聯(lián)合循環(huán)建模與PID優(yōu)化策略查重

1、聯(lián)合循環(huán)的建模與孤網(wǎng)條件下的控制器優(yōu)化緒論本文的選題背景及意義燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)仿真概念及發(fā)展現(xiàn)狀仿真工具具M(jìn)attlabb/Simuulinnk本文主要要工作內(nèi)內(nèi)容和目目標(biāo)OC60000EE控制系系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)2.1 新華介介紹2.2 方案設(shè)設(shè)計(jì) 第三章 聯(lián)合循循環(huán)控制制系統(tǒng)的的建模3.1 建模的的目的及及聯(lián)合循循環(huán)的原原理3.2 燃?xì)廨嗇啓C(jī)控制制系統(tǒng)建建模3.22.1 燃?xì)廨嗇啓C(jī)的工工作原理理3.22.2 燃?xì)廨嗇啓C(jī)負(fù)荷荷控制器器模型3.22.3 排氣溫溫度控制制器3.22.4 轉(zhuǎn)速控控制器3.22.5 加速度度控制器器3.22.6燃燃?xì)廨啓C(jī)機(jī)整體模模型3.3 余熱鍋鍋爐系統(tǒng)統(tǒng)模型3.4 蒸汽

2、輪輪機(jī)系統(tǒng)統(tǒng)模型3.5 聯(lián)合循循環(huán)整體體模型第四章 基于粒粒子群優(yōu)優(yōu)化算法法的聯(lián)合合孤網(wǎng)控控制策略略4.1 電站孤孤網(wǎng)運(yùn)行行的特性性與控制制策略(頻率/轉(zhuǎn)速控控制)4.1 PIDD控制器器與粒子子群（PPSO）算算法原理理介紹4.2 優(yōu)化PPID控制制器的步步驟與計(jì)計(jì)算第五章 聯(lián)合循循環(huán)控制制的策略略的仿真真5.1 PID無優(yōu)優(yōu)化的仿仿真（汽汽輪機(jī)轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速控制制）5.2 優(yōu)化的的PIDD仿真 （汽輪輪機(jī)轉(zhuǎn)速速控制）5.3 整體模模型的仿仿真 （燃機(jī)機(jī)、汽輪輪機(jī)負(fù)荷荷變化）第六章 結(jié)論第一章 緒 論論課題的背背景和意意義西氣東輸輸工程是是我國重重大的能能源項(xiàng)目目之一，其中的的二線管管道天然然氣氣源

3、源來自境境外，其其中包括括土庫曼曼斯坦、哈薩克克斯坦等等中亞國國家。新新疆，寧寧夏，甘甘肅，陜陜西，河河南，湖湖北，湖湖南，江江西，廣廣西，廣廣東等地地，從天天然氣到到新疆五五華虹橋橋西部中中西部農(nóng)農(nóng)村路線線，干線線全長約約49000千米米，全線線管道包包擴(kuò)支線線總長度度超過991000千米。由于輸輸氣距離離遠(yuǎn)較遠(yuǎn)遠(yuǎn)，輸送送沿途壓壓損很大大，需要要在進(jìn)行行沿程升升壓以抵抵消壓力力損失，在管線線沿途約約每間隔隔 2000公里里建設(shè)一一座天然然氣升壓壓站（以以下簡稱稱壓氣站站）。我我國西部部地區(qū)幅幅員遼闊闊，自然然環(huán)境惡惡劣，人人口相對對稀疏，在一些些偏遠(yuǎn)地地區(qū)缺少少電網(wǎng)的的覆蓋，而壓氣氣站大多多

4、建設(shè)在在這些地地區(qū)。因因此，采采用了燃燃?xì)廨啓C(jī)機(jī)通過齒齒輪箱機(jī)機(jī)械拖動動壓縮機(jī)機(jī)升壓的的方式。燃?xì)廨嗇啓C(jī)運(yùn)行行時(shí)會排排出高溫溫廢氣，溫度在在47005000之間間，最高高能達(dá)到到5300。壓壓氣站一一般配置置有GEE公司 PGTT25+SACC（額定定輸出功功率311MW）以及羅羅羅公司司的RBB2111共三臺臺燃?xì)廨嗇啓C(jī)（22用1備備）。之之所以采采用這種種動力配配置是考考慮到壓壓氣站所所處位置置的自然然條件，夏季環(huán)環(huán)境溫度度高，極極端情況況下會導(dǎo)導(dǎo)致燃機(jī)機(jī)輸出功功率由標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)工況況下（115）下下降為222MWW（45）。而壓縮縮機(jī)的額額定功率率只有118MWW，在一一年中的的大多的的數(shù)時(shí)間

5、間內(nèi)，燃燃機(jī)都處處于非額額定工況況運(yùn)行，綜合效效率低下下且造成成大量燃燃料浪費(fèi)費(fèi)。同時(shí)時(shí)，燃起起輪機(jī)的的高溫尾尾未經(jīng)處處理，氣氣直接排排放到大大氣中，不僅造造成了空空氣熱污污染，更更是一種種熱量的的浪費(fèi)。這與當(dāng)當(dāng)今倡導(dǎo)導(dǎo)“節(jié)能能減排”型社會會的理念念不相符符合，有有必要對對這部分分熱能進(jìn)進(jìn)行回收收利用。因此，有有方案提提出將壓壓氣站其其中一臺臺燃?xì)廨嗇啓C(jī)改造造為燃?xì)鈿?蒸汽汽聯(lián)合循循環(huán)發(fā)電電，將壓壓氣站改改造成一一個小型型孤網(wǎng)電電站，再再通過電電動機(jī)驅(qū)驅(qū)動2臺臺壓縮機(jī)機(jī)。經(jīng)過過計(jì)算，如果聯(lián)聯(lián)合循環(huán)環(huán)通過補(bǔ)補(bǔ)燃的方方式可以以輸出約約44MW電力上上網(wǎng)，完完全可以以滿足壓壓縮機(jī)約約36MW的電力力

