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深度调峰背景下火电机组变负荷过程蒸汽参数反馈特性

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洁净煤技术 2023年第6期29卷 59-64页

作者：冯福媛郑淇薇陈衡潘佩媛徐钢刘彤华北电力大学能源动力与机械工程学院北京102206

随我国“双碳”战略提出,可再生能源发电装机容量不断增加,火电机组在电网调峰中发挥越来越重要的作用。为研究火电机组变负荷过程中的蒸汽参数反馈特性,以某300 MW火电机组为研究对象,在Dymola平台建立该机组动态模型,并在模型中嵌入... 详细信息

随我国“双碳”战略提出,可再生能源发电装机容量不断增加,火电机组在电网调峰中发挥越来越重要的作用。为研究火电机组变负荷过程中的蒸汽参数反馈特性,以某300 MW火电机组为研究对象,在Dymola平台建立该机组动态模型,并在模型中嵌入通用的电厂控制配置,研究不同幅度负荷变化、不同速率负荷变化时机组的汽温特性。结果表明:相同速率变负荷过程中,由于嵌入主蒸汽温度控制系统,主蒸汽温度变化范围较小,由于不涉及再热汽温调整策略,再热蒸汽温度变化范围较大,最低为529.0℃;相同幅度负荷变化过程中,负荷变化速率越慢,主蒸汽温度偏离额定值的偏差越小,不同变负荷速率下再热蒸汽温度变化趋势相同,且最终都达到相同的稳定值。

关键词：深度调峰火电机组变负荷控制系统汽温特性

深度调峰工况下350 MW汽轮机组低压缸流场与温度场分布特性研究

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热能动力工程 2022年第9期37卷 59-65,72页

作者：吴昕李前宇薛常海李洪伟华北电力科学研究院有限责任公司北京100045 京能秦皇岛热电有限公司河北秦皇岛066000 东北电力大学能源与动力工程学院吉林吉林132012

针对某电厂350 MW超临界机组汽轮机低压缸结构,建立了由末5级叶栅通道组成的低压缸通流区域单通道三维模型。选取从热耗率验收工况(THA)降低至1.5%THA的7种运行工况,构建了低压缸蒸汽流量变化全域图谱。利用计算流体动力学方法,在不同... 详细信息

针对某电厂350 MW超临界机组汽轮机低压缸结构,建立了由末5级叶栅通道组成的低压缸通流区域单通道三维模型。选取从热耗率验收工况(THA)降低至1.5%THA的7种运行工况,构建了低压缸蒸汽流量变化全域图谱。利用计算流体动力学方法,在不同蒸汽流量下对末级汽轮机低压缸低压流场以及温度场进行计算。计算结果表明:在THA工况下,蒸汽能够顺畅地流过低压缸通道;随着蒸汽流量降低,回流涡出现在末级动叶叶根以及中弦后方区域,叶栅通道蒸汽流动混乱度逐渐增强;当蒸汽流量降低到14%THA时,末级动叶进入到鼓风加热状态,蒸汽对末级动叶做负功,末级动叶内功率为负值;当蒸汽流量降低到5.8%THA时,末级动叶吸力面顶部出现小范围200℃高温区域;当蒸汽流量降低到3.0%THA时,鼓风加热现象加剧,末级动叶顶部和静叶吸力面的叶尖区均出现了200℃高温区域,必须采取必要的措施予以低压缸降温。

关键词：汽轮机低压缸小流量工况深度调峰蒸汽流量

深度调峰超超临界机组高压加热器抽汽节流变负荷能力静态分析

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热能动力工程 2023年第1期38卷 90-97页

作者：史燕红梁昊聂雨钟平西安热工研究院有限公司陕西西安710054

在深度调峰负荷50%THA、40%THA及30%THA条件下,对某超超临界660 MW燃煤机组常规回热系统和弹性回热系统内高压加热器抽汽节流调频方式的变负荷能力进行静态分析。结果表明:单台高压加热器抽汽节流调频方式只对最末级高压加热器有效,零... 详细信息

