分别采用传统㶲分析法和先进㶲分析法对某300 MW供热组进行了分析,计算了各部件的㶲损、㶲效率、㶲损率、内源㶲损、外源㶲损、可避免㶲损等参数,比较了各部件的可避免内源㶲损率,并且研究了㶲损在部件内部的分布。结果表明:通过采用先进㶲分析法,得出供热机组的改进顺序依次为汽轮机、低压加热器、锅炉、凝汽器。采用先进㶲分析法有利于结合具体部件设计供热机组的改进方法,减小系统㶲损。

由于实际烟气流量远超设计值,使卡门漩涡频率落入声学共振频率区间,造成低温省煤器烟道发生大幅振动。结果表明:声学共振频率区间下限随着防振板数量的增加而升高,从而可以避开相近的卡门漩涡频率。流场的不均匀性导致局部流体弹性激振和卡门漩涡频率宽频共振,加装导流格栅后流场均匀性系数从0.55以上降至0.28以下,流场均匀性得到改善。采取减小肋间距、增加防振板、调整设备支点,以及加装导流格栅的消振改造措施后,低温省煤器烟道的异常振动得以彻底消除。

对比了西门子平台燃烧系统(PCS)燃烧器在燃气轮机燃气模式和燃油模式下的燃烧保护差异,分析了不同燃料下的运行工况特点。结果表明:由于燃料性质的差异,相关保护逻辑设定值差异较小,说明西门子PCS燃烧器的燃料适应性好,运行灵活性高。

提出了一种新型滑片式膨胀机,其气缸随转子转动能有效减小缸内磨损和摩擦,转子缩小能增大工作容积,增加导流叶片能改善流动状况。为探究转子结构对膨胀机性能的影响,选取RNG k-ε湍流模型,采用FLUENT软件并结合动态网格技术对不同转子尺寸的4种方案进行模拟计算,得出其内部流场特征,以及排气流量、温度、泄漏流量的变化规律。结果表明:最小间隙比由0.03增大至0.06,排气的连续性和稳定性增强,平均排气质量流量提高80.66%,平均排气温度降低11.21 K,平均泄漏质量流量降低2.13%,等熵效率提高5.08百分点。

为满足电网对自动发电控制(AGC)调节性能指标的要求,针对AGC调节性能综合评判指标提出相应的优化措施,对AGC协调控制系统及重要子系统进行控制策略及参数优化。结果表明:所提出的优化方案能够显著提高AGC调节性能综合评判指标,机组重要参数的波动幅度也得到明显的改善。

以某1 000 MW超超临界锅炉为例,对螺旋炉膛刚性梁设计进行分析,论述了该区域刚性梁的设计要点,包括螺旋炉膛与垂直炉膛水冷壁管的传力,螺旋炉膛绑带与刚性梁的传力,绑带受力计算及结构措施,刚性梁部件的传力,以及水平刚性梁的分析计算等。结果表明:通过设置绑带、小立柱等构件很好地解决了炉膛垂直荷载和压力荷载共同传递的问题,结构安全可靠,可为复杂水冷壁结构的刚性梁设计提供解决方案,并且为类似锅炉设计提供参考。

针对带有同步自脱(SSS)离合器单轴布置的燃气蒸汽联合循环机组,其SSS离合器处轴振偏大的问题,利用SSS离合器啮合相位角控制装置,分别选取了0°、60°、180°、280°作为啮合相位角,记录SSS离合器在瞬间啮合和整个带负荷过程中轴振的变化数据。结果表明:180°作为啮合相位角时,SSS离合器处轴振小,可作为其最佳啮合相位角。

基于保守的确定性失效裕度(CDFM)法,介绍某核电厂蒸汽发生器抗震易损度分析的过程和结果,讨论CDFM法的工程应用、各裕度因子的计算及高置信度低失效概率(HCLPF)值的计算。结果表明:采用CDFM法计算得到的蒸汽发生器的HCLPF值满足设计要求,并且有一定裕量。

