发电设备

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    发电系统分析
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    350 MW热电联产机组深度调峰经济运行策略
    张延彬, 李菊花, 张春梅, 庞晓平, 张雄
    2025, 39(3): 141-149. https://doi.org/10.19806/j.cnki.fdsb.2025.03.001
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    为了优化热电联产机组在不同深度调峰状态和电价时段下的运行策略,采用数理建模、深度耦合和智能优化等方法进行了研究。研究发现,在单机组运行过程中,当调峰考核金额较大时,适当增加售热量可平衡利润,避免节点负利润现象。不同调峰时期的利润差异显著:供暖期低负荷运行利润优于高负荷运行,非供暖期抢发电量可以获得更高收益。基于单机组研究,进一步进行负荷分配研究,发现相同工况下双机组运行的煤耗率大于单机组运行,但由于调峰补偿政策的支持,其利润远高于单机组运行。电价政策耦合研究显示,电价峰值期间机组高负荷运行可以显著提高收益,而在电价谷值期间应避免在调峰负荷节点附近运行,以防止严重亏损。研究结果为热电联产机组的优化调度提供了科学依据。
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    某660 MW燃煤机组深度调峰下热力性能与偏差分析
    林强, 韩怀远, 杨伟杰
    2025, 39(3): 150-154,161. https://doi.org/10.19806/j.cnki.fdsb.2025.03.002
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    为了明确某660 MW燃煤机组在30%额定负荷深度调峰工况下的真实热力性能,依据相关试验标准开展了热力性能试验。试验结果表明:在该工况下,机组的锅炉热效率为92.81%,汽轮机热耗率为8 529.4 kJ/(kW·h),发电煤耗率为317.1 g/(kW·h),与设计值[316.3 g/(kW·h)]相当。通过耗差分析法,确定了锅炉热效率低于设计值的主要原因是实际排烟损失偏高;尽管汽轮机高、中、低压缸的效率均有不同程度的下降,但由于实际机组的背压显著低于设计值,总体汽轮机热耗率仍优于设计值。基于试验结果推断,电厂日常采用正平衡方法统计的发电煤耗率误差主要源于燃煤采制化误差和耗煤量装置的统计误差。相比于50%额定负荷工况,深度调峰工况下机组运行安全性降低,机组厂用电率增加了3.45个百分点,锅炉热效率降低了1.72个百分点,汽轮机热耗率增加了157.5 kJ/(kW·h)。研究结果可以为同类型机组掌握深度调峰工况下的热力性能提供参考。
  • 发电系统分析
    火电机组深度调峰的背压机供热运行方式及经济效益分析
    沈翔宇, 孙德玉, 何翔, 范诚豪, 赵旭
    2025, 39(3): 155-161. https://doi.org/10.19806/j.cnki.fdsb.2025.03.003
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    对配置背压机供热系统的超超临界机组在深度调峰下的不同供热方式进行了研究。利用理论计算,分析了深度调峰下背压机投运与不投运方式下的经济效益;对比分析了背压机排汽进入回热系统和排汽直接对外供热下的经济效益。结果表明:低负荷下背压机投运相比于不投运,产生的综合收益增加19.84万元/a;50%负荷下,排汽回热工况与排汽供热工况相比,机组热耗率升高了171.83 kJ/(kW·h)。深度调峰工况下,当对外供汽量大于背压机最小进汽量时,采用背压机排汽供热,当供汽量小于背压机最小进汽流量时,采用背压机排汽进入回热系统方式。深度调峰期间不停运背压机,可以提高机组运行的灵活性。
  • 发电系统分析
    超临界二氧化碳布雷顿循环热力分析及优化
    张妮乐, 王化南, 温吉利
    2025, 39(3): 162-166,179. https://doi.org/10.19806/j.cnki.fdsb.2025.03.004
