热电机组锅炉及其脱硫脱硝系统动态特性仿真研究

发布时间：2017-08-07 11:23

  本文关键词：热电机组锅炉及其脱硫脱硝系统动态特性仿真研究

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【摘要】：作为培训电厂运行人员和热控人员的主要工具,电站仿真机的合理、有效使用可以显著提高被培训人员的专业知识、操作技能和排除故障的应变能力。现今仿真机的开发基本都基于仿真支撑平台,采用图形化、模块化建模,大大减少了仿真机的开发周期,但同时也对仿真机中各个模块的数学建模精确度及其仿真对象的动态特性研究提出了更高的要求。锅炉系统作为整个电站仿真系统中最重要的组成部分之一,其系统繁杂、设备众多、动态运行特性复杂,因此该系统的仿真建模工作量大、调试周期长。同时,由于如今环境污染形势严峻以及电厂污染物排放标准严苛,针对电站锅炉脱硫、脱硝系统的仿真与数值模拟也成为研究热点。本文以虹洋热电厂135MW发电机组的锅炉系统作为研究对象,基于IMA GE仿真支撑平台建立锅炉系统的动态仿真模型。锅炉系统的建模过程以对象电厂锅炉系统的设备设计和运行资料为依据,经过合理的假设与简化,在图形化建模与仿真平台上通过模块库组态实现锅炉系统整体动态仿真模型。同时在深入分析和了解锅炉动态数学模型以及实际运行特性的基础上,对模型进行深入细致的动态运行调试,并且将模型与机组其它系统以及虚拟DCS系统相连,经过联调形成了一套可供现场运行和热控人员使用的仿真机。在此仿真机上对锅炉系统进行了给煤机转速扰动、送风量扰动、减温水调门扰动、供热主蒸汽调门扰动等仿真实验以及磨煤机跳闸故障仿真测试,分析了各个扰动及故障实验中各参数的动态变化过程。鉴于IMAGE仿真支撑平台中缺少脱硫脱硝反应设备模块,本文以该机组锅炉系统中的脱硫、脱硝系统为研究对象,研究分析不同烟气脱硫、脱硝系统的工艺设计与反应过程,采用基于控制体的模块化建模方法,开发烟气氨法脱硫、脱硝关键设备数学模型。模型着重模拟SO_2、NO_x动态吸收过程,以及在此过程中反应装置的温度、压力、浓度等参数的动态变化过程。模拟了吸收液pH值、液气比L8G、烟气初始SO_2浓度等参数对脱硫塔动态运行的影响；分析了催化剂性能、载体结构及布置方式、反应温度、烟气中NO_x浓度等参数对脱硝动态运行的影响。
【关键词】：锅炉 仿真 脱硫 脱硝 动态特性
【学位授予单位】：东南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TM621;X773
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第一章 绪论9-16
• 1.1 研究背景9-10
• 1.2 电站仿真的研究、发展与应用10-12
• 1.3 烟气脱硫、脱硝技术研究与发展12-14
• 1.3.1 氨基湿法烟气脱硫过程的研究进展12-13
• 1.3.2 NO_x控制技术及发展现状13-14
• 1.4 本文研究工作与内容14-16
• 1.4.1 研究对象14-15
• 1.4.2 本文研究工作与内容15-16
• 第二章 135MW热电机组锅炉系统仿真模型开发16-39
• 2.1 IMAGE仿真支撑平台简介16-22
• 2.1.1 IMAGE简述16
• 2.1.2 模块库和数据库16-18
• 2.1.3 模型组态建模18-19
• 2.1.4 模型运行控制与监视19-22
• 2.2 仿真研究对象22-25
• 2.2.1 锅炉系统主要运行参数22-23
• 2.2.2 锅炉子系统划分与分析23-25
• 2.3 锅炉子系统建模25-39
• 2.3.1 制粉系统25-28
• 2.3.2 风烟系统28-29
• 2.3.3 燃烧系统29-33
• 2.3.4 汽水系统33-37
• 2.3.5 脱硫脱硝系统37-39
• 第三章 锅炉系统动态仿真实验39-45
• 3.1 提高给煤机转速扰动实验39-40
• 3.2 增大二次风量扰动实验40-41
• 3.3 开大一级减温水调门扰动实验41-42
• 3.4 开大供热主蒸汽调门扰动实验42-43
• 3.5 磨煤机C跳闸故障仿真43-45
• 第四章 烟气脱硫脱销系统动态特性研究与仿真建模45-56
• 4.1 烟气脱硫系统分析与建模45-51
• 4.1.1 脱硫系统分析45
• 4.1.2 脱硫塔建模分析45-47
• 4.1.3 脱硫塔数学模型的建立47-50
• 4.1.4 pH计算模型50-51
• 4.2 烟气脱硝系统分析与建模51-54
• 4.2.1 脱硝系统分析51
• 4.2.2 催化剂类型、结构及主要影响因素51-52
• 4.2.3 SCR催化反应器建模52-54
• 4.3 模型算法说明54-56
• 第五章 脱硫脱硝主设备仿真测试与分析56-62
• 5.1 脱硫塔模型动态仿真测试与分析56-60
• 5.1.1 脱硫塔启动过程主要参数变化趋势与分析56-57
• 5.1.2 不同影响因素扰动下动态测试与分析57-60
• 5.2 脱硝系统催化反应器动态仿真测试与分析60-62
• 结论与展望62-63
• 致谢63-64
• 参考文献64-67
• 攻读硕士学位期间发表的论文与专利清单67

【参考文献】

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本文编号：634423