本文關(guān)鍵詞：汽輪機(jī)組變工況特性分析與優(yōu)化研究　出處：《東南大學(xué)》2015年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

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【摘要】：火電廠是一次能源耗費(fèi)大戶,為保證火電廠在同行業(yè)中的競爭力,適應(yīng)國家的可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略要求,需要對發(fā)電企業(yè)的運(yùn)行特性以及優(yōu)化進(jìn)行深入研究。為此,本文以某電廠#8機(jī)組為研究對象,開展噴嘴配汽機(jī)組現(xiàn)場試驗(yàn)、動態(tài)特性建模、熱經(jīng)濟(jì)性分析以及配汽優(yōu)化等方面的相關(guān)工作。首先,進(jìn)行對象機(jī)組的現(xiàn)場試驗(yàn),包括汽機(jī)負(fù)荷階躍響應(yīng)試驗(yàn)、深度調(diào)峰試驗(yàn)以及快速調(diào)峰試驗(yàn),得到汽機(jī)不同負(fù)荷下調(diào)節(jié)閥的階躍響應(yīng)特性,同時在保證機(jī)組運(yùn)行安全的前提下通過快速升降負(fù)荷試驗(yàn)手動獲得了高速調(diào)峰時允許的最快升降負(fù)荷速率,為同類機(jī)組提供了參考,并為后續(xù)建模、調(diào)試及優(yōu)化工作提供試驗(yàn)數(shù)據(jù)。其次,基于APROS分析型支撐平臺,利用機(jī)組設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)建立汽輪機(jī)及其熱力系統(tǒng)模型,并通過模型試驗(yàn)計(jì)算獲得的機(jī)組動態(tài)特性與現(xiàn)場特性試驗(yàn)的數(shù)據(jù)進(jìn)行對比,驗(yàn)證模型的可靠性。基于建立的APROS詳細(xì)計(jì)算模型,針對不同典型工況定量分析對機(jī)組經(jīng)濟(jì)性的影響因素,包括初壓、初溫和背壓,獲得各因素對功率和熱耗率的影響曲線以及修正曲線,為現(xiàn)場不同工況下的經(jīng)濟(jì)性分析提供參考。然后,通過詳細(xì)的變工況計(jì)算獲得調(diào)節(jié)閥的綜合流量系數(shù)曲線以及調(diào)節(jié)閥和調(diào)節(jié)級的組合特性曲線,建立了其理論計(jì)算模型,并基于理論計(jì)算模型對仿真模型進(jìn)行調(diào)節(jié)閥和調(diào)節(jié)級的調(diào)試,在以往重疊度研究的基礎(chǔ)上,將仿真模型計(jì)算數(shù)據(jù)與現(xiàn)場調(diào)節(jié)閥特性試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行對比驗(yàn)證仿真模型的可靠性。在此基礎(chǔ)上,聯(lián)合采用負(fù)荷和閥位的思想,對機(jī)組進(jìn)行配汽優(yōu)化研究,獲得機(jī)組多種配汽方式下的熱耗變化曲線,通過與現(xiàn)場實(shí)際運(yùn)行數(shù)據(jù)對比表明優(yōu)化的可行性,進(jìn)而得到機(jī)組最佳配汽方式和最優(yōu)初壓曲線,并建立了機(jī)組熱耗率隨主汽壓力變化的理論數(shù)學(xué)模型,其結(jié)論可用于指導(dǎo)機(jī)組現(xiàn)場試驗(yàn),為現(xiàn)場實(shí)際運(yùn)行曲線的進(jìn)一步優(yōu)化提供方向。針對對象機(jī)組背壓受季節(jié)影響大的問題,根據(jù)機(jī)組最佳配汽方式基于所建模型獲得機(jī)組最優(yōu)初壓曲線簇以及背壓對主汽壓力的邏輯修正參考曲線。最后,引進(jìn)先進(jìn)的螢火蟲智能優(yōu)化算法,探討了其與標(biāo)準(zhǔn)粒子群算法在解決不同優(yōu)化問題時的優(yōu)劣,根據(jù)機(jī)組配汽優(yōu)化前后獲得的煤耗特性曲線,驗(yàn)證螢火蟲算法相對于傳統(tǒng)算法在解決此類問題上的有效性,并根據(jù)電網(wǎng)調(diào)度要求在機(jī)組不同最快升降負(fù)荷速率的限制下計(jì)算獲得全廠的負(fù)荷經(jīng)濟(jì)分配方案。
[Abstract]:Thermal power plant is a major consumer of primary energy. In order to ensure the competitiveness of thermal power plants in the same industry and to meet the requirements of the national sustainable development strategy, the operation characteristics and optimization of power generation enterprises need to be studied in depth. In this paper, a power plant #8 unit as the research object, to carry out the nozzles steam distribution unit field test, dynamic characteristics modeling, thermal economic analysis and steam distribution optimization and other related work. The field test of the object unit including step response test of turbine load, deep peak-shaving test and fast peak-shaving test were carried out, and the step response characteristics of regulating valve under different loads were obtained. At the same time, under the premise of ensuring the operation safety of the unit, through the rapid lifting load test to manually obtain the fastest load rate allowed in the high speed peak-shaving, which provides a reference for the similar units, and for the subsequent modeling. Debugging and optimization work provides test data. Secondly, based on the APROS analytical support platform, the steam turbine and its thermodynamic system model are established by using the unit design data. The reliability of the model is verified by comparing the dynamic characteristics of the unit with the field characteristic test data. Based on the established APROS detailed calculation model. According to the influence factors of quantitative analysis on unit economy in different typical working conditions, including initial pressure, initial temperature and back pressure, the influence curves and correction curves of various factors on power and heat consumption rate were obtained. Then the comprehensive flow coefficient curve and the combined characteristic curve of regulating valve and regulating stage are obtained by detailed calculation of variable working conditions. The theoretical calculation model is established, and the simulation model is debugged based on the theoretical calculation model. Based on the previous research of overlap degree, the adjustment valve and the regulating stage of the simulation model are debugged. The reliability of the simulation model is verified by comparing the simulation model calculation data with the field control valve characteristic test data. On this basis, combined with the idea of load and valve position, the steam distribution optimization of the unit is studied. The change curves of heat consumption under various steam distribution modes are obtained, and the feasibility of optimization is proved by comparing with the actual operation data, and then the optimal steam distribution mode and the optimal initial pressure curve are obtained. The theoretical mathematical model of the heat consumption rate with the main steam pressure is established, and the conclusions can be used to guide the field test of the unit. It provides the direction for the further optimization of the actual operation curve on the spot, aiming at the problem that the back pressure of the object unit is greatly affected by the season. According to the optimal steam distribution mode of the unit, the optimal initial pressure curve cluster of the unit and the logical modified reference curve of the back pressure to the main steam pressure are obtained based on the established model. Finally, the advanced intelligent optimization algorithm of firefly is introduced. The advantages and disadvantages of PSO and PSO in solving different optimization problems are discussed, and the coal consumption characteristic curves before and after steam distribution optimization are obtained. The effectiveness of the firefly algorithm in solving this kind of problem is verified compared with the traditional algorithm, and the economic load distribution scheme of the whole plant is obtained according to the requirements of the power grid dispatching under the limitation of the different fastest load rate of the unit.
【學(xué)位授予單位】：東南大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TM621

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本文編號：1377157