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随着火电机组深度调峰日益频繁,给水泵再循环调节阀(简称"汽泵再循环门"或"最小流量阀")内漏问题成为影响机组安全经济运行的关键因素.现以某电厂一、二期机组使用的CCI品牌角式汽泵再循环门为研究对象,分析了现有阀门结构在深度调峰工况下存在的问题,包括节流等级不足、主密封面吹损、阀芯脱落等缺陷.调研了国内主流汽泵再循环门型式及周边电厂的改造经验,对比了四种改造方案:阀内件国产化改造、整体更换新阀门、增加气动旋塞阀、加装小旁路.结果表明,CCI改进型迷宫式阀门整体换型效果较好,但各方案均难以完全避免内漏.建议先对单台机组单侧进行改造,并综合多方案优点进一步论证.
给水泵最小流量阀深度调峰内漏迷宫式节流改造方案
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高速开关阀作为汽车ABS制动系统中的一种核心控制元件,其高频响应一直是制约高速开关阀发展的重要因素之一.本文以某型高速开关阀为研究对象,研究了提高高速开关阀响应频率的方法;通过建立高速开关阀详细的理论数学模型,在传统PWM控制方法的基础上,提出双频可变占空比PWM控制方法;通过与传统及改进的PWM控制方法进行对比研究发现,该方法能够使高速开关阀衔铁释放时间从4.98ms减小至1.6ms,释放时间缩短68%,其中延迟时间从2.97ms减小至0.39ms,延迟时间缩短87%,高速开关阀的响应速度大幅度提高.
高速开关阀高频响应PWM控制双频可变占空比
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为降低输油管道的日常运行能耗,实现末站余压能的有效利用.在分析不同余压发电装置适用性的基础上,通过现场工艺参数,确定了液力透平与减压阀共同工作时的流量分配情况,采用模拟软件对不同输量条件下的水力特性进行分析,确定翻越点出现原油汽化风险的持续时间,最后提出了现场逻辑控制方法,防止负压和汽化现象的发生.结果显示,随着输量降低,通过减压阀的流量越来越少,分配至液力透平的流量占比逐渐增大;同时,高点出现原油汽化的可能性越来越大,汽化开始时间有所提前,汽化持续时间有所延长;汽化风险主要集中在2#、3#翻越点等下游高位段;通过基于压力低选的PID复合控制方法,流入透平的流量进行了重分配,三种输量下的年发电收益分别为114.6万元、76.1万元、53.8万元,动态投资回收期分别为2.6年、4.9年、10.9年,经济效益良好.研究结果可为输油管道余压发电工艺的推广落地提供实际参考.
输油管道液力透平减压阀原油汽化PID控制
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某20万t/a乙腈法丁二烯抽提装置运行过程中,萃取系统再沸器频繁出现管束腐蚀、泄漏问题,严重威胁装置安全生产.经分析发现,其腐蚀机理为含水乙腈在高温工况下分步水解生成乙酰胺、乙酸与氨气,其中的乙酸会引发碳钢设备发生均匀腐蚀与点蚀.同时,腐蚀产生的铁离子具有强催化活性,使丁二烯、炔烃加速聚合,生成胶质与垢层.垢层附着导致再沸器换热效率下降,塔釜温度被动升高,进一步加剧乙腈水解,形成水解-腐蚀-聚合-再加剧水解的恶性循环.由于原乙腈回收塔设计再生能力不足,造成循环溶剂纯度偏低、水含量超标,杂质、水分、催化介质在循环溶剂中不断累积,构成了乙腈水解的有利环境,是诱发腐蚀问题的根本原因.为此,对乙腈回收塔塔盘、冷源及配套仪表阀门进行了改造,将溶剂再生量由1 t/h提升至3 t/h,并配套落实控温、控水、脱氧、钝化等工艺管控措施.改造后,循环乙腈品质显著提升,设备腐蚀与聚合物生成得到有效遏制,同时乙腈损耗与蒸汽消耗大幅降低,年经济效益显著增加.该案例可为同类乙腈法丁二烯装置防腐与溶剂系统优化提供工程参考.
乙腈水解有机酸腐蚀铁离子催化溶剂再生工艺改造
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面对高温环境下汽轮机热力部件表现出的强非线性力学行为,传统全阶有限元模型单步求解耗时逾10 min,难以满足快速评估的工程需求.针对这一问题,提出了一种基于离散经验插值法(DEIM)的物理驱动降阶建模方法,用于高温转子及阀门部件瞬态热力行为的高效预测.该方法中,物理控制方程与离散格式均继承自全阶模型.并发展了面向复杂部件几何域的关键单元搜索策略,通过少量代表性单元组集对刚度矩阵进行了降阶处理,实现了物理场的快速计算,并构建了适用于高温转子与阀门部件的降阶模型.瞬态热力分析结果表明:降阶模型与全阶模型的物理场计算结果高度吻合,而单步计算时间由全阶模型的10 min以上压缩至秒级,加速比达2个数量级以上,这验证了该方法在保持精度的同时可显著提升计算效率.
