杨志平[1]2013年在《大型燃煤发电机组能耗时空分布与节能研究》文中研究指明能源是社会发展的物质基础,是国家的经济命脉,长期以来,中国火力发电消耗煤炭占煤炭消费总量的50%左右,300MW及以上大型火电机组在我国发电能源结构中占有举足轻重的低位,对我国电力行业乃至整个工业领域的节能降耗具有重要意义。火电机组的实际能耗受环境与资源条件、运行工况及外部负荷变化等因素的影响,能耗水平具有鲜明的时变特征；针对上述特点,本文以大型燃煤发电机组汽轮机热力系统为研究对象,考虑复杂多变外部因素和负荷条件影响,综合应用热力学第一、第二定律和汽轮机组变工况理论,从全工况角度研究机组能耗在整个汽轮机热力系统中的分布特性；从过程、单元及系统等不同层面,研究设备间、系统间的性能耦合机制；研究机组能耗对主要决策变量的动态响应规律；开展综合考虑外部复杂条件的大型燃煤发电机组能耗状态的节能诊断研究,进一步完善大型燃煤发电机组的节能诊断方法,以指导大型燃煤机组的深层次节能降耗,论文研究成果具有重要的应用价值。采用详实的数据对我国火力发电机组的能耗状况进行深入研究,并进行国内外对比分析,摸清了目前我国火力发电机组的能耗水平,指出火电机组构成差异是导致我国火电机组整体效率水平偏低的主要原因；并以2010年的数据为基础,预测2015年和2020年我国火力发电的能耗水平,为我国火力发电装备的节能对策研究和节能政策的制定奠定基础。考虑燃煤发电机组的环境条件和负荷条件,综合应用热力学第一、第二定律,将汽轮机变工况与凝汽器变工况相结合,研究大型燃煤发电机组汽轮机热力系统的全工况能耗分布特性,得到大型燃煤发电机组在不同环境温度、不同负荷工况下汽轮机热力系统的能耗时空分布规律。提出以低压缸末级组压力比与末级组效率的变化关系确定汽轮机排汽焓的方法,为全工况条件下整个汽轮机热力系统基准态的能耗分布准确评价提供可靠的分析方法,在此基础上研究大型燃煤发电机组汽轮机热力系统主要决策变量的能耗敏度特性,以1000MW超超临界燃煤发电湿冷机组与直接空冷机组为研究对象,得到不同决策变量在不同负荷时的能耗敏度规律,为在役机组准确进行节能潜力诊断提供保障。将基于热力学第二定律的单耗分析引入大型燃煤机组的节能诊断,针对在役燃煤发电机组,通过相同边界条件下基准态能耗分布与实际运行状态能耗分布的对比,揭示机组能量损失的部位和相应的节能潜力,并给出对应的具体节能措施与对策,进一步完善了大型燃煤发电机组的节能诊断理论与方法。
付鹏[2]2017年在《基于降耗时空效应的大型火电机组节能诊断方法》文中进行了进一步梳理能源,尤其是电力,是国家经济的基础和命脉。我国燃煤发电长久以来占据总发电量的百分之七十以上,目前已确立了超(超)临界高参数大容量机组的未来火电主力地位,其能耗水平已经达到世界一流水平。然而,随着化石能源的消耗加剧与环保要求的日益严格,我国对大型燃煤发电机组的深度节能的需求日益迫切,“十三五”电力规划已对我国火电发电行业的煤耗与污染物排放提出了新的要求。在此背景下,针对大型燃煤发电机组的节能诊断研究必将在火电产业的节能降耗中起到至关重要的作用。本研究着眼于大型燃煤发电机组,进一步发展了能量系统过程节能分析方法。综合考虑机组能耗在时空维度上的变化特性,提出了大型燃煤机组降耗时空效应的概念。在此基础上,开展了一系列大型燃煤发电机组节能诊断方法的研究。