联合循环机组余热锅炉效率敏感性分析
发布时间：2021-10-29 19:03
本文基于余热锅炉受热面传热机理,结合联合循环机组实际运行数据,通过支持向量回归建立余热锅炉效率敏感性分析模型,分析各受热面传热效能变化、环境温度和机组负荷对余热锅炉效率的影响规律。结果表明:余热锅炉效率敏感性分析模型在测试集上均方根误差为1.38×10-3,与通过厂家热平衡图计算的余热锅炉效率吻合良好,预测精度较高;余热锅炉效率随环境温度降低,随燃气轮机排烟流量升高,随受热面传热效能退化而降低,各受热面中高压锅炉系统蒸发器和过热器性能变化对余热锅炉效率影响较大,高压蒸发器和过热器受热面传热效能每退化1.0%,余热锅炉效率分别下降约0.4%和0.2%。该研究结果可为余热锅炉故障诊断及检修维护提供一定的理论支持。
【文章来源】：热力发电. 2020,49(07)北大核心
【文章页数】：7 页
【图文】：
余热锅炉设计效率与预测效率对比Fig.7ThedesignefficiencyandpredictedefficiencyoftheHRSG
ciencyoftheHRSG3余热锅炉效率敏感性分析通过厂家提供的热平衡图，计算夏季、冬季、保证性能和标准工况下的余热锅炉设计效率，并与敏感性分析模型得到的预测效率对比如图7所示。由图7可见，敏感性分析模型预测效率略低于设计效率，但对效率变化趋势预测准确。表明余热锅炉效率敏感性分析模型计算的效率与厂家通过余热锅炉机理模型计算得出的结果吻合良好。设定余热锅炉入口烟气参数为标准工况100%、75%和50%负荷下燃气轮机排烟参数，改变环境温度，得到环境温度对余热锅炉效率影响关系如图8所示。图7余热锅炉设计效率与预测效率对比Fig.7ThedesignefficiencyandpredictedefficiencyoftheHRSG图8环境温度对余热锅炉效率的影响Fig.8EffectofenvironmentaltemperatureontheefficiencyofHRSG由图8可见，余热锅炉效率随环境温度降低而降低。虽然气温越低，凝汽器真空度越高，凝结水温度越低，给水温度越低，但S109FA机组低压给水系统设置的低压省煤器再循环泵使得送入省煤器的低压给水温度基本不变，故排烟温度基本不随环境温度变化而改变。而环境温度越低，烟气中可用能量越高，在有效利用热量相同情况下，热有效利用率越低，所以余热锅炉效率降低。根据机组实际运行数据，得到燃气轮机排烟流量与排烟温度关系，在该机组常用负荷下（60%~100%），随负荷增加燃气轮机排烟流量增大，排烟温度降低。设置环境温度为15℃，通过敏感性分析模型计算不同燃气轮机排烟参数下余热锅炉效率如图9所示。由图9可见，余热锅炉效率随烟气流量增加而降低。计算表明，对于三压再热式余热锅炉，在蒸汽压力、蒸汽温度等参数不变时，随着燃气透平排气温度升高，余热锅?
第7期华心果等联合循环机组余热锅炉效率敏感性分析135http://www.rlfd.com.cn图9燃气轮机排烟参数对余热锅炉效率的影响Fig.9EffectofgasturbineexhaustgasparametersonefficiencyofHRSG在ISO100%负荷下，受热面传热效能变化对余热锅炉效率影响规律如图10所示。由图10可见，余热锅炉热效率随受热面传热效能退化而降低，其中高压锅炉系统蒸发器和过热器性能变化对余热锅炉效率影响较大，高压蒸发器受热面传热效能每退化1.0%，余热锅炉效率下降约0.4%，过热器受热面传热效能每退化1.0%，余热锅炉效率下降约0.2%。原因是高压过热器和蒸发器传热恶化将导致主蒸汽量减少，锅炉排烟温度升高。高压省煤器受热面和中低压锅炉系统受热面对锅炉效率影响幅度相对较校所以在运行监测中应重点关注高压锅炉系统受热面运行状况。图10受热面效能变化系数对余热锅炉效率的影响Fig.10EffectofheattransferefficiencychangeoftheboilerheatingsurfaceontheefficiencyofHRSG4结论1）从余热锅炉受热面传热机理出发，在合理假设下，分析了受热面传热效能随烟气流量的变化情况，得出受热面传热效能随烟气流量增大而增强，且与mg0.65线性相关的规律。结合大修后清洁状态下受热面传热效能，建立了受热面传热效能基准，为余热锅炉受热面故障识别提供依据。2）基于支持向量回归建立了余热锅炉效率敏感性分析模型，该模型在测试集上均方根误差为1.38×10–3，并与通过厂家热平衡图计算的余热锅炉效率吻合良好，预测精度较高。3）对余热锅炉效率的敏感性分析表明，余热锅炉效率随环境温度降低，随燃气轮机排烟流量升高，随受热面传热效能退化而降低