高温部件非线性热力行为降阶模型离散经验插值
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某 600 kt/a 煤基甲醇装置于 2023 年 10 月大修期间将原送火炬燃烧的变换汽提系统湿酸气改为送入动力锅炉掺烧利用,湿酸气火炬则转为安全应急设施,其后湿酸气火炬系统内部反复出现铵盐结晶堵塞现象,存在紧急情况下湿酸气无法有效泄放的风险.基于系统工艺流程及湿酸气的来源与特性,通过对湿酸气中 NH3与 CO2在特定温度条件下反应生成碳酸铵/碳酸氢铵致结晶堵塞的化学机理与物理过程的研究,明确了湿酸气火炬铵盐结晶堵塞是"阀门内漏提供反应物"与"火炬筒体无保温致低温"共同作用的结果.为此,系统性地提出了"源头堵漏、过程监控、末端保障"的综合性治理措施[包括增设温度计与导淋阀以加强湿酸气(阀门)泄漏监测、改造蒸汽伴热系统以提升火炬筒体温度、加装压力表以实现实时监控等]与应急处置策略[1 套从蒸汽吹扫到分段高压水清洗、直至定向蒸汽熔融的渐进式应急处置(疏通)方案].实践表明,所实施的综合性治理措施与应急处置策略有效预防了湿酸气火炬的再次堵塞,保障了甲醇装置的长周期、安全、稳定运行,此举对业内具有重要的参考与借鉴意义.
煤基甲醇装置湿酸气火炬铵盐结晶堵塞原因分析综合治理措施应急处置策略总体评价
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针对孟加拉帕亚拉一期 2×660 MW 超超临界机组吹灰蒸汽母管频繁焊缝开裂泄漏问题,结合检修记录、在线壁温监测、喷嘴雾化试验及控制逻辑分析,系统研究了故障机理.结果表明:减温水调节阀内漏、喷嘴雾化性能下降及疏水不足导致管道长期积水,吹灰过程中形成大幅上下壁温差和交变热应力;异种钢焊缝应力集中、支架约束不合理及温度测点偏近喷嘴进一步加剧热疲劳损伤.针对上述问题,实施测温点优化、管道材料优化、疏水系统完善、支架改造及前馈—反馈复合控制等综合治理措施.改造后,母管上下壁最大温差由 150℃降至 35℃,连续运行 6 个月未再发生泄漏,研究成果可为同类机组吹灰蒸汽管道系统可靠性提升提供参考.
超超临界机组吹灰蒸汽母管热疲劳减温水故障诊断综合治理
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根据尺寸链要求及修复难点,拟定成形刀加工方案及装备,依据切削原理设定加工参数,通过详尽的切削力计算和主轴刚度校验,确认工艺参数合理性,结合模拟试验,优化和改进加工工艺.通过优化车削用量、刀具参数和走刀工艺,克服阀座加工系统刚性不足的困难,降低长轴车削的振纹影响,配合使用研磨工艺,成功实施了国内首例自主修复案例,该工艺方案具有广阔应用前景.
主蒸汽安全阀阀座密封面修复成形刀核电
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在"双碳"目标驱动下,高比例新能源并网使得电力系统对火电机组深度调峰能力提出了近乎苛刻的要求,零/负电价时段的频繁出现更迫使燃煤机组探索近零负荷运行的技术路径.循环流化床锅炉凭借热惯性大、蓄热能力强的独特优势,在压火调峰领域展现出不可替代的工程价值,但传统"停煤停风"被动压火模式受限于锅炉蓄热总量,有效时长通常仅约2小时.本研究以某350 MW超临界CFB锅炉为工程对象,基于压火调峰试验数据与动态特性分析,系统研究了压火全过程关键参数演变规律,提出了以床温-主汽参数协调控制为核心的主动热管理策略,并就能否引入外部辅助热源延长压火时长的技术前沿进行了论证.研究结果表明:优化给水流量与汽轮机综合阀位控制后,机组可实现85 min以上、负荷5～8 MW的干态压火运行,床温维持730℃以上,满足无油扬火条件;主蒸汽过热度衰减是制约压火时长的首要因素,其下降速率约0.99℃/min.本研究进一步指出,将压火时长从"小时级"推向"十小时级"的根本出路在于由被动蓄热向主动热管理转型,耦合预热高温烟气等技术路径是实现这一跨越的可行方向.
循环流化床锅炉压火调峰深度调峰近零负荷热备用超临界锅炉
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[目的]我国CPR1000机组设计有汽动辅助给水泵,其疏水器主要用于排出位于辅助给水泵汽轮机上游的汽水分离器的疏水,从而避免疏水进入泵的驱动汽轮机,确保事故工况下辅助给水泵的可用性.目前,CPR1000机组汽动辅助给水泵的疏水器普遍采用倒置桶型疏水阀,其均为非安全级、无抗震要求、无制造规范等级要求的非核级设备,也未遵循与核级设备相匹配的设计、制造、质保及运维要求,不利于确保汽动辅助给水泵的可靠性.为了进一步提高CPR1000机组汽动辅助给水泵的可靠性,进行本研究.[方法]通过调研CPR1000机组设计建造阶段所遵循的核安全法规、导则和规范的安全分级要求,以及国内外同类参考机组汽动辅助给水泵疏水设备的安全分级情况,并结合汽动辅助给水泵疏水器的安全功能、工作原理、故障后果、故障后可采取的缓解措施及其有效性、相关的事故规程现状的分析结果,为汽动辅助给水泵疏水器提出了更为合理的安全分级优化建议.[结果]调研和分析结论表明:CPR1000机组汽动辅助给水泵疏水器的分级现状与CPR1000机组设计建造阶段所遵照的核安全导则、规范存在偏差,不利于保障汽动辅助给水泵的可靠性.因此,建议将汽动辅助给水泵疏水器提升为安全3级,抗震1A类,RCC-M 2级设备.[结论]本研究针对汽动辅助给水泵的疏水器提出的安全分级优化建议,旨在提高CPR1000机组汽动辅助给水泵的可靠性,进而提升CPR1000机组的安全水平.同时,研究中使用的安全分级方法对核电厂同类核级机械设备的安全分级具有针对性的指导意义.
CPR1000机组汽动辅助给水泵疏水器安全分级