全面揭示了机组部件性能发生衰退时系统能耗的耦合机理;详细分析了火电机组运行时能耗在各部件之间的耦合规律,以及能耗与多变边界条件的依变关系;研究能耗分析理论方法,表征和确定超低排放能耗基准状态,得到机组降耗时空效应,并在此基础上,开展节能诊断方法与负荷优化分配应用,为大型燃煤机组的评价、改造和优化提供了可靠的方法论和实施手段。首先,应用先进(火用)分析的思想方法,改进了基于热力学第二定律的单耗分析方法,将部件的附加单耗分解为内因附加单耗和外因附加单耗。其中,前者是由部件自身的不可逆性引起的,而后者是由其它部件的热力学缺陷造成的。改进后的单耗分析方法能够描述燃煤机组的空间能耗水平。在此基础上,结合大型燃煤发电机组在不同时间所处的复杂多变边界条件,提出了降耗时空效应概念,量化计算和评价燃煤发电机组的能耗水平,作为进一步节能诊断工作的依据。其次,根据降耗时空效应的概念,结合能量系统节能诊断方法,进行了三方面的研究应用:(1)提出了基于改进单耗分析的燃煤机组部件性能诊断方法,采用一种新型的内部(火用)指标快速定位故障部件,随后对比实际状态与参考状态的内因附加单耗差异,以量化部件故障的影响,可有效地侦测部件的性能衰退状况,为可能的部件故障预警提供理论依据;(2)在大型燃煤发电机组部件性能诊断的基础上,考虑到大型火电机组在运行过程中会面临复杂多变的边界环境,本文使用多维度、完备性的运行与结构数据,提出了综合考虑火电机组时空因素的“能耗基准状态”,并计算分析相应的降耗时空效应进行机组流程重构分析,提出可行的火电机组节能措施;(3)针对大型燃煤发电机组运行过程中所处的复杂边界条件,详细分析了边界条件(负荷、冷却水温度和煤质因素)的特点,以及边界条件与火电机组间的传热机理,并探索了能耗基准状态与边界环境的变化规律。最后,基于降耗时空效应对大型燃煤发电机组进行节能诊断,将诊断结果分别应用于考虑边界条件和污染物排放的燃煤电厂厂级负荷优化分配问题中。基于火电机组的海量运行数据,引入大数据分析方法,获得机组不同边界和运行工况下的能耗特性;另外,综合考虑经济和排放因素,建立基于物理信息融合的负荷分配模型,得到机组煤耗和污染物排放量物理模型与信息模型的对应关系;以此为基础开展的厂级负荷优化分配可有效降低火电厂的供电煤耗率,对火电机组的节能发电调度具有参考意义。结合实际设计的更多约束,所形成的方法论有潜力切实地服务于大型燃煤发电机组的运行诊断、设计优化或改造,以提出具体可行的运行策略和改进方案。
方庆海[3]2000年在《火电机组节能潜力诊断方法研究及应用》文中提出本文对火电机组经济性分析与节能潜力诊断的理论进行了研究，提出了进行机组节能诊断的方法，对评价机组性能的指标进行了探讨，并将所提出的节能潜力诊断理论应用于锦州电厂六号机组，开发成功了机组性能在线监测与能损诊断系统，并对性能监测系统中各主要参数测量误差对计算结果的影响进行了了定量分析。论文主要研究内容如下： 1、提出了采用“性能因子”，来评价机组在一定时期内运行的经济性。与传统的供电煤耗率比较，能够综合考虑影响机组经济性的主观因素与客观因素，科学地反映机组设备的健康状态与运行质量。分别针对凝汽式机组与供热机组，提出了它们各自性能因子的确定方法，并通过实例计算，编制了相应软件，进一步说明了性能因子在指导电厂运行、加强运行考核、合理安排维修方面所发挥的作用。 2、对火电机组节能潜力诊断的理论与方法进行了深入研究，提出了比较完善、可行的火电厂节能潜力诊断模型，将机组的损失划分为运行可控损失、维修可控损失及不可控损失三类，并运用所建立的机组性能仿真模型确定各类目标值及计算各类损失。