大型燃煤发电机组过程节能基础研究获进展-北极星火力发电网

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2012年我国全年能源消费总量已经高达36亿吨标准煤，仅次于美国居世界第二位。在我国一次能源消费结构中，煤炭的比重近70%，其中一半被用于燃煤发电。截至2012年底，我国燃煤机组发电占总发电量比例超过78%，燃煤机组装机规模和发电量都居世界前列。

燃煤发电不仅是我国一次能源最主要的消耗渠道，还是SO2、NOx和烟尘等大气污染物排放的主要来源。近年来，火力发电行业开展“上大压小”结构调整，燃煤发电的煤耗水平逐年下降，但与国际先进水平相比仍存在较大差距。有鉴于此，科技部于2009年立项启动了“大型燃煤发电机组过程节能的基础研究”“973”计划项目，力求为我国燃煤火力发电行业的深层次节能奠定科学基础、解决关键技术问题。项目实施以来，在大型燃煤机组节能基础理论、状态表征手段、过程传递规律和节能技术方法等方面都取得了重要进展。

能源动力系统节能理论与方法

针对我国大型燃煤发电机组运行中面临的煤质多变、负荷多变和复杂环境条件等问题，同时，围绕大型燃煤发电机组的共性特征：燃料化学能释放、热质输运和热功转换过程与设备单元之间具有复杂的耦合关系，揭示出机组在不同负荷以及变工况运行的全工况能耗分布。特别从设备、过程和系统耦合的角度，揭示出设备与过程性能的相互影响以及机组实际节能潜力在时间和空间上的分布规律，为实现燃煤机组整体性能最优奠定了基础。进而，提出了负荷、煤质和环境多变条件下机组能耗基准状态的表征方法，获得运行可达与维护可达的目标值。综合考虑内外因素相互耦合下大型燃煤发电机组变工况能耗特性，形成了适用于复杂运行条件，大型燃煤机组节能诊断的完善方法和理论。

机组关键参数和运行状态的精确表征

大型电站锅炉燃烧状态的精确测量一直是发电行业的技术瓶颈问题。引入先进的光学和电磁方法，研究开发煤粉、火焰、烟气和飞灰的准确测量方法，实现了大型燃煤锅炉燃前、燃中和燃后状态的全工况非接触、在线、场参数测量。在锅炉水动力特性方面，建立了精度达到国际先进水平的跨临界水工质物性测试系统；提出水工质在近临界和超临界区状态方程，弥补了国际上高温高压和近临界区数据缺乏的不足，为大型燃煤机组变工况运行性能的精确在线诊断奠定了重要基础。

目前我国北方燃煤发电普遍采用节水效益显著但能耗较高的空冷技术。项目将基础元件实验研究、多尺度数值模拟和实际机组现场性能试验相结合，建立了完善的超大规模空冷系统性能分析表征手段，揭示出环境气象条件和机组空冷系统性能的关联机制。

基于上述工作，建立了以单元设备特性为基础，单元设备和工质、锅炉和汽轮机子系统，直到机组热力系统相互耦合的大型燃煤发电机组变工况特性分析诊断平台，从而准确获取机组关键运行参数与描述机组运行状态。

投稿与新闻线索：陈女士微信/手机：13693626116 邮箱：chenchen#bjxmail.com（请将#改成@）

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