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    基于典型的再压缩布雷顿循环,建立了超临界二氧化碳(sCO2)发电循环的热力学模型,并且对系统性能进行关键参数影响分析。通过遗传算法优化设计,确定系统的最高效率点及其对应的运行参数。结果表明:主压缩机入口温度和压力接近临界点、透平入口温度较高时,系统循环效率较高;在主压缩机压比增加的过程中,循环效率呈先升高后降低的趋势,存在一个最优压比。研究结果可以为sCO2发电技术的工程化应用提供技术参考。
    • 发电设备优化
  • 发电设备优化
    超临界锅炉刚性梁角部组件设计
    高飞, 张欣, 吕洪彬
    2025, 39(3): 167-170. https://doi.org/10.19806/j.cnki.fdsb.2025.03.005
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    主要介绍了超临界锅炉刚性梁角部组件的工作原理、受力分析,包括垂直管圈刚性梁角部组件和螺旋管圈刚性梁角部组件的设计,并且阐述了角部组件现场安装要求。结果表明:角部组件的设计需要注意零件的尺寸和数量,焊缝长度及焊脚高度,以及销轴和销轴孔尺寸的配合;在角部组件的安装过程中,应按照图纸进行焊接,以避免漏焊。
  • 发电设备优化
    凝汽式汽轮机高压缸泄漏故障的计算与分析
    叶朋珍
    2025, 39(3): 171-174,179. https://doi.org/10.19806/j.cnki.fdsb.2025.03.006
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    针对某凝汽式汽轮机高压缸泄漏故障,分析故障过程中通流参数的变化,利用弗留格尔公式计算不同级组的蒸汽流量,并且估算了故障导致的蒸汽泄漏量。同时,将泄漏过程简化为等熵膨胀过程,忽略泄漏点的不规则性,将泄漏点等效为理想喷管,计算理想喷管流量。结果表明:弗留格尔公式的估算结果与脱落堵头泄漏量的误差在工程允许范围之内。研究结果为汽轮机通流部分的故障计算提供了一种新的计算思路,不同于传统的仅使用弗留格尔公式计算通流量的方法,本研究创新性地利用不同级组的通流量差值,实现通流异常部分泄漏量的计算,同时为故障定位和故障部件确定提供了有力辅助。
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    汽轮机供热模式切换后振动大分析及处理
    崔永军, 赵天, 杨智, 杨君君, 刘绍培, 刘旭光
    2025, 39(3): 175-179. https://doi.org/10.19806/j.cnki.fdsb.2025.03.007
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    某燃气-蒸汽联合循环机组汽轮机供热模式切换后,汽轮机低压转子振动突然增加,汽轮机紧急进行了反向模式切换。通过对事故前后运行参数的变化进行分析,初步确定事故原因为模式切换后低压缸进汽参数的变化。针对该问题更改中压缸排汽压力设定值后,再次进行模式切换试验,此次切换过程中低压缸进汽参数变化减弱,模式切换完成后振动未发生明显变化。该案例可以为其他类似事故分析提供参考。
  • 发电设备优化
    某俄制1 000 MW核电汽轮机高压缸端部密封分析
    窦建业, 秦志文, 张寒, 李战争, 鲁录义, 王坤
    2025, 39(3): 180-186,210. https://doi.org/10.19806/j.cnki.fdsb.2025.03.008
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    采用有限元方法对某俄制核电汽轮机高压缸中分面端部在变负荷过程中出现的顽固性泄漏现象进行了建模,重点研究了负荷水平、螺栓预紧力和外轴封保温等因素对泄漏的影响。首先,建立了高压缸汽缸端部的有限元模型,分析了负荷水平变化对轴封供汽参数的影响,进而探讨了不同负荷下汽缸端部中分面接触压力的变化规律;其次,研究了螺栓预紧力对接触压力分布的影响;最后,基于研究结果提出了外部加压密封的解决方案,并且设计了高压缸汽缸端部模拟体及密封夹具。结果表明:螺栓预紧力对接触压力的局部影响较大,但对泄漏区域的直接影响较小;外轴封保温在一定程度上能够改善端部接触状况。在保证密封夹具与汽缸壁之间的间隙小于0.2 mm的前提下,可以有效维持汽缸模拟体内部压力,现场实施效果进一步验证了该结论。
