超临界机组锅炉侧核心设备复合建模研究

发布时间：2020-04-14 03:23

【摘要】：目前,以大容量、高温高压为基本特征的超临界、超超临界直流锅炉被广泛采用,相应地,更加复杂的热力系统结构和更精准的操作要求需要现场运行人员有相当的知识储备和过硬的操作水平。仿真机作为培训运行人员的有力平台,在其上开发快捷、有效的热力系统算法模型意义重大。本文以建立一套简洁、适用、可移植度高的热力系统模型为原则,重点研究了锅炉侧核心设备的建模过程。经典的仿真机建模多采用机理模型,由于该方法利用守恒定律,所以可以深入地描述系统的内部机制与特性,但模型中有许多难以确定的参数。而神经网络对非线性系统具有很强的逼近能力,可以确定机理模型中的未知参数,所以本论文建立了由机理模型和预测未知参数的神经网络模型所构成的复合模型。首先确定各系统的输入输出变量以及影响系统特性的主要未知参数,以质量守恒、动量守恒、能量守恒为依据建立了磨煤机、炉膛燃烧系统、水冷壁、分离器的相关机理模型;然后通过各系统的相关输入和未知参数个数,分析了各神经网络的输入层、隐藏层、输出层个数,采用SPSA为权值调整算法,从而确定了神经网络模型的结构;最后,将二者结合起来,建立了以机理模型为主,预测机理模型中未知参数的神经网络为辅的复合模型。并以磨煤机系统和水冷壁为案例进行详细说明。利用国电谏壁电厂1000MW超临界机组的历史运行数据,通过不同时间段的升降负荷等典型工况对各系统的复合模型在MATLAB平台上进行仿真测试。仿真结果表明,不受整个系统中参数耦合性的影响,训练得到的神经网络模型可以很好地动态预测机理模型中的未知参数,同时所建立的系统的复合模型可以很好地模拟现场典型工况。此外,由机理模型和数据模型构成的复合模型也具有通用性强、使用方便,有较好的扩展性和开放性等优点,有必要推广应用研究。
【图文】：

中速磨煤机,物理结构

图2-1 MPS中速磨煤机物理结构图各数字标记分别代表：1-落煤管，，2-风粉电机及减速机构，6-磨盘，7-粗细粉分离部的电机通过减速机构驱动磨盘旋转。面安装有三个呈 120°轮胎形状的研磨辊靠在研磨盘的槽上，驱动研磨辊旋转。管进入滚动套筒和研磨盘之间。在自然附近的磨槽上打碎，并由磨盘和磨辊磨风使煤粉通过压力通风系统，较细的煤环通道的扩大，一次风减速，粉煤中的统，本文主要建立了磨煤机出口温度模量,就地测量得到的温度信号被远传到要控制其值在允许的范围内变动。此外相关故障的重要依据。

磨煤机,平衡图,系统能量

原煤带入磨煤机的热量lC KJ/（kg℃）冷一原煤研磨过程中产生的热量hC KJ/（kg℃）热一煤粉带走的热量coalC KJ/（kg℃）原一次风带走的热量pfMkg 磨煤风粉混合物向金属传热量cM kg 磨内蒸发过程带走的热量pfWKg/s 煤冷一次风流量outT ℃ 磨出口冷一次风温度metalT ℃ 磨煤热一次风流量 Mar % 原煤热一次风温度 △P Mbar 一磨煤机入口一次风温度metalM kg 磨煤守恒规律建立稳定工况下的磨煤机三输入单输出的机理为给煤量、一次风流量以及一次风温度；输出变量为磨温度。磨煤机内的能量平衡关系如图 2-2 所示。
【学位授予单位】：华北电力大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TM621.2

【参考文献】