650℃超超临界1000 MW机组回热系统的参数优化

发展更高参数超超临界汽轮机组是提高发电热效率和降低燃煤消耗量的主要方向。随着高温合金材料技术的发展,目前已具备发展主蒸汽650℃超超临界机组的条件,主蒸汽和再热蒸汽温度的提高,对回热系统的设计也提出了新的要求。本文设计了超超临界1000 MW汽轮机组的回热系统,分析了主蒸汽和再热蒸汽压力对机组热力性能的影响规律,采用遗传算法优化了各级抽汽参数,汽轮机发电热耗率低于6940 kJ·(kW·h)^-1。     

现行电力系统热经济性状态方程

本文用系统工程观点,定义了热力发电厂热经济性系统状态方程。指出,状态方程的结构与系统的结构一一对应,系统的热经济性取决于系统的结构及系统所处热力学状态。该方程的出现为电厂热经济性的计算、分析与综合提供了新的基础和研究方法。     

功热并供国热燃气轮机及其热力分析

功热并供国热燃气轮机及其热力分析张娜，蔡睿贤（中国科学院工程热物理研究所北京１０００８０）关键词功热并供；回热；当量效率１前言回热和功热并供的主要效果都是降低燃气轮机的排热温度，尽可能地回收余热。本文建议在回热之后，再利用其余热加热热水，以尽可能提高...     

余热在蒸汽回热动力循环中的热效率

一、问题的提出 有蒸汽回热动力循环的电厂、大型钢铁、化工厂等是耗能大户,在生产过程中会产生大量的余热,如电厂锅炉的排烟热损失就是可利用的余热。若能利用余热来加热回热循环中的凝结水,就可排挤一部分汽轮机的回热抽汽使之继续在汽轮机中作功,这是利用余热获得功,但余热的利用减少了回热效果,又使经济性下降,那么在蒸汽回热动力循环中余热利用的经济性如何?其热效率有多高?这是本文所要探讨的问题.     

联合循环、STIG循环、HAT循环及其相关循环的热力性能比较

1引言本文分析并比较了燃气一蒸汽联合循环（CC）（图川山、注蒸汽燃气轮机（STIG）循环z图2）l’］、湿空气透平（HAT）循环（图3）［’1及采用中冷或再热手段后相应循环的性能．为了不使系统过于复杂，只采用一级中冷、一级再热，中冷器和再燃室的位置与通常的设计相同。中冷器所用冷却水来自环境，吸收热量后又回到环境。选用余热锅炉型CC，HAT循环选用文献［3］提供的结构。2计算结果及分析计算条件：（a）环境温度20”C，压力0．101325MPa，湿度sg／bgDA；（b）压气机绝热效率0．88，燃气透平相对内效率0．9，蒸汽透平相对内效…     

高低位分轴布置燃煤发电机组不同抽汽节流方案的运行灵活性研究

可再生能源装机容量的大幅增长对电网的供需平衡带来极大的挑战，燃煤发电由主体能源向基础能源转变，在消纳可再生能源发电和维持电网供需平衡中发挥着不可替代的作用。本文采用GSE软件搭建了650?C一次再热燃煤发电机组(汽轮机采用高低位分轴布置)的动态模型，研究了四种抽汽节流方案对燃煤发电机组主要热力参数和输出功率的动态特性。结果表明：采用高加抽汽节流，主蒸汽、再热蒸汽主要热力参数变化量显著大于低加抽汽节流；四种方案中，输出功率最大变化量可达211.55 MW；采用高加抽汽节流方案，低位汽轮机组输出功率增大量可达130.15 MW，高位汽轮机组减少量可到156.23 MW；采用低加抽汽节流方案，低位汽轮机组输出功率增大量可达26.21 MW。     

带喷射式热泵的回热系统热经济性研究

目前在所有电厂中普遍采用给水回热加热系统来提高机组效率,且机组效率随回热级数的增加而提高,但受汽轮机结构等因素的制约,现有机组一般采用7~9级回热.本文研究在不改变汽轮机结构的情况下,采用喷射式热泵技术增加回热级数,从而提高机组效率.通过对某660 MW机组进行计算,结果表明采用喷射式热泵可使该机组热效率提高0.13%,发电标准煤耗率下降0.35 g/kWh,每年节省标准煤1617.6 t以上,机组热经济性显著提高.     

