深度调峰工况下超临界机组的干湿态转换策略研究

doi:10.12096/j.2096-4528.pgt.24026

发电技术 ›› 2024, Vol. 45 ›› Issue (2): 233-239.DOI: 10.12096/j.2096-4528.pgt.24026

• 双碳背景下灵活性发电技术 • 上一篇下一篇

深度调峰工况下超临界机组的干湿态转换策略研究

杨正, 孙亦鹏, 温志强, 程亮, 李战国

华北电力科学研究院有限责任公司，北京市西城区 100045

收稿日期:2024-01-30 出版日期:2024-04-30 发布日期:2024-04-29
作者简介:杨正(1990)，男，博士，高级工程师，主要研究方向为锅炉炉内燃烧优化及调整、深度调峰诊断等，zbwzyangzheng@126.com；
孙亦鹏(1985)，男，博士，教授级高级工程师，主要研究方向为锅炉灵活性改造评估、智慧电厂大数据分析等，syp1103@qq.com；
温志强(1979)，男，硕士，高级工程师，主要研究方向为锅炉辅机适应性评估、环保一体化分析等，wen_zq@126.com；
程亮(1979)，男，硕士，教授级高级工程师，主要研究方向为二十五项反措锅炉部分、火电灵活性提升等，chengliang79@126.com；
李战国(1983)，男，硕士，高级工程师，主要研究方向为火电机组深度调峰及性能评价等，yunliuz@163.com。
基金资助:
国家重点研发计划项目(2022YFB4100303-3)

Research on Dry-Wet Conversion Strategy of Supercritical Thermal Power Units Under Deep Peaking Condition

Zheng YANG, Yipeng SUN, Zhiqiang WEN, Liang CHENG, Zhanguo LI

North China Electric Power Research Institute, Xicheng District, Beijing 100045, China

Received:2024-01-30 Published:2024-04-30 Online:2024-04-29
Supported by:
National Key Research and Development Program of China(2022YFB4100303-3)

摘要/Abstract

摘要：

为寻求深度调峰工况下合适的干湿态转换方式，在2台超临界机组上，采用2种不同的干湿态转换策略，对协调控制方式下的干湿态转换及其对系统稳定性的影响进行了研究。结果表明：2种策略均能够实现协调方式下的干湿态转换，可以通过转态进行进一步的深调工作；通过煤、水协同控制或给水流量控制均可实现干湿态转换，但水煤比变化情况不同；干转湿过程中，受到2种策略的影响，系统稳定性(主汽温度、主汽压力)区别明显；在湿转干过程中，2种策略下的系统都表现出良好的稳定性。

关键词: 火电机组, 深度调峰, 干湿态转换, 协调控制, 系统稳定性

Abstract:

To seek applicable dry-wet conversion mode in deep peaking condition, two different dry-wet conversion strategies were performed on two supercritical thermal power units to study the dry-wet conversion under coordinated control mode and its impact on the system stability. The results show that both strategies could realize the dry-wet conversion under coordinated control mode and further deep peaking could proceed via the dry-wet conversion. Moreover, the dry-wet conversion could be conducted either by co-control of coal and water or by feedwater control, yet the coal-water ratio varied. During the dry-to-wet process, affected by the two strategies, the system stability (the temperature and pressure of the main steam) is changed from dry state to wet state. In contrast, the system stability for both strategies is proved qualified under the conversion from wet state to dry state.

Key words: thermal power units, deep peaking, dry-wet conversion, coordinated control, system stability

中图分类号:

TK 01

杨正, 孙亦鹏, 温志强, 程亮, 李战国. 深度调峰工况下超临界机组的干湿态转换策略研究[J]. 发电技术, 2024, 45(2): 233-239.

Zheng YANG, Yipeng SUN, Zhiqiang WEN, Liang CHENG, Zhanguo LI. Research on Dry-Wet Conversion Strategy of Supercritical Thermal Power Units Under Deep Peaking Condition[J]. Power Generation Technology, 2024, 45(2): 233-239.

图/表 7

图1 干转湿负荷及过热度变化

Fig. 1 Variation of load and superheat temperature during the conversion from dry state to wet state

图2 干转湿参数控制

Fig. 2 Parameter control during the conversion from dry state to wet state

图3 干转湿主汽压力与温度变化情况

Fig. 3 Variation of the main steam pressure and temperature during the conversion from dry state to wet state

图4 甲机组汽温及贮水箱水位变化情况

Fig. 4 Variation of the steam temperature and the water level of the first unit

图5 湿转干负荷及过热度变化

Fig. 5 Variation of load and superheat temperature during the conversion from wet state to dry state

图6 湿转干参数控制

Fig. 6 Parameter control during the conversion from wet state to dry state

图7 湿转干主汽压力与温度变化情况

Fig. 7 Variation of the main steam pressure and temperature during the conversion from wet state to dry state

