发电设备

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综述

大容量兆瓦级发电氢内燃机关键技术介绍

姜千

2023, 37(5): 277-282,292. https://doi.org/10.19806/j.cnki.fdsb.2023.05.001

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为了提升大容量兆瓦级发电氢内燃机的动力性能,防止早燃、回火和爆震等非正常燃烧现象的发生,从氢气喷射技术、燃烧策略和空燃比控制策略、废气再循环技术、涡轮增压技术、氢气喷嘴技术和尾气后处理技术等方面,对氢内燃机的关键技术进行详细的分析。结果表明:大容量兆瓦级发电氢内燃机目前广泛应用的进气道喷射技术存在内燃机动力性差的弊端,采用缸内直喷技术可以有效提升动力性能,降低回火风险;采用稀薄燃烧可以降低爆震的风险;采用成熟的氨(NH₃)-选择性催化还原(SCR)尾气后处理技术可以降低氮氧化物(NO_x)的排放。

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综述

压缩空气储能的定位与发展

吴斌, 李睿, 李季, 朱学成, 凌晨

2023, 37(5): 283-286. https://doi.org/10.19806/j.cnki.fdsb.2023.05.002

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介绍了压缩空气储能的技术特点和应用场景,结合国内压缩空气储能技术的发展现状,分析了压缩空气储能电站在未来新型电力系统中的定位,并且对不同储气形式的压缩空气储能电站的经济性进行了研究分析。通过综合分析得出压缩空气储能电站的造价为6 000~11 000元/kW,需要结合运营模式实现其应用。

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综述

发电机定子铁芯故障检测方法综述

陆轶, 金森

2023, 37(5): 287-292. https://doi.org/10.19806/j.cnki.fdsb.2023.05.003

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结合实例对铁芯损耗试验和电磁铁芯故障检测仪(ELCID)试验进行系统对比,并且从技术、资源、成本等多维度进行分析。研究结果和实践经验表明:若铁芯无严重故障,ELCID试验与铁芯损耗试验的检测效果接近,同时在便捷程度、试验成本等方面具有优势;若确认铁芯存在缺陷,应进行铁芯损耗试验以彻底评估严重程度。建议结合发电机运行状态选择铁芯故障检测方法,研究结果为类似大型发电机定子铁芯故障检测方法和检修策略提供了有益参考。

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研究与分析

新型纳米流体冷却液应用于风力发电机组冷却系统中的可行性分析

罗逸, 辛莎, 何延

2023, 37(5): 293-297. https://doi.org/10.19806/j.cnki.fdsb.2023.05.004

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在风力发电机组冷却系统中应用一种新型纳米流体冷却液,探究其对风力发电机组的发电效率和散热效率的影响。结果表明:相比于国产传统冷却液,应用纳米流体冷却液机组的发电效率提高了4.9%~6.2%,散热效率提高了10%~27%;在换热总容量的许可范围内,换装纳米流体冷却液的方法与加大换热器散热面积的冷却效果相同。借助纳米流体的高热导率、低腐蚀率和高沸点的特性,可以提高发电效率,降低设备的维护成本,该技术具有实用化和可行性。

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研究与分析

330 MW燃煤锅炉耦合ORC发电系统经济性分析

高建强, 颜一聪, 李鑫辉, 张浩, 凌海陶

2023, 37(5): 298-301. https://doi.org/10.19806/j.cnki.fdsb.2023.05.005

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有机兰金循环(ORC)在锅炉烟气余热回收中具有一定的优势。针对某330 MW燃煤锅炉设计一套供厂用电的ORC烟气余热发电系统,计算厂用电率、供电热效率、供电煤耗率、供电碳排放强度及投资回收期,分析锅炉耦合ORC发电系统后机组的经济性。结果表明:采用锅炉耦合ORC发电系统后,厂用电率平均降低0.18个百分点,供电热效率平均增加0.07个百分点,供电煤耗率平均降低0.7 g/(kW·h),供电碳排放强度平均降低1.52 g/(kW·h),投资回收期为7.04 a。锅炉耦合ORC烟气余热发电系统具有一定经济性。

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研究与分析

火电机组再热段抽汽供热方式的热经济性研究

郝飞, 杨文正

2023, 37(5): 302-304,316. https://doi.org/10.19806/j.cnki.fdsb.2023.05.006

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针对再热段抽汽供热方式的特点,提出供热工况的热经济性计算方法,并且以国产火电机组为例,基于不同负荷工况和不同机组容量对冷段抽汽和热段抽汽供热方式的热经济性进行对比分析。计算结果表明:相同供汽量下的机组热经济性随着负荷的降低而增加,冷段抽汽相比于热段抽汽的节能优势也随之降低;相比于大容量机组,小容量机组在供热工况下的热经济性更优。

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研究与分析

50 MW余热利用补汽式汽轮机性能试验

姚季

2023, 37(5): 305-309. https://doi.org/10.19806/j.cnki.fdsb.2023.05.007

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以50 MW等级余热利用补汽式汽轮机组为研究对象,提出汽水分离器前蒸汽干度的测量方法,分析主汽阀、调节阀的压损情况,给出该类型机组的发电机输出功率的修正系数,并且依据ASME PTC6—2004规程对机组性能进行考核验证。试验结果表明:修正后发电机输出功率为53 115.9 kW,比设计值(51 510.0 kW)高出1 605.9 kW,达到了性能设计的要求。

