铅基堆超临界CO2复合循环发电系统热力学分析

本文对比了再压缩超临界CO2 (S-CO2)循环、蒸汽朗肯循环、He布雷顿循环分别应用于铅基堆的最优热学性能,明确了S-CO2循环与铅基堆结合较传统循环的热力学优势。为进一步提高再压缩S-CO2循环的效率,以跨临界CO2 (T-CO2)循环为底循环构建了再压缩S-CO2/T-CO2复合循环,探讨了不同顶循环透平入口温度、压力和压缩机入口温度条件下系统性能的变化规律,对比了S-CO2/T-CO2复合循环和S-CO2循环的热学性能。结果表明:铅基堆再压缩S-CO2循环发电系统较传统循环形式具有更高的热效率;构建的S-CO2/T-CO2复合循环能够有效提高S-CO2循环的效率,在所研究参数范围内,S-CO2/T-CO2复合循环的热效率和效率比S-CO2循环分别最大可提高约4.8%和8.3%;再压缩S-CO2循环和S-CO2/T-CO2复合循环热学性能随顶循环关键参数变化规律具有一致性。     

基于GSE的600MW锅炉热力系统变工况特性仿真研究

本文应用CSE仿真平台的JTopmeret模块建立了某600 MW超临界锅炉对流受热面模型,通过嵌入自定义模块建立了锅炉辐射受热面、空气预热器等模型,实现对整个锅炉热力系统建模。通过对模型的校核,验证了模型的准确性,在此基础上仿真研究了锅炉热力系统变工况特性。仿真结果显示,随着负荷降低锅炉各受热面出口烟温均逐渐降低,对流受热面的吸热量减小、辐射受热面的吸热量增大;锅炉效率随负荷降低先略微增大后逐渐减小,且在90%负荷时最高。     

新型菱形受热面吸热偏差的计算与分析

基于某水泥余热集成利用技术平台,对新型菱形布置受热面作为余热锅炉过热器时的吸热偏差进行计算和分析,受热面热负荷不均是产生热偏差的主要因素。本文提出了等效吸热不均系数的概念,给出了一种受热面布置与烟气流向呈一定角度时计算吸热不均系数的数学方法,并以试验结果验证其可靠性。菱形受热面的管束布置形式可合理有效利用热能,吸热偏差为0.82~1.07,与顺排布置受热面相比体现了非常好的吸热均匀性,对于减小热偏差有较好的结构优势。     

燃煤锅炉燃烧过程与NOx排放的模型与数值计算

本文以一台前墙布置有24只旋流燃烧器的350 MW燃煤电站锅炉为研究对象,对锅炉在100%、95%、85%、70%和50%额定负荷下的流动、燃烧和NOx排放进行了全炉膛数值模拟。模拟结果与锅炉运行和实测数据进行了全面比较并发现,除50%负荷外,其余工况两者符合情况良好。文中提出并采用了NOx模拟中相关的模型参数;对炉内空气量、炉温与NOx生成关系的计算结果表明, NOx的最终排放对温度的敏感性更强。     

600 MW超临界CFB锅炉旋风分离器布置的数值模拟

旋风分离器是CFB锅炉的核心部件之一.本文以FLUENT商业软件为工具,运用数值模拟方法,对600 MW超临界CFB锅炉的六个旋风分离器的布置方式(旋风分离器的入口烟道相对于炉膛的位置及角度)进行了研究,分析了四种不同布置方式下的速度场、颗粒浓度分布及烟气流量在六个旋风分离器的入口烟道之间的分配情况,通过对比分析得到比较理想的布置方案,为600 MW超临界CFB锅炉的设计提供依据.     

辐射光谱法电站锅炉燃烧检测诊断研究

准确有效地监测燃煤电站锅炉炉内火焰,对锅炉和电厂的高效安全运行具有十分重要的意义。本文基于光谱法测量火焰温度和辐射率研究的基础上,研制了火检探针,在一台300 MW煤粉锅炉上开展了试验研究,测量了锅炉不同位置燃烧器煤粉火焰的辐射光谱,得到在不同负荷下的温度、辐射率,给出了测量结果,并对结果进行了深入的分析.     