参考文献 19

1	赵春生，杨君君，王婧，等．燃煤发电行业低碳发展路径研究[J]．发电技术，2021，42(5)：547-553． doi:10.12096/j.2096-4528.pgt.21054
	ZHAO C S， YANG J J， WANG J，et al ．Research on low-carbon development path of coal-fired power industry[J]．Power Generation Technology，2021，42(5)：547-553． doi:10.12096/j.2096-4528.pgt.21054
2	姜红丽，刘羽茜，冯一铭，等．碳达峰、碳中和背景下“十四五”时期发电技术趋势分析[J]．发电技术，2022，43(1)：54-64． doi:10.12096/j.2096-4528.pgt.21030
	JIANG H L， LIU Y X， FENG Y M，et al ．Analysis of power generation technology trend in 14th Five-Year Plan under the background of carbon peak and carbon neutrality[J]．Power Generation Technology，2022，43(1)：54-64． doi:10.12096/j.2096-4528.pgt.21030
3	郑国光．支撑“双碳”目标实现的问题辨识与关键举措研究[J]．中国电力，2023，56(11)：1-8．
	ZHENG G G ．Problem identification and key measures to support the achievement of carbon peak and carbon neutrality[J]．Electric Power，2023，56(11)：1-8．
4	吴何来，李汪繁，丁先．“双碳”目标下我国碳捕集、利用与封存政策分析及建议[J]．电力建设，2022，43(4)：28-37． doi:10.12204/j.issn.1000-7229.2022.04.004
	WU H L， LI W F， DING X ．Policy analysis and suggestion for carbon capture，utilization and storage under double carbon target in China[J]．Electric Power Construction， 2022，43(4)：28-37． doi:10.12204/j.issn.1000-7229.2022.04.004
5	HUGO M， PETER K， PEDRO F，et al ．Optimal scheduling of a renewable micro-grid in an isolated load area using mixed-integer linear programming[J]．Renewable Energy，2010，35(1)：151-156． doi:10.1016/j.renene.2009.02.031
6	张全斌，周琼芳．基于“双碳”目标的中国火力发电技术发展路径研究[J]．发电技术，2023，44(2)：143-154． doi:10.12096/j.2096-4528.pgt.22092
	ZHANG Q B， ZHOU Q F ．Development path of China’s thermal power generation technology based on the goal of “Carbon Peak and Carbon Neutralization”[J]．Power Generation Technology，2023，44(2)：143-154． doi:10.12096/j.2096-4528.pgt.22092
7	王建峰，刘沛奇，杨用龙，等．300 MW热电机组热电解耦灵活性改造[J]．浙江电力，2022，41(2)：98-102．
	WANG J F， LIU P Q， YANG Y L，et al ．Flexibility retrofit of heat and power decoupling of a 300 MW thermal power unit[J]．Zhejiang Electric Power，2022，41(2)：98-102．
8	JAVAD S， SEYYED S M， MAHMOOD J ．Multi-objective energy management of a micro-grid considering uncertainty in wind power forecasting[J]．Energy，2017，139：680-693． doi:10.1016/j.energy.2017.07.138
9	HAQUE A N M M， SAIF A U N IBN， NGUYEN P H，et al ．Exploration of dispatch model integrating wind generators and electric vehicles[J]．Applied Energy， 2016，183：1441-1451． doi:10.1016/j.apenergy.2016.09.078
10	周熙宏，毕凌峰，杨浩昱，等．燃煤机组锅炉深度调峰性能计算分析[J]．动力工程学报，2021，41(10)：809-817． doi:10.19805/j.cnki.jcspe.2021.10.001
	ZHOU X H， BI L F， YANG H Y，et al ． Calculation and analysis of depth peak regulation performance of a coal-fired power plant[J]．Journal of Chinese Society of Power Engineering，2021，41(10)：809-817． doi:10.19805/j.cnki.jcspe.2021.10.001
11	王林，伍刚，张亚夫，等．1 000MW深度调峰机组热力系统优化研究[J]．发电技术，2019，40(3)：265-269.
	WANG L， WU G， ZHANG Y F，et al ．Thermodynamic system optimization research on 1 000 MW deep peak-regulating unit[J]．Power Generation Technology，2019，40(3)：265-269．
12	周强泰．锅炉原理[M]．北京：中国电力出版社，2009．
	ZHOU Q T ．Boiler principle[M]．Beijing：China Electric Power Press，2009．
13	杨冬，聂超，周科，等．超临界机组深度调峰工质流动不稳定试验与理论计算[J]．洁净煤技术，2023，29(6)：40-48．
	YANG D， NIE C， ZHOU K， et al ．Experiment and theoretical calculation of flow instability in deep peak-shaving of supercritical units[J]．Clean Coal Technology， 2023，29(6)：40-48．
14	KIM S， CHOI S ．Dynamic simulation of the water-steam flow in a supercritical once-through boiler[J]．Journal of Mechanical Science and Technology，2017，31(10)：4965-4975. doi:10.1007/s12206-017-0945-z
15	闫乃明，李珊珊，高志刚．直流炉干湿态自动转换控制研究[J]．热力发电，2013，42(7)：79-82. doi:10.3969/j.issn.1002-3364.2013.07.079
	YAN N M， LI S S， GAO Z G ．Wet-dry state automatic switch control for once-through boilers[J]．Thermal Power Generation，2013，42(7)：79-82． doi:10.3969/j.issn.1002-3364.2013.07.079
16	段宝，李锋，兰勇．600 MW超临界直流锅炉干、湿态转换的控制要点探析[J]．电站系统工程，2010，26(2)：27-29． doi:10.3969/j.issn.1005-006X.2010.02.009
	DUAN B， LI F， LAN Y ．Analysis on control key points of the wet-dry state transfer of 600 MW supercritical once-through boiler[J]．Power System Engineering，2010，26(2)：27-29． doi:10.3969/j.issn.1005-006X.2010.02.009
17	韩亚莉．超超临界机组汽水系统自启停技术的应用研究[D]．北京：华北电力大学，2015．
	HAN Y L ．Automatic power plant startup and shutdown technology research and its application based on ultra-supercritical unit water system[D]．Beijing：North China Electric Power University，2015．
18	谷俊杰，曹晓威，王丕洲，等．超临界直流锅炉煤水比控制系统机理建模及定量反馈控制[J]．动力工程学报，2013，33(12)：947-954．
	GU J J， CAO X W， WANG P Z，et al ．Mechanism modeling and quantitative feedback control for fuel-water ratio control system of supercritical once-through boilers[J]．Journal of Chinese Society of Power Engineering，2013，33(12)：947-954．
19	LI X N， ZHANG L Q ．Research based on the mid-point enthalpy of supercritical unit feed-water control circuit[J]．Advanced Material Research，2012：354-355． doi:10.4028/www.scientific.net/amr.354-355.344