一种基于分析的火电机组热力系统性能劣化诊断方法

及时检测和跟踪热力设备和系统的热经济性能劣化趋势,准确开展设备健康与能效状态预警对火电机组节能诊断和运行优化具有重要意义。本文基于分析方法研究了热力设备性能劣化产生机理和影响因素,建立了热力设备和系统的热经济性劣化模型;分析了不同工况和边界条件下,设备固有损失和附加损失的影响因素和相互作用机制;以某660 MW超临界空冷机组为案例,开展了性能劣化模型验证和系统热经济性诊断。结果表明,根据固有损失、附加损失和内部参数的变化,可有效检测和诊断设备、过程和系统的热经济性能劣化状态,为热力系统运行优化、故障预警与状态维修提供理论依据。     

中低温太阳能品位间接提升及系统集成

本文提出了中低温太阳热能品位间接提升的概念、方法和系统集成,其核心是热集成和热化学转换的有机结合。在所提出的太阳能和化石能源综合互补的化学回热循环系统(SOLRGT)中,中低温太阳热能首先提供蒸汽蒸发潜热从而转化为蒸汽内能;其次通过蒸汽参与重整反应进一步转化为合成气化学能,实现品位提升;最后得以在高效的燃气轮机系统中实现热功转换。由于太阳能的引入,燃气轮机透平排气余热回收部分的热匹配得到极大改善,并减少了化石能源消耗;同时,蒸汽产率的增加有助于增进系统化学回热和物理回热收益。系统中太阳能热转功净效率可达26.5%;和常规化学回热循环相比,化石能源节约率可达20%～30%,实现相应数量的CO_2减排,系统中实现了中低温太阳能的高效热功转换和与化石燃料的梯级互补。     

高效太阳能热发电系统性能分析

为了提高太阳能热发电站的发电效率,提出了耦合空气轮机、汽轮机及热力塔为一体的太阳能发电系统。在该系统中,吸热器吸收的太阳能加热压气机所压缩的高压空气,多余的热量被储存在储热装置中以在无阳光的时候维持电站正常运转。被加热后的高压空气驱动透平后排入余热锅炉产生蒸汽驱动汽轮机,余热锅炉的排气以及冷却汽轮机凝汽器的空气进入热力塔底部驱动风力涡轮。本文建立了该系统的热力学模型并对系统效率作了计算,计算中对水蒸汽动力循环的参数做了优化。计算结果表明,该系统相比传统的太阳能热电站发电效率明显提高,在环境温度为15℃、空气轮机组透平进口温度为700℃、热力塔高度400 m以上时,空气轮机工作在有回热热效率高的工作模式下,系统循环效率超过了50%,该太阳能电站总的能量转换效率将可达到33%。     

An effective method for optimization of continuous and discrete parameters of heat and power plants

Modern thermal power plants are complex technological systems. Therefore, making informed decisions when studying them requires the use of mathematical modeling and nonlinear optimization methods for plant parameter. The most complex task is to solve a mixed optimization problem wherein a part of optimization parameters vary continuously, and the other can take only discrete (integer) values. An effective method is developed to solve a thermal power plant optimization problem with continuous and discrete parameters. The method suggests an iterative procedure for solving continuous nonlinear programming problems and discrete-continuous linear programming problems. For each iteration, we add new constraints obtained by linearizing nonlinear inequality constraints and the objective function of the initial problem to the system of inequality constraints of linear problem. The effectiveness of the proposed method is exemplified by the optimization of a combined cycle power plant with a mixture of working media (the STIG scheme). Design characteristics of heating surface of a waste heat recovery boiler represent the discrete parameters to be optimized. The research demonstrates a considerable reduction in computational effort compared to the branch and bound method.     

一种新型的超燃冲压发动机闭式冷却循环

热防护技术是发展高超音速的关键技术之一.为了降低冷却用燃料需求,本文提出了基于闭式Brayton循环的超燃冲压发动机冷却循环,旨在提出一个缓解超燃冲压发动机热防护压力的新方法、新思路,同时可为高超音速飞行器提供足够的电力供应.文中介绍了冷却循环的组成和工作原理,定义了评价冷却循环性能的参数,在考虑系统内、外不可逆性的基础上,完成了系统的性能分析,分析表明该冷却循环可有效地节约冷却用燃料消耗,大幅提升超燃冲压发动机热防护系统性能.     

