热力发电厂母管制给水系统优化运行及研究

摘要

提高能源利用率和降低环境污染已经成为全球重视的课题。热电联产符合按质用能的原则，是一种高能源利用率的节能减排手段。供热机组的给水系统耗电在热电厂厂用电中占有很大的比重；母管制给水系统不仅可以减少备用给水泵的数量，而且使给水系统的运行方式更为灵活，还可以降低给水系统耗能；因此，母管制给水系统在我国供热机组中被广泛应用，但给水管网运行的优化问题一直未得到很好解决。 作者在阅读大量中外文献的基础上，对给水管网水力特性进行深入分析，从母管制给水管网的机理模型着手，根据流体力学相关知识，将复杂的管网模块化、简单化。通过利用计算机语言将常规计算所需查询的图表程序化，大大地减小了工作量。 本文采用APROS5.04高级过程仿真支撑系统，以扬子石化热电厂的给水管网系统为对象，采用以模块化建模思想为指导的自动建模技术，利用支撑系统提供的基本组件模型进行图形组态，开发出给水管网模型。仿真模型具有通用性强、计算精度高和仿真收敛迅速等特点，因此，它可以很好地反映现场给水管网的真实运行特性，为运行人员提供了一定的参考。 本文中的弯管和三通仿真模型考虑了其局部阻力系数的变动情况，在一定的计算周期内重新查询它们的阻力特性值，并将仿真模型里的值进行刷新，以尽量减小了仿真计算的误差。本文给水泵静态特性采用的是现场试验结果，并可在仿真系统中对给水泵进行动态仿真试验，得到模型各主要输出参数的响应曲线，与理论分析达到一致，能够满足对现场对象进行动态仿真的要求。根据扬子石化热电厂提供的具体运行数据，调试得到模型在对应的负荷和给水运行方式工况下的仿真运行数据，并与实际运行数据比较，误差很小。 本文把神经网络应用于解决给水泵和加热器的流量的在线测量，充分利用BP神经网的显著特点：具有非线性映射能力，不需要精确的数学模型，擅长从输入输出数据中学习有用知识，容易实现并行计算；建立了精确的给水泵及高加的流量软测量模型。 最后，本文利用VC、VB和MATLAB共同开发了母管制给水管网的实时优化软件，该软件采用人机交互界面，具有界面友好，操作简单等特点，比较适合实际工程应用。 本文所提出以泵的功耗与抽汽回热损失发电之和为优化目标，不仅减小了机组的热力计算量，而且使优化目标更为明确。

目录

文摘

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第一章 绪论

§1.1课题背景及意义

§1.2现有母管制给水系统运行的优化方法及其存在的问题

§1.3本文的主要工作内容及目标

第二章 给水管网水力特性数学模型

§2.1研究对象简介

§2.2水力计算的理论基础

§2.3根据边界条件计算管段和三通支管的流量

§2.4泵的特性的确定

§2.5小结

第三章 在APROS仿真系统中建立给水管网模型

§3.1APROS简介

§3.2管网模型的建立

§3.3锅炉给水泵

§3.3高压加热器

§3.4母管制给水管网模型建立

§3.5小结

第四章 管网计算及运行调整分析

§4.1给水泵出口至母管段的管路仿真及调整

§4.2管网模型的初始化

§4.3对仿真模型计算结果的验证

§4.4变速泵对给水系统的影响

§4.5给水泵布置方式对高加分配流量的影响

§4.6给水负荷对给水系统特性的影响

§4.7小结

第五章 给水分配变化对母管制机组的影响

§5.1热力系统计算简捷热平衡方法

§5.2母管制机组的抽汽系数的计算

§5.3加热器变工况下的端差计算

§5.4供热机组的变工况分析

§5.5调整和非调整抽汽压力损失△p的确定

§5.6供热机组变工况计算步骤

§5.7母管制机组供热机组的等效焓降分析

§5.8母管制运行CC50-8.83/42/15型汽轮机热力系统计算

§5.9小结

第六章 给水优化的实现

§6.1 BP神经网络网络简介

§6.2软测量模型的人工神经网络设计

§6.3优化的实现

§6.4母管制给水系统优化软件的介绍

§6.5小结

第七章 结论

致谢

参考文献

附图

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