超臨界火電機組系統(tǒng)建模及運行配置優(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)展風電、光電等可再生能源發(fā)電技術，已成為當今世界可持續(xù)發(fā)展的潮流;但風電、光電的間隙性、隨機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)定運行、加強應急突變能力，電網(wǎng)需要傳統(tǒng)能源發(fā)電產(chǎn)業(yè)作為后備保障，因此火電機組長時間中、低負荷運行將成為新常態(tài)。由于火電機組在部分負荷時效率下降較多，極大地影響了機組運行經(jīng)濟性;本文通過超臨界汽輪機組的參數(shù)與結構優(yōu)化配置，研

2、究火電機組在大負荷變化范圍內高效運行方法，具有重要的理論意義和工程實用價值。
　　本文基于汽輪機組非設計工況運行分析方法和高壓調門流量特性，建立了包括高壓調門、調節(jié)級、汽輪機本體通流、回熱加熱器、給水泵及給水泵汽輪機和凝汽器在內的汽輪機組全工況數(shù)學模型，并結合機組發(fā)電功率表達式搭建了熱力性能分析矩陣方程。針對火電機組主蒸汽壓力優(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數(shù)據(jù)的不確定度中，提出了現(xiàn)場試驗與理論建模相結合

3、的主因素分析優(yōu)化法，調節(jié)級效率和給水泵功耗基于現(xiàn)場試驗建模，循環(huán)效率用理論模型。以上海汽輪機廠超臨界660MW汽輪機組為研究對象，結合調門—流量特性確定主蒸汽壓力的可行域，建立了機組運行經(jīng)濟性評價數(shù)學模型，并對該機組進行了變主汽壓力運行優(yōu)化試驗，獲得了相同負荷時不同主汽壓下熱耗率的非線性分布，得到Ⅱ閥點和Ⅲ閥點所對應的負荷范圍，以及中間點熱耗率分布，確定了不同負荷下熱耗率最低的主蒸汽壓力，在Ⅱ、Ⅲ閥點間提出了相關運行優(yōu)化策略，并驗證了模

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、大小低壓缸的機組中低負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，提出了增設超高壓加熱器配置方案，結果表明:在部分負荷下增設超高壓加熱器能有效降低汽輪機組熱耗率，提高機組運行效率;以通流效率作為提升目標，提出了大小低壓缸分列布置方案，在低負荷下通過切除一臺低壓缸的方式來改善低壓缸通流，結果顯示:低負荷單缸運行能夠在一定程度上提高機組的經(jīng)濟效益，但由于切換