【摘要】：在我國“三北”地區(qū)供熱機組比例很高,在冬季供暖期,供熱機組由于存在“以熱定電”約束會保持較高的電負荷出力。在熱電廠中配置大型電鍋爐可快速調整電功耗降低供熱機組機組最小出力,對供熱機組進行熱電解耦可以提系統(tǒng)的調峰能力。首先,論文研究了電極浸入式鍋爐的結構和工作原理,應用質量守恒方程、能量守恒方程和電磁學相關原理,分別對電鍋爐內筒和外筒,建立了水位、電導率、電功率和蒸汽壓力的數(shù)學模型,確定了模型相關參數(shù)。并通過對比該電鍋爐模型的動態(tài)數(shù)據(jù)與現(xiàn)場實測數(shù)據(jù),確定了該模型準確性。該模型能夠為電鍋爐參與調峰運行、電鍋爐控制提供參考。然后分析了電鍋爐基本原理與耦合特性,建立線性化模型,研究了基本控制方案,設計了動態(tài)、靜態(tài)解耦控制器,并通過仿真對加入解耦控制器電鍋爐開環(huán)系統(tǒng)、閉環(huán)系統(tǒng)進行動態(tài)分析。仿真證明對于電極浸入式電鍋爐,解耦控制系統(tǒng)能有效減弱功率回路擾動對蒸汽溫度回路的影響,滿足電鍋爐系統(tǒng)快速升降負荷的需求。最后,分析了供熱機組原理,建立了簡化機理模型。研究了采用大容量電極式鍋爐的技術方案,將電鍋爐數(shù)學模型與供熱機組模型組合在一起,用于提高供熱機組負荷變化速率和變化范圍。研究結果表明,采用電極式鍋爐協(xié)調供熱機組,可以增大機組的升降負荷速率,較大幅度降低負荷低限,能夠提高供熱機組的運行靈活性。
【學位授予單位】：華北電力大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：TM621.2
【圖文】：

第 2 章 電極浸入式鍋爐原理及基本控制方法電鍋爐結構原理鍋爐具有啟停速度快、蒸汽質量高、維護簡單、安裝空間小、綠色環(huán)保等電極浸入式鍋爐原理見圖 2-1。電極浸入式鍋爐主要由三相電極、內筒體、循環(huán)水泵、給水泵、除鹽水箱以及管道和閥門組成。鍋爐本體材料采用成，爐體外包裹一層隔熱棉進行保溫，減少熱量散失造成的浪費。以本文鍋爐為例，內筒截面積 2 m2，外筒截面積 5 m2。圖 2-1 中 A 表示 10 kV 高極，電極經(jīng)外筒高壓絕緣套管接入內筒，通過以下 4 種方式保證絕緣。1）內外筒的液位測量通過采用絕緣的特氟隆管接入；2）內筒采用懸掛的絕緣子吊在外筒頂端；3）循環(huán)水由外筒進入內筒采用特氟隆管材；4）內筒下泄閥門與外筒金屬桿利用六角絕緣連接。

額定電功率/(MW) 15蒸汽壓力/(MPa) 0.45蒸汽溫度/(oC) 145±2電導率/(us/cm) 0~250額定供汽量/(t/h) 18電極電壓/(kV) 10內筒截面積/(m2) 2外筒截面積/(m2) 5內筒零點水位/(mm) 500外筒零點水位/(mm) 600仿真軟件模型界面據(jù)前面建立的數(shù)學機理模型，在仿真軟件平臺編寫模塊化程序，并搭建圖，如圖 3-1 所示。根據(jù)現(xiàn)場電鍋爐對象結構及運行數(shù)據(jù)，確定相關系數(shù)。體模型輸入輸出及系數(shù)如圖 3-2、圖 3-3 所示

電鍋爐主體模型

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本文編號：2763373