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  • 研究与分析
    吴伟
    发电设备. 2024, 38(3): 133-137. https://doi.org/10.19806/j.cnki.fdsb.2024.03.001
    介绍安萨尔多AE94.3A EVO2+型燃气轮机发电机组的主要技术优化原理,通过技术对比分析,阐述了该机组的节能及经济效益,并对AE94.3A EVO2+型燃气轮机发电机组本体及附件的国产化应用进行探讨。结果表明:AE94.3A EVO2+型燃气轮机发电机组的节能减排及经济效益提升效果显著;燃气轮机部件部分国产替代已具备技术和制造实力,已实现全面自主的燃气轮机检修维护,整机在全寿命周期内的成本将大幅降低。
  • 故障诊断
    黄杨森
    发电设备. 2024, 38(3): 182-188,193. https://doi.org/10.19806/j.cnki.fdsb.2024.03.010
    针对汽轮发电机转子绕组匝间短路故障,提出基于多元状态评估技术(MSET)的在线诊断方法。利用滑动窗口和欧氏距离构建状态矩阵,基于MSET构建励磁电流和无功功率计算模型,依据发电机运行状态运行值与计算值的相对偏差均值或残差均值构建匝间绕组短路故障在线诊断方法,并且使用某汽轮发电机运行数据进行验证。结果表明:所构建的在线诊断方法切实可行,满足了转子绕组匝间短路故障诊断应用需要,同时降低了故障误判的可能性。
  • 研究与分析
    叶林, 姚尧, 马喜强, 黄鹏, 王磊, 赵敬锴, 崔鹏
    发电设备. 2024, 38(3): 161-164,171. https://doi.org/10.19806/j.cnki.fdsb.2024.03.006
    介绍了高温气冷堆示范工程(HTR-PM)汽轮机轴封系统,并且对轴封蒸汽断供的原因进行了分析,提出了可以采用蒸汽发生器及管道内余汽供轴封、辅助电锅炉至轴封供汽管道改造、高温空气供轴封这3种解决方案。对3种方案进行对比,分析其在成本、可靠性和运行限制方面的优缺点,结果表明3种方案均是可行的。研究结果为HTR-PM汽轮机轴封蒸汽断供问题的解决提供了参考。
  • 研究与分析
    吴占元, 张兆宇, 计京津, 孙博
    发电设备. 2024, 38(4): 217-222. https://doi.org/10.19806/j.cnki.fdsb.2024.04.004
    压气机离线水洗可以消除积垢劣化、提升机组性能,离线水洗周期对电厂运行收益具有显著影响。提出了燃气轮机离线水洗周期经济性分析的方法和模型,以周期平均水洗成本作为优化指标,给出了最优离线水洗周期建议。基于该模型,以海南某机组为研究对象,计算该机组的最优离线水洗周期,并对各项边界条件进行了敏感度分析。结果表明:该机组的最优离线水洗周期约为740 h,相比于实际运行操作的550和1 200 h,每年可以多盈利8.4万~18万元。燃料价格、上网电价、压气机积垢速率均对最优水洗周期有显著影响。该模型已在电厂得到应用,研究结果可以为其他燃气轮机电厂的压气机离线水洗周期决策提供参考。
  • 研究与分析
    夏雪毛
    发电设备. 2024, 38(3): 144-149,156. https://doi.org/10.19806/j.cnki.fdsb.2024.03.003
    以通用电气(GE)公司的9FA和三菱公司的M701F这2种典型F级燃气-蒸汽联合循环机组为研究对象,搭建配置进气加热设计的燃气-蒸汽联合循环热力模型,开展机组热力性能仿真计算。对环境温度、加热温升、机组负荷对机组性能的影响进行单一变量分析,并且对2种机型在不同运行工况下的进气加热效果提升开展对比分析,给出了不同负荷下的最佳进气参数。结果表明:在相同的进气加热工况下,9FA机组的进气加热效果提升幅度高于M701F机组,机组联合循环效率随加热温升的提高而提高;在相同的加热温升下,9FA机组的最佳进气环境温度高于M701F机组。研究结果对进气加热技术在F级燃气-蒸汽联合循环机组上的应用具有重要参考意义。
  • 故障诊断
    王子顺
