熱力發(fā)電過程建模與狀態(tài)參數(shù)檢測研究.pdf

1、火力發(fā)電在今后較長時(shí)期內(nèi)仍將是我國電力能源供給的主要方式。維持火電機(jī)組正常、高效運(yùn)轉(zhuǎn)對(duì)實(shí)現(xiàn)我國節(jié)能、減排的指標(biāo)至關(guān)重要,而實(shí)施狀態(tài)檢測及控制優(yōu)化是實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)的有效手段。由于火電機(jī)組熱力系統(tǒng)較為復(fù)雜,一些重要的狀態(tài)信號(hào)無法測量或測量不準(zhǔn)確,成為影響機(jī)組參數(shù)控制品質(zhì)和安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的重要因?yàn)?。針?duì)研究對(duì)象的特點(diǎn),靈活應(yīng)用機(jī)理分析和數(shù)據(jù)分析相結(jié)合的方法,對(duì)火電單元機(jī)組的主要熱力系統(tǒng)進(jìn)行分析。構(gòu)造得到了一些物理意義明確、非常具有實(shí)際應(yīng)用價(jià)值、能

2、夠反映熱力系統(tǒng)運(yùn)行規(guī)律的狀態(tài)信號(hào)。具體包括:
　　 (1)煤發(fā)熱量信號(hào)。通過分析發(fā)電過程中物質(zhì)、能量流動(dòng)的平衡關(guān)系,利用汽輪機(jī)調(diào)節(jié)級(jí)后壓力、汽輪機(jī)高調(diào)門計(jì)算開度、汽包壓力和鍋爐總給煤量構(gòu)造出煤發(fā)熱量信號(hào)。信號(hào)動(dòng)態(tài)性能優(yōu)良,非常適合在控制系統(tǒng)中應(yīng)用。
　　 (2)鍋爐熱量信號(hào)。通過對(duì)鍋爐大量運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,發(fā)現(xiàn)鍋爐總風(fēng)量、排煙氧量、爐膛壓力信號(hào)與給煤量信號(hào)之間存在特定的相關(guān)關(guān)系,進(jìn)一步結(jié)合機(jī)理分析解釋了這種關(guān)系的成因和規(guī)

3、律,以此為基礎(chǔ)構(gòu)造出鍋爐熱量信號(hào)。信號(hào)精度足夠、動(dòng)態(tài)性能優(yōu)良。
　　 (3)汽包鍋爐虛假水位估計(jì)信號(hào)。通過分析汽包鍋爐汽水系統(tǒng)物質(zhì)與能量的平衡關(guān)系,建立描述汽包水位信號(hào)的模型。能夠以較好的動(dòng)態(tài)性能反映實(shí)際水位的變化,特別是“虛假水位”現(xiàn)象。該估計(jì)信號(hào)能夠應(yīng)用于控制系統(tǒng)優(yōu)化。
　　 同時(shí),在針對(duì)以上問題開展研究的過程中,涉及具體熱力系統(tǒng)對(duì)象內(nèi)在運(yùn)行規(guī)律方面和理論研究方法方面,也獲得了一定的研究成果。具體包括:(1)建立正壓

4、中速磨直吹式制粉系統(tǒng)動(dòng)態(tài)模型,分析了模型中主要參數(shù)的變化規(guī)律,并指出一次風(fēng)量是影響制粉系統(tǒng)慣性和遲延的關(guān)鍵因素。(2)提出容積蓄熱系數(shù)的概念,在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步提出一種鍋爐蓄熱系數(shù)的計(jì)算方法。(3)建立燃料量-引風(fēng)機(jī)入口壓力對(duì)爐膛壓力-爐膛溫度的簡化非線性動(dòng)態(tài)模型,揭示了爐膛壓力與爐膛平均溫度之間內(nèi)在的相互作用關(guān)系。(4)建立汽包鍋爐燃料量-汽輪機(jī)高調(diào)門開度-給水流量對(duì)機(jī)組負(fù)荷-機(jī)前壓力-汽包水位的三入三出多變量動(dòng)態(tài)模型,模型以微分方程形