- 王洪健;刘旋坤;杨欣华;张缦;杨海瑞;
基于220 MW纯烧准东煤循环流化床锅炉,研究关于纯烧准东煤引起管道积灰和腐蚀的原因。通过改善入炉煤煤质以优化锅炉机组的运行状态,对锅炉机组腐蚀管道取样进行了力学性能测试,明确了造成失效的原因。管道壁面沉积灰取样分析,明确了沉积灰的主要成分和主要元素;通过分析得到煤中钠、钾、钙等元素与硫元素反应生成的硫酸盐是造成管壁积灰的主要原因;同时在燃烧中形成的硫酸盐和氯盐是也引起管道腐蚀泄露的重要原因,并且氯腐蚀在氯盐和氧分压充足的条件下,可形成一个循环,会加剧管道的腐蚀;在全烧准东煤时应注意控制掺配黄沙比例,可有效地降低锅炉受热面发生氯腐蚀。研究结果可为循环流化床锅炉纯烧准东煤的腐蚀控制问题的解决提供参考。
2021年05期 v.36;No.164 389-396页 [查看摘要][在线阅读][下载 1540K] [下载次数：309 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：11 ] |[阅读次数：2 ] - 王爽奇;田宇;龚迎莉;杨海瑞;张缦;周托;黄中;吕俊复;
生物质气化掺烧必然会对燃煤电站锅炉的运行带来一定的影响。基于在运330 MW煤粉锅炉,通过热力计算,预测了掺烧不同生物质气化气、不同负荷以及不同掺烧比例时,锅炉的性能参数,并在此基础上进行了锅炉安全性以及机组经济性分析。研究表明,当掺烧低热值气化气,且掺烧比例为10%时,性能参数变化较小,能够保证锅炉的正常运行;掺烧20%气化气时,锅炉性能参数处于可以安全运行的极限,但此时机组经济性也会受到较大影响;掺烧30%气化气时,无论是锅炉安全还是机组经济性都存在极大的问题,需要对锅炉进行相应的优化。此外,参照某高热值生物质气化气的组分及热值,针对掺烧工况,对该锅炉的性能进行了预测,当掺烧比例达到50%时,锅炉主要性能参数略优于掺烧20%低热值气化气。当掺烧比例达到30%时,锅炉主要性能参数略优于掺烧10%低热值气化气,此时无须调整锅炉受热面,即可满足锅炉安全运行的要求。计算结果可为煤粉锅炉的生物质气化掺烧工程应用提供参考。
2021年05期 v.36;No.164 397-403页 [查看摘要][在线阅读][下载 1409K] [下载次数：543 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：9 ] |[阅读次数：1 ] - 任高飞;王军;王君峰;龚迎莉;王瑀;杨海瑞;张缦;
生物质能是我国颇具发展潜力的可再生能源,也是实现生物固碳、绿色碳减排的载体。生物质发电有迫切的社会需求,其中,直燃发电技术在实现生物质大规模的资源化、减量化和无害化利用方面更具优势。循环流化床由于具有燃料适应性广、污染物控制成本低的优点,在生物质直燃发电领域得到广泛应用。分析了生物质燃料的金属含量、挥发分、热值、灰分、硫分等方面的特殊性,针对生物质燃料的特殊性,开发了一台燃用生物质混料的130 t/h高温高压生物质循环流化床锅炉,锅炉设计针对生物质燃料的特性,通过综合考虑燃料成分配比、床温的选取、风量的分配、燃料停留时间的控制,解决了床温控制、高炉膛结渣、回料阀聚团、尾部对流、受热面的积灰、锅炉受热面的腐蚀,以及分离器后燃现象等问题,在解决燃尽、污染物排放以及炉膛结渣等方面,锅炉的效能明显优化。在投运6个月后,对该机组进行了运行评估,数据表明,设计值与运行值吻合良好,未出现由于积灰、结渣、腐蚀等问题而造成停炉,达到了设计要求。
2021年05期 v.36;No.164 404-410页 [查看摘要][在线阅读][下载 1095K] [下载次数：994 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：12 ] |[阅读次数：1 ] - 熊哲文;杨军;龚迎莉;唐卉;杨海瑞;张缦;
