为了预测掺烧生物质(经过低温热解处理)对燃煤锅炉实际运行的影响,基于FLUENT软件模拟分析了某350 MW四角切圆燃烧锅炉在纯煤、掺烧20％、40％热值比生物质工况下燃烧特性、烟气成分和热流密度的分布特性.模拟结果表明:相比于纯煤工况,掺烧20％热值比生物质后,炉膛、主燃区、燃尽风至折焰角区域的平均温度分别增加22 K、20 K、37 K;当掺烧生物质的热值比从20％提升至40％后,温度几乎不变.掺烧生物质后:主燃区一氧化碳(CO)的体积分数上升了 2 103×10-6～2 962 × 10-6,但燃尽风区域CO的体积分数始终接近0;主燃区氧气(O2)的体积分数下降了 0.5％～1.0％,标高45 m处3种工况O2的体积分数分别为2.9％、3.2％、3.6％;氮氧化物(NO.)的质量浓度下降了 140～182 mg/m3;此外,热流密度变化不大,不会明显影响水冷壁的吸热情况.
基于MATLAB/Simulink软件建立光伏发电系统模型来研究环境对光伏电池输出功率的影响,并且提出一种最大功率点跟踪(MPPT)算法,同时模拟真实的环境条件验证该控制算法的可行性.结果表明:光照强度的变化,尤其是光照强度的减弱,对光伏发电系统跟踪最大功率点的影响最大.
基于FLUENT软件建立异径管流动加速腐蚀(FAC)速率的预测模型,分析扩张比和入口流速对异径管FAC的影响.结果表明:当扩张比相同时,FAC速率与入口流速呈正相关;当入口流速相同时,FAC速率与扩张比呈负相关;在相同的扩张比和入口流速的情况下,FAC速率呈现先增大后减小的趋势,与腐蚀深度呈现相同趋势.研究结果可用于定位异径管段的失效位置,从而有效减少FAC导致的异径管事故的发生,对提高机组安全运行具有重要意义.
某核电厂汽轮机主蒸汽调节阀后的疏水管道接口位置断裂,导致蒸汽泄漏.根据疏水管道实际布置情况,对该管道的材料、焊接质量、振动应力等方面进行分析.结果表明:在低流量、小开度的情况下,湍流引起的压力波激励作用导致疏水管道振动,管道的二次应力过大,接近许用应力,最终引发了管道断裂.通过改变焊口结构、调整管线布置、增加疏水管道支撑结构等措施,有效地减缓了管道振动,保证了机组安全.
以某燃气-蒸汽联合循环机组为对象,建立了机组及其系统的数学模型,提出了联合循环机组蒸汽动力部分的改进模型,并且通过实测数据验证了模型的准确性.改进模型细化了蒸汽动力循环部件的运动方程,提升了机组动态响应的速度和精度.机组模型可以满足电网一次调频要求;受到扰动时,联合循环机组因热惯性较大,需要较长时间才能达到稳定的功率输出.相关结果为联合循环机组的调频性能和负荷稳定性的研究提供了参考.
某电厂1 000 MW汽轮发电机组调试期间存在振动隐患.通过对机组振动信号进行采集、储存、分析,以及对机组故障特征进行总结分类,判断机组转子存在一定的不平衡量.基于谐波分量法对机组进行动平衡试验,以及进行平衡调整,解决了该机组轴系振动偏大的问题,机组各轴瓦振动达到正常水平.研究结果为其他轴系平衡方法提高平衡精度、减少机组启停次数提供了可靠的方法,同时为同类型机组一次加重提供理论指导和实践证明.
气膜冷却是燃气轮机叶片的重要冷却形式,研究平板气膜冷却可以为透平叶片气膜冷却提供重要参考.基于正交试验,通过数值计算研究和分析气膜孔倾角、吹风比、主流湍流度对气膜冷却效率的影响.结果显示:气膜孔倾角、吹风比、主流湍流度均对气膜冷却效率存在影响,其中气膜孔倾角的影响最大,并且在小气膜孔倾角的情况下,低温气体覆盖得更加全面.
