火电机组储能容量定量分析

• 作 者: 练海晴
• 机 构: 华北电力大学
• 出 处: 华北电力大学
• 发表日期: 2016年期
• 关键词: 火电机组 锅炉汽水系统 凝结水系统 储能容量 蓄热系数

电网对火电机组负荷响应速率的要求越来越高,为满足电网要求,需要设计出良好的协调控制系统,而获得准确的被控对象模型是设计良好协调控制系统的必要条件。储能容量是协调控制系统被控对象模型中的重要参数之一,则对火电机组储能容量进行定量分析为模型建立奠定基础。本文采用机理分析、数据分析和有限元分析相结合的方法对锅炉汽水系统和凝结水系统的储能容量进行定量分析。分析锅炉汽水系统中的储能容量,是根据集控运行规程中锅炉设备的设计数据以及水和水蒸气热力性质,通过有限元分析的方法将汽水系统分为多段,分别计算各段的储能容量,之后各段分量的总和即为锅炉汽水系统储能容量。利用上述计算方法以ND电厂660MW超临界直流锅炉和LPS电厂330MW亚临界汽包锅炉为例进行实例计算得出汽水蓄热系数和金属蓄热系数,最后得到锅炉的蓄热系数,并对结果进行分析,得到锅炉汽水系统蓄热系数变化趋势等相关结论。凝结水系统的储能主要是利用凝结水流量与低压加热器抽汽流量之间的自平衡关系,通过快速改变凝结水系统中的凝结水流量,进而使进入低压加热器的汽轮机抽汽流量改变,从而改变机组的发电负荷。首先,通过对火电机组回热加热系统中低压加热器、除氧器和高压加热器进行机理分析,建立各个加热器的质量-能量平衡方程并结合等效焓降法,得出凝结水系统凝结水流量变化与机组发电负荷变化之间的静态对应关系。其次,利用PS电厂600MW亚临界水冷机组、ZX电厂1000MW超超临界水冷机组、DT电厂600MW亚临界空冷机组、ND电厂660MW超临界空冷机组四台机组的设计数据及运行参数通过上述方法进行了实例计算。最后,通过计算结果分析了凝结水系统储能容量的变化趋势及空冷机组与水冷机组凝结水系统储能容量的区别。综上所述,本文对火电机组汽水系统和凝结水系统的储能容量进行深入研究,分别得到两个系统计算储能容量的方法,为协调控制系统被控对象模型中储能容量参数的确定提供重要依据,从而可以设计出良好的控制系统,提高机组的负荷响应速率。