600MW等级亚临界机组超超临界改造的热力系统设计分析

以某660MW亚临界机组为研究模型,构建了600MW等级亚临界机组超超临界改造的两种方案所对应的热力系统。根据锅炉给水泵驱动方式不同,提出了常规方式驱动给水泵与主轴驱动给水泵两种方案。定量分析了两种方案下主蒸汽流量、低压缸排汽流量和汽轮机组热耗率等参数的区别。结果表明:亚临界机组通过提出的方案进行超超临界改造,可以使汽轮机热耗率下降约500k J/(k W·h),全厂毛效率提高近4%,主轴驱动给水泵的方案比常规方案热耗率降低约20k J/(k W·h)。部分负荷下,改造仍表现出良好的节能潜力,主轴驱动给水泵的改造方案热耗率仍低于常规方案。     

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。     

300MW 汽轮机组不同运行方式比较

针对300MW机组编写了汽轮机定压运行和滑压运行的变工况热力计算程序,利用程序计算出了在定压运行和滑压运行方式下调节阀门压损、高压缸排汽温度、调节级相对内效率、给水泵耗功、热耗率、理想循环效率等各项指标。通过对上述各项指标的分析比较,得到了机组滑压运行的最佳运行方式,进而确定了机组滑压运行的负荷区域,并分析了滑压运行对机组安全性的影响。     

1350MW二次再热发电机组热力系统设计分析

综合考虑锅炉侧和汽轮机侧的设计协调,构建了1 350 MW二次再热机组原则性热力系统。针对不同给水泵汽轮机配置进行了计算与分析,定量分析了背压抽汽式与凝汽式小水泵汽轮机两方案对再热蒸汽流量、机组热耗和回热加热器设计等的影响。结果表明:额定工况下,背压抽汽式给水泵汽轮机系统的一、二次再热器蒸汽流量分别比凝汽式系统小266 t/h和289 t/h,从而有利于锅炉对流受热面设计;背压抽汽式系统的4号、5号加热器进汽温度相比凝汽式系统分别降低350℃和297℃,有利于加热器设计和运行。但背压抽汽式系统比凝汽式系统机组热耗高约为6 kJ/kWh。部分负荷下的计算结果表明背压抽汽式系统一、二次再热蒸汽流量仍小于凝汽式系统,机组热耗相比凝汽式系统仍稍高。     

600MW机组给水泵技术分析

随着参与电网调峰机组数量的增多,要求大功率的机组参与调峰运行,这要求机组汽动给水泵不仅在长期运行工况下具有良好的经济性和稳定性,在其他变工况时汽轮机给水泵能耗指标也不能上升过大。为得到汽动给水泵最佳性能工作点,采用汽动给水泵的额定转速性能曲线和相似理论,对汽轮机给水泵进行效率计算。结合现场汽动给水泵设备特点,热力设计特性,给水泵运行参数、小汽轮机参数与主机负荷的关系,通过对汽轮机给水泵各个运行工况进行比较和理论计算。得出汽动给水泵首先滑压运行变速调节方式最佳,其次是定压运行变速调节方式,定压运行给水泵定速调节方式最差。     

超超临界汽轮机全负荷段性能优化试验研究

为了得到机组经济性在全负荷段变化较小时的滑压曲线,对某1 000 MW超超临界汽轮机组进行了全负荷段工况性能试验、宽负荷配汽方式性能试验、变背压特性性能试验及循环水泵优化试验,对全负荷段工况滑压曲线进行优化,并根据机组实际背压特性曲线和循环水泵优化试验结果调整滑压曲线,得到了经济性较优且满足负荷响应速率的滑压曲线。结果表明:同负荷下不同高压调节阀开度运行时,全开方式运行高压缸效率最高,热耗率最低,经济性最好,但负荷响应却较慢,采用38%高压调节阀开度可以满足负荷响应速率需求。     

电厂汽轮机组变负荷运行安全经济性分析

电厂汽轮机组变负荷运行时常采用定压运行和滑压运行两种方式,但这两种运行方式对机组运行的经济性和安全性的影响是完全不同的。借助某电厂600MW汽轮机组运行数据,通过计算和分析,比较了汽轮机组不同负荷下定压运行和滑压运行的汽耗率、热耗率、绝对电效率、调节级温度、高压缸排汽温度等重要指标。研究证明,部分负荷下采用滑压运行方式,既可以提高机组的热经济性、降低机组能耗,又能够保证设备的运行安全性、改善整个机组的调峰性能。     

双背压凝汽器对汽轮机热经济性影响分析

论述了双背压凝汽器对汽轮机热耗率的综合影响.通过计算,得出凝汽器冷却水温度在分界温度值以上,采用双背压凝汽器可以提高机组的热经济性;同时由于低背压的影响,该侧的排汽损失增大,使双背压汽轮机高背压与低背压的平均值对应的热耗率要高于单背压汽轮机的热耗率,使机组的热经济性有所下降.由此得出结论,双背压凝汽器对汽轮机热经济性的影响程度,需要综合分析达到.     

