超临界机组完全变压运行与节能研究

【摘要】：本论文针对传统变压运行方式对AGC响应速度慢和汽轮机节流损失大的问题，根据600MW超临界机组和1000MW超超临界机组运行和试验的大量数据，系统的分析了超临界机组采用变凝结水流量快速调节机组负荷，实现完全变压运行的技术特点和节能效果。对变凝结水流量调节机组负荷的范围、响应速度、除氧器和凝汽器及低压加热器的水位控制、节能效果、超临界机组在瞬态变负荷过程的煤耗变化、变压运行对锅炉运行特性的影响等问题进行了比较具体的分析。认为变凝结水流量快速调节机组负荷与传统技术相结合，可实现超临界机组完全变压运行，对大型燃煤机组节能减排意义重大。 为了解决超临界锅炉完全变压运行中汽水温度和压力变化范围扩大，导致的水煤比调节难度增大和受热面超温以及减温水量较大等问题，本文采用大容量锅炉传热计算的改进方法和辐射式过热器传热计算的改进方法，对2台600MW超临界锅炉进行传热计算，系统性的量化分析了各部分受热面的传热量变化及传热特性，阐述了超临界锅炉变压运行时工质热物性变化特点和各部分受热面中汽水焓增的变化规律与传热特点以及汽水系统运行调节的关键点。指出了决定水煤比控制的关键因素和为数不少的超临界锅炉低负荷变压运行时屏式过热器容易超温的主要原因。对适应于完全变压运行的超临界锅炉运行压力随负荷变化的新方案提供了理论论证。提出了2个新建议方案：一是提高辐射式过热器蒸汽焓增，增加屏式过热器总吸热量，强化过热器系统传热能力；二是超临界锅炉变压运行中过热汽温和再热汽温的优化调节方法。研究结论可供超临界锅炉设计和改进运行方式参考。 【关键词】：超临界机组 完全变压运行 凝结水流量 传热特性 性能改进
【学位授予单位】：华北电力大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TK229.2
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第1章 绪论9-16
• 1.1 课题背景及研究的目的和意义9-10
• 1.2 国内外研究现状10-14
• 1.2.1 超临界机组降低供电煤耗的主要技术途径10-12
• 1.2.2 超临界机组变压运行方式12-14
• 1.3 本课题的研究内容14-16
• 第2章 变凝结水流量快速调节机组负荷的分析16-34
• 2.1 变凝结水流量调节机组负荷的原理16-18
• 2.2 给水量调节机组负荷的动态特性分析18-19
• 2.3 变频调速的基本理论19-22
• 2.3.1 水泵的基本理论19-20
• 2.3.2 交流异步电动机的基本理论20-22
• 2.4 变凝结水流量调节方式的优点和问题22-23
• 2.5 变凝结水流量调节机组负荷的经济性23-28
• 2.5.1 完全变压运行降低机组供电煤耗23-26
• 2.5.2 变频调节可降低凝结泵功率消耗26-28
• 2.6 凝结水流量随负荷变化关系28-30
• 2.6.1 瞬态(快速)变负荷时凝结水流量随负荷的变化28-29
• 2.6.2 非瞬态(正常)变负荷时凝结水流量随负荷的变化29-30
• 2.7 机组非稳态变负荷过程的煤耗分析30-33
• 2.8 本章小结33-34
• 第3章 超临界机组汽轮机调节负荷的运行方式优化34-43
• 3.1 汽轮机的负荷调节方式34-35
• 3.1.1 喷嘴调节和节流调节34
• 3.1.2 复合调节34-35
• 3.2 汽轮机的热耗率及其影响因素35-37
• 3.2.1 汽轮机的热耗率35
• 3.2.2 影响汽轮机热耗率的因素35-37
• 3.3 汽轮机运行方式优化的试验数据分析37-41
• 3.4 本章小结41-43
• 第4章 超临界锅炉传热计算与变压运行特性分析43-76
• 4.1 超临界锅炉传热计算的理论依据43-47
• 4.1.1 超临界锅炉受热面传热特点43-44
• 4.1.2 本文的传热计算建模思路44
• 4.1.3 标准方法存在的问题44-45
• 4.1.4 本文引用的改进方法45-47
• 4.2 计算分析实例与原始数据47-50
• 4.2.1 计算实例简介47-48
• 4.2.2 煤质分析数据48-49
• 4.2.3 超临界 600MW 锅炉原始数据49-50
• 4.3 传热特性的量化分析50-56
• 4.3.1 计算数据反映的主要特点50
• 4.3.2 炉膛出口烟温的控制特点50-51
• 4.3.3 变压运行的汽水压力和温度范围51-52
• 4.3.4 过热器传热特性的量化分析52-54
• 4.3.5 再热器传热特性的量化分析54-56
• 4.4 超临界锅炉变压运行的调节特点56-66
• 4.4.1 调节水煤比的关键是控制水冷壁工质焓增56-58
• 4.4.2 优化调节过热汽温与再热汽温58-63
• 4.4.3 工质热物理特性对汽温变化的影响63-64
• 4.4.4 省煤器的传热特性与出口水温控制64-66
• 4.5 完全变压运行方案与设计方案的比较66-71
• 4.6 超临界 600MW 锅炉汽水参数运行值简介71-74
• 4.7 本章小结74-76
• 第5章 结论与展望76-79
• 5.1 结论76-77
• 5.2 展望77-79
• 参考文献79-83
• 攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果83-84
• 致谢84

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