最后，以某200MW机组为例，对其运行可控损耗与维修可控损耗进行了实际诊断，得到了影响机组经济性的主要因素，为进一步降低机组的煤耗率、提高机组的经济性提供了科学依据。 3、将节能潜力诊断理论应用于锦州电厂200MW机组，开发成功了机组性能在线监测与能损诊断系统性能监测系统。建立了机组在设计情况下的变工况性能分析模型，并采用面向对象的方法，编制了相应的计算软件与画面显示软件。系统投入运行以后，对于指导运行人员提高操作水平、减少运行可控损失、提高机组的安全性与经济性具有重要意义。同时，对管理部门进行运行人员考核、经济活动分析及生产计划的制订提供科学依据。 4、提出了适用于火电机组性能参数在线监测的简明计算方法，定量分析了一些主要测量参数的误差对机组性能计算的影响。
程刚强[4]2007年在《大型凝汽式机组热经济性诊断系统的研究》文中认为本文以大型凝汽式机组为研究对象,分析了机组常用的一些热经济性指标;研究了热力系统热平衡以及等效热降的通用计算模型;对加热器、凝汽器的变工况进行了详细分析,提出了相应的计算模型;在机组变工况分析的基础上,对机组运行参数基准值的影响因素进行了较为详细的分析,并对多种偏差同时存在的情况下运行参数的热经济性数学模型进行了研究;最后针对某凝汽式电厂编制了一种热经济性分析程序,可以对机组的热力系统和运行参数的热经济性进行分析,指出节能潜力的大小和分布,具有一定的应用价值。
尚卫军[5]2005年在《火电机组热经济性在线监测与节能措施分析》文中研究说明论文针对某电厂100MW火电机组,对机组热经济性在线监测与节能措施的理论与工程实践进行了研究。建立了较为完善的热经济性分析模型,并以此为基础开发了100MW机组热经济性在线分析系统,对火电厂的节能降耗具有重要的实际意义。主要成果为:1.给出了确定热经济性在线分析目标值的方法;2.建立了比较完善的热经济性分析数学模型;3.在理论模型研究的基础上,开发了热经济性在线监测系统;4.给出了从运行方面进行节能的原则性措施;5.给出了利用维修可控因素进行节能的措施。
刘述显[6]2008年在《火电机组节能管理研究》文中认为本文对火电机组经济性分析与节能潜力诊断的理论进行了研究,提出了机组节能诊断的方法,对评价机组性能的指标进行了探讨,采用“性能因子”,来评价机组在一定时期内运行的经济性,与传统的供电煤耗率比较,能够综合考虑影响机组经济性的主观因素与客观因素,科学地反映机组设备的健康状态与运行质量。提出了比较完善、可行的火电厂节能潜力诊断模型,开发了机组性能在线监测与能损诊断系统,并将火电机组能耗特性及节能分析系统成功应用于聊城电厂600MW机组,取得了明显的节能效果,为提高火电机组的节能管理研究水平起了积极的作用。
王攀[7]2016年在《现役火力发电机组汽机侧节能优化研究》文中提出能源是人类生存和发展的重要物质基础,攸关国计民生和国家安全。推动能源生产和利用方式变革,调整优化能源结构,构建安全、稳定、经济、清洁的现代能源产业体系,对于保障我国经济社会可持续发展具有重要战略意义。本文以系统论的基本理论和方法,探索节能减排综合评价的可行性。通过对现役火力发电机组汽机侧共同特征进行分析研究,用数学方法定量地描述其功能,寻求并确立适用于普遍性一般系统的原理和数学模型,从而更好的执行国家能源发展战略,有力促进火电机组节能减排政策的实施,切实提升国有企业经济效益。主要研究工作与结论如下：一是根据部分电厂的试验数据,提出影响机组能耗的共性问题,并撰写改造方案。在以往研究的基础上,结合耦合变工况理论研发机组经济性诊断分析及运行优化模型,并将其应用到汽轮机组节能优化改造实际工作。