以某2.4 MW旋流燃烧炉为研究对象,基于数值模拟研究了煤粉与半焦混合燃烧过程中燃尽风配风位置对燃烧特性的影响.结果表明:燃尽风配风位置对燃尽特性有显著的影响,燃尽风配风位置越靠近主燃区下游,燃料在主燃区的停留时间越长,在燃尽区的停留时间越短,未燃尽焦炭反应越不充分,其燃尽程度越差.因此,在实际运行或改造中,在确保氮氧化物(NOx)排放满足要求的情况下,建议尽量使燃尽风配风位置靠近主燃区,该方式有利于改善半焦的燃尽特性.
统计了某300 MW火力发电机组的调峰运行参数,基于快速傅里叶变换(FFT)对调峰数据进行频谱分析,得到机组调峰运行特性.采用有限元计算的方法对调峰运行的高压导汽管疲劳损伤进行了研究.结果显示:当机组负荷不低于128 MW时,负荷与主蒸汽压力的波动密切相关,而与主蒸汽温度无明显的关联性;每天调峰2次的情况居多,约占调峰运行总天数的1/2,每天调峰1次的情况约占调峰运行总天数的1/3;每天调峰3次的情况较少.在高压导汽管支吊架设计及应用良好、机组调峰负荷率不低于42％的情况下,以每天调峰2次计算,高压导汽管可运行6.25X 105 d.
回转式空气预热器漏风问题是其不可避免的缺陷,其中径向漏风是最主要的漏风形式.以某电厂660 MW机组锅炉的三分仓回转式空气预热器为研究对象,基于空气预热器整体建模的方式对其径向漏风特性进行研究,系统分析漏风率对转子易发生腐蚀积灰区域和锅炉效率的影响规律.结果表明:空气预热器的排烟温度随着热端径向漏风率的增加而升高,随着冷端径向漏风率的增加而降低,并且冷端径向漏风会加重低温腐蚀;热端径向漏风对排烟损失的影响远大于冷端径向漏风,排烟损失随径向漏风率的增加而增加;在锅炉最大连续蒸发量(BMCR)工况下,空气预热器热端径向漏风率每增加1％,锅炉效率降低0.02％.
使用现有管材磨损量计算模型对某670 MW超临界锅炉省煤器管材的磨损量进行计算时,存在磨损量计算值和实测值之间的误差率较高的情况,采用计算结果修正法和经验参数修正法计算省煤器管材磨损量,并且对比分析2种方法.结果表明:采用经验参数修正法所得的磨损量计算值与实测值之间的平均误差率仅为3.14％,其修正效果优于计算结果修正法,可以为同类超临界锅炉省煤器管材的壁厚监测与状态检修提供参考.
以山东某100 MW/200 MW·h电化学储能电站为研究对象,通过对电站辅机功率和夏季典型日电池舱主要热源进行分析,探究降低站用电率的方案.结果表明:在电池舱防火墙顶部布置光伏组件可以有效隔离太阳热辐射,年总节电量为1 565.5 MW·h,日均站用电率降低1.87个百分点.工程静态投资回收期约为5.3年,具有良好的经济性,可以为电化学储能电站的工程设计、运行改造提供参考.
基于国内 600℃超超临界(U SC)锅炉高温部件用材情况,提出并阐释了 650℃先进超超临界(A-USC)锅炉选材的主要考虑因素.结合国内外锅炉用先进材料的研发现状,从材料经济性、许用应力、焊接性能、纳入标准、材料供应安全、集箱和管道用材特殊性等多方面,综合对比了几种重点候选材料.结果表明:国内650℃A-USC锅炉高温受热面材料可以选择Sanicro25(C-HRA-5)先进奥氏体耐热钢或 HT700T合金,集箱、管道材料可以选择 HT700P或G H984G合金.关于锅炉用高温合金的研究目前仍不够成熟,建议进一步研究候选材料用于集箱、管道的安全性问题和工程应用的标准化问题等,并且持续积累材料的高温持久强度数据.
