《洁净煤技术》“煤电三改联动” | 虚拟专题

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《洁净煤技术》“煤电三改联动” | 虚拟专题

来源：洁净煤技术

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行业视野: 洁净煤技术
类别; 130个
关键词; 161位
专家; 31篇
论文; 16688IP
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计及电池寿命的储能系统参与二次调频功率分配策略

作者(Author)：王圣, 延寒, 李健, 张雨萌, 马浩, 韩哲哲, 许传龙

摘要：储能系统辅助火电机组二次调频具有响应速度快、跟踪精度高等优点,但功率分配不当会加速电池寿命衰减,导致运行成本增加,经济效益下降。如何制定合理的储能功率分配策略,在确保调频性能的同时延长电池寿命并提高经济效益,已成为亟待解决的重要问题。首先基于二阶RC等效电路建立储能锂电池的数学模型,采用限定记忆最小二乘递推算法辨识模型参数;随后,在火储联合调频模型的基础上,对基于比例、差额和频率的3种功率分配策略进行了仿真分析;最后,根据江苏某660MW火电机组的实际运行数据,重点分析了不同策略对系统调频性能、电池寿命及经济性的影响。结果表明,比例分配策略的调频效果最差,且会加速电池寿命衰减;差额分配策略在调频性能上表现优异,但对电池寿命的改善有限;频率分配策略能够有效降低电池更换频率,可提高整体经济效益。总体而言,频率分配策略不仅可提高系统的调频能力,还能最大限度延长电池寿命并优化经济效益,在储能系统辅助火电机组二次调频中具有显著的应用优势。

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2024年第09期

291

87
350 MW热电联产循环流化床机组负荷响应特性

作者(Author)：王唯铧, 高明明, 王勇权, 张帅柠, 成永强

摘要：近年来热电联产机组在燃煤机组中的比重增加,而火力发电渐渐承担调峰重任,灵活性需求增强,提高热电联产机组的变负荷能力对于深度调峰具有重大意义。热电联产循环流化床(CFB)机组可利用锅炉汽水侧和热网蓄热提高机组快速变负荷能力,因此提出一种超临界热电联产CFB机组汽水侧蓄热和热网蓄热的定量计算方法。以某350MW热电联产CFB机组为例,分析该机组汽水侧工质流程和热网抽汽及循环水分析,结合机组设计参数与历史运行数据,计算不同负荷(35%~90%)工况下锅炉汽水侧蓄热系数Csw和热网蓄热系数Ch,进一步分析机组负荷响应特性及蓄热利用可持续时间。结果表明:随着机组负荷增大,汽水侧蓄热系数Csw增大,且在机组高负荷阶段汽水工质蓄热Csw变化较大,而热网蓄热系数Ch几乎不变;机组蓄热利用可持续时间与机组负荷成正比,与机组变负荷速率成反比;热网蓄热利用可持续时间大于汽水侧蓄热,且热网蓄热能力几乎不随机组负荷变化而变化;在4%/min变负荷速率下,热网蓄热利用可持续时间约285s,而汽水侧蓄热利用可持续时间161.5~249.7s。表明在机组参与深度调峰期间,热网蓄热可提供更稳定的变负荷能力。以上计算结果为超临界热电联产CFB机组深度调峰及快速变负荷运行提供理论指导。

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洁净煤技术

2024年第09期

313

31
超小断面切圆锅炉宽煤种适应性燃烧改造

作者(Author)：刘平, 张文振, 初伟, 周末

摘要：超小断面切圆贫煤锅炉在掺烧烟煤时存在结渣严重、高温腐蚀等问题,为适应当前煤炭市场多元化及锅炉灵活性运行等需求,亟待提升其对复杂煤种掺烧的适应性。以某电厂300MW超小断面四角切圆燃烧锅炉为研究对象,开展煤种适应性燃烧改造研究。首先,利用CFD数值模拟方法评估出锅炉原燃烧系统在掺烧烟煤时存在的燃烧问题,从而针对性地提出燃烧系统改造方案,通过增加燃烧器间距降低燃烧器区域热负荷、减小假想切圆解决火焰刷墙、增加燃尽风率实现深度空气分级等措施,拓展锅炉对煤质的适应能力;进而运用CFD数值模拟方法确定了该燃烧改造方案最佳的性能参数,预测了燃烧改造后锅炉在掺烧67%及100%低灰熔融温度烟煤下的燃烧状态,并通过工程试验验证了该燃烧改造的有效性。结果表明,燃烧改造后该300MW超小断面四角切圆燃烧锅炉燃用煤质可由原掺烧20%烟煤到适应掺烧67%~100%低灰熔融温度烟煤,有效增强了煤种适应性。经第三方考核试验,改造后燃用设计煤工况锅炉效率提高2.25%、NOx排放率降低40%~48%、炉膛未出现明显结渣及高温腐蚀问题。该燃烧改造方案为国内原设计贫煤的切圆燃烧锅炉拓展烟煤适应性提供借鉴。

