基于主元素分析的火电厂热平衡计算应用研究

摘要

随着电力市场的逐步扩大和竞争的日益激烈，电厂不仅要满足维持机组正常稳定运行，同时还要尽可能地使整个发电厂保持在最为经济的运行状态。热力系统性能计算和热经济性分析在降低机组煤耗，提高火电厂运行效益方面具有重要的作用。 火电厂热力系统的经济性分析是论文研究的重点之一。火电厂热力系统热经济性计算是设计热力系统、分析和指导已有电厂安全经济运行的基本手段。论文在热平衡矩阵法的基础上，考虑到实际热力系统的运行特点，围绕火电厂热力系统的通用数学模型、机组的热经济性以及相关软件的开发等问题，建立了机组通用热交换设备模型，并且计算出了全厂综合热经济性指标等。 本文以当前典型的600MW火力发电机组为例，列出了通用矩阵热平衡方程式，采用直观的图形化建模方式，并将其应用到机组原则性热力系统分析中。文中建立了一种MATLAB与Visio相结合的新的可视化图形建模编辑环境，在图形化建模过程中，实现了Visio生成的图形文件以ActiveX控件的形式被MATLAB所调用，提取系统结构的连接管道和设备节点的相关参数，生成了热力系统关联矩阵，从而进行热力系统性能计算，同时也实现了以MATLAB为平台构建可视化操作的GUI图形交互界面，将热力系统热平衡计算结果显示，以300MW，600MW机组为例说明构建过程。 论文对矩阵形式的热力系统分析方法进行拓展研究及实际应用,进一步利用主元素方法分析热效率状况，旨在为节能工作提供一种有效的系统分析工具。主元素分析方法同时也是多变量统计过程中考察机组运行安全与效率的重要方法之一。采用基于主元素分析的方法对火电厂DCS系统历史站所存储的机组运行数据进行降维处理，找出影响发电厂效率的关键变量找出影响效率的主要因素，对其进行优化控制，提高热效率。并以600MW湿冷机组与600MW空冷机组为例说明主元素分析对热效率优化的主要作用。

目录

文摘

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致谢

1绪论

1.1选题的目的及意义

1.2热平衡计算经济性分析国内外研究现状

1.2.1国外热平衡研究现状

1.2.2国内热平衡计算方法研究现状

1.3论文主要工作

2火电厂热力系统过程分析

2.1火电厂热力过程概况

2.1.1火电厂整体热力系统过程

2.1.2凝汽器热力系统

2.2热力系统特点分类与热效率指标

2.2.1火电厂热力系统特点与分类

2.2.2热效率指标

2.3本章小结

3热力系统数学模型矩阵分析

3.1热力系统结构分析与数学建模

3.1.1热力系统模型结构

3.1.2网络图的关联矩阵表示

3.1.3热力系统的流体网络法建模

3.2热力系统数学模型应用

3.3本章小结

4软件开发环境及关键技术

4.1软件开发工具及交互的关键技术

4.1.1软件开发工具

4.1.2软件交互实现的关键技术—ActiveX技术

4.2软件开发热力图形模具说明

4.2.1热力图形模具的实现

4.2.2设备、支路编号的自动实现和网络拓扑分析

4.2.3热力系统热平衡计算模块的实现

4.3本章小结

5火电厂DCS数据采集及主元处理方法

5.1 DCS系统及其数据采集系统

5.1.1 DCS系统简介

5.1.2 DAS系统简介

5.1.3 EDPF DCS系统

5.2基于主元素分析的数据处理与效率优化

5.2.1主元素分析法简介

5.2.2主元分析计算

5.2.3主元素分析法在火电厂过程控制系统中的应用

5.3本章小结

6图形化建模热平衡计算

6.1图形化建模

6.2图形化建模应用实例计算

6.2.1实例1 300MW机组热力循环系统热平衡计算

6.2.2实例2 600MW再热机组热力循环湿冷系统

6.2.3实例3 空冷机组热经济性计算

6.2.4机组热效率的主元优化

6.3本章小结

7结论与展望

参考文献

作者简历