    发电设备. 2024, 38(3): 189-193. https://doi.org/10.19806/j.cnki.fdsb.2024.03.011
    以出现异响的某风力发电机组为研究对象,采用双通道振动检测仪器获取运行中产生的振动脉冲信号,根据信号传递的顺序运用简易声源定位法进行分析,将振动异响的频率与塔筒摆振频率进行比对,进行振动测试以确认振动异响的根源。通过综合振动分析和测试,最终确定了该风力发电机组振动异响的确切根源为塔底相关部位。采用简易声源定位法成功定位了故障,为风力发电机组的改进设计和运行稳定性提高提供了实际可行的技术路径。
  • 材料技术
    董鹏, 李海阳, 赖威龙, 周彦兴, 李林浩, 李金伟, 杨浩, 罗官睿
    发电设备. 2024, 38(3): 177-181,193. https://doi.org/10.19806/j.cnki.fdsb.2024.03.009
    针对某电厂超超临界锅炉延伸侧墙出口集箱角焊缝开裂的问题,从材料成分、显微组织、硬度测试及运行工况等方面综合分析该集箱角焊缝失效的原因,并且从焊接工艺、热处理工艺及焊缝形式出发综合提出优化方案。结果表明:集箱管材料为12Cr1MoVG,失效集箱角焊缝的化学成分、显微组织及硬度均符合标准,裂纹起裂于角焊缝外表面,并向内表面扩展。开裂原因为焊接残余应力与服役过程应力产生复杂叠加。通过采用降低角焊缝处应力集中的优化措施,延长材料使用寿命,可以为同类型电站锅炉管道的日常监督与质量控制提供重要的借鉴。
  • 材料技术
    武东战, 谷树超, 王驾鹤
    发电设备. 2024, 38(3): 165-171. https://doi.org/10.19806/j.cnki.fdsb.2024.03.007
    针对电力系统燃煤发电机组、燃气-蒸汽联合循环机组非关键承压金属部件的6起失效案例,结合机组服役环境,通过宏观观察、材质分析、微观组织分析和力学性能分析等方法,对失效原因进行分析。结果表明:部件失效部位多为截面突变的应力集中部位,失效诱因主要包括外部环境腐蚀和疲劳损伤;部件材质错用或生产工艺控制不当使其内部微观组织不佳,进而导致宏观力学性能整体下降,加速部件失效损坏。对于发电机组非关键承压部件的轴类或辅机螺栓等设备,技术监督管理重视程度不够,存在材质错用或材质不佳等较突出的问题。
  • 研究与分析
    张卫, 俞哲锋, 施子福, 陶振涛, 李宏梅, 黄岳, 闫凤平, 周永刚
    发电设备. 2024, 38(3): 138-143,156. https://doi.org/10.19806/j.cnki.fdsb.2024.03.002
    在某燃气-蒸汽联合循环机组长期停机备用期间,针对其余热锅炉尾部受热面开齿螺旋鳍片管锈蚀导致烟气流动阻力升高,影响燃气轮机带负荷的问题,通过现场数据监测、数值模拟及小型试验台试验,研究鳍片管表面锈蚀状态对流动阻力特性的影响。结果表明:余热锅炉尾部模块5、模块6的阻力上升明显;鳍片管背风侧的锈蚀堆积不会导致流动阻力的上升,两侧锈蚀厚度增加是流动阻力上升的主要原因;鳍片管除锈后鳍片减薄,流通截面积增大,阻力特性优于新鳍片管。
  • 运行与改造
    宋成才, 王长伟
    发电设备. 2024, 38(3): 194-198. https://doi.org/10.19806/j.cnki.fdsb.2024.03.012
    某25 MW汽轮发电机3号轴承振动大,经过几次检修,振动异常问题始终未能解决,导致汽轮发电机组停机。对汽轮发电机运行参数、振动图谱、轴承结构、检修过程进行分析,确定了振动大的主要原因为轴承底部垫块虚接导致支撑系统松动,发电机转子下沉与轴封、油挡发生摩擦,对中发生改变。通过优化转子对中调整工艺和调整轴承装配间隙,3号轴承振动幅值明显下降,机组能够安全稳定运行。合理的转子检修装配方法对汽轮发电机的可靠运行至关重要。
  • 辅机技术
    熊锴彬, 陈震宇, 冉燊铭, 李旭升, 周薇
    发电设备. 2024, 38(4): 229-234. https://doi.org/10.19806/j.cnki.fdsb.2024.04.006