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于支持向量回归的直流受端电网动态无功需求在线评估[J]. 刘俊磊,钱峰,伍双喜,杨银国,孙百哲. 电力系统保护与控制. 2019(13)
[2]计及燃气-蒸汽联合循环机组的热电联合调度模型[J]. 杨凯淇,许丹,谢华宝,丁强,胡林献. 电力系统保护与控制. 2019(08)
[3]考虑需求侧协同响应的热电联供微网多目标规划[J]. 刘辉,刘强,张立,周中锋. 电力系统保护与控制. 2019(05)
[4]计及多类型电源协调的有功控制策略[J]. 王昊昊,徐泰山,马彦宏,汪宁渤,汪马翔,朱燕芳,张秀丽,陈钊. 电力系统保护与控制. 2019(04)
[5]计及冷、热、电联产的气电互联网络最优调度[J]. 汪洋子,陈茜. 电力系统保护与控制. 2019(03)
[6]基于最小二乘支持向量机的电站锅炉吸热面积灰监测研究[J]. 刘正峰,王景成,史元浩. 化工自动化及仪表. 2014(03)
[7]应用支持向量机监测电站锅炉受热面积灰研究[J]. 信晶,孙保民,肖海平,张振星,祝欣慰,段二朋,曾菊瑛. 中国电机工程学报. 2013(05)
[8]非补燃余热锅炉变工况性能计算模型及分析[J]. 张学镭,王松岭,陈海平,朱娜. 华北电力大学学报(自然科学版). 2010(04)
[9]基于人工神经网络的电站锅炉积灰实时监测系统[J]. 杨祥良,安连锁,孙鑫强,孙保民,沈国清. 动力工程学报. 2010(03)
[10]基于最小二乘支持向量机的电站锅炉空预器热点检测系统研究[J]. 刘涵,李琦,刘丁,梁炎明,宋念龙. 中国电机工程学报. 2005(03)
硕士论文
[1]基于支持向量数据描述与信息融合的设备性能退化评估研究[D]. 刘雨.上海交通大学 2009
[2]燃蒸联合循环中余热锅炉建模与仿真[D]. 钱宇.上海交通大学 2007
本文编号：3465231
【文章来源】：热力发电. 2020,49(07)北大核心
【文章页数】：7 页
【图文】：
余热锅炉设计效率与预测效率对比Fig.7ThedesignefficiencyandpredictedefficiencyoftheHRSG
ciencyoftheHRSG3余热锅炉效率敏感性分析通过厂家提供的热平衡图，计算夏季、冬季、保证性能和标准工况下的余热锅炉设计效率，并与敏感性分析模型得到的预测效率对比如图7所示。由图7可见，敏感性分析模型预测效率略低于设计效率，但对效率变化趋势预测准确。表明余热锅炉效率敏感性分析模型计算的效率与厂家通过余热锅炉机理模型计算得出的结果吻合良好。设定余热锅炉入口烟气参数为标准工况100%、75%和50%负荷下燃气轮机排烟参数，改变环境温度，得到环境温度对余热锅炉效率影响关系如图8所示。图7余热锅炉设计效率与预测效率对比Fig.7ThedesignefficiencyandpredictedefficiencyoftheHRSG图8环境温度对余热锅炉效率的影响Fig.8EffectofenvironmentaltemperatureontheefficiencyofHRSG由图8可见，余热锅炉效率随环境温度降低而降低。虽然气温越低，凝汽器真空度越高，凝结水温度越低，给水温度越低，但S109FA机组低压给水系统设置的低压省煤器再循环泵使得送入省煤器的低压给水温度基本不变，故排烟温度基本不随环境温度变化而改变。而环境温度越低，烟气中可用能量越高，在有效利用热量相同情况下，热有效利用率越低，所以余热锅炉效率降低。根据机组实际运行数据，得到燃气轮机排烟流量与排烟温度关系，在该机组常用负荷下（60%~100%），随负荷增加燃气轮机排烟流量增大，排烟温度降低。设置环境温度为15℃，通过敏感性分析模型计算不同燃气轮机排烟参数下余热锅炉效率如图9所示。由图9可见，余热锅炉效率随烟气流量增加而降低。计算表明，对于三压再热式余热锅炉，在蒸汽压力、蒸汽温度等参数不变时，随着燃气透平排气温度升高，余热锅?