某电厂5号和6号350MW超临界机组汽轮机投运以来冷态启动过程中一直存在中压缸胀差偏大的问题,造成机组启动时间过长和脱硝系统不能及时投入运行。分析中压缸胀差偏大的原因后,采用调整轴系K值、增加中压缸夹层加热系统、优化冷态启动过程等措施。结果表明:采取相应的措施后,2台机组汽轮机冷态启动过程顺利并能按启动要求带满负荷。

针对所确定的转子,采用SolidWorks软件进行模拟仿真。结果表明:与仿真结果、高速动平衡试验结果相比,汽轮机转子前后轴承测点的临界转速都在工程允许的5%的误差范围内。汽轮机转子前后轴承测点的振动变化趋势与高速动平衡试验结果基本一致,验证了仿真模拟方法的正确性,为高速工业汽轮机转子的快速开发奠定了基础。

介绍了燃气轮机燃料阀组控制系统的组成和原理,建立了1 Hz以下动态响应良好的控制系统模型,并对燃料阀组液压控制系统进行了仿真,利用FLUENT软件对拉瓦尔式调节阀流动特性进行了流场分析,以期为液压伺服阀控制拉瓦尔式调节阀的设计奠定理论基础。

某660 MW超超临界二次再热机组调试期间发生一起高压缸排汽温度高引发的跳闸事件,分析机组跳闸原因,同时制定相关处理措施。结果表明:高压缸排汽温度控制器逻辑、汽轮机切缸逻辑及旁路逻辑的不合理导致机组跳闸;采用优化后的逻辑可以避免此类跳闸事件,提高机组运行的安全性和稳定性。

部分火电机组采用主汽轮机和给水泵汽轮机分设凝汽器的方案,但是现有的循环水系统优化计算程序不能直接适用于该方案。提出了一种优化计算方法,包括单独优化主汽轮机冷端设备、设置虚拟凝汽器、匹配主汽轮机冷却塔和合用冷却塔水温等。计算结果表明:通过该方法可以得到循环水系统较优的冷端配置。

为解决核电厂直流蒸汽发生器水汽转换时存在转换时间长、水汽状态反复转换等问题,提出一种新式水汽转换方法,去除主给水调节阀,先利用主给水泵转速控制蒸汽发生器出口工质流量,再利用启动扩容器入口调节阀组控制蒸汽发生器出口工质压力。通过效果预测得出新式水汽转换方法可使直流蒸汽发生器水汽转换时间缩短、水汽反复转换的隐患降低,提高机组的安全性及稳定性。

基于FLUENT软件对一体式光热吸储单元8 h储热与16 h放热过程进行数值模拟,得到填充床中岩石及空气的温度分布,研究其传热特性,并分析热性能的影响因素。结果表明:储热过程中,填充床轴向及径向温度分布都不均匀,轴向上存在斜温层,填充床上部沿径向分布有局部高温区域,轴向及径向温度分布随时间的变化与回流管道的存在有关;平衡节点处岩石与空气温度相等,平衡节点距填充床吸热表面的距离随着储热时间的增大而增大,但是与径向位置基本无关;一体式光热吸储单元8 h的储热效率可达97.6%,回流管道出口离地高度不影响热效率,循环风机压差主要影响放热效率与光热效率,岩石颗粒平均直径主要影响吸收效率与放热效率。

某电厂汽动给水泵前置泵在运行期间经常出现泵壳中分面易泄漏的问题,针对前置泵的形式和材料进行分析讨论,同时对前置泵进行相应的改造。结果表明:改造后前置泵运行情况良好,未出现泄漏现象,并且性能有所提高,可以为有同类型前置泵的电厂提供参考。

