大型燃煤电站机炉耦合系统热力性能分析与优化集成
发布时间：2020-12-05 09:08
我国火力发电占全国总发电量的百分之八十以上,其高能耗特点在国家节能减排政策下频频被推向风口浪尖。多年的电力结构调整,确立了超(超)临界高参数大容量机组的未来火电主力地位。因此,完善和探索机组的热力学性能研究与集成优化方法,对大型燃煤电站机组的节能降耗有重要意义。本研究进一步发展了大型燃煤电站机组的能量系统过程节能理论,全面揭示了机组内部能耗的空间分布,准确计算了各设备系统的能耗作用与节能潜力,深入探讨了机组结构与可变参数的同步优化问题,基本明确了多目标条件下可行域边界的变化情况,可为燃煤电站机组系统的集成和优化提供一定的指导意见。首先,详细介绍了计算能量系统能耗分面的量化方法,包括传统的(?)分析和单耗分析方法,以及结合前两者的改进单耗分析方法;介绍燃煤发电机组的降耗时空效应,并将燃煤发电机组的发电过程按功能进行划分,在此基础上提出了基于燃煤发电机组热力过程的降耗时空效应分析方法与计算流程,定量计算并分析了其在不同热力过程下的能耗特点,为大型燃煤发电机组的流程创新提供新的思路。其次,基于“燃煤发电机组热力过程降耗时空效应”概念,结合改进单耗分析与热力学参数对比,为机炉耦合的流程创新提供...
【文章来源】：华北电力大学(北京)北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：113 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图２－１燃煤发电机组热力过程??
??次详细模型考虑锅炉的主要流程和受热面特性，不考虑附加受热面的吸热情况，??不进行详细传热计算，虽仅完成基本的能量平衡但又保留足够的锅炉内部细节，用??于细分锅炉各受热面的能耗。??简化的锅炉模型仅包括作为一个黑箱处理的锅炉本体和空气预热器，用于计算??讨论任意两个单元能耗的相互作用锅炉蒸汽系统分别在高温。需要说明，不同模型??下锅炉工质和烟气物性会有些许偏差，但是并不影响结果的准确性。??蒸汽在汽轮机中做功产生轴功进而通过发电机产生电能。乏汽往往在表面式凝??汽器中冷却为饱和水，并适时利用给水泵升压以防止在进入锅炉前过热。为提高机??组的效率，机组配备给水加热系统，利用不同压力的汽轮机抽汽加热给水。该机组??的回热系统为常规的“三高四低一除氧”。另外，给水泵配备有不带抽汽的小汽轮机??（做功工质为主汽机的第四段抽汽）以降低厂用电率。??
华北电力大学博士学位论文??对不同的工况进行煤耗变化分析，结果如图２－４－ａ所示，机组功率每减少１００ＭＷ，??供电煤耗约增加９克每度。对过程的损失，如图２－４－ｂ所示，主要为燃烧与传递，??随负荷的降低，前两个呈现增加的趋势，后两个基本不变。这表明在全工况范围内，??传热传质过程与燃烧过程的恶化将导致系统能耗随负荷降低而增加。??供电煤耗随负荷变化?重点过程能耗随负荷的变化??３４０?９０?Ｉ?＿?．．．??ｇ标煤／ｋＷｈ?■发电煤耗?ｇ标煤／ｋＷｈ?＿ＴＨＡ??＝?■触网：：■?Ｊ??１?ｔ?■?＿１?■?５０％ＴＨＡ??１＾１，咖１?丨??ＴＨＡ?７５％ＴＨＡ?５０°／〇ＴＨＡ?３０％ＴＨＡ?谢紐手王?｛专制专０?扫傲；放舶力制七??ａ．供电煤耗随负荷变化?ｂ．重点过程能耗随负荷的变化??图２－４?６６０?ＭＷ机组ＴＨＡ工况下机组过程能耗的时空分布??Ｆｉｇ．?２－４?Ｔｅｍｐｏｒａｌ－ｓｐａｃｉａｌ?ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ?ｏｆ?ｐｒｏｃｅｓｓ?