350MW超临界机组可调式蒸汽喷射器工业供热应用研究

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热电联产机组在“以热定电”运行模式下,存在中、低负荷工况对外工业供热量不足、参数不达标、自身设备安全性差等问题。在热电机组节能供热改造中耦合蒸汽喷射器,从而提高机组对外供热能力,是一种行之有效的方法。本文利用FLUENT、EBSILON等软件,结合某电厂350MW超临界机组试验数据,研究了以可调式蒸汽喷射器为核心装置的增汽机系统在非采暖季中、低负荷工况下对机组工业供热能力及经济效益的提升,为机组热电解耦、增量供热提供一种全新的解决思路。主要研究内容及成果如下:(1)根据所研究的可调式蒸汽喷射器结构参数,利用Solid Works建立其三维物理模型,通过ICEM及FLUENT对该模型进行网格划分并建立计算流体动力学(CFD)模型,并结合现场试验数据验证其计算结果的准确性。利用该模型计算了不同工作参数和结构参数对可调式喷射器工作性能产生的影响,结果表明可调式蒸汽喷射器通过改变面积比,可以保证引射系数和出口流量都维持在相对较高且稳定的范围内,避免因机组电负荷波动导致蒸汽压力变化而出现的喷射器出口流量骤降、引射失灵等不良现象,有利于机组中、低负荷变工况时的稳定运行。(2)根据项目施行机组的VWO工况热力系统图,利用EBSILON软件构建机组EBSILON简化模型,并结合多个不同设计工况参数验证了该模型计算结果的准确性。然后将直接抽汽工业供热系统(原有)和增汽机工业供热系统(改造)加入,分别构建出改造前后包含工业供热的机组整体热力系统简化模型,并利用其分别计算了机组非采暖季中、低负荷下的对外供热能力和自身热经济性。结果表明,机组改造后预计可以保证在30%THA至80%THA负荷区间运行时,每小时稳定对外供应3.8MPa、大于380℃的中压工业蒸汽120吨和0.5~1.0MPa、230℃的低压工业蒸汽30吨,且相较于原有供热方式,机组每年非采暖季预计增加对外供应总计21.65万吨的中、低压工业蒸汽,预计减少年发电标准煤耗0.83万吨,等量减排CO2约2.18万吨。(3)利用动态投资回收期法对该方案进行了技术经济评价。相比于原有方案,新方案将为企业每年创收1515万元(税前),税后动态投资回收期为5.8年。
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