针对2B变频凝泵出现的结构共振故障,从机电耦合的角度分析了此类故障的原因,指出变频器产生的较低整数阶次的谐波使驱动电动机产生与轴系扭转固有频率接近的脉动扭矩,从而引发凝泵结构共振。现场采用精细化动平衡方案,将振动幅值从445 μm降至41 μm,最终有效解决了振动故障。

详细介绍2种方式下投运抽汽背压式汽轮机(BEST)回热系统的过程,并且分析投运方式对主要参数的影响。结果表明:采用加热器随机投运方式会导致BEST背压偏低,电机组功率超限;采用先投运低压加热器(简称低加)后投运高压加热器(简称高加)方式,需要较长的时间,但有利于BEST建立背压,避免了BEST背压过低导致电机组功率超限,该方法可以降低机组煤耗,提高机组经济性。

介绍了首台全燃准东高碱煤660 MW超超临界对冲燃烧锅炉的研发情况,阐述了炉膛关键参数选择、受热面布置优化、燃烧器布置优化、吹灰器布置优化等技术。结果表明:锅炉投运后具有优良的高碱煤适应能力,并且准东高碱煤综合掺烧质量分数达到90%以上。

论述了风能电转气技术的原理和工艺流程,利用生命周期评价模型全面评价风能电转气技术,基于SimaPro软件对各阶段进行生命周期评价,对比分析风能电转气技术和普通电转气技术对环境的影响。结果表明:风能电转气技术对全球暖化、海洋水生毒性和淡水水生毒性的影响程度分别为普通电转气技术的8.24%、12.40%和28.63%。风能电转气技术是一种具有可行性的能源利用技术。

通过对1 000 MW超超临界燃煤发电机组再热安全门阀座密封面的现场再制造,解决了以X11CrMoWVNb9-1-1钢为基材的安全门阀座密封面Stellite硬质合金脱落、开裂、吹损等缺陷,保证了机组的安全性。同时,实践证明通过应用可靠的焊接与热处理协同工艺,完全可以在机组检修现场高质量地完成阀座密封面Stellite硬质合金再制造。

开发在线自动喷氨调平系统调整喷氨阀的开度,将该系统在某300 MW亚临界机组锅炉的烟道进行应用。结果表明:应用在线自动喷氨调平系统后,选择性催化还原(SCR)脱硝系统出口氮氧化物(NO_x)质量浓度相对标准偏差大幅降低,空气预热器阻力长期稳定在设计值附近,有利于机组运行的经济性和安全性。

某660MW超临界机组运行21000h后,锅炉人孔门角部水冷壁上发生开裂和泄漏,影响了机组的安全运行。分析锅炉人孔门角部水冷壁失效的原因,对人孔门及其附近水冷壁进行热应力数值模拟计算,并对人孔门罩壳结构进行优化,减小其附近水冷壁受力,以保障机组的安全运行。

为研究空气预热器蓄热板表面硫酸氢铵(ABS)黏结性积灰的沉积特性(简称积灰特性),自主设计并搭建了小型模拟空气预热器实验台,研究了温度、流速、ABS-飞灰质量比、飞灰颗粒粒径等对蓄热板表面积灰特性的影响。结果表明:烟气温度是造成空气预热器蓄热板ABS积灰堵塞的重要因素,当温度为493 K时,A板和B板的ABS黏附率分别为31.7%和27.9%;随着烟气流速的减小,A板和B板的ABS黏附率增长率均增大,在相同流速下,A板表面ABS黏附率略大于B板;随着ABS-飞灰质量比的减小,蓄热板表面的ABS积灰量明显减少;大粒径飞灰颗粒的ABS黏附率较小。

为了研究湿法烟气脱硫(WFGD)系统的故障特性,以某电厂的脱硫塔为研究对象,建立烟气的流动、传热、组分扩散模型,以及浆液液滴的运动、传质、化学反应模型,通过用户自定义函数(UDF)对上述2种模型进行耦合。针对脱硫塔内喷淋管局部堵塞、液滴pH过低的故障工况进行了分析和仿真。结果表明:当第1层喷淋管局部堵塞时,堵塞区域SO₂质量分数与正常工况相比略有增加;随着高度的逐渐上升,局部堵塞造成SO₂质量分数升高的影响逐渐减弱;液滴pH由5.5下降至4.5时,脱硫效率下降速率随着液滴pH的下降逐渐增加。

