深度调峰背景下火电机组热电解耦技术路径对比分析

doi:10.12096/j.2096-4528.pgt.22117

发电技术 ›› 2024, Vol. 45 ›› Issue (2): 207-215.DOI: 10.12096/j.2096-4528.pgt.22117

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深度调峰背景下火电机组热电解耦技术路径对比分析

郑淇薇, 王华霆, 陈衡, 潘佩媛, 徐钢

华北电力大学能源动力与机械工程学院，北京市昌平区 102206

收稿日期:2023-07-06 出版日期:2024-04-30 发布日期:2024-04-29
通讯作者: 陈衡
作者简介:郑淇薇(2000)，女，硕士研究生，研究方向为火电机组热电解耦改造，zqw5522@sina.com；
王华霆(1997)，男，硕士研究生，研究方向为火电机组余热利用，120202202292@ncepu.edu.cn；
陈衡(1989)，男，博士，副教授，研究方向为热力系统优化、固体废弃物能质梯级利用，本文通信作者，heng@ncepu.edu.cn；
潘佩媛(1992)，女，博士，副教授，研究方向为烟气低温受热面积灰腐蚀耦合机理、高温受热面热腐蚀机理、多相烟气组分反应动力学机制，peiyuanpan@necpu.edu.cn；
徐钢(1978)，男，博士，教授，研究方向为能源动力系统优化与节能、污染物控制及温室气体减排，xgncepu@163.com。
基金资助:
国家自然科学基金项目(52106008)

Analysis on Thermoelectric Decoupling Technology Paths for Thermal Power Units Under the Background of Deep Peak-Shaving

Qiwei ZHENG, Huating WANG, Heng CHEN, Peiyuan PAN, Gang XU

School of Energy, Power and Mechanical Engineering, North China Electric Power University, Changping District, Beijing 102206, China

Received:2023-07-06 Published:2024-04-30 Online:2024-04-29
Contact: Heng CHEN
Supported by:
National Natural Science Foundation of China(52106008)

摘要/Abstract

摘要：

新能源发电在出力和发电负荷上具有波动大、不稳定的特点，为解决新能源机组上网后带来的上述问题，利用多种热电解耦方式对火电机组进行改造，并对不同技术路径进行对比分析，探究火电机组解耦潜力与调峰能力。采用EBSILON Professional软件进行模拟仿真，对不同热电解耦方案下调峰负荷空间进行评估和对比分析。计算结果表明，低压缸零出力热电解耦改造方案可以使机组的调峰能力得到最大的改善。在原最大供热负荷304.60 MW下，最小发电量下降172.21 MW，最低电负荷率下降32.70%。火电机组经过热电解耦改造可显著提高热电机组与新能源机组的协调调峰能力，提高发电单元整体发电的稳定性。

关键词: 火电机组, 热电联产, 热电解耦, 抽汽供热, 深度调峰

Abstract:

New energy power generation has the characteristics of large fluctuation and instability in output and power generation load. In order to solve the above problems brought by new energy units on the internet, a variety of thermoelectric decoupling modes was used to transform thermal power units,different technology paths were analyzed,and the potential of decoupling thermal power units and peak shifting capacity was explored. EBSILON professional software was used,and the peak load space under different thermoelectric decoupling schemes was evaluated and compared. The results show that the zero output thermoelectric decoupling transformation scheme of low pressure cylinder can improve the peak regulation capacity of the unit to the greatest extent. Under the original maximum heating load of 304.60 MW, the minimum power generation decreased by 172.21 MW, and the minimum power load rate decreased by 32.70%. Thermal power units after heat and power decoupling transformation can significantly improve the coordinated peaking ability of thermoelectric units and new energy units,and improve the stability of the overall power generation of power generation units.

Key words: thermal power units, heat and power cogeneration, thermo-electric decoupling, extraction heating, peak-load regulation

中图分类号:

TM 621

郑淇薇, 王华霆, 陈衡, 潘佩媛, 徐钢. 深度调峰背景下火电机组热电解耦技术路径对比分析[J]. 发电技术, 2024, 45(2): 207-215.

Qiwei ZHENG, Huating WANG, Heng CHEN, Peiyuan PAN, Gang XU. Analysis on Thermoelectric Decoupling Technology Paths for Thermal Power Units Under the Background of Deep Peak-Shaving[J]. Power Generation Technology, 2024, 45(2): 207-215.

图/表 13

图1 案例机组热力系统示意图

Fig. 1 Diagram of case unit thermal system

表1 案例机组THA工况下基本热力学参数

Tab. 1 Basic thermodynamic parameters of THA operating condition of the case unit

参数	数值
主蒸汽温度/℃	538.00
主蒸汽压力/MPa	16.67
主蒸汽流量/(t/h)	937.35
再热蒸汽温度/℃	538.00
再热蒸汽压力/MPa	3.32
再热蒸汽流量/(t/h)	783.57
额定背压/kPa	14.00
给水温度/℃	272.20
额定功率/MW	300.00

图2 案例机组Ebsilon模型

Fig. 2 Ebsilon model of the case unit

表2 模型验证结果

Tab. 2 Model verification results

参数	设计值	计算值	相对误差/%
主蒸汽温度/℃	538.00	538.00	0.00
主蒸汽压力/MPa	16.67	16.67	0.00
主蒸汽流量/(t/h)	937.35	937.35	0.00
再热蒸汽温度/℃	538.00	538.00	0.00
再热蒸汽压力/MPa	3.32	3.32	-0.06
再热蒸汽流量/(t/h)	783.57	782.37	-0.15
额定背压/kPa	14.00	14.00	0.00
给水温度/℃	272.20	272.24	0.02
额定功率/MW	300.00	301.50	0.50
热耗/[kJ/(kW·h)]	8 182.40	8 065.60	-1.43

图3 低压缸零出力解耦热力系统图

Fig. 3 Decoupling thermodynamic system diagram of low pressure cylinder zero output

图4 高背压下联合乏汽供热解耦热力系统图

Fig. 4 Diagram of decoupled thermal system for combined steam heating at high back pressure

图5 压缩式热泵解耦热力系统图

Fig. 5 Compression heat pump decoupling thermodynamic system diagram

图6 低压缸零出力改造最低电负荷率与案例机组对比

Fig. 6 Comparison between the minimum electric load rate of zero output transformation of low pressure cylinder and the case unit

图7 高背压下联合乏汽供热改造最低电负荷率与案例机组对比

Fig. 7 Comparison between the minimum electric load rate of the combined steam heating with high back pressure transformation and the case unit

图8 压缩式热泵解耦改造最低电负荷率与案例机组对比

Fig. 8 Comparison of the minimum electric load rate of the decoupling of the compression heat pump with the case unit

图9 不同热电解耦改造方案下最大抽汽热负荷增量对比

Fig. 9 Comparison diagram of maximum extraction heat load increment under different thermoelectric decoupling transformation modes

图10 不同热电解耦改造方案下最小发电量增量对比

Fig. 10 Comparison diagram of minimum generation increment under different thermoelectric decoupling transformation schemes

图11 不同热电解耦改造方案的最低电负荷率增量对比

Fig. 11 Comparison diagram of minimum charge rate increment for different thermoelectric decoupling schemes

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深度调峰背景下火电机组热电解耦技术路径对比分析

Analysis on Thermoelectric Decoupling Technology Paths for Thermal Power Units Under the Background of Deep Peak-Shaving

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