汽轮机组性能计算平台及耗差建模方法研究

摘要

为改善火电机组的运行经济性，对其性能监测的实时性和准确性提出了更高的要求。汽轮机系统的运行参数耗差分析是性能监测的重要内容之一，也成为研究的热点。
　　 目前广泛使用的耗差建模方法，对不同的扰动响应，采用不同的建模方法，不仅增加了建模的难度，也导致模型计算结果缺乏验证基础。为了满足耗差分析实时性和准确性的要求，本文探讨建立统一的耗差建模方法。
　　 本文主要的研究工作和研究成果如下：
　　 1、新型汽轮机内效率算法的建模研究
　　 针对具有再热的复杂回热循环，建立了新型汽轮机内热效率计算模型，该模型将汽轮机热效率分解为反映循环参数影响的广义朗肯效率和表征回热效果的动力系数。
　　 2、广义朗肯循环效率特性响应的建模研究
　　 介绍广义朗肯循环的概念及其效率计算模型，分析了广义循环效率的主导影响因素，并研究了广义朗肯循环效率随各主导影响因素变化的规律。
　　 3、汽轮机对多扰动源的特性响应建模及性能分析平台研究
　　 基于汽轮机组变工况特性机理，建立了汽轮机通流部分、回热系统和凝汽器对汽轮机负荷扰动、参数扰动的特性响应模型。
　　 以西柏坡电厂1号机组为对象，搭建了性能分析平台，并对其特性响应模型进行定性、定量的分析，验证了模型精度。
　　 4、动力系数特性响应的建模研究
　　 结合西柏坡电厂1号机组回热系统的结构特点，建立了动力系数计算模型，并以变工况模型为基础，利用数据驱动的建模方法，研究了动力系数对各类扰动的特性响应规律，建立了特性模型。
　　 5、基于新型汽轮机内效率模型的统一耗差响应的建模研究
　　 集成动力系数和广义朗肯循环效率对三类扰动的特性响应，建立了新的统一耗差计算模型。验证结果表明，新模型的计算结果更加精确，且计算过程简单，可以满足火电机组在线耗差分析的需要。
　　 6、集成变工况特性的等效焓降耗差建模研究
　　 为满足模型验证的需要，基于等效焓降局部定量分析原理，集成汽轮机通流部分、回热系统和凝汽器的变工况特性响应，建立了可以统一分析三类扰动的耗差分析模型，不仅满足了验证需要，也拓展了等效焓降的应用范围。

目录

文摘

英文文摘

符号说明

第一章 绪论

1.1 课题背景及意义

1.2 课题国内外研究现状

1.2.1 性能计算国内外研究现状

1.2.2 耗差分析研究现状

1.2.3 汽轮机变工况计算模型国内外研究现状

1.3 研究内容

1.3.1 论文研究思路

1.3.2 论文结构框架安排

第二章 汽轮机组内效率计算模型研究

2.1 引言

2.2 传统汽轮机内效率计算模型研究

2.2.1 传统汽轮机效率计算模型

2.3 新型汽轮机内效率计算模型研究

2.3.1 新型汽轮机效率计算模型

2.3.2 朗肯循环

2.3.3 动力系数

2.3.4 新型汽轮机内效率模型验证

2.4 朗肯循环效率随参数扰动变化规律研究

2.5 本章小结

第三章 汽轮机组特性建模方法及性能计算平台研究

3.1 引言

3.2 变工况计算理论基础

3.2.1 变工况下各级抽汽压力及再热器抽汽压降的确定

3.2.2 各级级效率计算

3.2.3 各级抽汽焓值及抽汽温度的确定

3.2.4 加热器出口水焓、疏水焓的确定

3.2.5 凝汽器变工况计算

3.3 汽轮机变工况模型的算法研究

3.3.1 负荷扰动变工况模型

3.3.2 参数扰动变工况模型

3.4 汽轮机组性能计算平台

3.4.1 汽轮机组性能计算平台

3.4.2 汽轮机组性能分析模拟

3.5 本章小结

第四章 动力系数计算模型研究

4.1 引言

4.2 带有再热的多级回热循环动力系数计算方法研究

4.2.1 不计泵功时动力系数的计算模型

4.2.2 疏水排入凝汽器时动力系数修正计算模型

4.2.3 带有汽动给水泵的多级回热系统动力系数计算模型

4.3 动力系数随运行参数变化规律研究

4.3.1 动力系数随负荷偏差变化规律研究

4.3.2 动力系数随机组循环参数偏差变化规律研究

4.3.3 动力系数随热力系统参数变化规律研究

4.4 本章小结

第五章 耗差模型建模方法研究

5.1 引言

5.2 机组变工况下运行参数应达值的确定

5.2.1 循环参数应达值的确定

5.2.2 机组热力系统参数应达值的确定

5.3 以动力系数和朗肯循环效率为基础的耗差计算统一模型

5.3.1 耗差计算统一模型的建模方法研究

5.3.2 耗差计算统一模型计算实例及其验证

5.4 本章小结

第六章 等效焓降耗差建模方法研究与验证

6.1 引言

6.2 循环参数耗差计算模型研究

6.2.1 主汽压力变化耗差计算模型

6.2.2 主汽温度变化耗差计算模型

6.2.3 再热压降变化耗差计算模型

6.2.4 再热温度变化耗差计算模型

6.2.5 排汽压力变化耗差计算模型

6.3 机组热力系统参数耗差计算模型

6.3.1 加热器端差耗差计算模型

6.3.2 加热器抽汽压损耗差计算模型

6.4 本章小结

第七章 结论

致 谢

参考文献:

附录

作者在硕士研究生期间发表的论文及主要的科研项目