6、需求。這樣不不僅回收收利用了了廢氣的的余熱，還減少少了一臺臺燃?xì)廨嗇啓C(jī)運(yùn)行行帶來的的燃料消消耗，提提高了壓壓氣站的的整體運(yùn)運(yùn)行效率率。經(jīng)核核算，每每年可節(jié)節(jié)約燃料料費(fèi)3000050000萬元元，減少少碳排放放5.44266.544萬噸，改造方方案具有有良好的的經(jīng)濟(jì)價(jià)價(jià)值和社社會價(jià)值值。但是隨之之改造方方案設(shè)計(jì)計(jì)的深入入，孤網(wǎng)網(wǎng)條件下下聯(lián)合循循環(huán)的控控制與調(diào)調(diào)節(jié)成為為設(shè)計(jì)方方案的難難點(diǎn)與重重點(diǎn)。電電廠在孤孤網(wǎng)運(yùn)行行條件下下的控制制策略尤尤其是二二次調(diào)頻頻/調(diào)速控控制一直直是電力力行業(yè)研研究的重重點(diǎn)。國內(nèi)外研研究的現(xiàn)現(xiàn)狀 孤網(wǎng)運(yùn)運(yùn)行頻率率調(diào)節(jié)區(qū)分大電電網(wǎng)和小小電網(wǎng)，有一個個界限值值“8%”，這個個

7、數(shù)值是是電網(wǎng)中中的最大大單機(jī)容容量，如如果大于于這個數(shù)數(shù)值，我我們稱這這個電網(wǎng)網(wǎng)為小電電網(wǎng)，反反之，如如果小于于這個數(shù)數(shù)值，我我們將這這個作為為大網(wǎng)絡(luò)絡(luò)。孤網(wǎng)網(wǎng)是孤立立的小網(wǎng)網(wǎng)，通過過一個“孤”字，就就可以明明白，它它從主網(wǎng)網(wǎng)中孤立立出來，不隨大大電網(wǎng)的的性能而而轉(zhuǎn)移，自己單單獨(dú)成立立一個系系統(tǒng)獨(dú)立立運(yùn)行1。在我們們熟知的的大電網(wǎng)網(wǎng)中，當(dāng)當(dāng)其中的的任意一一臺機(jī)組組發(fā)生故故障甩負(fù)負(fù)荷，都都可以從從鍋爐中中的熱備備用或者者轉(zhuǎn)動慣慣量中的的旋轉(zhuǎn)備備用中獲獲取能量量來彌補(bǔ)補(bǔ)2，容錯錯率高。而小網(wǎng)網(wǎng)由于總總?cè)萘啃⌒。瑔螜C(jī)機(jī)容量就就顯得很很大，發(fā)發(fā)生事故故對整個個孤網(wǎng)系系統(tǒng)沖擊擊明顯，容錯率率低33。但但

8、是大電電網(wǎng)有個個問題就就是不能能覆蓋世世界的每每一個角角落，對對于這些些大電網(wǎng)網(wǎng)所不能能覆蓋的的區(qū)域，小電網(wǎng)網(wǎng)的安全全穩(wěn)定的的運(yùn)行，就顯得得尤為重重要44。再再比如說說，孤網(wǎng)網(wǎng)運(yùn)行工工況還大大面積存存在于大大型的工工礦企業(yè)業(yè)，包括括對應(yīng)的的自備電電廠和下下游的工工業(yè)負(fù)荷荷。再有有就是國國外的一一些不發(fā)發(fā)達(dá)或欠欠發(fā)達(dá)地地區(qū)，由由于技術(shù)術(shù)儲備和和物質(zhì)供供應(yīng)較差差，電網(wǎng)網(wǎng)建設(shè)不不夠健全全，這對對于出口口到該地地區(qū)的機(jī)機(jī)組就需需要有滿滿足孤網(wǎng)網(wǎng)運(yùn)行的的要求【5】。發(fā)電機(jī)是是電力的的源頭，其與孤孤網(wǎng)共同同構(gòu)成了了電力系系統(tǒng)66。用用戶和所所有的發(fā)發(fā)電機(jī)組組通過電電網(wǎng)聯(lián)系系在一起起。發(fā)電電機(jī)組的的作用是是