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材料技术

650℃先进超超临界锅炉高温部件选材探讨

敬仕煜, 何小明, 张玮, 谢逍原, 王林森, 曾辉, 杨华春

2023, 37(5): 310-316. https://doi.org/10.19806/j.cnki.fdsb.2023.05.008

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基于国内600 ℃超超临界(USC)锅炉高温部件用材情况,提出并阐释了650 ℃先进超超临界(A-USC)锅炉选材的主要考虑因素。结合国内外锅炉用先进材料的研发现状,从材料经济性、许用应力、焊接性能、纳入标准、材料供应安全、集箱和管道用材特殊性等多方面,综合对比了几种重点候选材料。结果表明:国内650 ℃ A-USC锅炉高温受热面材料可以选择Sanicro25(C-HRA-5)先进奥氏体耐热钢或HT700T合金,集箱、管道材料可以选择HT700P或GH984G合金。关于锅炉用高温合金的研究目前仍不够成熟,建议进一步研究候选材料用于集箱、管道的安全性问题和工程应用的标准化问题等,并且持续积累材料的高温持久强度数据。

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核电技术

核电机组高低压加热器U形传热管涡流检测法对比

陈小飞

2023, 37(5): 317-322. https://doi.org/10.19806/j.cnki.fdsb.2023.05.009

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核电机组不同类型加热器U形传热管通常采用不同的涡流检测法,从检测原理、方案实施、缺陷分析等方面将常规涡流检测与远场涡流检测进行对比。结果表明:常规涡流检测对于凹陷的检测灵敏度较高,远场涡流检测对于一定深度的内外伤的检测灵敏度较高,高低压加热器缺陷主要集中在U形传热管外圈及直管与弯管之间的过渡段区域,可以为类似核电机组高低压加热器U形传热管的涡流检测提供参考。

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自动控制

660 MW超超临界机组CO-O₂控制技术的应用

陈咏城

2023, 37(5): 323-327,333. https://doi.org/10.19806/j.cnki.fdsb.2023.05.010

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利用火力发电厂烟气排放连续监测系统(CEMS),实现锅炉烟气中一氧化碳(CO)、氧气(O₂)的测量,设计完善风量氧量串级控制系统,实现CO-O₂联合控制。实际应用结果表明:该系统投入后可以有效监控CO含量,减少锅炉燃烧中产生的CO,为锅炉燃烧调整提供数据支持,提高锅炉效率,减少水冷壁高温腐蚀,进而提高锅炉运行的安全性、经济性。

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自动控制

火电机组凝汽器蒸汽喷射真空系统控制逻辑的设计与应用

付乐东

2023, 37(5): 328-333. https://doi.org/10.19806/j.cnki.fdsb.2023.05.011

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某火电机组凝汽器在原有的水环真空泵组的基础上加装蒸汽喷射真空系统,并且设计一套控制逻辑。基于蒸汽喷射真空系统的特点,研究确定系统控制策略的控制需求和逻辑设计方案,提出采用顺序步进程序对关键工艺逻辑进行组态,同时对系统逻辑设计进行应用验证。验证结果表明:真空系统改造后,在蒸汽喷射真空系统投入运行时的凝汽器年平均真空有所提升,减少了机组运行的热耗率,提高了机组运行的经济性,同时真空系统可用设备增加,提高了机组运行的可靠性,可以为同类型控制策略的工程应用提供参考。

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运行与改造

燃气-蒸汽联合循环机组暖机负荷优化后的异常案例分析及处理

杜闻捷

2023, 37(5): 334-338,342. https://doi.org/10.19806/j.cnki.fdsb.2023.05.012

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为了提高SGT5-4000F型燃气蒸汽联合循环机组的经济性,采取了暖机负荷的优化方案。结合机组的中压旁路控制模式,对优化后汽轮机冲转异常的案例进行分析。结果表明:暖机负荷的优化方案可以缩短机组的启动时间,但是此方案在夏季会造成汽轮机无法冲转。通过对暖机负荷的再次优化即适当地增加燃气轮机的暖机负荷或者降低中压旁路在自动设定值控制模式(ASA控制模式)时的上限限制,实现了汽轮机正常冲转。

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运行与改造

IGCC机组低热值合成气燃气轮机燃烧器喷嘴改进

张建府

2023, 37(5): 339-342. https://doi.org/10.19806/j.cnki.fdsb.2023.05.013

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针对某整体煤气化联合循环(IGCC)机组调试运行时多次出现燃烧器喷嘴头部过热烧损的问题进行分析,基于低热值合成气燃气轮机燃烧器的特点,提出3种改进方案并进行对比。试验结果表明:通过改变喷嘴头部尺寸、提升喷嘴头部材质等措施,可以有效减轻喷嘴头部过热,进而延长燃烧器喷嘴使用寿命。

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