二是机组冷端系统的优化调整对机组运行效率有着十分显著的影响。通过建立冷端优化数学模型,结合凝汽器变工况特性,确立机组在不同负荷和凝汽器不同冷却水进口温度下的最佳运行背压,以及对应的循环水泵最佳运行方式。三是针对不同的抽汽流量和压力,以及不同热网供回水温度和流量,对吸收式热泵供热运行进行最优化研究,建立汽轮机组和热泵余热回收系统联合仿真模型；制定吸收式热泵系统运行优化控制策略,提升系统运行经济性、可靠性与安全性。四是基于现场测点及精度校核的数据采集,以及多频、异源、异构数据的整合与分析技术,分析机组常态运行时稳态工况判定,以及基于现场运行数据的正／反平衡经济性能指标计算,提出汽轮机系统高精度远程在线性能检测试验方法。
席新铭[8]2007年在《电站直接空冷系统对机组经济性影响的研究》文中研究表明本论文应用直接空冷凝汽器变工况数学模型分析了直接空冷系统性能的影响因素,研究了直接空冷系统的变工况特性,绘制了空冷凝汽器的变工况特性曲线;应用等效热降理论分析了背压变化对机组煤耗率的影响,通过厂用电转换系数建立了直接空冷系统的背压和供电煤耗率之间的关系;通过基准值诊断方法总结出了直接空冷机组冷端系统的评价体系,并提出了该评价体系中各有关参数基准值的确定方法,用实例进行了分析和研究,为直接空冷机组的安全经济运行和经济性分析提供了依据。
华兴鲁[9]2014年在《抚顺热电厂300MW机组的节能诊断及优化方案的研究》文中认为随着我国改革开放的深入发展,能源已成为制约我国可持续发展的重要因素。火力发电厂作为能源消耗大户,在节约能源和保护环境方面有着巨大的潜力,对火力发电厂进行节能研究有着非常重要的意义。本文以抚顺热电厂300MW机组为研究对象,对其进行节能诊断及节能优化研究,分析该厂当前热力设备和热力系统节能潜力的大小、分布状况和场所,并对这些具有节能潜力的设备和系统进行节能优化,对节能潜力较大的六个方面提出了节能优化方案,为该厂的节能减排工作提供了理论依据。目前热力系统经济性分析的方法主要有以手工计算为主的常规热平衡法、循环函数法、等效热降法和以计算机计算为主的矩阵分析法,本文采用等效热降法对机组进行节能诊断及优化研究。首先对机组进行热力性能试验,现场采集机组运行的主要参数。之后根据这些数据,分析计算机组的经济指标,得出机组的热耗和标准煤耗。并建立耗差分析的数学模型,对机组的通流效率、运行参数、机组辅助设备、热力系统及厂用电率进行节能诊断,分析各性能参数对机组经济性影响的大小。最后根据节能诊断结果,对凝汽器真空、通流部分、小汽机排汽方式、喷水减温、加热器端差及机组部分运行参数进行节能优化研究。通过分析这些因素造成对机组经济性影响大的原因,找出了相应的解决措施和节能优化方案,优化分析结果可使机组煤耗得到降低,给机组带来一定的经济效益。
王宁玲[10]2011年在《基于数据挖掘的大型燃煤发电机组节能诊断优化理论与方法研究》文中研究指明建立经济、高效、稳定的能源供应体系是保证国民经济和社会稳定发展的基本要求。我国的资源禀赋决定了在能源供应体系中煤炭为主要一次能源,大型燃煤发电机组在我国的能源供应体系中占有举足轻重的地位,开展大型燃煤发电机组能耗分析与节能诊断的理论与方法研究对我国工业节能与低碳经济目标的实现具有重要意义。大型燃煤发电机组具有鲜明的宽广工质热力学状态跨度、高流量和大热流密度、设备超大规模化等特点,系统、过程和单元设备不同层次上能量的转换和能量品质耗散的非线性尺度效应非常明显,发电过程能耗与环境、资源、负荷之间存在强烈的依变关系。