9、保證系系統(tǒng)電壓壓和頻率率的穩(wěn)定定，在電電網(wǎng)和負(fù)負(fù)荷之間間架起一一段平衡衡的橋梁梁7。發(fā)電機(jī)組組的調(diào)速速系統(tǒng)是是發(fā)電機(jī)機(jī)組的重重要環(huán)節(jié)節(jié)6，由理理論可知知，頻率率的變化化與轉(zhuǎn)速速相關(guān)，當(dāng)下游游負(fù)荷突突然甩動動造成的的轉(zhuǎn)速飛飛升，會會使頻率率短時(shí)間間內(nèi)大幅幅波動，這就要要求調(diào)速速系統(tǒng)對對其進(jìn)行行控制，避免事事故的發(fā)發(fā)生，我我們通常常稱之為為一次調(diào)調(diào)頻77。每每臺機(jī)組組的一次次調(diào)頻中中相應(yīng)的的控制參參數(shù)都不不一樣，設(shè)計(jì)者者會因地地制宜，提供最最合理的的參數(shù)設(shè)設(shè)置，已已達(dá)到調(diào)調(diào)頻性能能最優(yōu)的的方案8。一旦發(fā)發(fā)電單元元中的控控制系統(tǒng)統(tǒng)已經(jīng)決決定了FFM的性性能9，則在在沒有發(fā)發(fā)電單元元的發(fā)電電機(jī)的情情況

10、下的的控制系系統(tǒng)，調(diào)調(diào)節(jié)的目目標(biāo)是轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速，而而當(dāng)發(fā)電電機(jī)組與與主網(wǎng)相相連接后后，調(diào)節(jié)節(jié)的對象象發(fā)生轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)變，從從轉(zhuǎn)速變變?yōu)殡娋W(wǎng)網(wǎng)的頻率率，主要要的調(diào)節(jié)節(jié)途徑是是對發(fā)電電機(jī)的輸輸出進(jìn)行行控制10，并和和其他機(jī)機(jī)組進(jìn)行行相應(yīng)的的通信連連接，保保證控制制方式的的即時(shí)可可靠，使使頻率控控制在允允許的范范圍內(nèi)；同時(shí)，還會有有一些特特殊的狀狀況，就就是機(jī)組組的突然然跳閘，對于這這一事故故，調(diào)速速系統(tǒng)會會通過相相應(yīng)的控控制方式式投入備備用的發(fā)發(fā)電機(jī)組組，保證證轉(zhuǎn)速不不會突然然降低，從而使使電網(wǎng)平平穩(wěn)的運(yùn)運(yùn)行111。隨著科科學(xué)技術(shù)術(shù)的進(jìn)步步，調(diào)速速系統(tǒng)也也在與時(shí)時(shí)俱進(jìn)的的發(fā)展12，現(xiàn)階階段應(yīng)用用最為廣廣泛的就就

11、是數(shù)字字電液調(diào)調(diào)速系統(tǒng)統(tǒng)，DEEH 在在最初的的機(jī)械液液壓調(diào)速速系統(tǒng)中中做了明明顯的改改進(jìn)113，無論是是在裝置置的選用用還是技技術(shù)的運(yùn)運(yùn)用，都都有明顯顯的提高高，但是是不得不不說的是是，DEEH 在在某總程程度上卻卻限制了了一次調(diào)調(diào)頻的性性能。所所以我們們需要新新技術(shù)的的支持和和研究14，但也也要根據(jù)據(jù)系統(tǒng)的的實(shí)際情情況，合合理的增增減相應(yīng)應(yīng)的配套套裝置，對于調(diào)調(diào)速系統(tǒng)統(tǒng)，我們們更應(yīng)該該從兩個個方面因因地制宜宜的加以以改進(jìn)，一個是是參數(shù)的的設(shè)置15，另一一個就是是控制方方式的選選擇116，是調(diào)速速系統(tǒng)發(fā)發(fā)揮調(diào)頻頻作用的的關(guān)鍵，也是一一項(xiàng)意義義非凡的的工作。同時(shí)，當(dāng)當(dāng)負(fù)荷波波動十分分劇烈特特殊

12、情況況下，一一次調(diào)頻頻調(diào)控范范圍將受受到限制制177，即即便將限限幅全部部放開，勉強(qiáng)達(dá)達(dá)到調(diào)頻頻的目標(biāo)標(biāo)，也會會對電網(wǎng)網(wǎng)造成強(qiáng)強(qiáng)烈的沖沖擊，對對孤網(wǎng)電電壓造成成嚴(yán)重影影響，同同時(shí)也會會削減發(fā)發(fā)電機(jī)組組的壽命命188。在孤網(wǎng)運(yùn)運(yùn)行中事事故發(fā)生生的過程程中，開開始都是是局部的的小故障障，由于于不能及及時(shí)的解解決，從從而導(dǎo)致致事故的的無限的的擴(kuò)展和和蔓延，最終的的結(jié)果就就是電網(wǎng)網(wǎng)解列和和整個孤孤網(wǎng)崩潰潰199。如如果故障障發(fā)生在在萌芽階階段，就就能通過過機(jī)組的的調(diào)節(jié)能能力和相相應(yīng)的配配合裝置置消滅隱隱患，迅迅速作出出調(diào)整，重建發(fā)發(fā)電側(cè)和和用電網(wǎng)網(wǎng)側(cè)的新新的平衡衡，使電電網(wǎng)的關(guān)關(guān)鍵性能能指標(biāo)頻頻率和電

