汽輪機(jī)系統(tǒng)FCB過程機(jī)理建模及控制策略研究.pdf

1、受國內(nèi)外各類大停電事故的啟示，我國龐大容量的電網(wǎng)安全備受關(guān)注。與此同時，作為我國發(fā)電主力的火力發(fā)電機(jī)組，也開始對危機(jī)時刻的應(yīng)急措施進(jìn)行設(shè)計與試驗。當(dāng)電網(wǎng)發(fā)生故障后，在發(fā)電機(jī)和汽輪機(jī)系統(tǒng)正常的情況下，快速甩負(fù)荷帶廠用電孤島運行則是最佳的選擇，該功能即為快速甩負(fù)荷（FastCutBack，F(xiàn)CB）功能。采用FCB功能保留部分電源點，待電網(wǎng)恢復(fù)后不僅可以快速并網(wǎng)供電，還能夠減少因啟停機(jī)造成的經(jīng)濟(jì)損失和設(shè)備損害。目前，我國大部分機(jī)組仍不具備該功

2、能，且由于各廠設(shè)備的差異，該功能的實現(xiàn)難以統(tǒng)一化，因此對火電機(jī)組危機(jī)時刻應(yīng)急措施的深入研究是極為重要的。然而，現(xiàn)場試驗對機(jī)組具有損耗且存在一定的安全隱患，以建模仿真的形式進(jìn)行FCB過程的研究則成為該課題發(fā)展的趨勢。
　　本文首先對國內(nèi)的快速甩負(fù)荷試驗進(jìn)行分析和總結(jié)，歸納出FCB過程中全機(jī)組所存在的控制難點、部分電廠的控制經(jīng)驗及控制策略的設(shè)備依賴性。針對火電機(jī)組的汽輪機(jī)系統(tǒng)，首先對汽輪機(jī)本體 DEH系統(tǒng)進(jìn)行機(jī)理建模建模，通過小偏差線

3、性化和拉普拉斯變換將其轉(zhuǎn)化為傳遞函數(shù)模型，在Simulink軟件中進(jìn)行搭建仿真，分析一、二次調(diào)頻功能、超速保護(hù)動作、閥門動作速度和關(guān)閉時間對汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速的影響，提出有利于轉(zhuǎn)速控制的建議。由于轉(zhuǎn)速的控制動作會導(dǎo)致汽輪機(jī)輔機(jī)各項參數(shù)的大幅度波動，因此采用集總參數(shù)機(jī)理建模法建立了主蒸汽管道、汽動給水泵、除氧器、高壓加熱器的模型并進(jìn)行仿真。分別分析FCB初期汽輪機(jī)抽汽逆止閥關(guān)閉對部分參數(shù)的影響，分析重要參數(shù)的變化趨勢，定性的提出汽輪機(jī)相關(guān)輔機(jī)設(shè)備