燃煤凝汽机组供热改造能量深度阶梯利用关键技术及工程应用
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完成单位:三河发电有限责任公司
登记编号:-
登记年份:2021
发布时间:2021-06-25
成果主要完成人
张军峰、任学武、白 凌、庄乾伟、荣 维、王文波、赵 越、魏 强、李 伟、王丛敏、王 健、赵大伟
项目概况
创新点1:余热回收及能量深度梯级利用的系统设计。
所属学科:动力与电气工程、能源科学技术。
针对大量循环水的冷端损失的问题,提出了利用吸收式热泵回收电厂循环水余热进行热网水加热,回收余热的同时提高了热电比,降低了热电耦合程度,提高了系统的灵活性;针对中压缸抽汽供暖的“高能低用”问题,提出利用背压机进行能量梯级利用,并用背压机排汽对热泵出口热网水进行加热,实现了中压缸抽汽能量深度梯级利用。
创新点2:热泵和背压机的设计。
针对三河电厂的供热需求和抽汽参数,研制了单台47.1MW单效吸收式热泵,是目前单效吸收式热泵最大的机组(如图2所示)。结合中压缸抽汽参数,重点关注背压机的气动性能,通过气动性能分析,不断优化了排汽缸结构,使得最终的排汽缸结构具有较好的气动性能。本机组采用三维数值方法高压进汽腔室+第一级叶片流场特性计算,并对腔室结构进行优化设计,使出汽汽流分布均匀;三维数值方法高压末级叶片+高压排汽缸流动特性计算,并进行优化,静压恢复能力优良。综合考虑了汽流分布和静压恢复能力对排汽缸结构进行优化,研制了16.6MW的背压机。
创新点3:背压机热泵耦合供暖系统热负荷优化分配策略。
针对系统热负荷和电负荷调节波动性,构建了基于系统热力学平衡的仿真模型,最终绘制了系统不同电、热负荷下的运行策略区域,实现了电负荷、热负荷、效率等多重控制目标多变量耦合下的系统运行参数寻优,形成了系统安全、经济和灵活运行控制策略。其中,热泵系统变工况调节机制是以热泵内容安全稳定为约束调节,在相同的安全裕量条件下进行了变工况运行参数寻优。热泵背压机热负荷优化分配策略是结合背压机变工况运行特性,以热、电负荷和效率为优化目标,进行热泵与背压机间热负荷优化分配运行策略。吸收式热泵与背压机热负荷优化分配技术路线图。以热负荷、电负荷为计算目标,以效率最高为优化目标,通过调节1#和2#机组的抽汽量进行吸收式热泵与背压机间的热负荷分配,最终形成了系统分段运行优化策略。