近年来大型蒸汽轮机和锅炉在国内外火力发电厂得到了广泛的应用,随之的工程应对的方式是增大换热器的体积、增大平均管跨的距离,与此同时,为提高换热效率,换热器内流体流速同样有所增大,这些改变导致工厂的一些大型换热器经常出现大幅的管束振动,致使换热器的寿命缩短乃至发生破坏问题。基于实际工作经验,工程上往往通过加装固定板等方式减小振动,但该方式缺乏数据和理论的指导,难以高效地改良换热器、避免类似情况的发生。以换热器管束为计算对象,以国标GB/T 151—2014附录C为理论依据,对不同流体参数、换热器结构参数下导致换热器管束振动的各机理(卡门涡街、湍流抖振、流体弹性不稳定性)的相关参数进行导出,包括卡门涡街和湍流抖振的主频率以及发生共振时的振幅、各部位的流体横流速度及发生流体弹性不稳定时的临界横流速度、换热管的固有频率。基于振动参数对换热器中流致振动的主导机理进行定量分析,找到最易导致管束振动的机理。同时通过改变换热器管束的质量、弹性模量、管外径等导出相关振动参数,并分析了换热管结构参数对振动参数的影响,从而找到更高效的减振方案。壳程为液体流时三种机理几乎在相同条件下都会引发振动,其中,卡门旋涡的流体弹性不稳定危害性相对较大;壳程为气体流时卡门旋涡和湍流抖振更易引发振动,其中,卡门旋涡的流体弹性不稳定危害性相对较大。减振措施中改变换热管外径和支承排布对换热管振动特性影响较大。特别地,对工程上通过增加支承减振的经验做法进行了算例分析,发现增加固定件不一定能起到减振效果,反而可能导致管束振动加剧。对蒸汽过热器管流致振动的主导因素分析,及对不同减振措施的比较,为换热器工程设计提供了参考。
2021年05期 v.36;No.164 411-420页 [查看摘要][在线阅读][下载 1334K] [下载次数：484 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：7 ] |[阅读次数：1 ] - 元宇鹏;李德波;陈拓;
为满足《煤电节能减排升级与改造行动计划(2014—2020年)》《全面实施燃煤电厂超低排放和节能改造工作方案》以及《广东省煤电节能减排升级与改造行动计划(2015—2020年)》的要求,以机组的烟气NO_x、SO_2、烟尘的排放浓度分别控制在50 mg/m~3、35 mg/m~3、5 mg/m~3以内为目标,广东省某燃煤电厂对4#号机组脱硫系统进行超低排放改造。脱硫系统改造方案为:更换两台浆液循环泵,两层喷淋层+增加一台浆液循环泵和一层喷淋层+脱硫增效装置,吸收塔不重建,不新增吸收塔,对原吸收塔进行加固,原有氧化风机的流量不能满足要求,每套脱硫氧化风系统增加一台罗茨氧化风机。工况原则:脱硫系统总阻力不大于2 700 Pa(吸收塔进口膨胀节至吸收塔出口膨胀节之间的阻力);该脱硫系统改造工程采用塔内高效脱硫装置,脱硫效率>99%;该脱硫系统改造工程入口烟尘含量35 mg/m~3,出口烟尘含量小于20 mg/m~3;该脱硫系统改造工程采用高效除雾器(一层管式除雾器+两级屋脊式除雾器),脱硫出口液滴含量小于40 mg/m~3。改造后1 000 MW机组脱硫系统开展了有关性能参数的试验研究,在1 000 MW、800 MW、400 MW三个工况下,对脱硫效率、工艺水耗量、石灰石耗量、电量消耗、石膏品质、净烟气液滴含量、进出口SO_2、净烟气烟尘浓度等FGD各指标参数进行试验。试验结果显示测试指标均能满足设计的性能保证值。改造机组完成超低排放改造并投入运行已满三年,总体上FGD系统设备运行良好,各项排放指标均达到"50、35、10"超洁净目标,实测排放数据远低于年度总量减排控制目标,可为同类工程提供参考。
2021年05期 v.36;No.164 421-433页 [查看摘要][在线阅读][下载 1165K] [下载次数：166 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：1 ] |[阅读次数：1 ] - 吴皓文;王军;龚迎莉;杨海瑞;张缦;黄中;