13、電壓始終終保持著著合理的的區(qū)間，讓事故故在最初初階段就就被扼殺殺，不讓讓其無限限蔓延滋滋生220。現(xiàn)階段國國內(nèi)外對對于一次次調(diào)頻的的調(diào)速系系統(tǒng)的結(jié)結(jié)構(gòu)、參參數(shù)及其其運(yùn)行方方式的研研究，重重點(diǎn)放在在應(yīng)用電電力系統(tǒng)統(tǒng)仿真軟軟件，以以期結(jié)合合已有的的理論知知識，解解決實(shí)際際運(yùn)行中中發(fā)生的的問題。文獻(xiàn)221通通過在頻頻率和時(shí)時(shí)間兩個個方面分分析得出出系統(tǒng)中中阻尼的的規(guī)律是是如何受受到調(diào)速速系統(tǒng)參參數(shù)的影影響，并并給出了了如何設(shè)設(shè)置相關(guān)關(guān)的參數(shù)數(shù);文獻(xiàn)222提提出的相相應(yīng)方案案主要是是針對低低頻低壓壓減載，通過對對實(shí)際生生產(chǎn)中模模型的建建立，反反復(fù)調(diào)節(jié)節(jié)關(guān)鍵參參數(shù)，得得到一組組是調(diào)頻頻性能最最優(yōu)的方方案

14、，得得出的結(jié)結(jié)論是，調(diào)速系系統(tǒng)PIID 參參數(shù)設(shè)置置不當(dāng)引引發(fā)系統(tǒng)統(tǒng)振蕩的的主要原原因，同同時(shí)指出出系統(tǒng)頻頻率的穩(wěn)穩(wěn)定與否否與調(diào)速速系統(tǒng)參參數(shù)設(shè)置置的科學(xué)學(xué)性有直直接的關(guān)關(guān)系;文獻(xiàn)223運(yùn)運(yùn)用了對對比法，通過不不同的試試驗(yàn)給出出的結(jié)論論是系統(tǒng)統(tǒng)參數(shù)設(shè)設(shè)置的不不合理和和控制方方式選用用不當(dāng)，是調(diào)速速系統(tǒng)調(diào)調(diào)頻性能能較差的的主要原原因，提提出在以以往的研研究中所所運(yùn)用到到的模型型都比較較固化也也有大多多的簡化化244，不不能很好好地反應(yīng)應(yīng)出實(shí)際際的效果果，沒有有普遍的的適用性性，所以以在本文文的研究究，通過過一個科科學(xué)的方法找出出一種普普遍適用用的方案案解決調(diào)調(diào)速系統(tǒng)統(tǒng)中存在在的相關(guān)關(guān)問題，是本文

15、文研究的的重點(diǎn)，也是研研究的難難度之一一。孤網(wǎng)運(yùn)行行中的有有功出力力和負(fù)載載側(cè)的不不平衡，在火電電廠中，超速保保護(hù)裝置置（OPPC）是是電液調(diào)調(diào)節(jié)系統(tǒng)統(tǒng)（DEEH）中中一項(xiàng)非非常重要要的功能能255，主主要的作作用是在在突然甩甩掉大負(fù)負(fù)荷的情情況下抑抑制汽輪輪機(jī)的轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速飛升升，保護(hù)護(hù)發(fā)電機(jī)機(jī)的安全全。但是是，如果果OPCC 的參參數(shù)設(shè)置置不合理理266，那那么脫離離大電網(wǎng)網(wǎng)的孤網(wǎng)網(wǎng)，在負(fù)負(fù)載波動動的情況況下，會會產(chǎn)生強(qiáng)強(qiáng)烈的功功率和頻頻率上的的震蕩現(xiàn)現(xiàn)象，如如果這種種震蕩不不能及時(shí)時(shí)的解決決，將會會給大電電網(wǎng)帶來來巨大的的沖擊27，所以以這時(shí)孤孤網(wǎng)及時(shí)時(shí)的脫離離主網(wǎng)將將是非常常重要的的舉措。為

16、進(jìn)一一步研究究孤網(wǎng)運(yùn)運(yùn)行的穩(wěn)穩(wěn)定性，本文建建立了孤孤網(wǎng)的數(shù)數(shù)學(xué)模型型，并仿仿真孤網(wǎng)網(wǎng)運(yùn)行負(fù)負(fù)荷震蕩蕩的特殊殊工況。對OPPC 控控制邏輯輯進(jìn)行了了改進(jìn)，結(jié)果表表明增加加限幅或或者去除除限幅的的限制，能更好好的利用用OPCC 保證證孤網(wǎng)運(yùn)運(yùn)行的安安全和穩(wěn)穩(wěn)定228。近幾年年，大容容量電力力系統(tǒng)是是世界各各地發(fā)展展的大趨趨勢，但但因電氣氣設(shè)備故故障或其其他的故故障，為為避免造造成大電電網(wǎng)的崩崩潰，大大電網(wǎng)會會在沒有有預(yù)知的的情況下下解列成成孤立的的小網(wǎng)。小網(wǎng)的的容量不不大，但但在解列列后仍能能正常運(yùn)運(yùn)行。孤孤網(wǎng)運(yùn)行行最值得得關(guān)注的的特點(diǎn)是是負(fù)荷控控制一匝匝頻率控控制和控控制系統(tǒng)統(tǒng)具有滿滿足要求求的

