汽輪機(jī)啟動(dòng)過程中安全經(jīng)濟(jì)優(yōu)化的研究.pdf

1、電力是中國經(jīng)濟(jì)的命脈，保證電網(wǎng)和電站運(yùn)行的安全對(duì)我國可持續(xù)發(fā)展是十分必要的。隨著我國電網(wǎng)已進(jìn)入到了以“高參數(shù)、大容量、自動(dòng)化”為標(biāo)志的新階段，電網(wǎng)的穩(wěn)定運(yùn)行對(duì)自動(dòng)發(fā)電控制(簡稱AGC)技術(shù)的發(fā)展提出了更高的要求。AGC是現(xiàn)代電網(wǎng)控制的一項(xiàng)基本和重要技術(shù)，是建立在電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)與發(fā)電機(jī)組協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)間閉環(huán)控制的一種先進(jìn)的技術(shù)手段。實(shí)施AGC可獲得以高質(zhì)量電能為前提的電力供需實(shí)時(shí)平衡，提高電網(wǎng)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性，減少調(diào)度運(yùn)行人員的勞動(dòng)強(qiáng)度。

2、 火力發(fā)電廠實(shí)施AGC的關(guān)鍵是要對(duì)主要發(fā)電設(shè)備的安全經(jīng)濟(jì)性和運(yùn)行狀況有十分清楚地了解，并有準(zhǔn)確和客觀的定量數(shù)學(xué)模型對(duì)其狀態(tài)進(jìn)行評(píng)價(jià)、對(duì)其工況變化過程進(jìn)行控制。在參考了國際上幾大著名汽輪機(jī)制造公司，如GE，Siemens等，機(jī)組自啟動(dòng)概念模型的基礎(chǔ)上，提出了以汽輪機(jī)安全性為約束、經(jīng)濟(jì)性為目標(biāo)的實(shí)施系統(tǒng)構(gòu)架。 在上述構(gòu)架中，本文在圓筒壁非穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱理論的基礎(chǔ)上，首次推導(dǎo)出在外壁絕熱、內(nèi)部介質(zhì)溫度變化時(shí)圓筒壁溫度分布的解析模型，該

3、模型具有求解精度高、可以直接應(yīng)用于實(shí)時(shí)分析系統(tǒng)的特點(diǎn)。論文提出了一種有限子結(jié)構(gòu)計(jì)算方法，用于解決汽缸等復(fù)雜結(jié)構(gòu)的溫度場(chǎng)解析求解問題。針對(duì)有限子結(jié)構(gòu)中不穩(wěn)態(tài)溫度分布，定義了反映不同形狀下各段汽缸膨脹的特征值——膨脹特征溫度，用來表征不規(guī)則物體的變形和膨脹能力，由膨脹特征溫度計(jì)算各段的膨脹量。以上提出的一些創(chuàng)新方法使得在線監(jiān)測(cè)汽輪機(jī)各級(jí)軸向膨脹差成為可能。 在滿足汽輪機(jī)安全性約束條件的前提下，對(duì)影響機(jī)組啟動(dòng)經(jīng)濟(jì)性的各種因素進(jìn)行了分析

4、，提出了一種綜合考慮燃料消耗、設(shè)備損耗、人員費(fèi)用等因素的歸一化評(píng)價(jià)方法，采用該方法可以對(duì)機(jī)組在啟動(dòng)過程中的安全性和經(jīng)濟(jì)性的進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，對(duì)國產(chǎn)300MW機(jī)組的實(shí)際啟動(dòng)過程優(yōu)化計(jì)算和分析表明，本文提出的方法全面考慮了汽輪機(jī)組安全性和經(jīng)濟(jì)性因素，可以使以自動(dòng)發(fā)電控制(AGC)為目的的汽輪機(jī)自啟動(dòng)過程更加合理。 開發(fā)了啟動(dòng)綜合評(píng)價(jià)系統(tǒng)，具有汽缸溫度場(chǎng)和變形實(shí)時(shí)分析、汽輪機(jī)各級(jí)軸向膨脹差實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、啟動(dòng)過程優(yōu)化等功能，并成功應(yīng)用于電站實(shí)際