超臨界火電機(jī)組系統(tǒng)建模及運(yùn)行配置優(yōu)化.pdf

1、煤炭等化石燃料發(fā)電大量的溫室氣體排放，給地球生態(tài)環(huán)境造成巨大威脅，大力發(fā)展風(fēng)電、光電等可再生能源發(fā)電技術(shù)，已成為當(dāng)今世界可持續(xù)發(fā)展的潮流;但風(fēng)電、光電的間隙性、隨機(jī)性工作特征給電力供給增添了不確定因素。為了保證電網(wǎng)的穩(wěn)定運(yùn)行、加強(qiáng)應(yīng)急突變能力，電網(wǎng)需要傳統(tǒng)能源發(fā)電產(chǎn)業(yè)作為后備保障，因此火電機(jī)組長時間中、低負(fù)荷運(yùn)行將成為新常態(tài)。由于火電機(jī)組在部分負(fù)荷時效率下降較多，極大地影響了機(jī)組運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性;本文通過超臨界汽輪機(jī)組的參數(shù)與結(jié)構(gòu)優(yōu)化配置，研

2、究火電機(jī)組在大負(fù)荷變化范圍內(nèi)高效運(yùn)行方法，具有重要的理論意義和工程實(shí)用價值。
　　本文基于汽輪機(jī)組非設(shè)計工況運(yùn)行分析方法和高壓調(diào)門流量特性，建立了包括高壓調(diào)門、調(diào)節(jié)級、汽輪機(jī)本體通流、回?zé)峒訜崞?、給水泵及給水泵汽輪機(jī)和凝汽器在內(nèi)的汽輪機(jī)組全工況數(shù)學(xué)模型，并結(jié)合機(jī)組發(fā)電功率表達(dá)式搭建了熱力性能分析矩陣方程。針對火電機(jī)組主蒸汽壓力優(yōu)化得到的熱耗率的降低，很可能淹沒在傳統(tǒng)熱平衡性能檢測試驗(yàn)數(shù)據(jù)的不確定度中，提出了現(xiàn)場試驗(yàn)與理論建模相結(jié)合

3、的主因素分析優(yōu)化法，調(diào)節(jié)級效率和給水泵功耗基于現(xiàn)場試驗(yàn)建模，循環(huán)效率用理論模型。以上海汽輪機(jī)廠超臨界660MW汽輪機(jī)組為研究對象，結(jié)合調(diào)門—流量特性確定主蒸汽壓力的可行域，建立了機(jī)組運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性評價數(shù)學(xué)模型，并對該機(jī)組進(jìn)行了變主汽壓力運(yùn)行優(yōu)化試驗(yàn)，獲得了相同負(fù)荷時不同主汽壓下熱耗率的非線性分布，得到Ⅱ閥點(diǎn)和Ⅲ閥點(diǎn)所對應(yīng)的負(fù)荷范圍，以及中間點(diǎn)熱耗率分布，確定了不同負(fù)荷下熱耗率最低的主蒸汽壓力，在Ⅱ、Ⅲ閥點(diǎn)間提出了相關(guān)運(yùn)行優(yōu)化策略，并驗(yàn)證了模

4、型和優(yōu)化方法的正確性與合理性。探討了配置超高壓加熱器、大小低壓缸的機(jī)組中低負(fù)荷時提高效率的可能性，為后續(xù)研究提供了很好的參考。以循環(huán)熱效率為優(yōu)化主體，提出了增設(shè)超高壓加熱器配置方案，結(jié)果表明:在部分負(fù)荷下增設(shè)超高壓加熱器能有效降低汽輪機(jī)組熱耗率，提高機(jī)組運(yùn)行效率;以通流效率作為提升目標(biāo)，提出了大小低壓缸分列布置方案，在低負(fù)荷下通過切除一臺低壓缸的方式來改善低壓缸通流，結(jié)果顯示:低負(fù)荷單缸運(yùn)行能夠在一定程度上提高機(jī)組的經(jīng)濟(jì)效益，但由于切換