17、靜態(tài)態(tài)特性29，具有有良好的的穩(wěn)定性性和動態(tài)態(tài)響應(yīng)特特性， 保持自自動電網(wǎng)網(wǎng)周波數(shù)數(shù)的穩(wěn)定定300。在在中國電電網(wǎng)發(fā)展展的初期期，電網(wǎng)網(wǎng)結(jié)構(gòu)比比較簡單單，許多多電廠都都就自給給自足，然后將將過剩的的電能發(fā)發(fā)到主網(wǎng)網(wǎng)中去以以平衡冗冗余功率率311。電電纜型號號普遍是是1100KV 的，如如果主網(wǎng)網(wǎng)電壓升升高，那那么地方方從孤網(wǎng)網(wǎng)上取電電就相對對容易些些322。如如果主網(wǎng)網(wǎng)電壓是是2200KV，那么孤孤網(wǎng)就要要通過發(fā)發(fā)電機(jī)的的參與是是電壓達(dá)達(dá)到1110KVV。孤網(wǎng)網(wǎng)運(yùn)行發(fā)發(fā)生的概概率隨著著主網(wǎng)的的電壓升升高而升升高333。另一方方面，當(dāng)當(dāng)震蕩發(fā)發(fā)生在一一個特定定的電網(wǎng)網(wǎng)上，那那么這個個電網(wǎng)要要自動

18、解解列以阻阻止更大大范圍為為的震蕩蕩帶來不不良的后后果。目目前，OOPC 控制邏邏輯是汽汽輪機(jī)電電液調(diào)節(jié)節(jié)系統(tǒng)（DEHH）的一一個重要要組成部部分334，但發(fā)生生在世界界各地的的許多停停電事故故表明，在一些些特定的的情況下下，OPPC 的的控制邏邏輯的參參數(shù)整定定是不合合理的。在這種種情況下下，OPPC 控控制邏輯輯可能無無法實(shí)現(xiàn)現(xiàn)超高速速控制，導(dǎo)致調(diào)調(diào)節(jié)閥停停止和頻頻繁打開開，以至至于造成成功率和和頻率的的震蕩，這對汽汽輪機(jī)和和電網(wǎng)都都會帶來來不良后后果。由OPCC 的控控制原理理可知35，當(dāng)轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速超過過30990 轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)（超過過額定轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速的1103%）時(shí)，DEHH 通過過關(guān)閉高高壓和中中壓閥

19、門門進(jìn)行調(diào)調(diào)節(jié)。當(dāng)當(dāng)轉(zhuǎn)速低低于額定定轉(zhuǎn)速時(shí)時(shí)，DEEH 系系統(tǒng)去除除“關(guān)閥”的信號號，轉(zhuǎn)為為調(diào)速系系統(tǒng)調(diào)節(jié)節(jié)閥進(jìn)行行控制36。設(shè)置置OPCC 控制制邏輯主主要是為為了防止止在負(fù)荷荷突然甩甩掉的情情況下抑抑制轉(zhuǎn)速速飛升和和頻率的的震蕩。那孤網(wǎng)網(wǎng)不穩(wěn)定定的原因因主要是是因?yàn)槠淦淙萘亢秃托D(zhuǎn)備備用容量量都相對對于大電電網(wǎng)要小小很多37，在發(fā)發(fā)生短路路等極端端情況下下，功率率震蕩會會更為劇劇烈，嚴(yán)嚴(yán)重的情情況會導(dǎo)導(dǎo)致整個個電網(wǎng)的的癱瘓，嚴(yán)重威脅脅到企業(yè)業(yè)的正常常生產(chǎn)和和居民的的生活。因此，一次調(diào)調(diào)頻和OOPC 控制參參數(shù)的研研究對孤孤網(wǎng)頻率率穩(wěn)定性性控制有有著重要要的意義義233 ，它能避避免不必必要

20、的停停電耽誤誤生產(chǎn)和和生活，還能為為正常安安全的用用電提供供指導(dǎo)。經(jīng)常用用到這個個水輪機(jī)機(jī)的數(shù)學(xué)學(xué)模型來來分析仿仿真其在在額定狀狀態(tài)下的的動態(tài)特特性，由由于甩負(fù)負(fù)荷狀態(tài)態(tài)是一個個比較強(qiáng)強(qiáng)烈的波波動工況況，我們們必須研研究其非非線性特特點(diǎn)和OOPC控控制邏輯輯信號來來考慮孤孤網(wǎng)的穩(wěn)穩(wěn)態(tài)性能能388。出出于這個個目的，兩個重重要的問問題首先先要被解解決339。第一，在額定定條件，負(fù)荷擾擾動較小小的情況況下，可可以用更更加精確確的數(shù)學(xué)學(xué)模型將將擾動線線性化加加以分析析。在大大的擾動動下，這這個模型型將因?yàn)闉榉蔷€性性特性不不可以再再進(jìn)行使使用。第第二，汽汽輪機(jī)進(jìn)進(jìn)氣口的的開度會會隨著轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速、功功率、壓

21、壓力信號號的指示示而變化化400，同同時(shí)，在在出現(xiàn)大大負(fù)荷擾擾動的情情況下，OPCC 系統(tǒng)統(tǒng)將成為為主導(dǎo)，對轉(zhuǎn)速速進(jìn)行控控制，OOPC 會痛快快快速的的關(guān)閉調(diào)調(diào)節(jié)閥來來抑制轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速飛升升和系統(tǒng)統(tǒng)的震蕩蕩。其起起OPCC 裝置置過渡動動作，文文獻(xiàn)441就就提出了了兩臺某某廠實(shí)際際運(yùn)行中中，就是是由于OOPC 的過渡渡動作導(dǎo)導(dǎo)致電網(wǎng)網(wǎng)頻率的的頻繁振振蕩，最最后引起起全廠停停電的事事故。文文獻(xiàn)442介介紹了在在目前國國內(nèi)一些些孤網(wǎng)運(yùn)運(yùn)行的電電廠中通通過改變變設(shè)置相相應(yīng)參數(shù)數(shù)改進(jìn)DDEH 一次調(diào)調(diào)頻的性性能。還還有一個個問題就就是孤網(wǎng)網(wǎng)運(yùn)行時(shí)時(shí)，現(xiàn)場場人員必必須參與與，而且且技術(shù)儲儲備和知知識儲備備跟大