第7期华心果等联合循环机组余热锅炉效率敏感性分析135http://www.rlfd.com.cn图9燃气轮机排烟参数对余热锅炉效率的影响Fig.9EffectofgasturbineexhaustgasparametersonefficiencyofHRSG在ISO100%负荷下，受热面传热效能变化对余热锅炉效率影响规律如图10所示。由图10可见，余热锅炉热效率随受热面传热效能退化而降低，其中高压锅炉系统蒸发器和过热器性能变化对余热锅炉效率影响较大，高压蒸发器受热面传热效能每退化1.0%，余热锅炉效率下降约0.4%，过热器受热面传热效能每退化1.0%，余热锅炉效率下降约0.2%。原因是高压过热器和蒸发器传热恶化将导致主蒸汽量减少，锅炉排烟温度升高。高压省煤器受热面和中低压锅炉系统受热面对锅炉效率影响幅度相对较校所以在运行监测中应重点关注高压锅炉系统受热面运行状况。图10受热面效能变化系数对余热锅炉效率的影响Fig.10EffectofheattransferefficiencychangeoftheboilerheatingsurfaceontheefficiencyofHRSG4结论1）从余热锅炉受热面传热机理出发，在合理假设下，分析了受热面传热效能随烟气流量的变化情况，得出受热面传热效能随烟气流量增大而增强，且与mg0.65线性相关的规律。结合大修后清洁状态下受热面传热效能，建立了受热面传热效能基准，为余热锅炉受热面故障识别提供依据。2）基于支持向量回归建立了余热锅炉效率敏感性分析模型，该模型在测试集上均方根误差为1.38×10–3，并与通过厂家热平衡图计算的余热锅炉效率吻合良好，预测精度较高。3）对余热锅炉效率的敏感性分析表明，余热锅炉效率随环境温度降低，随燃气轮机排烟流量升高，随受热面传热效能退化而降低
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于支持向量回归的直流受端电网动态无功需求在线评估[J]. 刘俊磊,钱峰,伍双喜,杨银国,孙百哲. 电力系统保护与控制. 2019(13)
[2]计及燃气-蒸汽联合循环机组的热电联合调度模型[J]. 杨凯淇,许丹,谢华宝,丁强,胡林献. 电力系统保护与控制. 2019(08)
[3]考虑需求侧协同响应的热电联供微网多目标规划[J]. 刘辉,刘强,张立,周中锋. 电力系统保护与控制. 2019(05)
[4]计及多类型电源协调的有功控制策略[J]. 王昊昊,徐泰山,马彦宏,汪宁渤,汪马翔,朱燕芳,张秀丽,陈钊. 电力系统保护与控制. 2019(04)
[5]计及冷、热、电联产的气电互联网络最优调度[J]. 汪洋子,陈茜. 电力系统保护与控制. 2019(03)
[6]基于最小二乘支持向量机的电站锅炉吸热面积灰监测研究[J]. 刘正峰,王景成,史元浩. 化工自动化及仪表. 2014(03)
[7]应用支持向量机监测电站锅炉受热面积灰研究[J]. 信晶,孙保民,肖海平,张振星,祝欣慰,段二朋,曾菊瑛. 中国电机工程学报. 2013(05)
[8]非补燃余热锅炉变工况性能计算模型及分析[J]. 张学镭,王松岭,陈海平,朱娜. 华北电力大学学报(自然科学版). 2010(04)
[9]基于人工神经网络的电站锅炉积灰实时监测系统[J]. 杨祥良,安连锁,孙鑫强,孙保民,沈国清. 动力工程学报. 2010(03)
[10]基于最小二乘支持向量机的电站锅炉空预器热点检测系统研究[J]. 刘涵,李琦,刘丁,梁炎明,宋念龙. 中国电机工程学报. 2005(03)
硕士论文
[1]基于支持向量数据描述与信息融合的设备性能退化评估研究[D]. 刘雨.上海交通大学 2009
[2]燃蒸联合循环中余热锅炉建模与仿真[D]. 钱宇.上海交通大学 2007
本文编号：3465231
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