《火電機組熱力系統全工況最佳化與能耗控制策略研究》是依託西安交通大學，由嚴俊傑擔任項目負責人的重點項目。
基本介紹
- 中文名：火電機組熱力系統全工況最佳化與能耗控制策略研究
- 項目類別：重點項目
- 項目負責人：嚴俊傑
- 依託單位：西安交通大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
我國火力發電行業消耗了近一半的一次能源，火電機組的高效清潔運行對節能減排具有重要意義。本項目針對我國火電機組調峰頻繁、燃料多變和環境溫度差異大的現狀，以及普遍存在的設計、製造和運行等方面的缺陷展開研究，採用理論分析、實驗研究以及數值模擬等方法，建立基於單元過程的火電機組熱力設備計算模型，獲得深度調峰工況及瞬態過程熱力設備的性能，查清燃煤機組、燃氣聯合循環機組及供熱機組熱力系統多因素耦合工況及機組快速升、降負荷等典型瞬態過程的能耗特性，綜合考慮負荷、燃料和環境等外部因素的時變特性，從設計、運行及餘熱深度回收利用等三個方面建立火電機組熱力系統全工況最佳化與能耗控制策略。通過本項目的研究，可完善火電機組熱力系統能量轉換及傳輸理論，為我國火電機組深層次節能降耗提供理論依據。通過推廣本項目研究成果，可降低火電機組能耗，對我國火電行業的節能減排與可持續發展具有重要意義。
結題摘要
火力發電在我國電力供應中的角色由主體向基礎能源轉變，為消納風能、太陽能發電，火電機組長期頻繁深度變負荷運行，還需面臨燃料與環境多變的運行挑戰。因此，開展火電機組全工況節能的基礎理論與關鍵技術研究，對我國“節能優先”的能源戰略至關重要。本項目從熱力設備的全工況性能研究出發，研究獲得了熱力系統穩態變工況和瞬態過程的能耗特性，從設計、運行及節能改造等三個方面提出了火電機組全工況最佳化與能耗控制策略。（1）通過熱力設備動態回響時間的尺度分析，發現傳熱設備是制約火電機組熱力系統瞬態過程持續時間及能源轉化的關鍵，進而建立了換熱設備非穩態過程的熵產分析模型，發現了換熱設備瞬態過程中存在附加熵產的特殊現象，從而實現了熱力設備穩態變工況及瞬態過程性能的精細表征；（2）建立了火電機組模型，驗證了模型的可靠性，研究獲得了內外因素耦合作用下熱力系統能耗特性，研究獲得了熱電聯產機組耦合熱電解耦措施運行域的擴展規律及運行域內複雜能耗特性，將瞬態過程附加能耗分為“可避免”、“不可避免”兩個部分，研究獲得了火電機組瞬態過程能耗特性的變化規律。（3）研究獲得了火電機組內外因素耦合變工況及瞬態過程的能耗控制策略。通過氣液固三相凝並吸收抑制低溫腐蝕機理的研究，提出了將低溫省煤器布置在除塵器前的餘熱回收新方案，實現了餘熱回收系統全工況高效運行；揭示了通過瞬態過程流量/溫度調控降低瞬態過程熵產的機理，提出通過蓄熱及蓄熱分布修正的最佳化控制策略，可實現瞬態過程節能，將熱力系統節能由穩態工況拓展至瞬態過程。基於以上研究，發表SCI論文42篇（2篇入選ESI）、國內期刊論文18篇，申請專利17件，培養博士研究生3名、碩士研究生15名，主辦國際、國內學術會議各1個，受邀在國際會議做主旨報告6個，獲國家科技進步二等獎1項，省部級一等獎3項。研究成果在煙氣餘熱高效回收、高參數二次再熱機組設計及運行最佳化、熱電聯產機組熱電解耦與運行節能等得到套用。
