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基于图形组态的超临界机组汽水系统数学建模与仿真

魏丽东  
【摘要】:超临界火力发电技术是节约能源、保护环境、提高发电效率、降低发电成本的主要发电技术之一,为了保证机组的安全经济运行,研究超临界机组的动态特性是非常必要的。超临界机组仿真技术就是一种很好的研究手段,通过仿真不仅可以了解机组的动态特性,还可以对机组的优化、控制和故障诊断等方面提供很好的依据。就仿真而言,超临界与亚临界机组仿真的最大区别在于汽水系统。本文以某600MW超临界机组汽水系统为研究对象,建立了仿真系统,并对其动、静态特性进行了仿真研究。主要内容如下: 1.建立了超临界机组汽水系统中相关设备的数学模型,包括水冷壁模型、汽水分离器模型、换热器模型和换热系数模型。其中,采用非线性固定边界多段法建立了超临界直流锅炉水冷壁的机理模型,此方法最大的优点是避免了不同工况下模型的切换,便于二次建模。 2.为了保证汽水仿真系统输入、输出参数的合理性,针对电站热力系统耦合性大的特点,本文建立了锅炉、汽机本体和旁路系统的数学模型。 3.在组态式仿真环境下,利用模块化建模技术对前述机理模型进行了二次建模,建立了各自的仿真模块。 4.通过组态的方式搭建了整个超临界机组汽水仿真系统,最后对其进行了冷态启动过程的仿真,并且在35%、50%、75%、100%负荷下作了燃料量、给水流量、高压调门开度的扰动试验,结果证明,所建模型能够正确反映超临界机组的动态特性,也能够满足仿真的静态精度要求。 通过本文研究,建立了适合大扰动、全工况仿真的数学模型,为进一步开发超临界机组仿真机迈出了关键的一步。


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