    启动循环泵(BCP)作为超超临界锅炉启动系统核心设备,在机组启停效率、调节特性及低负荷安全性上具有明显作用,可以较好地适应电网深度调峰需求。通过对国产与进口BCP在价格、交货及质保期方面的对比,得出国产BCP具有较明显优势。随着国家对火力发电机组调峰需求的提高及发电设备国产化的推进,市场对国产BCP的需求日益凸显。目前,国产BCP在应用业绩上与进口产品还存在差距,但随着市场需求的扩大,其具有一定的发展前景。
  • 研究与分析
    平艳, 陶志坚, 黄元东, 白昆仑
    发电设备. 2024, 38(4): 199-204. https://doi.org/10.19806/j.cnki.fdsb.2024.04.001
    对2种先进高效的汽轮机冲动式叶型(LH、LL叶型)进行多级空气工质级试验和数值模拟分析,研究2种叶型在真实级环境下的总体性能差异。结果表明:2种叶型空气流量的试验值和模拟值基本一致;LH叶型具有更高的通流效率;2种叶型最佳速比的模拟值均高于试验值;随着根部速比的增大,通流级根部反动度逐渐增大,并且反动度的模拟值高于试验值。相比于LL叶型,LH叶型的设计理念更加合理,性能提升达到预期,研究结果可以为LH叶型的工程应用提供重要参考。
  • 研究与分析
    程亮, 林琳, 温斌, 周刚, 王雷, 李耀锋
    发电设备. 2024, 38(4): 211-216. https://doi.org/10.19806/j.cnki.fdsb.2024.04.003
    分析了火电机组汽轮机各系统在深度调峰工况下对经济性的主要影响因素,重点研究了汽动给水系统及配汽系统的运行经济性,使用EBSILON建模平台计算并分析了使用不同汽动给水泵汽源时机组运行经济性的差异,定量计算了不同主蒸汽压力下的机组运行经济性指标,分析了连通管蝶阀参与调节对经济性的影响。结果表明:四段抽汽作为汽源的经济性优于冷再热蒸汽;使用连通管蝶阀对给水泵汽轮机进汽进行调压时,汽轮机热耗率将升高123.7~146.5 kJ/(kW·h);深度调峰时适当降低主蒸汽压力有助于提升机组运行经济性。
  • 自动控制
    罗哓军, 李瑞平, 王驰, 陆王琳, 鲍佳麒, 赵慧荣
    发电设备. 2024, 38(4): 243-249,268. https://doi.org/10.19806/j.cnki.fdsb.2024.04.008
    针对储能电池参与火力发电机组一次调频时控制能力不足的缺陷,提出了一种基于一次调频特性和储能电池荷电状态(SOC)优化储能电池出力的自适应综合控制方法。通过对电网调频特性的分析,改进虚拟惯性控制得到虚拟负惯性控制。在频率调节初期,储能电池出力以下垂控制为主、惯性控制为辅;在频率恢复期,以惯性控制为主、下垂控制为辅。为了优化储能电池功率输出,基于logistic函数设置自适应出力系数调整策略,维持良好SOC。以典型单区域电网为例,搭建MATLAB/Simulink仿真模型,对所提出的自适应综合控制方法进行仿真验证,证明该控制策略能够快速有效地减小频率偏差,使电力系统快速恢复到一次调频频率稳态值。
  • 材料技术
    宋玉, 廖永浩, 于鑫, 聂海军, 杨林
    发电设备. 2024, 38(3): 172-176. https://doi.org/10.19806/j.cnki.fdsb.2024.03.008
    针对某660 MW超超临界机组服役4.6万h后的锅炉高温再热器,通过金相检测、扫描电镜、拉伸试验和冲击试验等方法对泄漏的TP310HCbN钢管的组织形貌和力学性能进行研究。结果表明:长时高温服役使TP310HCbN钢管的金相组织老化至3~4级,晶界析出大量碳化物,管材严重脆化,导致其韧性储备不足,受外力撞击后外壁表面形成大量微裂纹,随着服役时间的延长,管样裂纹逐渐扩展并最终导致爆管泄漏。
  • 研究与分析
    李亚洲, 雷承勇, 熊珍琴, 张国坤
    发电设备. 2024, 38(4): 223-228. https://doi.org/10.19806/j.cnki.fdsb.2024.04.005