以国内典型燃气-蒸汽联合循环机组为研究对象,建立五个层级的能效指标体系。利用Thermoflow软件建立仿真计算模型,开展机组变工况特性分析,计算全负荷范围内主要能效指标的基准值和热耗率偏差因子,分析对比各指标对机组经济性的影响程度。计算结果表明:主蒸汽压力、汽轮机背压和压气机效率对机组经济性的影响较大。

针对冷端采用二次循环冷却系统的核电汽轮机选型,基于最佳真空理论及年总费用最小法,结合二次循环冷却系统的特点,分析汽轮机选型的影响因素,提出方案并进行比较。结果表明:考虑冷端优化后的汽轮机型式更合理地匹配了汽轮机的实际情况,可为同类型核电汽轮机选型提供参考。

为了分析在确定边界条件下钠冷快堆汽轮机非核蒸汽冲转的可行性,基于简化的钠冷快堆热力系统模型,建立非核蒸汽冲转热平衡计算,并且提出优化方案。结果表明:仅利用反应堆一二回路蓄热产生的蒸汽流量不能满足非核蒸汽冲转的要求,但是联合辅助蒸汽进行钠冷快堆汽轮机非核蒸汽冲转是可行的。

基于旋风分离器的分离原理,建立离散相数值模型,利用FLUENT软件模拟液滴在旋风分离器中的轨迹,并比较分离效率。结果表明:小粒径的液滴对气流的追随性较好,会从排汽口排出,分离效率较低;临界粒径的液滴会在离心力的作用下被甩向壁面从而被分离出来。由于流动的复杂性,旋风分离器内部容易出现二次流,通过合理设计旋风分离器的结构,可以有效提高分离效率。

基于第三代通流技术,研究超超临界机组汽轮机新一代通流技术;结合二次再热技术,选取相关参数进行研究分析。结果表明:采用新一代通流技术和二次再热技术,机组的热力性能得到提高,汽轮机效率提高0.5~1.0百分点。

基于逆向传播(BP)神经网络构建发电机转子振动预测模型,利用滑动窗口构建BP神经网络训练样本,依据发电机状态及转子振动的运行值与预测值的相对偏差构建转子振动预警方法,并且使用某电厂发电机运行数据测试该预警方法。测试结果表明:所提出的发电机转子振动预警方法切实可行,满足转子振动在线预警应用需要。

以某汽轮机低压缸末级长叶片为研究对象,通过数值计算的方法并结合粒子输运模型,探究了末级长叶片在不同工况下的制动力和制动损失,给出了各叶高段所受到的气动压力和水锤压力。结果表明:末级动叶顶部为二次水滴冲击最严重的区域;在小容积流量工况下,末级长叶片将承受更严重的水蚀。

根据江苏省电网对新能源场站一次调频功能的要求,以江苏省某海上风电场为对象进行一次调频改造,实现了风电场的一次调频响应功能与一次调频在线监测功能。此外,对改造后的风电场进行现场一次调频性能试验。结果表明:该风电场具备一次调频能力,能够参与电网频率调节,风电场一次调频将有效减轻常规电源(火电、水电等)的调频压力,增强网源协调水平,保障电网安全稳定运行。