为大比例消纳新能源,探索储能技术的发展方向,通过文献调研,综述了当前国内外储能技术的发展现状,并介绍了几种常见储能技术的基本原理、特点与实际应用案例。在此基础上,综合比较各种储能技术的优缺点与面临的挑战,最终分析了该技术或系统未来的发展前景。总体来说,储能技术能增加电网灵活性、改善电力质量、促进新能源消纳,而不同的储能技术也有各自的特点与适用场景,目前有多种储能技术并行发展。抽水蓄能技术成熟、成本较低,是大规模储能系统的中流砥柱,其中,地下抽水蓄能及海洋抽水蓄能的相关研究开拓了抽水蓄能技术的发展潜力。飞轮储能、超导磁储能与超级电容的响应速度快、功率密度高,适合用于支持电能质量,但储能容量较小,且目前材料或系统设备生产成本较高,因此应用相对受限。压缩空气储能的储能效率较低、选址要求高,其中,先进绝热压缩空气储能是目前最主要的新型技术,对环境更为友好,亦可提升系统效率。电化学储能呈现多项技术并行发展的局面,安装灵活、可依应用需求设计储能规模、建设周期相对较短是多数电化学储能的优势。锂离子电池的项目数量居于首位、应用广泛;铅酸电池历史悠久、技术成熟,但不环保、寿命短;液流电池和钠硫电池等新兴电池储能技术则提供了更多选择。储热、储氢技术亦为值得研究探索的领域,扩展了储能技术的应用场景。概括而论,核心技术突破、降低应用成本、保障市场机制以及完善政策制度是左右储能技术发展的关键。
2021年05期 v.36;No.164 434-443页 [查看摘要][在线阅读][下载 1332K] [下载次数：14809 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：304 ] |[阅读次数：6 ]
- 张永建;郭志涛;彭续解;张世隆;
目前高压输电线路所使用导线绝大部分为钢芯铝绞线。综合考虑土地规划、社会生活影响,以及经济核算等方面的因素,更换新型耐热导线逐步成为老旧线路解决供电高峰期电力传输瓶颈的首选产品。市场上的耐热导线种类较多,常用的有殷钢芯耐热铝合金导线、间隙型耐热铝合金导线、棒型碳纤维复合芯铝绞线、绞合碳纤维复合芯铝绞线、特强钢芯软铝绞线、铝基陶瓷纤维芯导线等。因此,建立耐热导线比选机制,是进行城郊老旧线路改造工程的重要内容。以三亚崖城至鸭仔塘220 kV改造线路工程为工程实例,首先,将市场各种常用的耐热导线参数进行了汇总,提出各种导线的优缺点;其次,对导线载流量、电阻损耗功率、机械特性、弧垂特性、导线拐点温度、一次性投资、电能损耗费用等参数进行了比较;再次,系统地论述了耐热导线的比选原则,也分析了各种耐热导线的施工和运行风险,评估出适合工程实际设计条件的耐热导线,为相关增容改造工程进行选用耐热导线提供了比选方法;最后,列举了各种耐热导线工程运行的风险点,对于耐热导线线路运行时可能无法及时发现的微小损坏等问题,提出了需根据年限更换相关附件。进行试验、储备备品备料等措施以解决线路运行隐患,为使用耐热导线的线路安全运行提供可靠保障。以实际工程应用场景为基础的耐热导线比选机制为相关工程的耐热导线选型提供了参考案例。
2021年05期 v.36;No.164 444-453页 [查看摘要][在线阅读][下载 1023K] [下载次数：316 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：9 ] |[阅读次数：1 ] - 王宝杰;姜兴国;丛浩熹;张闯;
随着对植物油变压器的不断研究,植物油变压器的绝缘老化问题逐渐暴露出来。而过渡金属铜、铁等会在植物油变压器的绝缘老化方面产生不同程度的劣化作用,进而会导致变压器内部绝缘出现故障。因此,基于分子动力学原理,使用Material Studio软件从分子层面上研究了过渡金属对植物油变压器的劣化作用,并探讨了铜铁协同劣化作用的机制。从弹性模量、氢键、均方位移、剪切黏度等多个角度逐步探讨产生变压器内部绝缘性下降的微观原因。杨氏模量、体积模量、剪切模量和泊松比等力学性能参数,以及氢键、均方位移、静电能量、剪切黏度等数据表明,过渡金属会对油纸绝缘系统造成不同程度的劣化和老化,且其劣化作用与金属种类和浓度有很大关系,在不同金属浓度下,金属的劣化作用是不一样的。