Solar thermal power plants

The solar thermal power plant technology, the opportunities it presents and the developments in the market are outlined. The focus is on the technology of parabolic trough power plants, a proven technology for solar power generation on a large scale. In a parabolic trough power plant, trough-shaped mirrors concentrate the solar irradiation onto a pipe in the focal line of the collector. The thermal energy thus generated is used for electricity generation in a steam turbine. Parabolic trough plants can be combined with thermal storage and fossil or biomass fired heat exchangers to generate electricity even when the sun is not shining. Solar Millennium AG in Erlangen has developed the first power plant of this kind in Europe. After two years of construction the plant started operation in Southern Spain in 2008. This one and its sister projects are important steps leading the way for the whole market. The paper also covers the technological challenges, the key components used and the research and development activities concerning this technology. Solar thermal power plants are ideal for covering peak and medium loads in power grids. In hybrid operation they can also cover baseload. The Solar Chimney power plant, another striking technology for the conversion of solar into electric energy, is described briefly. The paper concludes with a look at the future – the import of solar energy from the deserts of North Africa to central Europe.     

新型IGCC系统研究与概念设计

本文开拓研究新型整体煤气化联合循环（ＩＧＣＣ）系统。基于ＩＧＣＣ关键技术进展与系统综合分析新方法的研究，设计构筑出新型的ＩＧＣＣ系统，通过模拟分析；揭示了其热力特性，得出了一些有价值的结论。新系统效率已突破５０％，有强的竞争力与发展前景，本研究成果将为研制新一代ＩＧＣＣ系统提供技术方案和理论分析方法。     

板状激光振荡介质温度场和应力场的数值模拟

以非均匀内热源模型为基础,并考虑材料的导热系数和热膨胀系数的温度相关性,利用有限元方法,对板状激光振荡介质在不同功率和冷却强度下的温度和热应力分布进行了数值模拟及分析。根据计算结果提出了最大有效换热系数的概念,指出换热系数超过最大有效换热系数后,继续强化传热对减小高功率激光器的热效应已无明显效果。以此得出采用常规冷却技术所允许的最大泵浦加热功率。     

Methods for analysis and synthesis of technological schemes of thermal power plants based on solving auxiliary problems of linear programming

The paper describes the developed method for analyzing technological schemes of thermal power plants based on solving problems of auxiliary linear programming. This method involves solving the linear programming problems to evaluate the effect of supply and removal of heat or material flows of various sizes at different points of the technological scheme of a thermal power plant (TPP). The method effectiveness is demonstrated by the example of the coaldust steam turbine unit with nominal electrical output of 660 MW. As a result of its application, the change of the technological scheme of the unit was found to provide reduction in electricity cost by 0.3%.     

动态热不敏感谐振腔分析

发展了热不敏感谐振腔的辅助参量处理方法,给出了可适用于任何多元件谐振腔新的严格的解析解法,详细分析了谐振腔的稳定性以及输出模式与功率的热稳特性。同时还引入了热敏感程度的概念,并进而求得了最佳热不敏感条件:g₁g₂=1/2,μ₁=0。 关键词：     

An effective approach to optimizing the parameters of complex thermal power plants

A new approach has been developed to solve the optimization problems of continuous parameters of thermal power plants. It is based on such organization of optimization, in which the solution of the system of equations describing thermal power plant, is achieved only at the endpoint of the optimization process. By the example of optimizing the parameters of a coal power unit for ultra-supercritical steam parameters, the efficiency of the proposed approach is demonstrated and compared with the previously used one, in which the system of equations was solved at each iteration of the optimization process.     

对不良导体导热系数测量原理的修正

对稳态法测量原理进行了较深入的探讨,指出了用稳态法测定非金属材料导热系数的不足之处,并作了一定的修正,从而推出了计算导热系数的新公式。通过测定结果,验证了修正后的导热系数计算公式的正确性和合理性。     

干涉条纹法测量LD端面泵浦Nd∶YAG热透镜焦距

研究了端面泵浦Nd∶YAG晶体热透镜效应,提出了一种新的测量热透镜的方法-干涉条纹法,并通过理论估算与用此方法所测的热透镜焦距相比较, 表明此方法所测热透镜焦距随着泵浦光功率的增大二者越来越吻合, 验证了该方法的可靠性. 该方法解决了端泵Nd∶YAG时, 由温度梯度, 热应力双折射和端面形变所引起的总的热透镜焦距难以测量的问题.