合比选。在上述三个比选因素中,应首先满足结构安全性上的要求,在此基础上再满足施工可行性的要求,最后考虑经济性的影响。  [结论]  研究成果可为嵌岩区海上风电风机基础设计提供参考。     

10 MW大型单桩式海上风机桩土作用研究

  目的  世界范围内已经建成的海上风场大部分位于浅水区域（水深<30 m）,主要以单桩等固定式基础为主。随着风电技术的不断成熟,海上风电逐渐走向机组大型化趋势,而单桩海上风机的基础直径也将随着机组大型化而增加。其所受到的环境载荷和土质条件要求也愈加严苛,对于大直径单桩式海上风机的桩土相互作用的研究成为海上风电技术的关键技术问题之一。  方法  拟对浅水水域10 MW大型海上风机,研究不同桩土模型对大型单桩海上风机的动力响应的影响。  结果  结果表明,宏单元法考虑了非线性的刚度与塑性,在特征频率附近的功率谱密度总和大,对比其他传统桩土模型时有很大的优势。  结论  所做研究对风机的整体安全运行具有深远的理论价值与工程应用前景。