针对大型燃煤发电机组上述特点,本文将数据挖掘理论和方法应用于大型燃煤发电机组的能耗分析和节能诊断中,采用数据挖掘方法处理机组实时在线监测数据和大量历史数据,并利用机组的设计参数和现场试验数据,研究了适用于复杂多变外部条件的节能诊断与优化理论方法,形成了融混杂数据预处理、复杂热力系统建模、能耗决策规则与知识提取、实际可达优化目标值确定、能耗离线分析与在线诊断应用框架于一体的,比较完整的大型燃煤发电机组节能诊断与优化的创新方法学体系。本文针对大型燃煤发电机组能耗数据集数据量大、数据维数高、具有复杂非线性及强耦合性、噪声污染多等特点导致的不确定性问题,引入模糊粗糙集理论建立了机组能耗特征变量选择理论方法学；采用启发式属性约简算法有效解决了机组关键能耗特征变量选择及变量重要度分析问题。发展了基于机组历史数据驱动的大型燃煤发电机组能耗特性建模理论与方法。以提取到的关键能耗特征变量为输入,首次提出并验证了耦合输入特征与决策变量之间依赖度的支持向量回归能耗特性模型建模方法；建立了可准确揭示机组能耗与多变的外部资源环境、设备特性以及运行控制水平之间内在联系的大型燃煤发电机组精确能耗特性模型。开展了基于数据挖掘方法,在可比历史边界条件下寻优确定机组实际可达优化目标值的方法研究。基于模糊粗糙集决策表约简算法,提出了大型燃煤发电机组性能优化与节能诊断知识库的构建方法,确定了具有快速、智能自适应性、高度复现性和可动态调整优化等特性的机组实际可达优化目标工况。系统阐释了基于数据挖掘的大型燃煤发电机组节能诊断优化理论与方法。对关键能耗特征变量进行了可控性分类解析,提取了各类实际可达优化目标值和各类可控能量损耗；建立了对应于机组当前运行边界、设备特性和运行工况的各类损失及其详细分布的诊断模型；首次提出了基于数据挖掘的同类机组对标诊断优化方法,进一步丰富和完善了基于数据挖掘的大型燃煤发电机组节能诊断优化理论,有效避免了单机历史工况性能局限导致的“目标工况优化天花板”问题的出现；提出了机组在线运行优化与节能诊断的概念模型；完成了基于数据挖掘的机组能耗特性仿真与节能诊断优化试验平台设计
参考文献：
[1]. 大型燃煤发电机组能耗时空分布与节能研究[D]. 杨志平. 华北电力大学. 2013
[2]. 基于降耗时空效应的大型火电机组节能诊断方法[D]. 付鹏. 华北电力大学(北京). 2017
[3]. 火电机组节能潜力诊断方法研究及应用[D]. 方庆海. 华北电力大学. 2000
[4]. 大型凝汽式机组热经济性诊断系统的研究[D]. 程刚强. 华北电力大学（河北）. 2007
[5]. 火电机组热经济性在线监测与节能措施分析[D]. 尚卫军. 华北电力大学（北京）. 2005
[6]. 火电机组节能管理研究[D]. 刘述显. 华北电力大学（北京）. 2008
[7]. 现役火力发电机组汽机侧节能优化研究[D]. 王攀. 华北电力大学(北京). 2016
[8]. 电站直接空冷系统对机组经济性影响的研究[D]. 席新铭. 华北电力大学（北京）. 2007
[9]. 抚顺热电厂300MW机组的节能诊断及优化方案的研究[D]. 华兴鲁. 沈阳工程学院. 2014
[10]. 基于数据挖掘的大型燃煤发电机组节能诊断优化理论与方法研究[D]. 王宁玲. 华北电力大学（北京）. 2011
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