超超臨界汽輪機(jī)的建模、仿真與啟動優(yōu)化.pdf

1、進(jìn)入二十一世紀(jì)后，為了提高能源的利用率和減少排放，60萬千瓦以上的大容量機(jī)組逐漸取代小機(jī)組成為國內(nèi)外電網(wǎng)的主力機(jī)組。汽輪機(jī)的啟動和停機(jī)所需的時間和所承受的熱應(yīng)力隨著汽輪機(jī)容量的增加分別越來越長和越來越大。特別是，如果大型機(jī)組頻繁啟動和停止，像轉(zhuǎn)子這樣的厚大部件內(nèi)會產(chǎn)生劇烈的交變熱應(yīng)力，如果控制不當(dāng)，會導(dǎo)致該部件疲勞損傷，機(jī)組壽命縮短。這就提出了一個問題：如何在瞬態(tài)期間以有限的額外應(yīng)力為代價，以較高的動態(tài)響應(yīng)來抑制再生能源的波動性對電網(wǎng)造

2、成的影響，而維持電網(wǎng)的供電質(zhì)量。因此，如何在滿足汽輪機(jī)許用應(yīng)力的約束下優(yōu)化汽輪機(jī)的啟動、停機(jī)以及負(fù)荷變動過程對于減少設(shè)備壽命損耗，保證汽輪機(jī)各部件安全的同時又能實(shí)現(xiàn)快速啟動是非常重要的。
　　本文利用對汽輪機(jī)系統(tǒng)的熱力學(xué)過程建模，并基于面向?qū)ο蟮慕ＵZ言Modelica建立汽輪機(jī)系統(tǒng)的仿真平臺，利用該平臺研究啟動過程對汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子應(yīng)力和啟動時間的影響，并進(jìn)行啟動過程的優(yōu)化。在研究過程中，對于汽輪機(jī)轉(zhuǎn)軸熱應(yīng)力的控制研究尤其是啟動過程的

3、控制研究是一個重要部分，對于它的控制情況關(guān)系到汽輪機(jī)能否安全穩(wěn)定地運(yùn)行以及能否達(dá)到預(yù)期的生產(chǎn)運(yùn)行壽命。如何對此建立適合的汽輪機(jī)模型，以及怎么對它進(jìn)行控制優(yōu)化，是本課題重點(diǎn)要研究的內(nèi)容。本次課題中只是對于汽輪機(jī)系統(tǒng)的高壓缸多級汽輪機(jī)進(jìn)行了建模，調(diào)整仿真參數(shù)驗(yàn)證其正確性，并對汽輪機(jī)進(jìn)氣流量與高壓缸調(diào)節(jié)級轉(zhuǎn)軸熱應(yīng)力之間的關(guān)系做了簡單的討論和嘗試性的優(yōu)化?？梢灶A(yù)見如果能采取更加密集而科學(xué)的選取方案，采用更加先進(jìn)的模型預(yù)測算法加以優(yōu)化，會得到更加