22、電電網(wǎng)相比比都相對對匱乏，有一定定的局限限性443；再有就就是主要要通過實(shí)實(shí)驗(yàn)的方方法，來來研究處處理突發(fā)發(fā)狀況的的途徑，但是卻卻局限在在某種特特定的情情況，并并且實(shí)驗(yàn)驗(yàn)本身還還存在一一定的風(fēng)風(fēng)險(xiǎn)。所所以無論論是從理理論還是是技術(shù)出出發(fā)，對對孤網(wǎng)調(diào)調(diào)頻系統(tǒng)統(tǒng)的研究究，都顯顯得尤為為重要44。聯(lián)合循環(huán)環(huán)的控制制裝置通常情況況，燃?xì)鈿?蒸汽汽聯(lián)合循循環(huán)電站站由燃?xì)鈿馄啓C(jī)機(jī)機(jī)組和和蒸汽輪輪機(jī)機(jī)組組分別發(fā)發(fā)電并網(wǎng)網(wǎng)，但無無論是那那種發(fā)電電機(jī)組，控制系系統(tǒng)中都都包括了了很多PPID控制制回路。PIDD控制器器可謂由由來已久久且被廣廣泛的應(yīng)應(yīng)用于全全世界各各國的工工業(yè)控制制及自動動化領(lǐng)域域。在我我國的工

23、工業(yè)領(lǐng)域域發(fā)展應(yīng)應(yīng)用中，PIDD 控制制器也具具有無可可取代的的重要位位置119。PIDD 控制制規(guī)律沒沒有復(fù)雜雜繁瑣的的原理，操作簡簡單，易易于掌握握，具有有良好的的通用性性和控制制性能。通過應(yīng)應(yīng)用合理理有效方方法，可可以整定定得出效效果良好好的控制制參數(shù)，從而更更好的滿滿足控制制要求。在計(jì)算算機(jī)應(yīng)用用技術(shù)逐逐漸發(fā)展展起來的的今天，您可以以提供使使用計(jì)算算機(jī)，數(shù)數(shù)字平臺臺過濾器器 - PIDD積分隔隔離PIID控制制，尋找找像優(yōu)秀秀的PIID控制制方式20。初始始普通正正常儀表表在現(xiàn)場場進(jìn)行現(xiàn)現(xiàn)場控制制，并在在人工操操作控制制器時(shí)進(jìn)進(jìn)行控制制，有許許多要求求和技術(shù)術(shù)都不能能達(dá)到，然而采采用以

24、計(jì)計(jì)算機(jī)技技術(shù)為基基礎(chǔ)的 PIDD 控制制方式，可實(shí)現(xiàn)現(xiàn)對于被被控對象象的模糊糊控制和和控制參參數(shù)的在在線自整整定。對對于聯(lián)合合循環(huán)裝裝置的控控制而言言，采用用 PIID控制制可提高高效率，環(huán)保節(jié)節(jié)能，達(dá)達(dá)到更高高的控制制要求和和控制功功能。本文任務(wù)務(wù)回顧孤網(wǎng)網(wǎng)運(yùn)行的的控制策策略以及及燃?xì)?蒸汽論論聯(lián)合循循環(huán)機(jī)組組控制策策略及控控制裝置置?；谛氯A華OC660000e提出出壓氣站站改造控控制系統(tǒng)統(tǒng)設(shè)計(jì)方方案3) 建建立燃機(jī)機(jī)-蒸汽汽聯(lián)合循循環(huán)的數(shù)數(shù)學(xué)模型型及控制制模型4）（模模糊控制制？）粒粒子群PPSO優(yōu)化化PIDD控制器器5）仿真真驗(yàn)證孤孤網(wǎng)條件件下的控控制策略略及粒子子群優(yōu)化化PIDD控

25、制器器第二章 基于新新華OCC60000e系系統(tǒng)的控控制系統(tǒng)統(tǒng)方案2.1 新華OOC60000ee介紹組態(tài)軟件件是一個個模塊化化建模及及運(yùn)行的的集成環(huán)環(huán)境，其其以圖形形化模塊塊為基本本單位，通過模模塊間輸輸入輸出出的連接接來實(shí)現(xiàn)現(xiàn)中間數(shù)數(shù)據(jù)的傳傳遞，以以此來構(gòu)構(gòu)建數(shù)據(jù)據(jù)交互和和系統(tǒng)分分析的整整個過程程。該聯(lián)聯(lián)合循環(huán)環(huán)機(jī)組性性能監(jiān)測測診斷系系統(tǒng)是依依托GEE新華控控制工程程公司的的OC660000e 組組態(tài)平臺臺，利用用該軟件件平臺的的自帶數(shù)數(shù)據(jù)庫及及其系統(tǒng)統(tǒng)配置、組態(tài)建建模和圖圖形界面面的編輯輯功能，實(shí)現(xiàn)機(jī)機(jī)組運(yùn)行行時(shí)的性性能監(jiān)測測和故障障診斷。OC660000e 軟軟件是美美國通用用集團(tuán)在在

