供热抽汽机组仿真建模与基于运行特性的自整调节策略

发布时间：2020-05-15 14:23

【摘要】：随着国民经济的发展,城镇居民采暖及工业生产用汽需求不断增大,传统火电机组大量改造为热电联产机组,其中以调整抽汽式供热机组应用最为广泛。但受制于热、电负荷之间复杂的耦合关系,目前行业内对供热抽汽机组的自整调节策略尚不完善。不良的控制算法导致油动机频繁动作,磨损漏油,进一步恶化调节效果。因此部分热电厂在运行过程中,往往依赖操作人员的经验,切除自动控制,在保证热功率稳定的前提下,手动调节主汽及供热调节机构的开度以调节电功率。这种调节方式不仅调节时间长而且不够精确,不利于电负荷竞价上网等新形势下热电厂的生存发展。因此,研究优化供热抽汽机组的自整调节策略具有重要意义。传统调节算法效果不佳,究其原因,在于控制算法中缺少针对具体机组热力特性及调节机构流量特性的深入体现。鉴于这一问题,本文提出了一种以热工况图为核心、基于供热机组运行特性的自整调节策略。首先根据供热机组的热工况图计算热、电负荷目标值所对应的主蒸汽流量及供热调节机构通流量,再根据调节机构流量特性曲线计算该流量所对应的调门开度,并辅以关于电功率和供热蒸汽抽汽点压力的负反馈调节机制,实现无差调节,以满足热电负荷的响应需求。论文以国内某CC100-8.83/4.12/1.47型100MW双级供热抽汽机组为研究对象,建立汽轮机本体通流级组、凝汽器、高低压回热加热器、除氧器、转子等设备动态数学模型,并基于LabVIEW图形化仿真软件平台,依据热平衡图等设计资料,开发该汽轮机组仿真模型。在仿真模型基础上,根据上述思路设计自整调节控制算法并进行单级、双级供热抽汽变工况试验。仿真试验表明,本文提出的供热抽汽机组自整调节策略能够满足热、电负荷的响应需求,具有良好的动、静态特性。从而验证了本文中所述自整调节策略的可行性。
【图文】：

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节问题成为当前行业研究的重点问题，，亟待解决。供热机组自整调节问题出现的根本原因，在于对被控对象，即抽汽式汽轮机缺乏足够的认识，在控制策略中缺少能够体现具体供热机组热力特性及调节机构流量特性的顶层设计，以致热、电负荷的控制效果不佳。未来随着供热机组进一步向大容量、高参数、中间再热、双级抽汽等方向发展，调节系统将会变得更加复杂。因此。基于供热汽轮机组运行特性，研究、开发先进的热电解耦控制算法，使热、电负荷精确地跟随热用户和电网的要求变化，让供热机组参与电网调度控制运行，具有重要的理论意义和工程实用价值。1.2 国内外研究现状1.2.1 供热抽汽机组数学模型的发展建立起能够反映供热抽汽机组运行特性的数学模型是设计热电解耦控制算法的基础。目前国内外对于供热机组数学模型的研究可分为静态模型和动态模型两方面。

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第一章绪论同样的分析方法，徐基豫等人进一步研究了中间再热式汽轮机的静态和动态自整条明了中间再热式抽汽供热机组的静态自整条件和非再热抽汽供热机组相同。而由于热中间容积的惯性滞后，非再热机组的动态自整条件（高低压油动机时间常数相中间再热机组不再适用。对于双抽供热机组可以用同样的分析方法推导出解耦条。戴义平等人在小扰动线性化的假设下，建立了单级抽汽或双级抽汽式汽轮机机压调节系统的数学模型，并阐述了调节系统结构参数和单级或双级供热抽汽机组热数之间的关系[15] [16]。随着数字电液控制系统（DEH）取代机械液压控制系统，PID 调节器等自整调节泛应用于工业生产，早期主要依赖于调整机构结构设计的不牵连调节很快被牵连的
【学位授予单位】：东南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TM621

【参考文献】