为了维持脱硫系统长期稳定运行,对新鲜浆液、一级吸收塔浆液、二级吸收塔浆液进行监控,研究浆液中Ca²⁺、Mg²⁺、Si⁴⁺分布及迁移特性。结果表明:SO₂和石灰石浆液反应后,石灰石中的Ca²⁺、Mg²⁺分别迁移至石膏固体和MgSO₄溶液中,而Si⁴⁺不发生迁移。相比于新鲜浆液,脱硫废水重新制浆后,一级吸收塔浆液和二级吸收塔浆液的Mg²⁺质量浓度分别富集了10.68倍和3.59倍。石膏的含水质量分数、CaSO₃·1/2H₂O含量主要受设备运行工况的影响,而CaSO₄·2H₂O、CaCO₃含量则直接受吸收浆液品质的影响。严控新鲜浆液品质,能够从源头上优化脱硫系统运行。新增废水浓缩装置是提高吸收浆液品质的有效途径。

结合某水冷反应堆(VVER)核电机组安全壳内运行工况、电气连接件国内外鉴定标准、RCC-E标准和俄罗斯鉴定文件,提出VVER核电机组国产化1E级反应堆顶部电气连接件的鉴定方案,对各个试验参数的确定及试验过程中的技术问题进行探讨,并且给出相应的建议及措施,可为VVER核电机组电气连接件鉴定提供参考。

针对采用绿色无磷方案的某电厂循环冷却水系统,对无磷阻垢分散剂和无磷缓蚀剂的性能进行介绍,采用模拟计算筛选适应10倍浓缩水水质的绿色无磷方案,并且对缓蚀性能和阻垢性能进行验证。结果表明:缓蚀性能和阻垢性能满足要求,采用所筛选的绿色无磷方案可实现该电厂循环冷却水系统在8~10倍浓缩倍数下的高效稳定运行。

通过研究供热机组甩负荷下汽轮机转速与连通管蝶阀动作的关系,提出一种新的基于时间步进法的阀门动作对汽轮机转速影响的计算方法。以某典型300 MW超临界供热机组为例进行了计算分析,得出了连通管蝶阀在3种开度方式下的升速曲线,以及连通管蝶阀全开或全关下的蒸汽压力曲线,计算结果对同类供热机组连通管蝶阀在甩负荷下动作方式的设定具有重要的参考意义。

为研究分析超临界二氧化碳(CO₂)再压缩循环发电系统循环的特性和规律,建立了500kW超临界CO₂再压缩循环计算模型,研究了各循环参数对热效率和分流比的影响,并以达到最高热效率为目标对各参数进行优化。计算结果表明:最低压力、最低温度、最高压力、分流比均存在使循环热效率达到最高的最佳值;热效率随着最高温度的升高而升高。对各循环参数进行优化后,工质质量流量减少了0.92kg/s,热效率从39.51%提高到43.85%。

通过变工况试验和等熵平衡法,研究热电联产汽轮机在不同电负荷、不同抽汽流量下汽轮机内效率、缸内效率的变化规律,并且根据等效焓降法模拟计算不同抽汽位置汽轮机内效率的变化趋势。以重热理论为基础,结合汽轮机内效率与缸内效率之间的关系计算低压缸内效率。计算结果表明:在变参数试验工况下,随着抽汽流量、电负荷的增加,汽轮机内效率和高、低压缸内效率均呈上升的趋势,而中压缸内效率呈下降的趋势。在汽轮机各项损失中,冷源损失占比最大,做功损失占比次之。随着抽汽流量的增加,低压缸做功比例减少,高、中压缸做功比例增加。

针对某电厂高温高压蒸汽管道中的疏水罐,采用基本流动传热模型进行模拟并结合金相组织观察,分析疏水罐内壁裂纹产生的原因,同时提出相应的改进措施。结果表明:热应力主要受温度场的影响,疏水罐内部的温度梯度不同,导致微小裂纹的产生,裂纹随着运行时间的增长而逐渐扩展,最终造成疏水罐无法正常服役;M₂₃C₆型碳化物和Laves相的聚集粗化,以及基体组织中固溶元素的迁移扩散,造成二次硬化作用减弱和材料硬度的持续下降,这是P92钢疏水罐长期服役后性能劣化的主要原因。