火力发电机组

火力发电机组锅炉尾部受热面水平管组为了防止管排受热变形下沉等情况发生，多采用直通管排固定卡及悬吊管处吊卡吊耳等固定方式，烟气进入后在此区域容易形成烟气走廊而造成吊耳等处局部冲刷，尤其在吹灰区域内吹灰器运行发生问题时，更加速了上述部位的冲刷，虽尾部竖并烟道低温过热器、低温再热器、省煤器外侧管都加有护铁，但由于管卡吊耳等阻碍，护铁并不能充分加到根部，会有空白裸露处管段，它们在烟气走廊里在吹灰器的作用下加速局部吹损减薄，特别是管排深处第3根管以后的，防爆检查人员很难触及到，这样就会留下爆管隐患，从其它方面说这些位置如果更换管段也十分困难。 创新点就是在无法改变目前运行状况的情况下，让尾部受热面特殊部位不被冲刷和吹损。然后通过类比和分析的方法，并受承压管段加防磨瓦的启发，针对不同部位不同状况，借鉴新工艺等技法解决问题。

随着国家更为严格的火力发电厂大气污染物排放标准的实施和各发电公司对经济效益的追求，对大型电站锅炉的运行要求越来越高，而与之相对应的入炉煤质却变差，设备越来越复杂，运行人员操作水平并没有相应提高，这种矛盾在低氮燃烧器改造后更为明显地表现出来，低氮改造后锅炉经常出现：结焦、水冷壁高温腐蚀、低负荷时的炉膜压力大幅度波动、甚至灭火等问题，这些间题的出现基本都与锅炉的局部燃烧气氯变化造成的，尤其是锅炉水冷壁表面氛围，而炉底的可燃气体的积聚和爆燃又会造成炉膜压力波动，低负荷运行时表现更为明显，与此同时电网容量不断增大，新能源所占比重快速升高，电网对于可再生能源的消纳压力大幅度增加，另外用电结构也发生了明显变化：工业用电比重下降，居民生活用电比重上升，使的电网负荷峰谷差呈不断增大的趋势，这样电力系统的调峰能力就显不足，火力发电就要承担更多的调峰任务，尤其是深度调峰任务，而火力发电机组的深度调峰能力取决于锅炉的最低稳燃能力，因此局部燃烧气氛对锅炉低负荷稳燃能力也有着关键性影响，因此只有掌握这些局部气氛的变化规律，消除不利因素才能保证锅炉运行在经济性和环保特性的最佳 状态，并能有效提高机组的深度调峰能力。

2016年以来，随着北方城市环境质量恶化，政府对用煤主要行业实行去产能政策，以减少燃煤消耗。同时，风电、太阳能等新能源以年平均30%以上的速度增长，在整体经济增长放缓的情况下对火力发电企业发电量形成极大的挤压。火力发电机组必须从自身做起，提升机组负荷响应能力，提高面向客户的服务质量和服务能力，才能在电量市场竞争中立于不败之地。 国能陕西宝鸡第二发电有限公司4*300MW机组亚临界纯凝水冷机组投产于2000年前后，2*660MW超临界空冷机组投产于2013年前后，在设备先进性和自控系统先进性等方面存在相对不足，必须立足实际、在立足成本控制的基础上用好新技术，才能实现企业效益最大化。本项目以公司自身技术能力为支撑，辅以必要的费用、人力支持，实现机组负荷响应能力明显提升的目标，在实际应用中取得了较好的应用效果。

高温螺栓紧固件是火力发电机组的关键部件，其质量可靠性及长周期服役特性对汽轮机安全运行至关重要上。火力发电机组从亚临界参数发展到超临界及超超临界参数，相应的高温螺栓紧固件用材经历了从铁基材料到镍基材料的跨越式应用。GH4145、GH4169 及 In783 三种镍基高温合金因具有优良的抗松弛性能、抗氧化性能和高温持久强度，因此从航空领域应用拓展到高参数火力发电领域应用，是超临界及以上机组汽缸、主汽门、法兰等紧固部件广泛采用的材料。GH4145、GH4169 及 In783 镍基合金螺栓在高参数火力发电机组服役以来，经常性遇到断裂、硬度异常、应力松弛性、疲劳损伤等问题。由于这些镍基合金用于超临界及以上机组的时间较短，火力发电机组长周期服役工况下材料力学及组织演变规律分析研究不到位，致使电力行业内未能建立起其有效的使用评价标准，相应的技术监督措施制定过于宽泛，镍基紧固部件频繁更换成为常态，造成巨大浪费和相当的经济损失。以上汽超超临界机组使用的 In783 镍基螺栓为例，一次更换（88 根）仅螺栓材料费就达 800 万元。因此需要建立基于超临界及以上机组服役环境及特点的材料使用评价体系，弥补相应的空白，进而纳入行业标准，从而为机组安全可靠提供支撑。 本项目从工程实际出发，对 GH4145、In783 镍基高温螺栓断裂失效作了深入分析，全面研究了 GH4145、In783 镍基高温合金性能及组织演变规律，制订了 GH4145 镍基螺栓里氏硬度与布氏硬度可靠的换算方法，获取了 GH4145 镍基螺栓抗高温松弛性能和持久强度变化规律；形成了全面评判 GH4145 镍基合金螺栓服役期的可靠性的指导文件。基于 In783 镍基高温螺栓服役时间、力学性能及组织结构，形成了符合火力发电设备长周期服役特点的使用评价体系。同时获得了 GH4169 镍基合金螺栓长时服役的组织及性能。项目研究成果已广泛推广，并在国华公司的定州电厂、沧东电厂、宁海电厂、徐州电厂、台山电厂、陈家港电厂等多个单位等到应用。该项研究可为 600MW 等级以上机组汽轮机用镍基高温螺栓安全运行提供科学、可靠的技术支持，机组的安全可靠运行必然使机组获得最大的经济效益。

本成果属于火力发电技术开发领域，热控专业，主要涉及系统建模和控制系统优化。 深度调峰已经成为火力发电机组的必然趋势，配煤接烧是火电企业提升经济性的重要途径。 大多数超超临界机组在配煤接烧后，AGC考核结果不够理想，在该情况下，对AGC控制进行优化，以期全面改善提高AGC控制的各项性能指标显得尤为重要。对火电机组AGC系统进行建模并对控制系统进行优化，是在保证机组安全的前提下发挥现有设备的最大性能，是发电企业提升机组灵活性和应对“两个细则”考核最经济、有效、快速的实现途径。 本项目即是为解决多变量系统建模与控制系统优化的问题而设立。