直接空冷火电机组实时热耗率和冷端损失分析

针对330MW亚临界直接空冷燃煤火力发电机组,建立了实时运行工况的热耗率和冷端损失的计算模型,定量分析了负荷、环境温度和背压等因素对机组效率、乏汽湿度和凝汽器端差的影响规律。结果表明,实时热耗率模型能较好地适用于空冷机组的性能分析。冷端损失能量占总输入能量的52.8%,占总损耗能量的87.2%。从长期稳定运行的趋势来看,在滑压变负荷运行模式下低压缸排汽湿度随主蒸汽压力增加而单调增大。在某些工况下,乏汽湿度大于15%,可能会引起叶片水蚀,降低末级叶片寿命。由于直接空冷凝汽器表面换热系数随负荷波动较小,直接空冷凝汽器的传热端差和平均换热温差均随负荷增加而单调增大。研究成果可为空冷机组的热耗率实时定量分析、冷端运行优化和乏汽湿度控制提供参考。     

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。     

BEST系统变工况特性及控制方式研究

为分析抽汽背压式汽轮机(Backpressure Extraction Steam Turbine,BEST)回热系统的变工况工作特性及保证小汽轮机与给水泵之间的功率匹配,提出采用小发电机、节流阀、补汽阀的3种控制策略,根据汽轮机、回热加热器等主要设备的变工况过程建立BEST系统的变工况数学模型,分析各负荷下BEST和给水泵系统的功率匹配特性和回热系统抽汽参数的变化规律。研究表明:小汽轮机与给水泵的功率差值随着负荷降低先增加后降低,最大值出现在约50%负荷左右;采用小发电机调节,BEST末级排汽流量与压力近似不变;采用节流阀调节,BEST末级排汽流量与压力随负荷降低而降低;采用补汽阀调节,BEST末级排汽压力与流量随负荷降低而升高;小发电机调节方式的热经济性最佳,相对于其他两种调节方式的热耗率明显偏低,节流调节方式存在节流损失,补汽阀调节在BEST末级排汽供汽中引入了大量经过再热的抽汽,提高了抽汽过热度,降低了系统效率。     

用Baumman公式估算汽轮机排汽压力对机组经济性的影响

通过分析在不同排汽压力下汽轮机各参数的变化,结合Baumman公式估算低压缸排汽焓,得到汽轮机排汽压力对机组电功率和热耗率的修正曲线以及低压缸内效率曲线,与制造厂提供的资料对比基本一致。此方法同样可以按现场精确的热力性能试验数据进行计算,可用来估算制造厂未提供工况的修正曲线,并校核制造厂家提供的曲线。     

超临界600MW机组回热系统变工况对发电煤耗影响的定量分析

以某600MW超临界凝汽式机组为例建立仿真模型,在VWO工况、THA工况、75%THA工况和50%THA工况下模型的计算值与设计值的相对误差小于0.08%。运用模型进行了不同工况下加热器效率、加热器切除、除氧器排汽连续运行、给水泵汽轮机汽源变化4种回热系统变工况对机组发电煤耗影响的定量分析。结果表明,不同负荷工况下,2号高压加热器效率对机组发电煤耗影响更大,其次是1号高加、3号高加、5号低加至8号低加;高压加热器切除对机组发电煤耗影响最大,5号低加至8号低加切除对发电煤耗的影响逐渐减小;除氧器排汽量相同时,机组发电功率越低,对机组发电煤增量的影响越大;给水泵汽轮机采用辅助联箱蒸汽作为汽源时,机组发电功率越高,对机组发电煤耗增量的影响越大。     

热电联产机组热力特性计算解决方案

运用等效焓降的分析方法将供热机组拆分为纯凝机组与背压机组,并通过平衡轴系做功与回热系统吸热量的方法计算出在不同压力等级供热工况下对汽轮机热耗率的影响。通过minitabo软件的使用计算出电、热负荷分配对中压缸效率的影响,并组织验证试验。     