300MW四角切圆锅炉燃尽风布置方式对低氮燃烧特性的影响

根据对象锅炉结构特性和煤质特性提出了三种燃尽风布置方式,并对燃尽风风率对不同布置方式下炉内燃烧和NO_x排放的过程进行了数值模拟分析。研究表明,燃尽风率为30%左右时,三种布置方式下锅炉各参数都表现出合理的水平,并且能够满足NO_x排放要求。两段送风的深度空气分级方式在煤粉的燃烧和燃尽,降低NO_x的排放量方面效果较好,更为适合四角切圆锅炉的低氮燃烧改造。     

太阳能与燃煤互补系统变工况热力性能研究

针对新疆昌吉地区典型330 MW燃煤机组提出了一种利用抛物面槽式太阳能聚光集热器进行互补发电的改造方案。依据昌吉地区的气象条件及燃煤电站全年实际运行性能参数,通过对互补系统在不同太阳辐照强度及不同汽轮机负荷下变工况性能的模拟分析,获得了互补系统在典型日及典型年的热力性能,揭示了关键运行及性能参数的变化规律。结果表明,互补系统年均净发电效率为15.0%,优于现有单一太阳能热发电技术。本文对传统燃煤电站的互补方案的设计和实施具有一定的参考价值。     

煤粉再燃对600 MW锅炉NOx排放的影响

在国内某台燃用褐煤的600 MW机组锅炉上进行了煤粉再燃技术示范并进行了工业试验.机组在600 MW负荷下运行时,NOx排放可控制在274 mg/m3(烟气中氧量折算到6%,下同)的水平,比改造前下降了65.36%,同时燃烧效率没有降低.进行了常规通风、空气分级和煤粉再燃三个工况下的试验,结果表明,煤粉再燃对NOx的控制效果最好,其次为空气分级.再燃煤粉比例对NOx排放也有明显的影响,在试验条件下,随着再燃燃料比例的增加,NOx排放呈降低趋势.     

集成电制热熔盐储热的燃煤发电系统热力性能研究

随着我国能源发展方向的转变,可再生能源的开发利用变得越来越重要,以新能源为主体的新型电力系统对燃煤电厂的灵活性提出了更高的要求。本文构建了三种集成电制热熔盐储热的燃煤发电系统,结合600 MW亚临界机组案例开展了不同熔盐储热系统的热力性能分析。研究结果表明,储热过程中电加热器的?损失达44.30%,在耦合系统储放热循环中?损失占比最大;在不同的分流比下,储热系统的最大释热功率为329.18 MW,此时熔盐储罐释热时长为1.9 h;利用熔盐–水换热器承担部分锅炉热负荷或加热给水可提高系统热力性能,系统的等效往返效率(电–热–电)最高为49.36%。     

二次再热机组不同抽汽过热度热能利用方案性能比较

针对二次再热机组回热抽汽过热度偏高的问题,对机组加装两级外置式蒸汽冷却器(方案1)和集成回热式汽轮机(方案2)这两种降低抽汽过热度的方案进行比较研究。对变工况下两种方案中各级抽汽的过热度进行对比分析,并基于单耗分析理论计算和分析了两种方案机组的能耗分布。结果表明:方案2可以有效降低多级抽汽的过热度;在不同负荷下,方案2机组的单耗均低于方案1,THA工况时机组单耗低至256.095 g/kWh。     

50 MW超临界二氧化碳燃煤发电系统设计与参数分析

相比于传统的蒸汽朗肯循环,超临界二氧化碳(SCO₂)布雷顿循环具有发电效率高、系统体积小,噪声低、变工况响应快等优点。然而SCO₂燃煤发电尚处于起步阶段,探索小型燃煤发电系统性能对于建设示范工程,推广SCO₂燃煤发电技术具有重要意义。但由于系统结构复杂,锅炉和回热器等设备设计涉及大量的设备参数、物性和热集成计算,全系统集成设计困难。本文针对SCO₂燃煤发电系统包含工质物性参数、循环操作参数、设备结构参数的强耦合而导致设计困难的问题,提出了一种高效的SCO₂燃煤发电系统全局建模和求解方法,并应用于50 MW再压缩和再热SCO₂循环发电系统的设计。设计计算结果表明,再热SCO₂循环发电系统的发电效率较再压缩SCO₂循环发电系统提高1.8个百分点,煤耗降低0.0125 kg/kWh;此外,50 MW SCO₂燃煤发电系统还具有压降小的特点,有利于系统效率的提高。     

锅炉内煤粉燃烧的通用计算方法

1前言 四角喷燃的煤粉锅炉是目前我国大型发电锅炉最主要的炉型,为保证其动力工况的可靠性,合理地布置受热面和选择受热面材料,有效组织炉膛内的燃烧过程以提高锅炉运行的安全性,锅炉设计人员需要准确地预报锅炉炉膛内,特别是燃烧器区及炉膛出口区的烟气温度分布等参数.     

