汽轮机及其调节系统建模及参数不确定性研究

发布时间：2017-10-18 05:49

  本文关键词：汽轮机及其调节系统建模及参数不确定性研究

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【摘要】：汽轮机作为火力发电和核能发电机组最重要的设备之一,其自身的性能及其调节系统的特性直接关系到整个机组运行的安全性和经济性。随着机组复杂性的增大和优化运行与精细化管理的需要,传统的模型难以获得满足精度要求的系统动静态特性以及数量庞大的参数之间的耦合关系。在该背景下,亟需寻求具有实用价值的更为详细准确的数学模型和高效的参数分析手段。针对传统模型存在的难以详细反映机组部分动态过程的问题,通过对既有模型的分析和改进,建立能够更加详细准确地反映汽轮机调节系统动态特性的数学模型。同时,对系统的动、静态性能受相关参数的影响程度进行了不确定性分析,为提高模型的精度和优化试验过程创造条件。论文的主要工作及成果如下:(1)为了能够更加详细准确地反映机组的动静态特性,根据各相关设备的工作原理及实测数据,对部分传统模型进行改进,完善了汽轮机及其调节系统的各环节模型以及系统整体模型结构。(2)基于所建立的数学模型,根据某300MW和某600MW机组的设计、运行参数以及现场试验的实测数据,对机组的汽轮机调节系统的动态过程进行了模拟。计算结果与传统BPA模型以及实测数据的对比分析,表明本文提出的改进模型具有更高的精度和适用性。(3)为了分析模型相关参数对主要计算结果的影响,采用蒙特卡罗法进行了参数不确定性分析。主要讨论了高压缸蒸汽容积时间常数、再热器蒸汽容积时间常数和低压连通管道蒸汽容积时间常数等参数的变动对汽轮机及其调节系统动态行为及稳态精度的影响,为构建实用的准确反映对象特性的数学模型以及制订合理的现场试验方案提供了新的分析手段。本文建立的汽轮机及其调节系统的数学模型有效地提高了模拟精度,所建模型及不确定性分析方法可作为大型火电及核电机组汽轮机及其调节系统优化运行的分析工具。
【关键词】：汽轮机 调节系统 数学模型 参数不确定性
【学位授予单位】：重庆大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TK261
【目录】：

• 中文摘要3-4
• 英文摘要4-8
• 1 绪论8-16
• 1.1 课题背景及意义8-9
• 1.2 国内外研究现状9-12
• 1.2.1 汽轮机及其调节系统模型研究9-11
• 1.2.2 参数不确定性分析11-12
• 1.3 建模方法与思想12-13
• 1.4 学位论文研究内容13-16
• 2 汽轮机及其调节系统特性与数学模型16-44
• 2.1 汽轮机及其调节系统特性16-20
• 2.1.1 汽轮机及其调节系统基本工作原理16-18
• 2.1.2 汽轮机及其调节系统静态特性18-19
• 2.1.3 汽轮机及其调节系统动态特性19-20
• 2.2 执行机构的数学模型20-28
• 2.2.1 电液伺服阀的数学模型21-24
• 2.2.2 油动机数学模型24-26
• 2.2.3 线性位移差动变送器模型26-27
• 2.2.4 执行机构整体模型27-28
• 2.3 汽轮机本体数学模型28-36
• 2.3.1 蒸汽容积模型28-29
• 2.3.2 级组流量模型29-32
• 2.3.3 汽轮机本体整体模型32-36
• 2.4 主蒸汽系统数学模型36-37
• 2.5 汽轮机机械功率模型37-40
• 2.6 汽轮机及其调节系统其他环节模型40-41
• 2.7 汽轮机及其调节系统整体模型41-43
• 2.8 本章小结43-44
• 3 汽轮机及其调节系统模型动态仿真与验证44-76
• 3.1 动态模型验证理论44-45
• 3.2 某 300MW机组仿真及验证45-62
• 3.2.1 调节系统试验45-46
• 3.2.2 参数预处理46-50
• 3.2.3 执行机构模型仿真及验证50-54
• 3.2.4 主蒸汽系统模型仿真验证54-56
• 3.2.5 汽轮机本体模型仿真验证56-60
• 3.2.6 功率模型仿真验证60-62
• 3.3 某 600MW机组仿真及验证62-73
• 3.3.1 调节系统试验62-63
• 3.3.2 参数预处理63-64
• 3.3.3 执行机构模型仿真及验证64-68
• 3.3.4 主蒸汽压力模型仿真验证68-69
• 3.3.5 汽轮机本体模型仿真验证69-71
• 3.3.6 功率模型仿真验证71-73
• 3.4 模型比较分析73-74
• 3.5 本章小结74-76
• 4 基于蒙特卡罗法的参数不确定性分析76-94
• 4.1 蒙特卡罗法基本原理76-78
• 4.2 汽轮机及其调节系统参数不确定分析的实现过程78-81
• 4.3 某 300MW机组功率不确定度分析81-87
• 4.3.1 功率不确定度计算81-84
• 4.3.2 动态一致性检验84-87
• 4.4 某 600MW机组功率不确定度分析87-93
• 4.4.1 功率不确定度计算87-90
• 4.4.2 动态一致性检验90-93
• 4.5 本章小结93-94
• 5 总结与展望94-96
• 5.1 结论94
• 5.2 创新点94
• 5.3 展望94-96
• 致谢96-98
• 参考文献98-102
• 附录102-104
• A. 作者在攻读学位期间发表的论文目录102
• B. 作者在攻读学位期间参加的科研项目102
• C. 附表102-104

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本文编号：1053295