在深度调峰负荷50%THA、40%THA及30%THA条件下,对某超超临界660 MW燃煤机组常规回热系统和弹性回热系统内高压加热器抽汽节流调频方式的变负荷能力进行静态分析。结果表明:单台高压加热器抽汽节流调频方式只对最末级高压加热器有效,零号高压加热器在50%THA、40%THA及30%THA工况下的最大变负荷能力依次为1.2%P_(e)、0.9%P_(e)和0.5%P_(e)(P_(e)表示额定负荷);常规回热系统给水旁路(1号+2号HP)流量比例为50%时,在50%THA、40%THA及30%THA工况下机组负荷增量依次为1.8%P_(e)、1.4%P_(e)和1.0%P_(e);增设零号高压加热器后各负荷工况下机组负荷增量分别提高32%、37%和26%;在30%THA以上负荷凝结水节流调频方式的变负荷能力明显低于给水旁路调频方式,在30%THA及以下深度调峰负荷下凝结水节流技术将退出一次调频;通过给水旁路调频方式提供1%P_(e)负荷增量时,50%THA、40%THA及30%THA工况下最终给水温度分别降低9.8~13.4、15.4~16.8和20.8~22.1℃,1段抽汽温升分别为2.4~3.1、3.4~3.7和4.3~4.5℃,2段抽汽温升分别为2.9~3.9、4.0~4.6和5.1~5.7℃。

关键词：深度调峰高加抽汽节流变负荷最终给水温降抽汽温升

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深度调峰运行时汽轮机低压叶片的安全性分析

热能动力工程 2023年第9期38卷 21-29页

作者：宫啸宇蒋楠戴义平西安交通大学能源与动力工程学院陕西西安710049

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... 详细信息

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。

关键词：深度调峰供热低压缸小容积流量

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深度调峰背景下的厂级热电负荷分配优化

动力工程学报 2023年第2期43卷 185-193页

作者：汪茹康周家辉徐钢陈宏刚王永旭华北电力大学能源动力与机械工程学院北京102206 通辽发电总厂有限责任公司内蒙古通辽028000

为解决在调峰辅助服务市场下不同容量的热电联产机组的热电调度问题,建立了多台热电联产机组调峰调度模型,该模型以全厂收益最大为目标函数,使用分段三次Hermite插值法计算燃煤成本,综合考虑机组的热电出力约束条件,使用粒子群算法求解... 详细信息

为解决在调峰辅助服务市场下不同容量的热电联产机组的热电调度问题,建立了多台热电联产机组调峰调度模型,该模型以全厂收益最大为目标函数,使用分段三次Hermite插值法计算燃煤成本,综合考虑机组的热电出力约束条件,使用粒子群算法求解机组之间的热电调度问题。以某热电厂典型日热电负荷为例进行算例分析。结果表明:所建调峰调度模型能显著提升全厂总收益,且全厂总收益随调峰分摊金额的提高而减少;当热负荷增大时全厂总收益也增大,在全厂电负荷约为机组额定容量之和的60%时,全厂总收益达到最大。

关键词：热电联产粒子群负荷分配深度调峰

考虑风光出力不确定性的电力系统调峰能力及经济性分析

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电网技术 2022年第5期46卷 1752-1760页

作者：赵书强吴杨李志伟韦子瑜连金达新能源电力系统国家重点实验室(华北电力大学) 河北省保定市071003

可再生能源的大规模并网会大幅度增加火电厂的调峰负担,火电机组在深度调峰过程中其自身的经济性和安全性无法得到保障,因此其缺乏主动参与调峰的积极性。为此,首先计算火电、风电、光伏电站在调峰交易过程中的成本及收益,并构建了计及... 详细信息

可再生能源的大规模并网会大幅度增加火电厂的调峰负担,火电机组在深度调峰过程中其自身的经济性和安全性无法得到保障,因此其缺乏主动参与调峰的积极性。为此,首先计算火电、风电、光伏电站在调峰交易过程中的成本及收益,并构建了计及调峰主动性约束的风-光-水-火-储联合系统的优化调度模型。其次,在考虑风光出力预测误差的条件下,基于机会约束条件设置系统备用约束,并采取基于采样的机会约束条件确定性转化方法,实现模型的快速求解。最后,基于修改后的IEEE30节点系统的仿真结果表明,所提方法能够有效促进新能源消纳,提升系统运行的经济性。

关键词：新能源消纳深度调峰储能调峰主动性机会约束规划

深度调峰机组TP347H高温过热器管的超温老化

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材料热处理学报 2023年第1期44卷 137-145页

作者：张健王波杨平王若民胡玉璋汤文明安徽新力电业科技咨询有限责任公司安徽合肥230601 合肥工业大学材料科学与工程学院安徽合肥230009 皖能合肥发电有限公司技术部安徽合肥230041

