收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

热电联产机组能量梯级利用及灵活调峰运行

张福祥  
【摘要】:热电联产机组既发电又供热,可显著提高能源转换利用效率,是煤炭等化石能源最高效的利用途径,并可实现供热过程的污染物集中控制,兼具节能减排效益。但传统抽汽供热方式,会造成高品位能量的极大浪费且存在冷源损失。同时,热电联产机组供热期“以热定电”方式运行,调峰能力受到制约,导致参与电网调峰能力弱,加剧供热期风能、太阳能等新能源消纳的矛盾。探索大型热电联产机组的节能途径,实现热电联产机组的全工况节能、灵活运行,在动力工程领域具有重要应用背景和学术意义。本文针对燃煤火力发电的热电联产过程,围绕大型热电联产机组的节能和灵活调峰运行策略开展研究。首先采用基于热力学第二定律的单耗分析方法,建立热电联产机组单耗分析模型,研究热电联产能量转化机理,揭示热电联产机组不同供热模式的能耗分布规律及节能潜力,为热电联产过程节能提供理论依据。进而,从区域级多能互补热电联产供热系统构建、厂级热力系统与电热泵循环系统集成,以及基于斜温层蓄热的热电解耦等不同角度,系统地分析热电联产机组节能及灵活调峰运行的技术途径及热力特性和规律。建立了热电联产机组及热网构成的供热系统单耗分析模型,得到供热系统的理想最低单耗并揭示附加单耗产生的原因;结合实际热电联产机组,对抽汽供热方式单耗分析,获得供热系统各子系统及设备在整个供热周期内的附加单耗分布规律,指出不可逆传热温差是影响热电联产供热附加单耗主要原因。在此基础上通过回收汽轮机乏汽余热降低供热热源平均温度,特别是针对汽轮机排汽余热能梯级供热系统开展研究,分析环境温度变化下余热能供热系统变工况性能,各组成子系统的能耗分布以及附加单耗变化规律。从能量转化机理揭示出不同供热方式能量转化特点。汽轮机排汽余热能梯级供热系统可大幅降低热源平均温度,不可逆损失减少。案例地区供热边界条件下,供热单耗在6.38~15.53 kg/GJ范围内,和抽汽供热相比供热能耗最大降幅达65%,为现场供热改造奠定了理论基础。基于我国北方集中供热地区典型的发电机组结构,构建了含有火电机组、风电机组和热电机组的区域级多能互补热电联产供热系统;提出三类供热系统集成技术路线;建立多能互补供热系统的优化调度模型。以系统在典型日电、热负荷下的总煤耗为主要优化目标,分析不同技术路线的节煤效果和消纳弃风电的情况。获得了高背压供热、电锅炉以及电热泵等供热方式的能耗特性及其对电负荷调节和弃风消纳能力;针对单一供热模式以热定电运行模式存在的问题,提出高背压供热模式与电热泵耦合的组合供热模式,获得了最优的系统节煤效果以及消纳风电能力。在上述工作基础上,面向热电联产机组灵活调峰运行的需求,结合工程实际,以高背压余热梯级供热系统为对象,提出耦合电动热泵回收循环冷却水余热的新型供热系统。获得典型高背压供热系统,以及含有电动热泵的高背压供热系统的热电负荷特性,并开展系统的设计工况和变工况热力学性能分析。结合实际供热需求对新型系统进行技术经济性评价。同时探讨新型系统在弃风消纳背景下的运行策略,对其调峰调度能力适应性展开研究。结果表明,耦合电动热泵的高背压供热系统兼具降低供热能耗和扩大供热机组调峰范围的功能。基于单罐斜温层蓄热系统,开展基于蓄热的供热机组热电解耦可行性分析数值模拟研究。构建与供热机组热源和热网串联的斜温层蓄热模型,在同时蓄放热运行工况下,分析蓄热单罐内温度和斜温层的变化特性,以及不稳定蓄热负荷对蓄热罐向热网放热性能的影响规律。分析两种不同运行模式,即单一蓄/放热和同步蓄/放热运行,斜温层储热罐的动态热力性能。得到了进口流量、进口温度范围等不同运行参数对储热罐温度分布和斜温层厚度的影响。研究结果可为斜温层蓄热技术应用于供热机组的热电解耦提供参考依据。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 邹德佳;;热电联产机组集中供热在节能减排中的作用[J];科技创新与应用;2017年10期