水蒸汽喷嘴荷电器在烟道中应用的研究

利用传统的Laval喷嘴,采用燃煤锅炉的功余饱和蒸汽作为预荷电器的传输煤质,对高压电晕针的位置,过热蒸汽的温度、压力与有效电流之间的关系进行了研究,并将水蒸汽正、负荷电器布置于旋风水膜除尘器改造工程的烟道中,经现场测试达到静电除尘器国家环保排放标准。     

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。     

200MW锅炉煤/煤气混烧检测试验研究

在一台200MW锅炉上开展了五种不同煤/煤气掺配比例工况的试验研究,采用便携式可视化系统检测并分析了掺烧不同比例与不同发热量的煤气对炉膛温度、火焰黑度、主蒸汽参数与锅炉效率的影响。结果表明:(1)炉膛温度随掺烧高炉煤气量增加而下降,随焦炉煤气量增加而增加;(2)燃烧器区域的火焰黑度随高炉煤气量增加而减小,随焦炉煤气量增加而增加;(3)锅炉热效率随高炉煤气量增大而下降,随焦炉煤气量增大而上升;(4)在180 MW负荷时,综合考虑锅炉安全性和经济性,掺烧20%的高炉煤气和10%的焦炉煤气是较佳的煤气掺烧比例。     

燃煤电站锅炉颗粒物排放特性的实验研究

本文对某燃煤电厂的两台锅炉除尘器前后的飞灰颗粒进行采样,研究了可吸入颗粒物(PM10)的排放浓度、质量粒径分布、排放特征、对静电除尘器的穿透率和锅炉运行负荷对其的影响.试验采用低压撞击器(LPI)按不同粒径大小从0.03～10μm共分为13级,分别采集燃烧后的可吸入颗粒物.研究表明,两台锅炉产生的PM10均呈双峰分布,其除尘器入口峰值分别在0.1μm和4.0μm左右,而出口峰值则为0.1μm和2.0μm;随着颗粒物粒径的减小,颗粒物对除尘器的穿透率是降低的,其中在0.2～0.6μm的穿透率达到一个峰值;相比除尘器入口,除尘器出口PM1和PM2.5的质量百分比都大大增加,这也是由于除尘器对飞灰中的大颗粒脱除效果更佳的原因造成的.随着锅炉运行负荷的降低,PM,10占总灰颗粒的质量百分比含量下降.     

MW级超临界二氧化碳向心涡轮设计及分析

本文以某MW级超临界二氧化碳(S-CO2)向心涡轮为研究对象,对S-CO2向心涡轮的设计体系展开进一步探索,并利用一维分析方法和三维数值模拟方法对其进行气动分析.文中先介绍了本课题组已经开发完成的针对向心涡轮喷嘴和转子叶轮的一维气动优化设计方法,然后补充向心涡轮进气蜗壳的设计方法,最后利用三维CFD方法对设计方案的进气...     

塔式光煤互补系统变工况性能研究

为了节约能源和保护环境,太阳能辅助燃煤发电系统得以迅速发展.本文针对敦煌地区660 MW燃煤机组提出了一种塔式太阳能与常规燃煤电厂集成方案.基于仿真平台TRNSYS,建立了光煤互补系统模型。依据TRNSYS软件里的气象数据库,在煤炭节省型运行模式下,对互补系统在不同的辐照强度以及不同工况下进行了模拟分析,从而得到了典型日和典型年的热力性能,揭示了光煤互补系统的热力特性.结果表明,本文中的互补系统年光电转换效率为15.36%,相对于现有单一的太阳能热发电技术,由于光煤互补更加节约成本,因此具有一定的优势。本文研究结果为改造现有燃煤电站提供了新的途径和理论指导.     

基于分数阶Tikhonov正则化的激光吸收光谱燃烧场二维重建光路优化研究

为探究基于激光吸收光谱技术的燃烧场二维测量光路布置方式,实现有限投影下更精确的燃烧场二维重建,根据分数阶微积分理论,提出一种基于分数阶Tikhonov正则化的光路优化方法.将经典的整数阶Tikhonov正则化推广到分数阶模式,建立了基于分数阶Tikhonov正则化的光路设计目标函数.利用遗传算法分析(0,1)范围内不同阶数的计算结果,得到最佳光路布置方式.采用近红外波段7185.6 cm^-1的H₂O特征吸收谱线结合20条测试光路对10×10离散化网格区域进行计算,对比分析五种光路布置方式对多种分布模型的重建结果,结果表明,基于分数阶Tikhonov正则化的光路布置方式具有最佳重建效果.研究结果对有限投影条件下激光吸收光谱二维测量光路的优化设计理论研究具有重要意义,可以促进激光吸收光谱技术在复杂发动机燃烧场二维重建及燃烧效率提升方面的应用.