由所建模型的分子动力学仿真计算结果可知,6组不同金属浓度的油纸绝缘复合模型的力学性能相关参数的变化规律显示,铁原子对油纸绝缘复合模型的劣化作用大于铜原子,也大于铜、铁原子协同的劣化作用,三者之间呈现出铁>铜铁>铜的劣化作用强弱规律。纤维素的氢键、均方位移和静电能量的分析数据表明,金属含量的逐渐增加会降低绝缘纸的绝缘性,加速油纸绝缘系统的老化。其分子模拟计算结果显示,当金属质量分数为16.61%(较低浓度)时,几种混合模型对纤维素分子结构破坏作用相差不大;当金属质量分数为27.38%(较高浓度)时,油纸铜模型对纤维素分子结构的破化作用较大。从绝缘油的剪切黏度分析结果可知,其剪黏度随金属物质浓度的增加呈减小趋势,三种含金属模型对绝缘油呈现出铁>铜铁>铜的劣化强弱规律。由分子动力学模拟的结果可知,铁原子对油纸绝缘复合模型的总体劣化作用大于同等条件下的铜原子。实际应用时,由于油纸绝缘系统中铁的含量要远远低于铜的含量,所以呈现出铜的总体劣化作用更大。硅钢片中其他元素增强了铁的抗氧化性,且硅钢片是由铜导线缠绕,其与绝缘油和绝缘纸的接触面积减少,种种原因致使油纸绝缘系统的铜的含量远远大于铁的含量。所以,控制好过渡金属在油纸绝缘系统中的比例对于预测和延长变压器的使用寿命有非常重要的实际意义。研究结论是,不同过渡金属在不同浓度下对植物油变压器的油纸绝缘系统的劣化程度是不一样的。根据分子动力学模拟结果可知,对油纸绝缘复合模型而言,铁原子的劣化作用显著大于铜原子,这导致了铜、铁原子协同的劣化作用要大于单独铜原子的劣化作用。该结论为延长变压器的使用寿命提供了仿真理论依据。
2021年05期 v.36;No.164 454-465页 [查看摘要][在线阅读][下载 1834K] [下载次数：260 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：2 ] - 谭期文;覃健荣;梁盛盛;谢天;包俊;黄红伟;
为解决传统集中式交易架构所存在的信息安全问题、提升市场交易的透明度,提出了基于区块链的电力市场交易系统功能设计与实现方法。区块链本质上是具有去中心化特征的分布式账本,具有难以篡改、安全性高等技术特征。共识机制是区块链的核心技术,不同应用场景需要有针对性地研究其共识机制。区块链已成功用于数字货币交易场景。在电力市场交易领域,基于小规模应用场景的区块链技术应用证明了该技术的可行性和适用性。区块链技术能够解决集中式框架下信息开放和数据安全性问题,符合电力市场改革方向,但缺乏根据当前电力市场交易实际,有针对性地评估区块链技术适用性,及其有建设性的具体交易实施方案。根据当前我国电力市场交易特点,提出了面向政府主管部门、运营机构、市场主体的电力市场区块链应用架构。该架构下市场主体能够平等地参与市场交易过程,市场交易过程得到所有市场主体的共同见证。在区块链技术框架下,设计了覆盖交易公告发布、交易申报、市场出清等全过程的市场交易实施流程,提出了基于可扩展标识语言区块链内容的信息交互基本方式。以所提出的实施流程和交互语言为基础,设计了基于区块链技术的电力市场交易系统架构。该架构具有适配层、服务层、应用层三个主要部分。适配层作为信息交互层,负责数据存储、信息交互;服务层作为服务支撑,负责数据解析和信息分析;应用层则是人机接口,满足市场成员实际应用需求。该系统已在某省区电力交易机构得到实际应用,系统运行顺利。运行结果表明,区块链技术具有更高的安全性,能够有效提升电力市场交易中市场成员的信息安全,从而提升市场成员对市场交易服务的满意度。
2021年05期 v.36;No.164 466-474页 [查看摘要][在线阅读][下载 1198K] [下载次数：767 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：6 ] |[阅读次数：2 ] 下载本期数据