26、其既有有的分散散式控制制系統(tǒng)的的基礎(chǔ)上上，結(jié)合合其在電電站控制制方面的的工程經(jīng)經(jīng)驗(yàn)所研研發(fā)的控控制系統(tǒng)統(tǒng)，如圖圖4 所示示2.2 聯(lián)合循循環(huán)控制制系統(tǒng)的的設(shè)計(jì)2.2.1 動動力配置置將現(xiàn)有一一臺燃機(jī)機(jī)改為燃燃機(jī)-蒸蒸汽聯(lián)合合循環(huán)機(jī)機(jī)組通過過余熱鍋鍋爐回收收部分高高溫?zé)煔鈿獾臒崃苛俊１匾獣r(shí)通過過補(bǔ)燃的的方式就就可為余余熱鍋爐爐提供能能量，從從而汽機(jī)機(jī)處于全全額發(fā)電電狀態(tài)，為電網(wǎng)網(wǎng)提供足足夠電力力。新系系統(tǒng)動力力配置如如圖1所示。考慮到到設(shè)備效效率因素素，聯(lián)合合循環(huán)上上網(wǎng)功率率可達(dá)444MWW,可以以滿足兩兩臺壓縮縮機(jī)366MW的的需要。圖1 動動力配置置示意圖圖Fig.1 PPoweer cc

27、onffiguurattionn scchemmatiic方案中燃燃?xì)廨啓C(jī)機(jī)發(fā)電機(jī)機(jī)組為一一用一備備，增加加燃?xì)膺M(jìn)進(jìn)氣冷卻卻系統(tǒng)，確保機(jī)機(jī)組在極極端環(huán)境境溫度條條件下的的功率輸輸出，最最大限度度提高燃燃?xì)廨啓C(jī)機(jī)的出力力。同時(shí)時(shí)配置雙雙壓補(bǔ)燃燃型余熱熱鍋爐，確保蒸蒸汽輪機(jī)機(jī)的出力力。增加加兩臺電電動機(jī)用用以驅(qū)動動現(xiàn)有壓壓縮機(jī)。改造后后的壓氣氣站工藝藝流程如如圖2所所示 。2.2.2 主主設(shè)備參參數(shù)（一）燃燃?xì)廨啓C(jī)機(jī)參數(shù)表表參數(shù)名稱稱符號單位怠速狀態(tài)態(tài)最大狀態(tài)態(tài)極限運(yùn)行行值余熱鍋爐爐參數(shù)名稱參數(shù)數(shù)值產(chǎn)品類型型雙壓余熱熱鍋爐主汽蒸汽汽量t/h32主汽蒸汽汽壓力MPa3.5主汽蒸汽汽溫度43810補(bǔ)氣

28、蒸汽汽量t/h9補(bǔ)氣蒸汽汽壓力MPa0.155補(bǔ)氣蒸汽汽溫度140余熱鍋爐爐效率%75.77(三) 蒸汽輪輪機(jī)參數(shù)數(shù)名稱參數(shù)數(shù)值額定功率率KW90000額定轉(zhuǎn)速速r/miin30000額定進(jìn)汽汽壓力及及變化范范圍 MPa3.433-0.20.2 (絕對)額定進(jìn)汽汽溫度及及變化范范圍435-15+10額定進(jìn)汽汽流量t/h32補(bǔ)汽溫度度140補(bǔ)汽壓力力MPa0.155背壓kPa5額定補(bǔ)汽汽流量t/h9汽輪機(jī)本本體重量量t462. 33 控制制系統(tǒng)構(gòu)構(gòu)成本改造造方案為為壓氣站站新增的的蒸汽輪輪機(jī)控制制系統(tǒng)、水處理理及水循循環(huán)系統(tǒng)統(tǒng)、余熱熱鍋爐（HRSSG）控控制系統(tǒng)統(tǒng)、進(jìn)氣氣冷系統(tǒng)統(tǒng)卻等由由一套雙雙

29、冗余分分散控制制系統(tǒng)（DCSS）進(jìn)行行控制，在原廠廠DCSS系統(tǒng)通通訊時(shí)，同時(shí)將將MARRK VVIe控控制系統(tǒng)統(tǒng)升級為為燃?xì)廨嗇啓C(jī)控制制系統(tǒng)的的MARRK VVIEWW，控制制系統(tǒng)結(jié)結(jié)構(gòu)如圖圖3所示示。圖2 壓壓氣站工工藝流程程圖Fig.2 Proocesss ffloww chhartt off prresssuree sttatiion新增的DDCS系系統(tǒng)采用用GE新新華公司司OC660000e一體體化控制制平臺系系統(tǒng)。控控制系統(tǒng)統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)絡(luò)分為一一下兩個個部分：(1) PDHH分類信信息網(wǎng)絡(luò)絡(luò)：冗余余約1000 MMbpss，F(xiàn)TT實(shí)時(shí)高高速以太太網(wǎng)。實(shí)實(shí)時(shí)高速速以太網(wǎng)網(wǎng)在容錯錯的基礎(chǔ)礎(chǔ)