    针对某高度为210 m、出口直径为7 m的燃煤电厂烟囱,基于Ansys Fluent软件,开展了水蒸气在环境中的扩散计算,分析不同因素对烟羽扩散的影响。结果表明:环境温度升高、烟气温度及湿度降低,均能显著地减小烟羽的区域体积。环境风速、烟气速度对烟羽区域体积的影响较小,主要影响烟羽在高度和水平方向的分布。环境风速的提高会导致水蒸气在较低的空间以更高的浓度扩散到更远处;烟气速度的提高促使液滴在高度方向扩散。
  • 研究与分析
    刘朝成, 黄雪飞
    发电设备. 2024, 38(3): 157-160. https://doi.org/10.19806/j.cnki.fdsb.2024.03.005
    为了分析回转式空气预热器隔仓板与传热元件之间的缝隙对排烟温度的影响,对某330 MW电站锅炉回转式空气预热器建立等阻力及等流速2种模型,计算不同隔仓板与元件间的缝隙下的排烟温度,得出了不同缝隙下的排烟温度。结果表明:缝隙小于6 mm时对排烟温度的影响较小,缝隙大于12 mm时对排烟温度的影响较大。通过计算结果与实际运行参数的对比,得出排烟温度的最大相对偏差为2.73%,验证了计算方法的准确性。
  • 自动控制
    周帅, 张天海, 张刘冬, 于国强, 卜京
    发电设备. 2024, 38(4): 250-255. https://doi.org/10.19806/j.cnki.fdsb.2024.04.009
    通过现场模拟频率扰动试验与电网真实频率扰动试验检测华东受端电网新能源场站的一次调频性能。结果表明:新能源场站通过有功备用功能能够保证其预留充足的备用功率,满足电网一次调频要求,光伏电站在响应快速性、稳定性、电量贡献等方面的调频特性更优异。研究结果可以为华东电网设置风电场与光伏电站差异化参数提供参考。
  • 故障诊断
    王金华, 李思琦, 吴奇太, 杨敏, 贺志清
    发电设备. 2024, 38(4): 264-268. https://doi.org/10.19806/j.cnki.fdsb.2024.04.011
    核电汽轮机叶轮叶根槽是应力腐蚀的易发生部位,要定期进行无损检测,然而在实际检测中,由于叶轮叶根槽结构复杂、空间受限,检测结果往往难以反映叶根槽表面真实情况。针对核电汽轮机叶轮叶根槽的检测问题,提出了一种超声相控阵检测方案,按照1∶1加工设置人工缺陷的叶轮-叶根体试件,通过CIVA仿真平台确定试验设备及扫查方式,对试件进行4次缺陷检测。试验结果表明:该方案能够识别出全部人工缺陷,并且能实现缺陷的定位和定量,具有较高的检测精度和可行性,能够有效保障核电汽轮机的安全运行。
  • 研究与分析
    王金刚, 曾良良, 杨晓明, 李剑宁
    发电设备. 2024, 38(3): 150-156. https://doi.org/10.19806/j.cnki.fdsb.2024.03.004
    某300 MW火力发电机组超净排放过程中,存在深度调峰时机组效率降低、空气预热器堵塞、氨逃逸过高等问题。通过冷热态摸底实验对选择性催化还原(SCR)脱硝系统进口流场和出口截面氮氧化物(NOx)浓度进行评估诊断,提出系统高效运行的应用方案,采用计算流体力学(CFD)软件进行数值模拟,并且通过冷态物理模型对解决方案进行论证。工程实践应用结果表明:协同优化可以取得较好的烟气流动分布且维持脱硝系统较低的压降,第一层催化剂入口的速度相对标准偏差降低至10.79%,脱硝系统总压降小于600 Pa,供电煤耗率降低0.3 g/(kW·h),具有较好的节能减排效益。
  • 自动控制
    康瑞庭, 唐浩源, 孙永斌, 王礼, 揭其良, 刘天宇
    发电设备. 2024, 38(4): 256-263. https://doi.org/10.19806/j.cnki.fdsb.2024.04.010
    在某超临界双抽背压供热机组停机不停炉工况下,对机组高压旁路调节阀的控制方式和高压旁路调节阀调节对象的自动切换方式进行研究。采用多级脉冲控制技术实现高压旁路调节阀的全行程控制。结果表明:利用汽轮机跳闸信号自动触发高压旁路调节阀调节对象切换器,实现了主蒸汽和再热蒸汽作为供汽汽源的无扰切换。同时,利用汽轮机跳闸信号触发锅炉快速减负荷,实现了机组整体安全稳定运行。该研究实现了机组在汽轮机跳闸、锅炉运行工况下稳定供汽的功能。
  • 研究与分析
    张胜华, 龙嘉健, 陆继东
