带压气机负载燃—蒸联合循环装置变工况控制策略研究

发布时间：2017-07-31 15:24

  本文关键词：带压气机负载燃—蒸联合循环装置变工况控制策略研究

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【摘要】：随着燃气—蒸汽联合循环装置在世界工业领域中的迅速发展,对于联合循环装置的控制系统也提出了更高的要求。采用合理的控制策略和控制方法,从而达到快速、稳定、高效的控制目的,具有非常重要的意义。典型的联合循环装置由燃气轮机、余热锅炉和蒸汽轮机三大部分所组成。在本文的联合循环装置中,余热锅炉不补燃,所吸收的热量完全取决于燃气轮机的排气余热。为了最大限度的利用余热,蒸汽轮机滑压运行不做功率调节,所发出的功率跟随燃气轮机工况的变化而改变。因此,本文中联合循环装置的输出功率可以看作通过调节燃气轮机的工况来进行控制。本文以某型燃气—蒸汽联合循环装置为研究对象,基于其工作原理和运行特性,研究制定了联合循环装置的控制策略。采取通过燃气轮机动力涡轮转速调节系统调节进入燃气轮机的燃料流量,控制燃气轮机动力涡轮转速和联合循环装置输出功率的控制方案,以满足负荷工况的变化需求。在对装置各部件建立数学模型的基础上,基于模块化的思想,在Matlab/Simulink平台上建立仿真模型,并依据控制策略分别采用常规PID控制算法和模糊自适应PID算法两种控制算法进行控制。通过对联合循环装置的稳态和动态特性进行仿真研究,分析研究装置负荷变化时的变工况运行特性和控制特性。通过分析仿真研究结果,针对所研究制定的控制策略,对两种控制算法的控制结果进行分析比较。结果表明,相比于常规PID控制算法,模糊自适应PID算法的控制参数和控制效果更好,尤其在负荷变化较大时优势明显,能够更好的满足装置的控制要求。本文对于某联合循环装置负荷工况变化时的控制策略和仿真特性的研究,期望能够为今后相关领域的工作提供一定的借鉴。
【关键词】：联合循环装置 控制策略 控制算法 模糊PID控制
【学位授予单位】：中国舰船研究院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TK473
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-10
• 第一章 绪论10-17
• 1.1 课题研究的背景及意义10-12
• 1.2 国内外的研究发展现状12-15
• 1.2.1 联合循环装置的应用与发展12-13
• 1.2.2 联合循环装置控制系统的发展研究现状13-14
• 1.2.3 联合循环装置仿真技术的研究现状14-15
• 1.3 论文主要研究内容15-17
• 第二章 联合循环装置运行原理和特性17-24
• 2.1 联合循环装置工作原理17-18
• 2.2 联合循环装置运行特性18-22
• 2.2.1 燃气轮机运行特性18-19
• 2.2.2 余热锅炉和蒸汽轮机运行特性19-21
• 2.2.3 负载运行特性21-22
• 2.2.4 联合循环装置变工况运行特性22
• 2.3 本章小结22-24
• 第三章 联合循环装置控制方案24-31
• 3.1 联合循环装置控制要求24-25
• 3.2 联合循环装置控制方案25-30
• 3.2.1 装置的控制方案25
• 3.2.2 燃气轮机控制方案25-29
• 3.2.3 蒸汽轮机、余热锅炉及负载控制方案29-30
• 3.3 本章小结30-31
• 第四章 联合循环装置的模型建立31-44
• 4.1 燃气轮机模型建立31-36
• 4.2 余热锅炉和蒸汽轮机模型建立36-39
• 4.3 装置模型的建立39-43
• 4.3.1 齿轮箱及负载模型建立39-40
• 4.3.2 压气机特性的分析处理40-42
• 4.3.3 空气和燃气比热的计算42
• 4.3.4 汽水特性参数的分析处理42-43
• 4.4 本章小结43-44
• 第五章 装置控制算法与控制策略44-55
• 5.1 控制算法设计44-53
• 5.1.1 常规PID控制算法45-47
• 5.1.2 模糊自适应PID控制算法47-53
• 5.2 装置控制系统的建立53-54
• 5.3 本章小结54-55
• 第六章 联合循环装置的仿真研究55-63
• 6.1 稳态特性仿真55-57
• 6.1.1 额定点仿真55-56
• 6.1.2 变负荷工况特性仿真56-57
• 6.2 动态特性仿真57-61
• 6.3 仿真结果的分析研究61-62
• 6.4 本章小结62-63
• 结论63-65
• 致谢65-66
• 参考文献66-70
• 附录(一) 攻读硕士期间发表论文70

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