为了提高SGT5-4000F型燃气-蒸汽联合循环机组的经济性,采取了暖机负荷的优化方案.结合机组的中压旁路控制模式,对优化后汽轮机冲转异常的案例进行分析.结果表明:暖机负荷的优化方案可以缩短机组的启动时间,但是此方案在夏季会造成汽轮机无法冲转.通过对暖机负荷的再次优化即适当地增加燃气轮机的暖机负荷或者降低中压旁路在自动设定值控制模式(ASA控制模式)时的上限限制,实现了汽轮机正常冲转.
利用火力发电厂烟气排放连续监测系统(CEMS),实现锅炉烟气中一氧化碳(CO)、氧气(O2)的测量,设计完善风量-氧量串级控制系统,实现CO-O2 联合控制.实际应用结果表明:该系统投入后可以有效监控CO含量,减少锅炉燃烧中产生的CO,为锅炉燃烧调整提供数据支持,提高锅炉效率,减少水冷壁高温腐蚀,进而提高锅炉运行的安全性、经济性.
介绍了压缩空气储能的技术特点和应用场景,结合国内压缩空气储能技术的发展现状,分析了压缩空气储能电站在未来新型电力系统中的定位,并且对不同储气形式的压缩空气储能电站的经济性进行了研究分析.通过综合分析得出压缩空气储能电站的造价为 6 000～11 000 元/kW,需要结合运营模式实现其应用.
以50MW等级余热利用补汽式汽轮机组为研究对象,提出汽水分离器前蒸汽干度的测量方法,分析主汽阀、调节阀的压损情况,给出该类型机组的发电机输出功率的修正系数,并且依据ASME PTC6-2004规程对机组性能进行考核验证.试验结果表明:修正后发电机输出功率为 53 115.9 kW,比设计值(51 510.0 kW)高出 1 605.9kW,达到了性能设计的要求.
有机兰金循环(ORC)在锅炉烟气余热回收中具有一定的优势.针对某 330 MW燃煤锅炉设计一套供厂用电的ORC烟气余热发电系统,计算厂用电率、供电热效率、供电煤耗率、供电碳排放强度及投资回收期,分析锅炉耦合ORC发电系统后机组的经济性.结果表明:采用锅炉耦合ORC发电系统后,厂用电率平均降低0.18个百分点,供电热效率平均增加 0.07个百分点,供电煤耗率平均降低0.7 g/(kW·h),供电碳排放强度平均降低 1.52 g/(kW·h),投资回收期为 7.04a.锅炉耦合ORC烟气余热发电系统具有一定经济性.
在风力发电机组冷却系统中应用一种新型纳米流体冷却液,探究其对风力发电机组的发电效率和散热效率的影响.结果表明:相比于国产传统冷却液,应用纳米流体冷却液机组的发电效率提高了4.9%～6.2%,散热效率提高了 10%～27%;在换热总容量的许可范围内,换装纳米流体冷却液的方法与加大换热器散热面积的冷却效果相同.借助纳米流体的高热导率、低腐蚀率和高沸点的特性,可以提高发电效率,降低设备的维护成本,该技术具有实用化和可行性.
某火电机组凝汽器在原有的水环真空泵组的基础上加装蒸汽喷射真空系统,并且设计一套控制逻辑.基于蒸汽喷射真空系统的特点,研究确定系统控制策略的控制需求和逻辑设计方案,提出采用顺序步进程序对关键工艺逻辑进行组态,同时对系统逻辑设计进行应用验证.验证结果表明:真空系统改造后,在蒸汽喷射真空系统投入运行时的凝汽器年平均真空有所提升,减少了机组运行的热耗率,提高了机组运行的经济性,同时真空系统可用设备增加,提高了机组运行的可靠性,可以为同类型控制策略的工程应用提供参考.