ｅｎｅｒｇｙ?ｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎｓ?ｗｉｔｈｉｎ?ｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ?ｏｆ?ａ??６６０?ＭＷ?ｐｏｗｅｒ?ｐｌａｎｔ?ｕｎｄｅｒ?ＴＨＡ?ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ??表２－５展示了系统的主要过程能耗的深层次分析情况。可以看出，燃烧与传热??传质过程的总能耗分别达到５８．０?ｇ／ｋＷｈ、６７．７?ｇ／ｋＷｈ，远超其它过程。这表明系统??上游过程（燃烧、传热传质）受其他过程影响更大。??表２－５系统主要过程深层次节能分析??Ｔａｂ．?２－５?Ｄｅｐｔｈ?ｅｎｅｒｇｙ－ｓａｖｉｎｇ?ａｎａ
【参考文献】：
期刊论文
[1]大型燃煤发电机组热力性能优化集成分析研究现状[J]. 杨勇平,黄圣伟,付鹏,李承周,谭天宇,王宁玲. 华北电力大学学报(自然科学版). 2018(02)
[2]大型燃煤电站机炉耦合热集成系统[J]. 杨勇平,张晨旭,徐钢,黄圣伟,宋晓娜. 中国电机工程学报. 2015(02)
[3]总能系统理论研究进展与展望[J]. 金红光,张国强,高林,林汝谋. 机械工程学报. 2009(03)
[4]汽轮机回热系统加热器给水焓升优化分配方法对比分析[J]. 张毅,陈志刚,黄萍力,李勇. 东北电力大学学报(自然科学版). 2008(04)
[5]化学能与物理能综合梯级利用原理[J]. 金红光,洪慧,王宝群,韩巍,林汝谋. 中国科学E辑:工程科学 材料科学. 2005(03)
[6]单耗分析案例[J]. 宋之平,李洪涛. 工程热物理学报. 1996(04)
[7]供热系统“单耗分析”模型[J]. 宋之平. 热能动力工程. 1996(05)
[8]单耗分析的理论和实施[J]. 宋之平. 中国电机工程学报. 1992(04)
[9]汽轮机组给水回热系统优化的研究[J]. 徐基豫. 中国电机工程学报. 1988(01)
博士论文
[1]基于降耗时空效应的大型火电机组节能诊断方法[D]. 付鹏.华北电力大学(北京) 2017
硕士论文
[1]大型燃煤电站锅炉烟气余热利用系统节能分析与优化研究[D]. 黄圣伟.华北电力大学 2013
本文编号：2899214
【文章来源】：华北电力大学(北京)北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：113 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图２－１燃煤发电机组热力过程??
??次详细模型考虑锅炉的主要流程和受热面特性，不考虑附加受热面的吸热情况，??不进行详细传热计算，虽仅完成基本的能量平衡但又保留足够的锅炉内部细节，用??于细分锅炉各受热面的能耗。??简化的锅炉模型仅包括作为一个黑箱处理的锅炉本体和空气预热器，用于计算??讨论任意两个单元能耗的相互作用锅炉蒸汽系统分别在高温。需要说明，不同模型??下锅炉工质和烟气物性会有些许偏差，但是并不影响结果的准确性。??蒸汽在汽轮机中做功产生轴功进而通过发电机产生电能。乏汽往往在表面式凝??汽器中冷却为饱和水，并适时利用给水泵升压以防止在进入锅炉前过热。为提高机??组的效率，机组配备给水加热系统，利用不同压力的汽轮机抽汽加热给水。该机组??的回热系统为常规的“三高四低一除氧”。另外，给水泵配备有不带抽汽的小汽轮机??（做功工质为主汽机的第四段抽汽）以降低厂用电率。??