2 武兴昱;;热电联产机组认定的节能意义[J];节能;2008年07期
3 王晓季;提高小型热电联产机组效益的分析[J];内蒙古电力技术;2001年02期
4 李庆磊;艾旭;张永强;;大型热电联产机组集中供热在节能减排中的作用[J];科技信息(科学教研);2008年24期
5 刘丁赫;马聪;王勇;;风电最大化消纳的热电联产机组联合优化控制[J];分布式能源;2021年01期
6 张宇;张利;王坤;周连升;王珊;刘明;;热电联产机组集成吸收式热泵的热电解耦与能耗特性理论研究[J];汽轮机技术;2020年02期
7 劳金旭;郑威;郭俊山;张彦鹏;;热电联产机组实际带负荷能力试验研究[J];山东电力技术;2020年09期
8 石瑞平;杨文娟;;大型热电联产机组热电分摊比的计算[J];煤炭技术;2012年07期
9 张颖;;浅谈热电联产机组集中供热在节能减排中的作用[J];建材技术与应用;2011年11期
10 叶晨;李红军;唐志东;崔双喜;孙凯;;热电联产机组的控制优化策略研究[J];四川电力技术;2020年02期
11 张宇;鄂志君;刘卫平;王伟臣;甘智勇;刘伟;;热电联产机组调峰能力的研究与应用[J];电力系统及其自动化学报;2013年03期
12 朱辉;邢济东;刁立璋;傅经纬;;加强监督管理,促进热电联产健康发展[J];应用能源技术;2006年08期
13 高鑫;;350MW热电联产机组乏汽余热回收供热改造研究[J];区域供热;2020年03期
14 ;山西对热电联产机组进行核查[J];山西能源与节能;2001年02期
15 陈振千;;市经委对本市小型热电联产机组开展审核工作[J];上海节能;2001年02期
16 张晓明;;热电联产机组孤网改造与运行研究[J];科技创新与应用;2020年05期
17 孙同会;;背压式热电联产机组能效指标评价[J];节能;2020年09期
18 李建锋;吕俊复;论立勇;尧国富;黄海涛;;燃煤热电联产机组性能评价方法研究[J];中国科学:技术科学;2017年01期
19 米杰;小型热电联产机组亟待加强管理[J];中国电力企业管理;2003年12期
20 郝相俊;耿卫众;;溴化锂吸收式热泵在热电联产机组中的应用[J];山西电力;2014年04期
中国重要会议论文全文数据库 前20条
1 魏熙臣;张青春;孙莹;任守强;;对热电联产机组指标规定的质疑[A];全国火电大机组(300MW级)竞赛第37届年会论文集[C];2008年
2 王志梁;郭轶敏;房乃国;;热电联产机组在线监测系统方案设计及实施[A];2008年电力信息化高级论坛论文集[C];2008年
3 严小华;李望;赵炜炜;;300MW热电联产机组供热能力提升及运行优化研究[A];浙江省电力学会2019年度优秀论文集[C];2020年
4 赵佳骏;谢作爽;华敏;张琪锠;;一机双塔运行提升联合循环热电联产机组出力的研究[A];浙江省电力学会2019年度优秀论文集[C];2020年
5 郑林刚;;纯凝机组改热电联产机组,实现工业园区节能减排[A];2012年云南电力技术论坛论文集(文摘部分)[C];2012年
6 高正;张永密;孔凡义;;热电联产机组汽轮机阀门控制系统改造[A];全国火电大机组(300MW级)竞赛第38届年会论文集[C];2009年