火电站直接空冷凝汽器积灰监测

火电站直接空冷凝汽器积灰是影响传热性能的重要因素,研究直接空冷凝汽器积灰对传热性能的影响规律并提出监测措施具有重要意义。通过分析汽轮机背压与汽轮机排汽量、冷却空气流量、凝汽器传热系数、凝汽器总传热面积以及环境温度之间的关系,得到了空冷凝汽器在维持汽轮机排汽量和冷却空气量不变时,汽轮机背压和传热系数之间的关系以及凝汽器积灰对汽轮机背压的影响。研究表明:凝汽器积灰会导致凝汽器传热系数降低,汽轮机背压升高,机组运行经济性下降。设计工况下,当蛇形翅片扁平管结构凝汽器积灰厚度达到1.2 mm时,汽轮机背压将增加50%左右。通过监测空冷机组运行过程中汽轮机背压的变化,可预报积灰的程度,为直接空冷凝汽器清洗提供一定的理论依据。     

热电厂采用汽动给水泵技术经济分析

利用锅炉富余新蒸汽驱动小型工业汽轮机拖动给水泵,排汽供热用户使用;或利用背压机组排汽驱动小型工业汽轮机拖动给水泵,排汽进入除氧器作为加热蒸汽,可以提高企业经济效益,达到节能减排目的。     

300MW汽轮机变负荷运行热经济性及安全性研究

能源结构的变化要求火电机组担任电网调峰,消纳新能源等任务,需要长期处于变负荷的运行状态。汽轮机变负荷运行包括滑压运行和定压运行两种方式,不同运行方式下的机组变负荷热经济性和安全性不同。以某电厂300MW汽轮机组为例,首先比较了变负荷下两种运行方式的汽耗率、热耗率、绝对电效率等参数的变化规律,进而说明不同运行方式下的热经济性问题。随后,为了讨论不同运行方式下的机组安全性问题,还比较并分析了变负荷下两种运行方式的调节级温度和高压缸排汽温度等指标。研究结果表明,某些负荷下机组采用滑压运行,既能够提高经济性,降低机组能耗,又能够保证机组变负荷下运行的安全性。     

给水泵汽轮机排汽至大机直接空冷凝汽器冷却方案研究

给水泵汽轮机的排汽冷却采用"小机排汽至大机直接空冷凝汽器"方案,在极端不利气候条件下,背压变化较为频繁,会引起给水系统频繁扰动和机组出力波动。文章以某350 MW空冷机组为对象,分析了该种冷却方式潜在技术风险以及对汽轮机安全运行的影响,进而论证这种设计方案的可行性。     

回热式给水泵汽轮机优化配置研究

针对回热式给水泵汽轮机系统中的功率协调问题,分析了进汽节流调节、排汽补汽调节和发电机调节3种配置方案的控制方法与特点。以1000MW超超临界二次再热机组为研究对象,建立机组全范围仿真模型,研究了上述3种方案的热力性能差异。结果表明:随机组负荷的增加,小汽轮机与给水泵的功率差值先增大后减小,在70%THA工况附近达到最大值19.3MW;进汽节流调节方案节流损失较大,经济性最差;排汽补汽调节方案可减少进汽节流,提高给水温度,但增加了抽汽过热度,经济性优于节流调节;发电机调节方案经济性最佳,在低负荷下节能效果更加显著。     

深度调峰运行时汽轮机低压叶片的安全性分析

为了满足电网深度调峰和供热的要求,低压缸需要长期在低负荷甚至零出力工况下运行。本文以某660 MW汽轮机为对象,对其深度调峰和供热工况下低压叶片的通流特性和运行安全性问题进行了研究,得到了不同排汽压力时低压末级叶片的流场分布以及相关参数随背压变化的规律,分析计算了叶片所受汽流弯应力,确定了汽流弯应力随背压的变化。结果表明：该机组在深度调峰和供热的小容积流量工况下,叶片所受汽流弯应力很小,满足不调频叶片的设计要求,能够保证机组安全稳定运行;小容积流量工况下,汽轮机的排汽压力降低,真空度提高,其低压部分摩擦鼓风损失大幅度降低,鼓风发热问题减少,汽流弯应力降低,汽轮机可以安全稳定运行。