    发电设备. 2024, 38(4): 205-210. https://doi.org/10.19806/j.cnki.fdsb.2024.04.002
    为了提高锅炉火焰核心高温区域特征提取的准确性和稳定性,结合四角切圆燃烧锅炉火焰特点,提出了一种基于Mask R-CNN的火焰核心高温区域轮廓提取方法。通过某330 MW燃煤锅炉工业火焰监控系统获取约10 000帧历史运行工况的火焰图像进行建模,并对升负荷工况的火焰图像进行在线处理验证。结果表明:基于Mask R-CNN模型的核心高温区域检测精准率达到92.35%,相比于传统的阈值分割法、边缘检测法具有更高的稳定性;Mask R-CNN模型能更好地适应变负荷时脉动火焰波动、快速变化的特点,轮廓边缘受其他区域的影响较小,有助于针对火焰核心高温区域轮廓进行火焰几何特征、分布特征的提取计算。
  • 设计与制造
    赵斌
    发电设备. 2024, 38(4): 235-242. https://doi.org/10.19806/j.cnki.fdsb.2024.04.007
    为降低运输成本、满足吊装及运输条件,660 MW及以上锅炉大板梁一般需要在高度方向和长度方向采用分段设计,形成分段式叠梁,高度方向和长度方向的连接均采用高强度螺栓连接。结合贵州某660 MW锅炉具体工程实例,给出了锅炉分段式叠梁运用中国GB 50017—2017《钢结构设计标准》和美国ANSI/AISC 360-16 Specification for Structural Steel Buildings(LRFD方法)的翼缘拼接、腹板拼接、叠合面翼缘拼接的设计方法。对于分段连接所用的高强度螺栓,美国规范计算得到的单颗螺栓承载力较大,螺栓数的需求较少,中国标准偏于安全。对于分段连接处板材,采用美国规范计算的应力系数低于采用中国标准计算的应力系数。对于大板梁分段设计,中美规范的安全水准基本一致,中国规范略偏保守。研究结果为锅炉分段式叠梁的连接设计提供了参考。
  • 研究与分析
    秦祖志, 董纯涛, 严志远, 郑银福
    发电设备. 2024, 38(6): 335-340. https://doi.org/10.19806/j.cnki.fdsb.2024.06.001
    以PG9351FA燃气轮机联合循环机组为研究对象,基于Thermoflex软件建立机组模型,分别对满负荷及定负荷运行工况进行了性能计算,并且分析了系统的各项关键参数。结果表明:对比满负荷和定负荷工况,环境温度升高对汽轮机、余热锅炉和联合循环效率的影响相同,但是对燃气轮机效率影响的差异较大;联合循环机组在定负荷工况运行时,可以采用合适的低品位热源提高燃气轮机入口空气温度,从而提高燃气轮机效率;同时,可以通过冷端优化等措施,降低汽轮机背压以改善汽轮机运行性能。
  • 研究与分析
    闻哲, 刘堃, 赵汶
    发电设备. 2024, 38(6): 348-355. https://doi.org/10.19806/j.cnki.fdsb.2024.06.003
    针对中温中压等级垃圾焚烧发电机组发电效率偏低的现状,研究了主蒸汽参数提级、增设再热循环和余热回收利用装置等措施,同时选取某15 MW机组分别按中温次高压和中温次高压再热方案进行改造分析,评价机组改造后的性能参数和经济效益。结果表明:采用中温次高压改造技术方案后,锅炉受热面质量增加9%,发电效率提高1.52个百分点,垃圾发电量增加43 kW·h/t,改造费用约为2 005万元,管材更换费用增加657万元,内部收益率为17.47%,投资回收期为6.31 a;采用中温次高压再热改造技术方案后,锅炉受热面质量增加24%,发电效率提高2.35个百分点,垃圾发电量增加64 kW·h /t,改造费用为2 490万元,管材更换费用增加1 363万元,内部收益率为21.53%,投资回收期为5.15 a。研究结果可为中温中压垃圾焚烧发电机组改造提供参考。
  • 辅机技术
    唐健, 宣廷新, 周惠友
    发电设备. 2024, 38(6): 393-398. https://doi.org/10.19806/j.cnki.fdsb.2024.06.010