7 周天情;黄军军;;热电联产机组热网加热器换热方式对比分析[A];第九届中国热电行业发展论坛论文集[C];2016年
8 韩丹;李跃东;;热电联产机组热泵项目的开发与应用[A];第三届热电联产节能降耗新技术研讨会论文集[C];2014年
9 宋绍伟;董忠君;;引射汇流技术在热电联产机组上的应用[A];山东电机工程学会2011年学术年会论文集[C];2011年
10 吴朋;;热电联产机组自动化控制(英文)[A];中国自动化学会、中国仪器仪表学会2004年西南三省一市自动化与仪器仪表学术年会论文集[C];2004年
11 胡杰;薛来;;MGGH技术在热电联产机组中的应用[A];2017燃煤电厂“石膏雨”、“有色烟羽”深度治理技术交流研讨会论文集[C];2017年
12 余雷;;热电联产机组热力特性计算解决方案[A];第四届热电联产节能降耗新技术研讨会论文集(下册)[C];2015年
13 顾慧;郭振宇;刘伟;司风琪;徐治皋;;禁忌粒子群算法在热电联产负荷经济分配和短期发电计划中的应用[A];2012电站自动化信息化学术和技术交流会议论文集[C];2012年
14 景雪晖;刘国庆;艾尼;王涌;;新疆火电厂锅炉治理氮氧化物排放的必要性[A];2008中国可持续发展论坛论文集(3)[C];2008年
15 郭立立;邢作霞;王亮;;一种基于储热的热电联产系统热电解耦运行的方法[A];第十四届沈阳科学学术年会论文集(理工农医)[C];2017年
16 葛挺;;热电联产机组常见灵活性改造技术调峰能力分析[A];河南省电机工程学会2019年优秀科技论文集[C];2019年
17 介鹏飞;李德英;;供热系统的节能性优化[A];2009年全国节能与绿色建筑空调技术研讨会暨北京暖通空调专业委员会第三届学术年会论文集[C];2009年
18 陈群;;火电灵活性调峰[A];全国火电机组灵活性改造技术交流研讨会论文集[C];2018年
19 李云飞;高昆生;姚广增;王永在;于力;;金山热力电厂供热系统采用分布式变频供热的分析与研究[A];2012年热电联产节能降耗新技术研讨会论文集[C];2012年
20 张颖;李琼;刘秋升;李永良;;330MW热电联产机组余压利用方案研究与分析[A];2017热电联产智能高效与灵活性改造技术研讨会论文集[C];2017年
中国博士学位论文全文数据库 前7条
1 张福祥;热电联产机组能量梯级利用及灵活调峰运行[D];华北电力大学(北京);2020年
2 赵世飞;燃煤高背压热电联产机组适用性研究[D];华北电力大学(北京);2019年
3 李云伍;燃气发动机热电联产机组控制系统研究[D];同济大学;2006年
4 廖春晖;燃煤热电联产区域供热系统热源优化配置研究[D];哈尔滨工业大学;2014年
5 苗庆伟;基于运行参数辨识的分布式变频多级泵供热系统优化控制[D];天津大学;2017年
6 王芃;基于图论的供热系统可靠性研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
7 荣爽;促进供暖期风电消纳的多热源容量规划与协调调度策略[D];哈尔滨工业大学;2016年
中国硕士学位论文全文数据库 前20条
1 孙阳;热电联产机组快速变负荷控制研究[D];华北电力大学(北京);2019年
2 康鄂;电热能源集成系统的日前优化调度策略研究[D];东北电力大学;2018年
3 梁鑫;燃气热电联产机组动态模型及仿真[D];华中科技大学;2015年
4 贺茂石;热电联产机组电力调峰运行可行性研究[D];华北电力大学;2012年
5 石志云;热电联产机组热电成本分摊算法研究[D];华北电力大学;2013年
6 姜磊;虚拟电厂多目标并行优化调度研究[D];华东交通大学;2017年
