超临界机组协调控制系统的负荷快速响应研究

发布时间：2020-06-29 23:37

【摘要】：针对超临界机组炉侧延迟大、可利用蓄热量小等导致机组负荷响应速度慢的问题,提出了凝结水节流参与的新型协调控制系统,并针对小装机容量的350MW超临界机组凝结水节流技术做了详细分析与讨论。了解凝结水节流技术的工作机理,建立了汽轮机回热系统的汽水分布方程,结合汽轮机做功方程,对凝结水节流出力能力进行了静态分析。凝结水节流出力上限主要受凝结水最小流量限制,得出凝结水节流出力上限,出力系数均与机组负荷正相关的结论。凝结水节流出力时间主要受除氧器水位低限值影响,理论计算表明:在保证凝结水最大节流量的前提下,凝结水节流出力时间与机组负荷负相关。实施了凝结水节流试验,对凝结水节流引起的机组出力、除氧器水位、凝汽器水位、凝汽器真空、低压加热器水位等运行参数的变化趋势做了合理分析与解释。试验结果表明凝结水节流对凝汽器水位、凝汽器真空、各低压加热器水位的影响比较小,短时间内不会引起报警或者其它保护动作,但是除氧器水位会迅速下降,需要重点监测与分析。采用机理分析与粒子群优化智能辨识算法相结合的复合建模方法,建立了凝结水节流非线性动态模型。采用小偏差线性化方法,得到了各工况点传递函数形式的数学模型。分析超临界火电机组协调控制系统的特点,指出了其与亚临界机组相比,存在炉侧延迟大,可利用蓄热量少,变负荷初期响应速度慢的控制难点与重点。并且指出大部分机组为提高负荷指令响应速度而采用以炉跟机为基础的协调方式,但其汽轮机调门长期存在节流损失,导致经济效益下降。经过闭环辨识获得超临界机组协调控制系统模型,设计了凝结水节流参与的新型协调控制系统,并基于MATLAB平台做了机组变负荷仿真实验,仿真结果表明凝结水节流参与的新型协调控制系统较原协调控制系统,能够使机组变负荷初期迅速跨出惰性死区,跟踪负荷指令变化,而且具有超调量小,调节时间短的优点,同时可缓解机组变负荷初期对炉侧蓄热量的依赖,减小汽机调门开度余量,降低节流损失,提高经济效益。为保证控制系统的全局适应性,设计了模糊增益调度全局控制器,通过仿真对比实验,说明模糊增益调度全局控制器能更好的适应大范围工况。
【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
【图文】：

第2章 凝结水节流特性分析2.1 回热系统介绍火力发电机组的凝结水或者除盐水等给水水源一般不直接送往锅炉侧进行加热蒸发，而是首先流经由低到高各级加热器依次对其加热，凝结水作为冷源在各级加热器中进行热交换，而各级加热器的热源来自汽轮机各级抽汽和上级加热器疏水。事实证明此种抽汽回热方式循环热效率最高，具有较高的经济性[9-11]。2.1.1 回热系统构成与主要设备回热系统除抽汽管道，疏水管道以及各类阀门等基础设备外，其主要设备包括除氧器、高压加热器、低压加热器、轴封加热器，回热系统整体结构及各级加热器布局如图 2-1 所示，各级加热器主要分为混合式加热器和表面加热器两种类型，除氧器属于前者，而高、低压加热器属于后者。

图 2-2 除氧器侧截面图RRHR 2arccos1 H L R4(2m )； R ——除氧器线高度( )；4L ——M ρSL(kg)； ρ——除氧器 wchlΔDMLMLT44 值对应储水质量( wcD ——凝结水节流量运行数据，并结合式

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本文编号：2734517