本文關鍵詞：燃氣熱電聯(lián)產(chǎn)機組動態(tài)模型及仿真

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【摘要】：構建熱電聯(lián)產(chǎn)機組的簡化動態(tài)模型,建立一個通用仿真平臺,可以正確指導企業(yè)熱電聯(lián)產(chǎn)機組生產(chǎn)調(diào)度。結合武鋼能源管理示范工程中的熱電聯(lián)產(chǎn)機組構建熱力學模型并進行仿真是本課題的研究重點,也是難點所在。由于熱電聯(lián)產(chǎn)機組是一個非常復雜的系統(tǒng),因此如何利用熱力學原理構建仿真模型并簡化計算量是需要解決的問題之一;其次,實現(xiàn)數(shù)學模型與計算機軟件的對接,通過相關的計算機軟件完成對機組運行的仿真;第三,驗證所建立的模型是否能有效地應用于生產(chǎn)實際,計算誤差的大小以及分析其所產(chǎn)生的原因。依據(jù)質量守恒定律與能量平衡定律,首先對武漢鋼鐵集團能源總廠的兩臺220t/h鍋爐熱電聯(lián)供機組的生產(chǎn)運行特點進行了簡單描述。其次,將該機組的運行分為了5個部分,分別為燃料輸入、鍋爐蓄熱、供熱分配、汽輪機能量平衡以及蒸汽在管網(wǎng)中的分配,并針對機組運行過程中蒸汽壓力的變化以及發(fā)電功率,根據(jù)每個部分不同的特性,建立了機組在較大范圍變工況運行下簡化的非線性動態(tài)模型。在該模型中,鍋爐蓄熱系數(shù)與汽輪機動態(tài)響應系數(shù)分別通過燃料量擾動試驗和汽輪機閥門開度擾動試驗獲得,其余靜態(tài)參數(shù)則通過機組在多個正常工況下穩(wěn)定運行時的實時監(jiān)測數(shù)據(jù)求解得到。模型建立后,將機組正常運行過程中的運行參數(shù)作為初始運行的邊界條件,利用該模型對機組在非正常工況下的運行狀態(tài),包括兩臺鍋爐的主蒸汽壓力、汽輪機進氣壓力、汽輪機輸出功率和機組發(fā)電效率等進行了預測。該仿真過程利用MATLAB仿真平臺上的Simulink軟件包實現(xiàn)。仿真結果顯示,當系統(tǒng)燃料負荷降低超過12%時,汽輪機的輸出功率降低超過13%,而主蒸汽壓力則出現(xiàn)了升高的趨勢。分析了機組在負荷發(fā)生變化的條件下,可能導致運行參數(shù)發(fā)生變化的原因。將該預測結果與機組實際運行過程中的監(jiān)控數(shù)據(jù)進行了對比,進一步分析了導致仿真結果與真實數(shù)據(jù)之間產(chǎn)生誤差的原因。對比分析顯示,該簡化模型的預報誤差不超過10%,具有較強的參考意義與價值,能指導機組調(diào)度,實現(xiàn)節(jié)能降耗的目的。
【關鍵詞】：熱電聯(lián)產(chǎn) 燃氣鍋爐 動態(tài)模型 仿真
【學位授予單位】：華中科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TU996;TM61
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-8
• 第一章 緒論8-16
• 1.1 鋼鐵行業(yè)熱電聯(lián)產(chǎn)發(fā)展現(xiàn)狀8
• 1.2 選題背景及意義8-11
• 1.3 熱電機組模型的研究現(xiàn)狀11-15
• 1.4 研究重點及技術路線15
• 1.5 本章小結15-16
• 第二章 熱電聯(lián)產(chǎn)機組動態(tài)建模16-35
• 2.1 燃料輸入模型16-17
• 2.2 鍋爐熱平衡模型17-22
• 2.3 蒸汽供熱平衡模型22-23
• 2.4 汽輪機能量平衡模型23-25
• 2.5 過熱器壓差模型25-26
• 2.6 模型參數(shù)的求解26-33
• 2.7 模型確立33-34
• 2.8 本章總結34-35
• 第三章 動態(tài)模型仿真35-48
• 3.1 模型仿真36-40
• 3.2 鍋爐主蒸汽壓力40-42
• 3.3 汽輪機進氣壓力42-45
• 3.4 機組輸出功率45-47
• 3.5 本章總結47-48
• 第四章 仿真對比分析48-55
• 4.1 仿真準確度分析48-52
• 4.2 誤差原因分析52-53
• 4.3 改進建議53-54
• 4.4 本章總結54-55
• 第五章 總結55-57
• 致謝57-58
• 參考文獻58-61

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