    基于对燃气轮机气体燃料控制阀进口液压执行机构的调研及分析,结合大量的使用及设计经验,全新研发100%国产化的燃气轮机气体燃料控制阀液压执行机构。重点对气体燃料控制阀液压执行机构的原理设计进行介绍,并且通过搭建仿真模型对液压执行机构的频率响应进行仿真分析,搭建测试系统对执行机构进行可靠性验证及多项性能测试。仿真和测试结果表明:国产化的气体燃料控制阀液压执行机构在多个方面性能优于进口执行机构。燃气轮机气体燃料控制阀液压执行机构国产化样件的成功研制突破了国产化的关键问题。
  • 研究与分析
    肖成哲, 徐佳敏
    发电设备. 2024, 38(6): 341-347. https://doi.org/10.19806/j.cnki.fdsb.2024.06.002
    为分析汽轮机转子材料制备、加工、安装和运行过程中结构尺寸、材料物性参数、温度等随机变量对其等效应力的影响,以某300 MW级汽轮机高压转子为例,采用有限元方法计算得到了冷态启动过程中最大等效应力出现的时刻和部位,并且结合变量随机性,分别采用多项式响应面法和支持向量回归(SVR)响应面法拟合转子最大等效应力与随机变量之间的关系,比较分析了其拟合效果。同时,采用蒙特卡洛模拟法探究了在冷态启动过程中转子强度的可靠性和各随机变量的敏感性,得到了转子半径等6个随机变量的敏感性指数排列顺序。结果表明:SVR响应面法拟合效果比多项式响应面法拟合效果更好,2种响应面法得出冷态启动曲线的强度可靠性分别为96.99%和94.16%;在6个随机变量中,对汽轮机转子等效应力影响最大的是转子材料的弹性模量。
  • 材料技术
    董鹏, 盛金贵, 田成川
    发电设备. 2024, 38(6): 389-392. https://doi.org/10.19806/j.cnki.fdsb.2024.06.009
    某超临界锅炉水冷壁螺旋管区域发生多处泄漏,对泄漏管取样后进行了宏观检查、化学成分、金相组织和拉伸性能等分析。结果表明:原始泄漏点处于水冷壁管鳍片焊缝熔合区,鳍片焊缝存在大量焊接缺陷导致产生该泄漏点;泄漏的汽水流将相邻管吹损,相邻管出现多处次生漏点,造成管内介质流量降低,导致在次生漏点的下游区域发生短时过热爆管。建议应严格控制和检查鳍片焊缝的焊接质量。
  • 研究与分析
    魏应强, 王襄, 龙建康, 王淑婧
    发电设备. 2024, 38(6): 370-375. https://doi.org/10.19806/j.cnki.fdsb.2024.06.006
    某工业背压式汽轮机按技术协议需要在制造完成后进行厂内空负荷试车工作,而背压式汽轮机组空负荷试车的流程、方案与凝汽式机组存在较大差异。结合具体实例,研究背压式汽轮机空负荷试车的方案、流程,分析实际试车过程中的重难点,可以为同类型背压式汽轮机空负荷试车提供一定参考。
  • 研究与分析
    张荣发, 郝宁, 刘传亮, 杨博斌, 刘佳, 张天博
    发电设备. 2025, 39(1): 7-13. https://doi.org/10.19806/j.cnki.fdsb.2025.01.002
    绝热式压缩空气储能系统具有大容量、长时、安全、稳定和灵活等特点。在该类储能系统中,换热器作为关键部件,对系统效率具有重要影响。通过建立绝热式压缩空气储能热力系统模型,分析了换热器端差、空气侧压降对系统效率的影响,同时综合评价了换热器成本。结果表明:换热器上端差的增加会导致系统效率降低,在实际工程设计时,应使下端差与上端差相匹配;相比于高压级换热器,低压级换热器的空气侧压降对系统效率的影响更大;换热器的端差越小、压降越低,系统效率越高,但是设备成本也越高,因此在满足系统效率要求的前提下存在最优的端差和压降组合使换热器成本最优。
  • 运行与改造
    康科伟, 金贤星, 倪淞, 温小豪, 李培, 周永刚
    发电设备. 2024, 38(6): 399-404. https://doi.org/10.19806/j.cnki.fdsb.2024.06.011
