机理-数据混合驱动的燃煤发电机组变负荷瞬态过程能耗特性OA

为消纳时变特性强烈的可再生能源发电,燃煤发电机组长时间处于深度调峰和快速变负荷过程,亟需实现其变负荷瞬态过程的能耗特性分析。论文采用机理数据混合驱动方法,建立变负荷瞬态过程的能耗特性分析模型。首先,基于锅炉非稳态能量平衡和等效热降法分别建立锅炉系统、汽轮机系统能耗分析的机理框架;然后,采用数据驱动方法定量锅炉系统蓄热变化、汽轮机热功转化性能的影响,从而获得燃煤发电机组变负荷瞬态过程的实时能耗特性。以某300 MW亚临界燃煤发电机组为例,开展锅炉系统、汽轮机系统以及机组能耗特性的在线分析。结果表明,当机组功率由147 MW上升至285 MW,全厂热效率由40.5%上升至42.5%,发电标准煤耗率由303.2 g/(kW·h)逐渐降低至289.3 g/(kW·h)。在机组变负荷过程中,锅炉蓄热对发电标准煤耗率的全过程平均修正量为1.26 g/(kW·h)。该过程最大升负荷速率仅为0.3%Pe(额定负荷)/min,但瞬态过程平均煤耗率比稳态工况仍增大达1.09 g/(kW·h)。研究表明,所建立的机理数据混合驱动模型能够有效表征燃煤发电机组变负荷过程的瞬态能耗特性,并揭示锅炉蓄热及瞬态运行对机组煤耗的影响。