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洁净煤技术

2024年第09期

287

100
风煤比、水煤比预测电煤比及在燃煤发电机组运行优化中的性能

作者(Author)：高飞, 张强, 甄志广, 王健, 墨庆锋, 周远科, 王志, 杨昊, 靖卓然, 周怀春

摘要：智能发电背景下需深入探讨对燃煤发电机组运行数据深入分析、利用的方法。机组运行经济性通常用发电(供电)煤耗来表征,实质上是燃料量与发电量的比值。提出用电煤比-发电量与燃料量的比值来计算机组运行经济性,形成风煤比、水煤比、电煤比全部以单位燃料量为基准来计量的燃煤机组主要概念体系。与煤耗越低、经济性越好相反,电煤比越高、经济性越好。根据某600MW燃煤发电机组W火焰锅炉实际运行数据计算电煤比、风煤比、水煤比,并用风煤比和水煤比通过二次函数预测(拟合)电煤比的变化,预测效果较好。二次函数的变化规律和机组当前风煤比和水煤比的取值范围,可为机组运行优化调整风煤比、水煤比提供定量依据。炉内三维燃烧在线监测及锅炉闭环优化控制系统的试验结果表明,根据本文方法预测模型得到的风煤比和水煤比改进方向,与优化运行的实际参数的变化一致,试验前后该机组电煤比增加幅度达到2.42%,取得了改进机组运行经济性的实际效果,证明了本文分析方法的实用性。

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2024年第09期

307

124
基于抗扰动Smith预估补偿的磨煤机出口风粉温度优化控制

作者(Author)：陈刚, 尹瑞麟, 范常浩, 华山, 孙立

摘要：“双碳”背景下,作为高能耗高排放的火电机组,其燃烧性能直接影响发电效率和碳排放量。锅炉燃烧优化控制对运行优化和灵活调峰是有重要意义。电站锅炉磨煤机的出口风粉温度控制面临大延迟、多干扰问题,对燃煤机组安全稳定运行具有重要影响。基于Smith预估控制器,在补偿回路中增设反馈环节,实现了高效抗干扰,提升磨煤机风粉温度控制性能。通过Taylor级数展开和待定系数法求取模型近似转换参数,获得一阶惯性纯滞后模型,进而设计抗扰动型Smith预估补偿控制器。通过与单回路PID控制试验对比,发现Smith预估补偿控制算法可有效补偿控制对象的纯延迟滞后环节,单位阶跃响应超调量降低36.5%,调节时间缩短65.8%。相比经典Smith预估补偿控制算法,抗扰动Smith预估补偿控制算法可提高控制算法的抗扰动性能,并显著改善控制对象的动态特性,单位阶跃响应超调量减小44.7%,调节时间缩短15.7%。同时,实现了扰动最大偏差和收敛时间的降低。最后,在某660MW超临界一次再热燃煤机组上应用该方法,实现了磨煤机出口风粉温度实际值对设定值的平稳跟踪,进一步验证了该方法的有效性。

