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660 MW超超临界双中压缸热电联产机组甩负荷试验转速异常分析及解决措施
章津勖;陈国庆;于强;王晨;陈健;胡耘;蒋国安;何新荣;【目的】甩负荷试验是火电机组启动验收的核心环节，其本质是验证机组突发负荷丧失工况下的动态调节安全性，直接关乎电网供电可靠性，需严格遵循行业标准。针对国内首台660 MW超超临界双中压缸热电联产机组，为填补其甩负荷过程中转速控制的技术空白，开展50%甩负荷试验及异常机理研究。【方法】研究先完成机组甩负荷前置验证与正式试验，基于汽轮机转子动态能量平衡模型与Ebsilon热力系统仿真解析转速飞升异常成因，提出系统性优化方案并通过二次试验完成方案有效性验证。【结果】研究表明，前置验证阶段，12个关键汽门关闭时间均满足设计要求，主汽阀门严密性试验及超速保护控制（over-speed protection control,OPC）、电超速试验均合格；但首次正式试验中，机组脱网后高中压调门快速关闭，转速最高飞升至3 183 r/min，超出106%额定转速，试验被迫中止。进一步分析表明，中压缸连通管蝶阀关闭时长为850 ms未达设计要求导致蒸汽持续做功，主汽及再热温度较设计值分别偏低62℃、67℃，且高压加热器（高加）未投入引发中低压缸做功过量，三者耦合加剧了转速飞升；经优化将蝶阀关闭时间缩短至350～370 ms，同步投入高加系统、控制主再热温度≥590℃后，复试50%甩负荷试验机组最高转速3 135 r/min，不超过105%额定转速，60 s内稳定至额定转速，各项参数均符合规程要求。【结论】本研究首次揭示了双中压缸机组甩负荷转速飞升的多因素耦合机制，建立的“阀门动态优化-热力参数匹配-系统平衡调控”技术体系对行业有重要参考意义，为同类高参数热电联产机组的安全验收提供了可复制的技术范式，对提升新型煤电机组极端工况适应性、保障能源电力系统稳定运行具有重要学术价值与工程意义。
二氧化碳高值化化学利用技术的研究进展
曹新悦;高展颜;杨应举;苏毅;黄俊;吴大卫;沈腾;陈苗;刘晶;【目的】在碳中和目标背景下，CO2排放总量及新能源装机容量持续增长，储能需求也随之激增，利用可再生能源驱动CO2转化为高附加值燃料或化学品，并将其以化学能形式储存，是一种极具前景的大规模长时储能技术。【方法】本文综述了基于CO2高值化利用的储能技术研究进展，包括CO2催化加氢合成碳基燃料储能、电化学还原CO2储能及微藻固定CO2储能，系统分析了各类CO2高值化利用储能技术的路线及特征，结合催化剂开发、系统集成等关键挑战，分析了不同场景下各类技术的适配性。【结果】CO2高值化利用在技术层面要求产物能量密度高、储能效率优异且兼容现有工业基础设施；经济层面要求原料成本低廉、产物附加值高且具备规模化应用可行性；环境层面要求实现碳闭环循环、全生命周期碳排放低且兼具资源循环价值。甲醇、二甲醚和多碳醇等CO2高值化利用液体产物具有更高的能量密度，可更高效地将可再生能源以液体燃料的化学能形式储存，且更易在现有基础设施中实现运输与利用；电催化CO2还原生成的甲酸或甲酸盐储能技术，具有反应条件温和(常温常压)、能耗低且响应迅速的特点，适配中小型储能场景；微藻固定CO2储能技术通过光合作用实现碳固定与能源生产同步，可利用工业废水及烟道气为原料，兼具环境友好性与资源循环性；上述三种技术路线各有侧重、相互补充，可根据储能规模、场景需求等进行差异化选择，全面覆盖多元化储能需求。【结论】总体而言，CO2高值化利用的储能技术为双碳目标下可再生能源的多元化利用、节能减排及新型储能体系的构建，提供了基于整体视角的关键技术支撑。
不同元启发式算法在热管换热器结构优化中的对比研究
