汽轮机系统变工况建模及滑压运行优化研究

摘要

由于中国富煤、贫油、少气的能源结构，决定了以煤炭为主的火力发电格局在今后一段时期内不会改变。现阶段由于中国设计和建造的调峰电站很少，缺乏可平抑电力随机波动不确性的电源，电网调峰能力不足的缺点很是明显，导致现役大容量机组不得不参与电网的调峰运行，而机组调峰运行势必会对其热经济性产生一定的影响。为了保证汽轮机组安全经济运行，建立汽轮机系统变工况计算模型来分析研究汽轮机系统的节能优化运行技术显得尤为重要。
　　本文以机组的节能运行优化为研究导向，对汽轮机系统工作特性及通流部分变工况运行的特点进行分析。以某600MW超临界机组为例，根据质量平衡方程和能量平衡方程及汽轮机系统变工况计算理论基础，采用模块化，层次化的建模思想建立了该机组的通流部分及主要设备的变工况计算模型，并对模型进行计算验证，结果表明该模型主要参数的相对误差都小于5％，能满足工程计算要求。其次，基于此模型对机组的最佳滑压运行方式进行研究，分析主要因素对机组滑压运行方式的影响，并确定寻优计算数学模型及约束条件。在可行性压力区间内以热耗率最低为优化目标来对机组的主汽压力进行寻优计算，得到了不同背压和厂用抽气量下机组在各典型负荷下的最优运行初压及与之对应的以负荷为自变量的最优滑压运行曲线及以调节级后压力为自变量的最优滑压运行曲线，这在一定程度上对机组的运行方式进行了优化。最后，根据以调节级后压力为自变量的滑压曲线，从控制角度研究分析了机组保持在最佳滑压运行状态的自适应控制方法，该方法能保证机组始终处于最佳滑压运行状态，而不受热力参数偏差和热力系统偏离等因素的影响。

目录

声明

1 绪 论

1.1 课题研究背景与意义

1.2 国内外研究现状

1.3 本文主要研究内容

2 建模工具及建模方法

2.1 基于Matlab/Simulink软件建模

2.2 基于Ebsilon仿真软件建模

2.3 Matlab及Ebsilon联合建模

2.4 本章小结

3 汽轮机系统变工况模型建立

3.1 建模对象

3.2 汽水热力参数计算模型

3.3 调节级变工况计算模型

3.4 压力级变工况计算模型

3.5 回热加热器变工况计算模型

3.6 凝汽器变工况计算模型

3.7 给水泵变工况计算模型

3.8 汽轮机系统变工况计算模型总成

3.9 模型的精度验证

3.10 本章小结

4 汽轮机滑压运行最优初压的确定

4.1 汽轮机最优初压理论

4.2 背压对最优初压的影响

4.3 不同厂用抽汽量对最优初压的影响

4.4 本章小结

5 基于调节级后压力的汽轮机最佳滑压运行方式探讨

5.1 以调节级后压力为自变量的滑压曲线

5.2 基于调节级后压力最佳滑压运行方式

5.3 基于调节级后压力最佳开度控制策略

5.4 本章小结

6 全文总结与展望

6.1 全文总结

6.2 后期展望

致谢

参考文献

附录1（攻读学位期间发表论文目录）