平圩電站600MW汽輪機組建模與仿真.pdf

1、隨著電力工業(yè)的迅速發(fā)展以及社會對能源需求的不斷增長，各種類型的大容量發(fā)電機組迅速建成并投入運行，使得機組結(jié)構(gòu)日趨復(fù)雜，且自動化水平也越米越高。高度自動化一方面要求運行人員具有更高的操作技能和應(yīng)變能力；另一方面又減少了運行人員干預(yù)的機會，甚至取消了運行人員的某些基本操作。因此，利用計算機仿真技術(shù)脫離現(xiàn)場對運行人員進行培訓(xùn)已成為一種迫切需要。 本文綜述了國內(nèi)外電站仿真技術(shù)的研究現(xiàn)狀，全面調(diào)研了國內(nèi)外典型的汽輪機組仿真系統(tǒng)，分析了不同

2、型式的電站仿真機的技術(shù)特點，預(yù)測了電站仿真技術(shù)的發(fā)展趨勢，指出了國內(nèi)在電站仿真技術(shù)研究方面的差距，并展望了仿真研究的發(fā)展方向。 文中采用先進的仿真支撐系統(tǒng)APROS，以平圩電廠＃1機組600Mw火力發(fā)電機組為對象，開發(fā)了一套該機組汽輪機系統(tǒng)的全工況動態(tài)仿真模型，整套仿真系統(tǒng)現(xiàn)已順利通過驗收并投入實際使用。論文的主要內(nèi)容包括： 介紹和分析仿真支撐軟件APROS的特點以及利用其進行建模和調(diào)試的方法。在認(rèn)真研究汽輪機系統(tǒng)各設(shè)備

3、的結(jié)構(gòu)特點和運行特性的基礎(chǔ)上，參考平圩電廠提供的＃1機組汽輪機系統(tǒng)的P&ID圖以及各類設(shè)計、計算和運行資料，將汽輪機系統(tǒng)科學(xué)地劃分為各個子系統(tǒng)，并采用APROS提供的豐富的模塊實現(xiàn)了圖形化建模。 凝汽器是汽機系統(tǒng)中一個十分重要的設(shè)備，由于APROS系統(tǒng)提供的凝汽器模塊不能實現(xiàn)對現(xiàn)場600Mw汽輪機組凝汽器系統(tǒng)雙背壓并列運行以及5096負(fù)荷時凝汽器半邊解列操作的模擬，同時也不能仿真現(xiàn)場凝汽器的抽真空現(xiàn)象，所以建模時采取將四個凝汽器

4、模塊進行組合的方法，將低缸排汽分別引至兩個對分水室的雙殼體凝汽器中，并將熱井用管道連接起來進行壓力的平衡，同時針對四個水室分別建立四個獨立的系統(tǒng)來實現(xiàn)對凝汽器抽真空現(xiàn)象的仿真。所建凝汽器模型經(jīng)過調(diào)試運行能夠很好地模擬現(xiàn)場凝汽器的各種特性。汽輪機金屬溫度和差脹是汽輪機啟、停過程中監(jiān)視的重要指標(biāo)，而APROS系統(tǒng)未能提供熱膨脹及差脹模型，所以采用目前國內(nèi)常用的本體分段式模塊化建模的方法，建立起熱膨脹及差脹的數(shù)學(xué)模型，在此基礎(chǔ)上利用APROS

5、提供的模塊進行組合擴展開發(fā)出其圖形化模型，使得本文所建汽機模型更趨完善。另外，對APROS提供的調(diào)節(jié)閥門的流量和開度特性進行了修正，修正后的調(diào)門能夠更好地模擬現(xiàn)場的調(diào)門特性。 穩(wěn)態(tài)工況下仿真結(jié)果與現(xiàn)場實際數(shù)據(jù)的比較顯示各參數(shù)的精度滿足靜態(tài)精度要求。在典型工況下，對汽輪機本體，除氧器，高、低壓加熱器以及凝汽器等設(shè)備進行動態(tài)特性測試，得到的動態(tài)響應(yīng)曲線符合實際情況并與理論分析一致。對凝汽器及低壓加熱器進行故障仿真試驗得到的故障現(xiàn)象也

6、符合理論。因此，所建汽輪機模型滿足了動、靜態(tài)及故障仿真要求。論文的最后部分對建模和調(diào)試過程中遇到的一些問題進行了歸類、分析和總結(jié)，提出了每種問題的最優(yōu)解決方案，有利于今后縮短建模周期，提高建模質(zhì)量。 綜上所述，本文利用APROS仿真支撐系統(tǒng)所建立的平圩電廠＃1機組600Mw汽輪機系統(tǒng)模型能夠連續(xù)、實時地模擬被仿對象的各種正常工況變化及事故工況，并且模型簡單實用，物理意義明確，具有很好的可移植性、可擴充性、可修改性、可維護性等特點