  • 发电设备优化
    某超临界600 MW机组高压旁路阀阀杆断裂分析及改进
    吴涛, 王苗苗, 王延峰
    2025, 39(3): 187-193. https://doi.org/10.19806/j.cnki.fdsb.2025.03.009
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    采用宏观检查、化学成分分析、断口分析、金相检验和力学性能试验等方法,对某超临界600 MW机组用高压旁路阀Inconel 718合金阀杆断裂部位进行了分析。通过对失效原因的分析,给出了具体改进建议。结果表明:阀杆试样的化学成分、金相组织、硬度和冲击性能均符合规定;阀杆试样的晶粒组织略粗,夹杂物较多且以碳化物为主,同时试样的拉伸性能参数低于标准值;阀杆断裂失效的原因是材料强度不足,同时部件上的坡口根部和螺纹凹槽处均为应力集中点,在应力作用下,坡口根部萌生裂纹并持续扩展导致断裂。
  • 发电设备优化
    轴封加热器新型疏水装置应用及节能改造
    潘俊生
    2025, 39(3): 194-197. https://doi.org/10.19806/j.cnki.fdsb.2025.03.010
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    介绍了国内某新建发电机组轴封加热器选用的新型疏水装置,详细分析其组成、结构和工作原理,并且与传统轴封加热器的疏水装置(采用多级水封)对比,得出其具有设备操作性更简化、背压适应性更强、设备本体及机组安全性更高,以及有利于空冷机组和调峰机组运行等优点。在此基础上,进一步提出轴封疏水“零泄漏”的节能改造方案,通过更改内部管道安装高度来优化接口位置,预计为电厂每年节省3 600元除盐水生产费用。
    • 数字化与智能化
  • 数字化与智能化
    某F级燃气轮机燃料量的通用控制方法
    沈新军, 章旋, 张绪炎, 李俊昆, 王伏忠, 赵瑜, 谢瑾瑜
    2025, 39(3): 198-204. https://doi.org/10.19806/j.cnki.fdsb.2025.03.011
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    为构建一个能够广泛适用于某F级燃气轮机燃料量控制方法的设计框架,开展了燃料总量控制设计、燃料分配控制回路设计、燃料沃伯指数修正、调压阀控制设计的研究,形成了燃气轮机燃料量通用控制方法,并且完成了燃料量控制策略的仿真验证。结果表明:基于提出的燃料量控制策略,能够实现该F级燃气轮机从点火、暖机、升速、并网、升负荷到满负荷的全工况燃料量控制。研究结果可以为F级燃气轮机燃料量相关控制算法的设计和改进提供参考,进一步支撑燃气轮机高效、稳定和安全地运行。
    • 新能源技术
  • 新能源技术
    生物质燃料压缩输送螺旋轴结构设计与试验分析
    贾小龙, 龚曙光, 张辉铭, 刘海伦, 唐芳, 刘林晖
    2025, 39(3): 205-210. https://doi.org/10.19806/j.cnki.fdsb.2025.03.012
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    针对生物质燃料压缩输送设备中的变径变螺距螺旋轴结构,通过对其压缩输送机理进行分析,建立了参数化计算模型,以14 in的螺旋轴为例进行结构设计,并且对玉米秸秆的压缩输送过程进行了数值模拟,最后通过样机试验进一步验证了该螺旋轴的压缩输送性能。在数值模拟计算中,玉米秸秆的压缩比达到了2.408。玉米秸秆压缩输送试验结果表明,运用参数化计算模型设计的变径变螺距螺旋轴结构的压缩输送效果较好,符合对玉米秸秆压缩输送的预期标准,运用参数化计算模型设计方法具有一定的可行性和可推广性。