赵洋;黄林滨;谭锐;朱旭初;马凯;王跃童;【目的】热管换热器在燃煤电厂具有节能降耗的作用，但如何在制造材料最少情况下获得最优效率是一项工程化应用难题。目前针对热管换热器的结构优化，需要突破算法选型无据、参数设置依赖经验及理论解难以落地的问题，找出优化过程中的参数敏感性规律并建立“理论-工程”评估新视角。【方法】本文以某90 t/h CFB锅炉的空气预热器所选用的气-气式热管换热器为研究对象，构建以降低金属用量为目标的多约束优化模型，选取带约束遗传算法（constrained genetic algorithm,CGA）、粒子群优化算法（particle swarm optimization,PSO）和基于线性种群规模缩减的成功历史自适应差分进化算法（linear population size reduction success-history based adaptive differential evolution,L-SHADE）3种算法，在相同条件下进行系统对比。创新性地量化分析种群规模、迭代次数及随机性对性能的耦合影响，并引入“理论最优解向工程标准规格取整”的后评估机制，模拟真实制造约束。【结果】研究表明，3种算法均存在最优参数区间。CGA算法虽可有效处理约束，但收敛速度不及PSO算法和LSHADE算法；PSO在保证解质量前提下计算效率最高。将理论连续解按制造标准取整后，CGA、PSO和L-SHADE算法计算的金属用量分别为0.592、0.586和0.588 m3，较初始设计分别降低24.30%、25.06%和24.81%。尽管算法在理论空间表现各异，但经工程规格取整后，3种最终方案趋于一致，揭示了理想模型与实际约束间的性能收敛规律。【结论】虽最终工程方案相近，但PSO凭借卓越效率与稳定性成为首选。本文所述方法显著提升了优化设计的工程适用性。
超/亚临界机组深度调峰工况经济指标对比研究
乔梁;徐振;柏源;【目的】为进一步提高煤电机组调峰能力，以满足电力系统调峰需求，实现经济指标优化。【方法】本文选取超临界湿冷、超临界空冷、亚临界湿冷、亚临界空冷的600 MW级和300 MW级共8种类型机组为研究对象，分析了负荷率对热耗率、综合厂用电率的影响，探讨了负荷率、供电负荷、不同类型机组降负荷过程等不同条件下机组供电煤耗的变化特征。【结果】研究表明，机组热耗率和综合厂用电率随负荷率降低而升高。除超临界空冷机组和亚临界湿冷机组负荷率100%外，其他负荷率条件下4种类型机组均显示600 MW级机组供电煤耗小于300 MW级机组，超临界湿冷机组平均差值为7.55 g/（kW·h）。当机组从满负荷降至50%负荷时，供电煤耗随供电负荷减小呈缓和上升趋势，超临界湿冷机组供电煤耗增长率约7.00%；当机组负荷从50%降至30%时，供电煤耗呈剧烈上升趋势，如超临界湿冷机组供电煤耗增长率约19.76%。超临界湿冷机组在深度调峰过程节能效益较佳；若机组长时间低于300 MW运行，300 MW级机组节能优势优于600 MW级机组；若机组需频繁从满负荷向下调节负荷运行，600 MW级机组调节能优势优于300 MW级机组，均为满负荷降至200 MW时，600 MW级机组供电煤耗增长率平均为3.11%，远低于300 MW级机组的19.45%。【结论】本研究可为煤电机组制定更为合理的调度策略提供指导，降低机组在调峰过程中的能耗和排放，实现节能降耗。
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期刊简介
刊名：《电力科技与环保》
刊期：双月刊
国内刊号（CN）：32-1808/X
国际刊号（ISSN）：
ISSN 1674-8069
主管单位：
国家能源投资集团有限责任公司
主办单位：
国家能源集团科学技术研究院有限公司
学术支撑：
低碳智能燃煤发电与超净排放全国重点实验室
主要栏目：
热能工程 清洁发电 新能源发电 融合发电
联系电话：
责任编辑：林正根
025-89620868；18795905901
责任编辑：沈凡卉
025-89620869；13951751106
责任编辑：俞 颖
025-89620870；13400069009