[1]	刘旺, 陈连, 龚高阳, 李智华, 薛文华, 石金刚, 谢军, 李雷雷, 姚荣财, 王召鹏, 杨延西, 邓毅, 张晨辉. 基于数字孪生的空气预热器预测性维护模式研究[J]. 发电技术, 2024, 45(4): 622-632.
[2]	杜婉琳, 王玲, 罗威, 朱远哲, 吕鸿, 马潇男, 周霞. 基于深度强化学习的有源配电网电压分层控制策略[J]. 发电技术, 2024, 45(4): 734-743.
[3]	丁湧. 1 000 MW超超临界燃煤锅炉深度调峰研究[J]. 发电技术, 2024, 45(3): 382-391.
[4]	陈晓峰, 左川, 赵宁, 黄凯, 王惠杰. 集成蓄热装置的火电机组调峰特性分析[J]. 发电技术, 2024, 45(3): 392-400.
[5]	代华松, 浦绍旭, 柴国旭, 金李, 陈为平, 解明亮. 350 MW超临界流化床机组深度调峰研究与应用[J]. 发电技术, 2024, 45(3): 401-411.
[6]	李展, 杨振勇, 刘磊, 陈振山, 季卫鸣, 洪烽. 火电机组深度调峰工况下炉侧蓄热系数对一次调频能力的影响分析[J]. 发电技术, 2024, 45(2): 226-232.
[7]	贾志军, 范伟, 任少君, 魏唐斌. 600 MW亚临界机组长时间深度调峰燃烧稳定性研究[J]. 发电技术, 2024, 45(2): 216-225.
[8]	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.
[9]	张思海, 李超然, 万广亮, 刘印学, 徐海楠, 黄中, 杨海瑞. 330 MW 循环流化床锅炉深度调峰技术[J]. 发电技术, 2024, 45(2): 199-206.
[10]	王放放, 杨鹏威, 赵光金, 李琦, 刘晓娜, 马双忱. 新型电力系统下火电机组灵活性运行技术发展及挑战[J]. 发电技术, 2024, 45(2): 189-198.
[11]	彭道刚, 税纪钧, 王丹豪, 赵慧荣. “双碳”背景下虚拟电厂研究综述[J]. 发电技术, 2023, 44(5): 602-615.
[12]	安吉振, 郑福豪, 刘一帆, 陈衡, 徐钢. 基于大数据分析的火电机组引风机故障预警研究[J]. 发电技术, 2023, 44(4): 557-564.
[13]	楚帅, 王爱华, 葛维春, 李音璇, 崔岱. 电网调控集中式储热降低弃风率分析方法[J]. 发电技术, 2023, 44(1): 18-24.
[14]	冯伟忠, 李励. “双碳”目标下煤电机组低碳、零碳和负碳化转型发展路径研究与实践[J]. 发电技术, 2022, 43(3): 452-461.
[15]	杨舟, 杨仁炘, 施刚, 张建文. 一种用于多端直流输电系统交流故障穿越的新型控制策略[J]. 发电技术, 2022, 43(2): 268-277.

深度调峰工况下超临界机组的干湿态转换策略研究

Research on Dry-Wet Conversion Strategy of Supercritical Thermal Power Units Under Deep Peaking Condition

RichHTML

PDF (PC)

可视化

摘要/Abstract

引用本文

图/表 7

参考文献 19

相关文章 15

编辑推荐

Metrics