电站GTCC变工况建模及其应用

我国以市场换技术的方式引进的F级燃气轮机运行多年后劣化不可避免。以燃气轮机通用解析式和机组实际运行数据为基础,运用回归分析法建立带IGV(Inlet Guide Vanes)调节燃气轮机模型,并结合三压余热锅炉模型,建立联合循环模型。研究了不同IGV开度下压气机劣化和透平劣化对联合循环机组功率、效率影响的规律,以及对劣化带来的影响提出了应对措施。以MPCP1-M701F机组为研究对象,研究表明:在相同IGV开度下,功率、效率的变化与部件劣化程度基本呈线性关系,透平劣化对功率、效率的影响大约是压气机的三倍,随着IGV开度减小,功率对两种部件劣化的敏感性因子呈下降趋势,效率对压气机劣化的敏感因子呈上升趋势,但是对透平劣化敏感因子呈下降趋势。为应对透平劣化带来的联合循环功率、效率下降,提出调整IGV开度和改变透平排气温控线的方法来改善劣化工况。随着天然气在中国能源结构中的比例不断上升,以燃气轮机为基础的联合循环热电联产技术将稳步发展。以压气机的逐级叠加法和透平的分段冷却模型为基础,结合传统三压余热锅炉模型,提出了从中压缸排汽处抽汽供热的方式,建立了联合循环热电联产系统。研究了不同抽汽比下,系统各种效率和指标,如发电功率、总能利用效率和热电比等,随燃气轮机负荷的变化情况;不同IGV开度下,上述指标和效率随抽汽比变化情况,并提出了最大和最小抽汽限制曲线,得出了机组可运行区间。以MPCP1-M701F机组为对象,研究表明:随燃气轮机负荷的减小,各效率指标逐渐减小,且速度逐渐加快,联合循环功率和供热量逐渐变小,基本呈线性关系,热电比逐渐变大,且速度逐渐加快;随着抽汽比的增大,各效率指标逐渐增大,除了电效率速度逐渐加快,其他基本呈线性关系,联合循环功率逐渐变小,供热量逐渐变大,两者基本呈线性关系,热电比逐渐变大,且速度逐渐加快。随着燃气轮机大容量和高排气参数的发展趋势,超临界参数余热锅炉将逐渐应用于实际。以换热微分方程为基础,建立了一维超临界三压余热锅炉数值计算方法,研究了中、低压压力分布,对高、中、低压力流量、锅炉换热面积、锅炉?效率、锅炉热效率、汽轮机功率和综合换热系数与换热面积乘积(UA)的影响。研究表明:当保持换UA不变时,在优化压力范围内对锅炉压力的优化最大能获得?效率0.33%的提升。