    针对某660 MW锅炉高温过热器左右两侧吸热量偏差过大的问题,首先尝试采用同电厂另一台锅炉的自纠偏方法,研究分离燃尽风(SOFA)风门开度偏差与汽温偏差的关系,当该方法未达到预期效果后,进一步分析了失效原因。通过耦合SOFA风门水平摆角及开度偏差方法,成功建立了二者与锅炉左右两侧汽温偏差的关系。结果表明:通过调整SOFA风门水平摆角,可以有效地改变炉膛内切圆左右两侧的推力分布;调整上3层SOFA风门开度,当左侧风门开度增大、右侧风门开度减小时,过热器两侧吸热量呈现左侧增大、右侧减小的变化趋势,使过热器两侧汽温偏差随SOFA风门开度偏差变化呈先减小后逐渐稳定的趋势。投运耦合SOFA风门水平摆角及开度偏差的锅炉汽温自纠偏优化控制系统,成功实现了锅炉汽温的自纠偏控制。
  • 研究与分析
    汪前成, 陆永好, 史鑫, 杨智, 简羽翔
    发电设备. 2024, 38(6): 364-369. https://doi.org/10.19806/j.cnki.fdsb.2024.06.005
    针对某660 MW燃煤机组原深度耦合余热利用系统存在的问题,分析了该系统未达到设计目标的原因,采取了旁路烟道优化、凝结水换热器取水位置优化、再循环管路优化、增加烟气冷却器水侧旁路4种改造方案,并对最终的优化改造效果进行了详细的计算分析。结果表明:优化改造后,旁路烟气量比例上升至13.5%,凝结水换热器进口水温可以长期稳定在70 ℃,辅助蒸汽换热器的蒸汽用量基本降至0;优化后投运该系统,机组的供电煤耗率降低了2.73 g/(kW·h)。
  • 研究与分析
    史进渊, 江路毅, 徐望人, 周霞, 周宏, 高云鹏
    发电设备. 2024, 38(6): 383-388. https://doi.org/10.19806/j.cnki.fdsb.2024.06.008
    提出了核电机组可靠性的统计分析方法,介绍了核电机组5个可靠性特征量的意义及计算公式。提出了核电机组可靠性特征量加权算术平均值,给出了2008—2022年中国与美国1 000 MW等级核电机组可靠性的统计结果、可靠性特征量加权算术平均值的计算结果,以及可靠性特征量的变化曲线。结果表明:中国1 000 MW等级核电机组的可用性、可靠性与维修性整体上呈提高趋势,2008—2022年中国1 000 MW等级核电机组的等效可用系数比美国高1.81个百分点。
  • 研究与分析
    沈新军, 刘永文, 章旋, 李俊昆, 王伏忠, 赵瑜
    发电设备. 2025, 39(1): 1-6. https://doi.org/10.19806/j.cnki.fdsb.2025.01.001
    为了满足日益严格的氮氧化物(NOx)排放标准,发电用重型燃气轮机普遍采用贫燃预混燃烧以降低火焰温度,从而降低NOx排放。为了验证某F级重型燃气轮机的燃烧模式控制系统,以天然气燃烧的简化化学反应机理模型为基础,建立了面向化学反应器的网络模块库,开展了燃烧模式切换过程的仿真研究。基于Simulink模式图的建模技术,实现了点火和熄火等状态急剧变化过程的动态建模。通过仿真验证了建立的模型能够正确反映不同燃料支路流量分配比例对燃烧室温度、排放成分的影响,而且可以以较低的计算成本实现燃烧模式切换的实时仿真。
  • 研究与分析
    张胜华, 钟嘉皇, 董美蓉
    发电设备. 2024, 38(6): 376-382,388. https://doi.org/10.19806/j.cnki.fdsb.2024.06.007
    基于多层级筛选最佳聚类数自适应的模糊C均值(FCM)算法对某热电联产机组进行能效特性分析。对传统聚类算法进行改进,提出一种基于多层级严格筛选的最佳聚类数自适应确定方法,得到机组在不同负荷下的能效特性;采用最小二乘法拟合得到机组运行特性曲线,并且对牛顿插值算法得到的机组运行能效特性曲面进行对比分析。结果表明:在不同外界约束下,机组性能存在一定的差异,通过能效特性曲面,可以直观地看出2台机组在不同负荷下的能效特性差异及每台机组性能较优的负荷工况。在电负荷为225 MW,热负荷(供热蒸汽质量流量)为72.5~88.5 t/h的工况,1号机组的供电煤耗率比2号机组高,并且随着热负荷的增加,煤耗率差值呈现先增大后减小的趋势。因此,在负荷调整时,可以优先安排2号机组低负荷运行。
  • 研究与分析
    朱中旭, 陈思雨, 金余其
    发电设备. 2024, 38(6): 356-363. https://doi.org/10.19806/j.cnki.fdsb.2024.06.004
