超临界火电机组系统建模及运行配置优化

发布时间：2019-11-12 06:36

【摘要】：煤炭等化石燃料发电大量的温室气体排放,给地球生态环境造成巨大威胁,大力发展风电、光电等可再生能源发电技术,已成为当今世界可持续发展的潮流：但风电、光电的间隙性、随机性工作特征给电力供给增添了不确定因素。为了保证电网的稳定运行、加强应急突变能力,电网需要传统能源发电产业作为后备保障,因此火电机组长时间中、低负荷运行将成为新常态。由于火电机组在部分负荷时效率下降较多,极大地影响了机组运行经济性；本文通过超临界汽轮机组的参数与结构优化配置,研究火电机组在大负荷变化范围内高效运行方法,具有重要的理论意义和工程实用价值。本文基于汽轮机组非设计工况运行分析方法和高压调门流量特性,建立了包括高压调门、调节级、汽轮机本体通流、回热加热器、给水泵及给水泵汽轮机和凝汽器在内的汽轮机组全工况数学模型,并结合机组发电功率表达式搭建了热力性能分析矩阵方程。针对火电机组主蒸汽压力优化得到的热耗率的降低,很可能淹没在传统热平衡性能检测试验数据的不确定度中,提出了现场试验与理论建模相结合的主因素分析优化法,调节级效率和给水泵功耗基于现场试验建模,循环效率用理论模型。以上海汽轮机厂超临界660MW汽轮机组为研究对象,结合调门-流量特性确定主蒸汽压力的可行域,建立了机组运行经济性评价数学模型,并对该机组进行了变主汽压力运行优化试验,获得了相同负荷时不同主汽压下热耗率的非线性分布,得到II阀点和III阀点所对应的负荷范围,以及中间点热耗率分布,确定了不同负荷下热耗率最低的主蒸汽压力,在Ⅱ、Ⅲ阀点间提出了相关运行优化策略,并验证了模型和优化方法的正确性与合理性。本文探讨了配置超高压加热器、大小低压缸的机组中低负荷时提高效率的可能性,为后续研究提供了很好的参考。以循环热效率为优化主体,提出了增设超高压加热器配置方案,结果表明：在部分负荷下增设超高压加热器能有效降低汽轮机组热耗率,提高机组运行效率：以通流效率作为提升目标,提出了大小低压缸分列布置方案,在低负荷下通过切除一台低压缸的方式来改善低压缸通流,结果显示：低负荷单缸运行能够在一定程度上提高机组的经济效益,但由于切换单缸后在提高低压缸通流效率的同时会削弱中压缸流动,因此不同负荷下单低压缸运行所产生的经济效益有所差异。
【图文】：

等级图,汽轮机,等级,新能源

困１－１汽轮机容呈等级变化逡逑的长期规划中，各国政府十分重视可再生能逡逑源）发电技术的研发和应用。在国际能源署逡逑０－２０３０年国际电力需求的研究中，预计新能逡逑０３０年，将提供世界总电力的４．４％，并且成逡逑开始商业化和规模化开发利用的新能源及可逡逑风力发电、太阳能发电及生物质能发电。依逡逑电力装机结构如表１－１，这充分说明新能源逡逑

汽轮机组运行,负荷区

东南NB学硕±学位论文逦逦逡逑火力发电比重逐渐降低，在基本负荷不变的情况下，逡逑表１－１电力装机结构逡逑火电邋核电邋风能太阳能生物质能逡逑８５１２８逦１９８８逦９５８１逦２４２８逦５＞２０逡逑６５．３７逦１．５３逦７．３６逦１．８６逦０．７１逡逑１１９７８４逦５８２０逦２００００逦１００朋逦１７００逡逑６０．８１逦２．９５逦１０．１５逦５．０８逦０．８６逡逑４０．７１逦１９２．７６逦１０８．７５逦３１１．％逦８４．７８逡逑是由于风电及光电本身随机性、波动性和间隙性特点，逡逑面；而核电技术尽管相对成熟，并且可＊＾＾＾大容量机逡逑核0．４
【学位授予单位】：东南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TM621

【参考文献】