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洁净煤技术

2024年第09期

326

107
高温受热面壁温智能调节系统开发及应用

作者(Author)：刘一, 张秀昌, 陈虹, 张中财, 冉燊铭, 周旭

摘要：大容量、高参数的对冲燃烧煤粉锅炉常因高温受热面壁温分布不均影响运行安全性和经济性。针对该问题,通常需开展制粉系统或燃尽风的优化调整,但由于壁温分布可能随锅炉运行工况变化,单次优化调整结论无法适应所有工况。基于壁温调节原理设计了燃尽风智能调节策略,优化了燃尽风装置的进风结构并配备电动执行器,开发了一套高温受热面壁温智能调节系统,旨在实现燃尽风优化调整的自动化和智能化。在某1000MW机组开展了高温受热面壁温智能调节系统的实炉测试,对比了不同负荷下未投用和投用该系统后高温过热器出口的壁温分布及高温过热器、屏式过热器出口汽温与最高壁温的偏差随时间的变化趋势,统计了不同负荷段未投用和投用该系统后高温过热器、屏式过热器出口汽温与最高壁温的平均偏差。结果表明,不同负荷下,高温受热面壁温智能调节系统均可根据受热面实时壁温分布,自动调整各燃尽风的开度和摆角,使受热面沿炉宽方向壁温分布趋于平均。不同负荷下,高温受热面壁温智能调节系统均可显著降低壁温偏差,屏过出口壁温偏差由50℃降至20~30℃,高过出口壁温偏差由20℃降至12℃。投用高温受热面壁温智能调节系统可显著降低因负荷变化而增大的壁温偏差。高温受热面壁温智能调节系统可在调平壁温的同时调平氧量。

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洁净煤技术

2024年第09期

286

101
燃机烟气与燃煤锅炉耦合燃烧技术

作者(Author)：赖金平, 陈辉, 张文振, 刘欣, 李朝兵, 何陆灿, 葛铭

摘要：为有效利用燃机排烟热量,探索燃煤锅炉与燃机烟气耦合燃烧可行性。根据燃烧学基本理论,分析燃机烟气混入对燃煤锅炉的燃烧理论空气量、烟气量、燃烧器喷口速度等参数影响,提出燃机烟气与燃煤锅炉耦合燃烧技术方案。运用全尺寸数值模拟技术,分析烟气耦合对燃煤锅炉燃烧特性影响。数值模拟结果表明,烟气耦合后燃煤锅炉火焰切圆直径变大;煤粉气流初始温度增加,挥发分析出提前,煤粉着火提前;燃煤锅炉烟气量增大,锅炉炉膛温度降低,水冷壁吸热量下降;炉膛出口NOx排放质量浓度由222.1mg/m3升至229.5mg/m3,焦炭燃尽率由98.91%降至96.9%。结合数值模拟结果,分析烟气耦合后发电机组能耗。虽然机组发电煤耗较耦合前升高2.0g/kWh,但燃机烟气的余热利用效率由约80%提升至约93%,折算机组煤耗降低10.98g/kWh,全厂能耗降低8.98g/kWh,表明燃机烟气与燃煤锅炉耦合燃烧技术方案可行。燃机烟气替代了大部分燃煤锅炉二次风量,通过燃煤锅炉空预器的风量大幅降低,造成空预器换热量大幅下降,排烟温度大幅升高,需在空预器后增加余热利用装置。

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2024年第07期

608

104
1 000 MW对冲锅炉倒“N”型粉量分布

作者(Author)：葛铭, 赖金平, 姜志成, 吕智嘉, 王佳杨, 仇召宏, 吴玉新

摘要：以侧煤仓布置的1000MW对冲锅炉制粉系统为研究对象,分析粉管粉量、煤粉细度和粉管综合阻力的分布规律。发现粉量和煤粉细度分布大体呈现倒“N”型趋势。粉量大的粉管,其煤粉细度大;粉量少的粉管,其煤粉细度小,二者呈现正相关。粉管综合阻力呈现“N”型分布,与粉量、煤粉细度分布呈负相关。各粉管粉量分布趋势由粉管综合阻力不同导致,磨煤机参数的变化不改变这种分布规律。1号机组制粉系统粉量最大偏差为37.7%,2号机组制粉系统粉量最大偏差为84.4%,均远超规程要求的±10%偏差内。动态分离器厂家不同,其分离效果存在优劣,导致粉量偏差程度不同。粉量分布特点要求燃烧器配风必须针对性进行调整。提高旋流强度、开大二次风量、关小燃尽风、提高运行氧量等措施利于缓解偏烧。粉量大的燃烧器,其内二次风量开大、外二风量关小。低负荷奇数台磨煤机运行时,针对性提高粉量偏差最大磨煤机的风煤比。单台单侧运行的磨煤机掺烧难燃煤种或降低分离器转速以提高其火焰中心。燃烧调整试验后,1号机组偏烧问题得到解决,2号机组由于粉量偏差大仍存在一定程度偏烧。对于粉量偏差过大的制粉系统,可通过煤粉侧和二次风侧的改造彻底解决偏烧问题。粉量分布特性和优化调整思路为同类型机组解决偏烧问题提供参考。

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2024年第07期

614

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