【摘要】：在我國“三北”地區(qū)供熱機(jī)組比例很高,在冬季供暖期,供熱機(jī)組由于存在“以熱定電”約束會保持較高的電負(fù)荷出力。在熱電廠中配置大型電鍋爐可快速調(diào)整電功耗降低供熱機(jī)組機(jī)組最小出力,對供熱機(jī)組進(jìn)行熱電解耦可以提系統(tǒng)的調(diào)峰能力。首先,論文研究了電極浸入式鍋爐的結(jié)構(gòu)和工作原理,應(yīng)用質(zhì)量守恒方程、能量守恒方程和電磁學(xué)相關(guān)原理,分別對電鍋爐內(nèi)筒和外筒,建立了水位、電導(dǎo)率、電功率和蒸汽壓力的數(shù)學(xué)模型,確定了模型相關(guān)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(zhǔn)確性。該模型能夠為電鍋爐參與調(diào)峰運(yùn)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(shè)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(jìn)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(fù)荷的需求。最后,分析了供熱機(jī)組原理,建立了簡化機(jī)理模型。研究了采用大容量電極式鍋爐的技術(shù)方案,將電鍋爐數(shù)學(xué)模型與供熱機(jī)組模型組合在一起,用于提高供熱機(jī)組負(fù)荷變化速率和變化范圍。研究結(jié)果表明,采用電極式鍋爐協(xié)調(diào)供熱機(jī)組,可以增大機(jī)組的升降負(fù)荷速率,較大幅度降低負(fù)荷低限,能夠提高供熱機(jī)組的運(yùn)行靈活性。
【學(xué)位授予單位】：華北電力大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)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(jié)構(gòu)原理鍋爐具有啟停速度快、蒸汽質(zhì)量高、維護(hù)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(nèi)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(jìn)行保溫，減少熱量散失造成的浪費。以本文鍋爐為例，內(nèi)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(nèi)筒，通過以下 4 種方式保證絕緣。1）內(nèi)外筒的液位測量通過采用絕緣的特氟隆管接入；2）內(nèi)筒采用懸掛的絕緣子吊在外筒頂端；3）循環(huán)水由外筒進(jìn)入內(nèi)筒采用特氟隆管材；4）內(nèi)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(dǎo)率/(us/cm) 0~250額定供汽量/(t/h) 18電極電壓/(kV) 10內(nèi)筒截面積/(m2) 2外筒截面積/(m2) 5內(nèi)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(xué)機(jī)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(jié)構(gòu)及運(yùn)行數(shù)據(jù)，確定相關(guān)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