    在连续给料式固定床装置上研究了模拟村镇垃圾在不同组分配比下对热解气及焦油产生特性的影响。试验结果表明:在800 ℃垃圾混合热解比单独热解更能促进物料充分裂解,减少焦油产生并提高热解气冷煤气效率(CGE)。混合热解能降低焦油中O元素的含量,降低焦油的腐蚀性;含氯物质(本文中为聚氯乙烯)的存在能有效促进热解焦油中含N、S官能团的分解,保证焦油具有更高的热值和更好的稳定性。混合热解能有效减少焦油中的杂环及脂环化合物,但开链化合物及芳香化合物占比变化情况则与物料中的组分配比有关。
  • 材料技术
    刘珂, 熊伟, 龚敏
    发电设备. 2025, 39(1): 29-34. https://doi.org/10.19806/j.cnki.fdsb.2025.01.006
    针对某风电塔筒制作项目,对风电塔筒门框用Q420NE厚板对接接头的药芯焊丝CO2气体保护焊(FCAW)工艺进行了分析,并且完成了Q420NE厚板焊接工艺评定。同时,通过实心焊丝对照组试验,分析了不同保护气体对实心焊丝气体保护焊的影响。结果表明:FCAW工艺满足Q420NE厚板焊接工艺要求,可用于塔筒门框焊接;对于实心焊丝气体保护焊,保护气体类型对焊接Q420NE钢有较大影响,使用纯CO2气体焊接Q420NE钢无法保证焊缝满足技术要求。
  • 材料技术
    何小明, 敬仕煜, 曾辉, 杨建
    发电设备. 2025, 39(1): 23-28. https://doi.org/10.19806/j.cnki.fdsb.2025.01.005
    利用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、X射线能谱仪(EDS)、复相分离技术等研究HT700T合金管热暴露后的沿晶界析出物。结果表明:浸蚀条件下,晶界析出物呈团絮状,明显区别于晶内。500 ℃热暴露后,晶界团絮状析出物已经出现,并且数量随温度的升高而增加,至750 ℃左右达到峰值,之后逐步减少,至1 000 ℃全部回溶消失。晶界析出物由富Cr相、γ'相和基体γ相构成,晶界微区γ'相体积分数高于晶内。对比观察700 ℃高温持久强度断裂试样的不同位置,未发现晶界析出物促进试样蠕变开裂的证据,但应力对于晶界析出物有一定促进作用。
  • “电站锅炉钢结构设计”专题
    马田清, 马洪步, 李春雨, 姜洪文
    发电设备. 2025, 39(1): 59-64. https://doi.org/10.19806/j.cnki.fdsb.2025.01.011
    燃煤电厂目前普遍采用选择性催化还原(SCR)法进行烟气脱硝,SCR反应器是烟气脱硝处理的主要设备,其设计方案直接影响烟气脱硝性能。SCR反应器在运行时承受多种荷载和作用,常规设计通常采用保守的框架形式,其材料利用率和受力性能存在局限性。为实现SCR反应器结构的高性能设计,对其受力特点和结构方案进行了研究,形成了结构空间布置和截面优化、提高结构刚度、温度应力和膨胀变形控制、内部压力控制、防积灰措施等关键技术解决方案,设计了一种新型SCR反应器结构。结果表明:该新型SCR反应器结构布置合理,催化剂层大梁的高度可以降低约50%,总用钢量可以节省约20%,同时有限元仿真分析表明结构具有良好的受力性能和安全性能。该新型SCR反应器在多个项目中得到了应用,使电厂氮氧化物(NOx)排放得到了有效控制,产生了显著的效益。
  • 运行与改造
    陈鑫
    发电设备. 2025, 39(1): 40-44. https://doi.org/10.19806/j.cnki.fdsb.2025.01.008
    某1000 MW超超临界二次再热机组在进行阀门活动性试验(ATT)时,控制(EH)油压异常下降,随后汽轮机所有调节阀全关,触发了发电机逆功率保护,导致机组跳闸。基于油动机工作原理和数字式电液调节系统(DEH)逻辑中存在的调节阀防卡涩逻辑对该机组跳闸事件原因进行分析,并且提出处理建议及后续的防范措施。结果表明:通过严格控制EH油油质、优化试验流程、加强逻辑组态检查,可以有效避免ATT导致汽轮机跳闸。研究结果对同类型发电机组的调试及运行具有一定的参考意义。