7 黄伟;基于吸收式换热的热电联产机组热负荷优化研究[D];华北电力大学;2015年
8 胡亚丽;关于热电联产机组供热价格的研究[D];华北电力大学(北京);2007年
9 连虎;内蒙古西乌旗热电联产机组新建项目工程管理研究[D];吉林大学;2012年
10 周闽;300MW热电联产机组的化水项目管理研究[D];华北电力大学(河北);2007年
11 张伟;热电联产企业成本核算方法及管理指标体系研究[D];山东大学;2015年
12 孙科;热电联产机组热负荷经济调度技术方案研究[D];华北电力大学;2013年
13 田嘉;大型热电联产机组余热梯级利用研究[D];华北电力大学;2015年
14 胡楠;超临界热电联产机组热经济学分析[D];华北电力大学;2014年
15 刘春巍;具有吸收式热泵供热的热电联产机组调峰特性分析[D];山东大学;2017年
16 万义安;广州市旺隆热电有限公司#2机热电联产经济性分析[D];华南理工大学;2013年
17 李鸿鑫;家用热电联产机组能量管理控制系统研制[D];福建农林大学;2013年
18 陈振山;燃气—蒸汽联合循环热电联产机组汽轮机运行模式转换控制的设计与实践[D];华北电力大学;2015年
19 倪景峰;热电联产机组以热定电运行的研究及软件实施[D];华北电力大学(北京);2004年
20 李慧;含光热—热电的电—热综合能源系统低碳经济调度研究[D];东北电力大学;2020年
中国重要报纸全文数据库 前20条
1 本报记者 叶勇;电监会副主席声援热电联产机组[N];上海证券报;2008年
2 通讯员 史朝晖;洛阳30万千瓦热电联产机组投运[N];中国电力报;2005年
3 本报记者 邓卓昆;树起长输供暖样板[N];中国电力报;2017年
4 记者 丰舒潍;携手开发热电联产机组项目[N];焦作日报;2010年
5 本报记者 叶军 通讯员 杨立彪;河南万基铝业热电联产机组通过环评[N];中国工业报;2009年
6 记者 陈晓军;兰州将新添60万千瓦热电联产机组[N];甘肃日报;2006年
7 记者 刘凯;永济热电联产机组项目投资协议签订[N];运城日报;2009年
8 本报记者 辛清影;上海将于2017年完成燃煤热电联产机组天然气改造[N];中国电力报;2013年
9 记者 葛建霞;我市小火电机组关停工作通过国家确认[N];安阳日报;2008年
10 记者 龚砚庆;大唐林州热电联产机组项目获国家核准[N];河南日报;2009年
11 栗明;鞍山将建投资百亿元热电联产机组[N];鞍山日报 ;2008年
12 记者 陈晓军;西固热电将新增60万千瓦热电联产机组[N];甘肃日报;2006年
13 通讯员 骆英辉 张英;华电投产新疆单机最大热电联产机组[N];中国电力报;2009年
14 记者 陈司 通讯员 武志国;我市重点工程2×300MW热电联产机组扩建项目正式获国家核准[N];驻马店日报;2009年
15 记者 曹创威;永济热电厂2×300MW热电联产机组工程开工[N];运城日报;2009年
16 本报记者 康与民实习记者 刘华;为辉煌而战[N];莱芜日报;2008年
17 记者 陈锋通讯员 刘玉蛟;豫联集团提前一年实现创百亿[N];郑州日报;2008年
18 记者 江斌伟 王媛媛;华电两台热电联产机组正式运行[N];乌鲁木齐晚报(汉);2010年
19 卢彬;热电或成投资新热点[N];中国能源报;2016年
20 记者 高亢通讯员 王建萍;全国首台“上大压小”机组开工[N];河南日报;2007年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978