华北电力大学博士学位论文??对不同的工况进行煤耗变化分析，结果如图２－４－ａ所示，机组功率每减少１００ＭＷ，??供电煤耗约增加９克每度。对过程的损失，如图２－４－ｂ所示，主要为燃烧与传递，??随负荷的降低，前两个呈现增加的趋势，后两个基本不变。这表明在全工况范围内，??传热传质过程与燃烧过程的恶化将导致系统能耗随负荷降低而增加。??供电煤耗随负荷变化?重点过程能耗随负荷的变化??３４０?９０?Ｉ?＿?．．．??ｇ标煤／ｋＷｈ?■发电煤耗?ｇ标煤／ｋＷｈ?＿ＴＨＡ??＝?■触网：：■?Ｊ??１?ｔ?■?＿１?■?５０％ＴＨＡ??１＾１，咖１?丨??ＴＨＡ?７５％ＴＨＡ?５０°／〇ＴＨＡ?３０％ＴＨＡ?谢紐手王?｛专制专０?扫傲；放舶力制七??ａ．供电煤耗随负荷变化?ｂ．重点过程能耗随负荷的变化??图２－４?６６０?ＭＷ机组ＴＨＡ工况下机组过程能耗的时空分布??Ｆｉｇ．?２－４?Ｔｅｍｐｏｒａｌ－ｓｐａｃｉａｌ?ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ?ｏｆ?ｐｒｏｃｅｓｓ?ｅｎｅｒｇｙ?ｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎｓ?ｗｉｔｈｉｎ?ｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ?ｏｆ?ａ??６６０?ＭＷ?ｐｏｗｅｒ?ｐｌａｎｔ?ｕｎｄｅｒ?ＴＨＡ?ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ??表２－５展示了系统的主要过程能耗的深层次分析情况。可以看出，燃烧与传热??传质过程的总能耗分别达到５８．０?ｇ／ｋＷｈ、６７．７?ｇ／ｋＷｈ，远超其它过程。这表明系统??上游过程（燃烧、传热传质）受其他过程影响更大。??表２－５系统主要过程深层次节能分析??Ｔａｂ．?２－５?Ｄｅｐｔｈ?ｅｎｅｒｇｙ－ｓａｖｉｎｇ?ａｎａ
【参考文献】：
期刊论文
[1]大型燃煤发电机组热力性能优化集成分析研究现状[J]. 杨勇平,黄圣伟,付鹏,李承周,谭天宇,王宁玲. 华北电力大学学报(自然科学版). 2018(02)
[2]大型燃煤电站机炉耦合热集成系统[J]. 杨勇平,张晨旭,徐钢,黄圣伟,宋晓娜. 中国电机工程学报. 2015(02)
[3]总能系统理论研究进展与展望[J]. 金红光,张国强,高林,林汝谋. 机械工程学报. 2009(03)
[4]汽轮机回热系统加热器给水焓升优化分配方法对比分析[J]. 张毅,陈志刚,黄萍力,李勇. 东北电力大学学报(自然科学版). 2008(04)
[5]化学能与物理能综合梯级利用原理[J]. 金红光,洪慧,王宝群,韩巍,林汝谋. 中国科学E辑:工程科学 材料科学. 2005(03)
[6]单耗分析案例[J]. 宋之平,李洪涛. 工程热物理学报. 1996(04)
[7]供热系统“单耗分析”模型[J]. 宋之平. 热能动力工程. 1996(05)
[8]单耗分析的理论和实施[J]. 宋之平. 中国电机工程学报. 1992(04)
[9]汽轮机组给水回热系统优化的研究[J]. 徐基豫. 中国电机工程学报. 1988(01)
博士论文
[1]基于降耗时空效应的大型火电机组节能诊断方法[D]. 付鹏.华北电力大学(北京) 2017
硕士论文
[1]大型燃煤电站锅炉烟气余热利用系统节能分析与优化研究[D]. 黄圣伟.华北电力大学 2013
本文编号：2899214
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