在某630 MW超临界机组深度调峰运行中,TP347H高温过热器管发生局部超温,对机组运行产生严重影响。采用显微组织观察和室温拉伸性能测试,结合温度及应力分布的有限元数值模拟,开展了正常运行与超温运行下TP347H高温过热器管的老化评估。... 详细信息

在某630 MW超临界机组深度调峰运行中,TP347H高温过热器管发生局部超温,对机组运行产生严重影响。采用显微组织观察和室温拉伸性能测试,结合温度及应力分布的有限元数值模拟,开展了正常运行与超温运行下TP347H高温过热器管的老化评估。结果表明:深度调峰情况下的传热恶化可能造成过热器管超温,管壁最大热应力甚至可能超过TP347H钢管的屈服强度。TP347H高温过热器管频繁超温和高的热应力作用导致服役态TP347H钢管中析出更多的MX和M_(23)C_(6)第二相,尤其是M_(23)C_(6)相颗粒在奥氏体晶界的聚集长大,加剧组织老化。在拉伸过程中,裂纹首先在超温运行管样的奥氏体晶界萌生与扩展,再发生穿晶断裂,奥氏体晶界、晶内存在严重的不均匀变形,从而导致其室温拉伸性能,特别是塑性,显著降低。

关键词： TP347H耐热钢管深度调峰超临界机组超温老化有限元数值模拟

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燃煤电站锅炉动态建模与仿真研究进展

工程热物理学报 2023年第7期44卷 1737-1752页

作者：刘铠瑞王利民郭亚龙王超唐春丽车得福西安交通大学动力工程多相流国家重点实验室西安710049 内蒙古电力科学研究院呼和浩特010020 西安石油大学机械工程学院西安710065

为了使电站锅炉动态建模与仿真在灵活性改造、延寿改造与控制策略优化等方面展现出更好的应用潜力,本文系统且深入地综述了当前燃煤电站锅炉动态建模与仿真领域的研究进展。首先分析了电站锅炉动态建模方法与仿真工具;随后详细论述了锅... 详细信息

为了使电站锅炉动态建模与仿真在灵活性改造、延寿改造与控制策略优化等方面展现出更好的应用潜力,本文系统且深入地综述了当前燃煤电站锅炉动态建模与仿真领域的研究进展。首先分析了电站锅炉动态建模方法与仿真工具;随后详细论述了锅炉汽水系统、燃烧系统与制粉系统动态仿真模型的研究进展,并对各子系统不同建模方法的优缺点进行讨论;接着重点梳理了燃煤电站锅炉灵活性方面的应用现状,包括低负荷工况建模仿真、启动过程优化、剩余寿命预测和“煤电+”耦合发电系统仿真;最后从国产化软件、建模方法、模型精细化、系统耦合与模型验证等方面,对燃煤电站锅炉动态建模与仿真的未来发展趋势进行了展望,为后续研究提供参考。

关键词：燃煤锅炉动态建模动态特性灵活性深度调峰

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考虑碳交易机制的风-火协调低碳优化调度

太阳能学报 2023年第6期44卷 106-112页

作者：叶浩劼谢丽蓉邓佳桐王智勇包洪印可再生能源发电与并网技术教育部工程研究中心(新疆大学) 乌鲁木齐830047 新疆燚加华工业科技有限公司乌鲁木齐830000 中船重工(海为)新能源有限公司乌鲁木齐830063

为了控制电力系统碳排放总量、提高风电消纳比例,提出一种风-火-碳捕集与封存(CCS)设备协调优化模型,以系统运行总成本最小作为目标函数。为调动火电机组调峰积极性、促进风电消纳,引入计及调峰主动性的火电机组深度调峰机制。并在系统... 详细信息

为了控制电力系统碳排放总量、提高风电消纳比例,提出一种风-火-碳捕集与封存(CCS)设备协调优化模型,以系统运行总成本最小作为目标函数。为调动火电机组调峰积极性、促进风电消纳,引入计及调峰主动性的火电机组深度调峰机制。并在系统中加入CCS设备与阶梯式碳交易,进一步提高系统低碳性与经济性。结果表明所提模型能有效促进风电消纳,在减小碳排放量的同时降低系统运行的成本。

关键词：深度调峰碳排放风电优化调度碳交易