凝结水变负荷技术对低温省煤器系统影响特性试验与模拟研究

发布时间：2020-02-15 22:37

【摘要】：为了探究凝结水变负荷技术对低温省煤器(低省)系统的影响,对国内某超临界660 MW机组展开试验,通过建立低省换热特性瞬态模拟计算模型,对试验结果进行理论计算分析。结果表明:采用凝结水变负荷过程中,低省系统出口烟温、出口水温在时间维度上的响应滞后性非常显著,但运行参数波动幅度非常小,系统扰动量小,可以安全、稳定、经济运行;随着负荷升高,凝结水流量变化对低省系统的影响逐渐显著,表现为相同的凝结水流量阶跃幅度下,低省出口水温、烟温的升高幅度逐渐增加,出口水温响应延时缩短;计算结果与试验数据吻合性较好,证明所建模型的准确性和适用性。以上研究成果可为带低省的机组进行凝结水变负荷技术改造提供参考;模拟计算方法可为锅炉设备的负荷响应速率的预测提供参考依据。
【图文】：

微元体,管段

42热力发电2017年http://www.rlfd.com.cn非稳态过程忽略沿管轴向导热和其他热交换，换热只在径向进行；4）管内介质为充分混合的流体，在同一横截面上流速均匀，无边界层，无径向和切向温差；5）管内介质沿轴向作一元流动（无内部环流）[10-11]。由以上假设得到的模型能基本正确地反映主要的物理现象。目前已有的文献中，采用的模型简化方法大多是基于此单管模型简化思想[12-15]。2.1.2数学模型管段中取一长度为L的微元体（图4），，截面积为A，微元段入口、出口及管壁的物质流量分别为f、dffxx、fw，微元体的长度与空间位置固定。图4管段中微元体Fig.4Theinfinitesimalbodysection质量守恒方程ALAu(1)式中：为流体密度，kg/m3；u为流体流速，m/s；为时间间隔，s。能量守恒方程fhALAuhQ(2)式中：h为流体状态比焓，kJ/kg；Qf为流体吸热量，kW。动量守恒方程fgddupALAuuppx(3)式中：p为当地压力，Pa；Δpf为摩擦压降，Pa；Δpg为重位压降，Pa。金属蓄热平衡方程mmmmallftcALQQ(4)式中：cm为金属比热容，J/(kg·℃)；m为金属密度，kg/m3；Am为金属截面积，m2；tm为管壁金属温度，℃；Qall为管外壁热负荷，kW/m2。热力参数状态方程YYp，h(5)式中：Y表示求解过程中除压力p与焓值h外所需的其余各物性参数。2.2模拟结果及分析减少低省流量120t/h（流量阶跃约 23.53%）至390t/h，维持约25min后，又迅速恢复流量至510t/h（流量阶跃约+30.77%），记录试验过程中低省出口水温的变化规律，并与模型的计算结果进行对比，结果如图5所示。从图5可以看出：在流

模拟计算结果,试验结果

?mmmmallftcALQQ(4)式中：cm为金属比热容，J/(kg·℃)；m为金属密度，kg/m3；Am为金属截面积，m2；tm为管壁金属温度，℃；Qall为管外壁热负荷，kW/m2。热力参数状态方程YYp，h(5)式中：Y表示求解过程中除压力p与焓值h外所需的其余各物性参数。2.2模拟结果及分析减少低省流量120t/h（流量阶跃约 23.53%）至390t/h，维持约25min后，又迅速恢复流量至510t/h（流量阶跃约+30.77%），记录试验过程中低省出口水温的变化规律，并与模型的计算结果进行对比，结果如图5所示。从图5可以看出：在流量阶跃约 23.53%时，低省出口水温的上升速率约为0.33℃/min，且随着时间推移，上升速率逐渐降低；在不同阶跃条件（ 23.53%及+30.77%）下，本文所建立模型的计算结果与试验数据吻合效果较好，证明模型的准确性和适用性。图5试验结果与模拟计算结果对比Fig.5Thetestdataandsimulationresults3结论1）凝结水变负荷过程中，低省系统的出口烟温、出口水温在时间维度上响应滞后性显著；随着负荷的增加，凝结水流量变化对低省系统的影响变大，表现为相同阶跃幅度情况下，低省出口水温变化、烟温变化的幅度逐渐增加，出口水温响应延时缩短；烟温温升幅度相比于水温温升的幅度较校2）采用凝结水变负荷过程中，低省运行参数波动幅度非常小，系统扰动量小，可以安全、稳定、经济运行。3）在不同阶跃条件（ 23.53%及+30.77%）下，本文所建立模型的计算结果与试验结果基本吻合，从理论层面上解释了所建模型的准确性和适用性。［参考文献］［1］鲁宗相,李海波,乔颖.含高比例可再生能源电力系统灵活性规划及挑战[J].电力系统自动化,2016,40(13):147-158.

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