30、上采取取多重冗冗余技術(shù)術(shù)；(2) UDHH 單元元控制信信息網(wǎng)：1000Mbpps 實(shí)實(shí)時(shí)控制制信息網(wǎng)網(wǎng)用于控控制器之之間的通通訊，不不直接對對外開放放。它提提供燃機(jī)機(jī)控制器器、汽機(jī)機(jī)控制器器等系統(tǒng)統(tǒng)間的高高速端與與端對等等的通訊訊。帶有穩(wěn)定定PDHH雙穩(wěn)態(tài)態(tài)雙通道道通信網(wǎng)網(wǎng)站的DDCS MARRK VVIe系系統(tǒng)的實(shí)實(shí)現(xiàn)。 采用以以太網(wǎng)TTCP-IP GSMM通信協(xié)協(xié)議。 Marrk VVIe系系統(tǒng)配置置站在GGSM冗冗余接口口上，站站在DCCS系統(tǒng)統(tǒng)安裝的的多功能能接口上上，所有有接口站站有兩個個網(wǎng)。整整個通信信系統(tǒng)構(gòu)構(gòu)成四個個通信通通道，任任何時(shí)刻刻有一個個通道保保持工作作，其他他三個為

31、為備用通通道，保保證壓氣氣站DCCS 系系統(tǒng)與MMARKK VIIe系統(tǒng)統(tǒng)間的數(shù)數(shù)據(jù)通訊訊的可靠靠性。新增DCCS控制制系統(tǒng)同同樣采用用雙冗余余控制網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)，與與壓氣站站原DCCS系統(tǒng)統(tǒng)通過PPDH信信息網(wǎng)進(jìn)進(jìn)行數(shù)據(jù)據(jù)通訊。兩個操操作員站站在一起起，一個個工程師師站和累累積站。新增的汽汽輪機(jī)控控制系統(tǒng)統(tǒng)（ETTS、TTSI、DEHH）、進(jìn)進(jìn)氣冷卻卻系統(tǒng)、余熱鍋鍋爐控制制系統(tǒng)、水循環(huán)環(huán)控制系系統(tǒng)等均均布置于于新增DDCS系系統(tǒng)中。配置1 套GPSS網(wǎng)絡(luò)時(shí)時(shí)間服務(wù)務(wù)器，向向全站各各控制系系統(tǒng)發(fā)送送標(biāo)準(zhǔn)同同步時(shí)鐘鐘信號。圖3 壓壓氣站DDCS系統(tǒng)統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖圖Fig.3 SStruuctuure diaa

32、graam oof DDCS sysstemm主要控制制功能2.4.1機(jī)組啟停停過程的的順序控控制主要要包括：輔機(jī)運(yùn)運(yùn)行，機(jī)機(jī)組啟動動前準(zhǔn)備備，按壓壓縮機(jī)/余熱鍋鍋爐/火火/渦輪輪機(jī)順序序啟動，機(jī)組正正常停機(jī)機(jī)，機(jī)組組急停。聯(lián)合循環(huán)環(huán)機(jī)組在在孤網(wǎng)條條件下運(yùn)運(yùn)行，根根據(jù)需求求，特別別是鍋爐爐，鍋爐爐和渦輪輪機(jī)的蘋蘋果酒系系統(tǒng)停止止邏輯和和旁路系系統(tǒng)保護(hù)護(hù)邏輯。系統(tǒng)啟動動總體順順序：黑啟動（柴油發(fā)發(fā)電機(jī)啟啟動）燃機(jī)輔助助系統(tǒng)啟啟動燃機(jī)發(fā)電電機(jī)啟動動，燃機(jī)機(jī)啟動，穩(wěn)定后后并網(wǎng)余熱鍋爐爐和汽輪輪機(jī)輔助助系統(tǒng)啟啟動燃?xì)庥酂釤崴椭劣嘤酂徨仩t爐余熱鍋爐爐啟動汽輪機(jī)滿滿足啟動動條件啟啟動，穩(wěn)穩(wěn)定后并并網(wǎng)單臺壓

33、縮縮機(jī)輔助助系統(tǒng)啟啟動單臺壓縮縮機(jī)高壓壓變頻穩(wěn)穩(wěn)定啟動動第二臺壓壓縮機(jī)輔輔助系統(tǒng)統(tǒng)啟動第二臺壓壓縮機(jī)高高壓變頻頻穩(wěn)定啟啟動2.4.2 回回路控制制主要控制制進(jìn)氣冷冷卻，壓壓縮機(jī)，并控制制燃料的的速度/負(fù)荷/燃料/溫度/同步控控制，鍋鍋爐水位位/溫度度/壓力力控制，汽輪機(jī)機(jī)轉(zhuǎn)速/負(fù)載/同步控控制、孤孤網(wǎng)電壓壓控制等等。2.4.3 負(fù)負(fù)荷控制制（詳細(xì)細(xì)說明控控制策略略）燃?xì)廨啓C(jī)機(jī)負(fù)載的的變化可可以最終終改變，從而可可以制造造燃料行行程標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)FSRR。燃?xì)鈿廨啓C(jī) MARRK VVI控制制系統(tǒng)通通過接收收負(fù)荷中中心的指指令自動動調(diào)整燃燃料基準(zhǔn)準(zhǔn)運(yùn)行模模式來改改變功率率輸出。燃?xì)廨嗇啓C(jī)在聯(lián)聯(lián)合循環(huán)環(huán)機(jī)組

34、負(fù)負(fù)荷控制制中起主主要作用用。余熱鍋爐爐的負(fù)荷荷變化主主要取決決于燃?xì)鈿廨啓C(jī)的的排煙溫溫度和流流量變化化，由于于三通擋擋板為全全開、全全關(guān)式，無法調(diào)調(diào)節(jié)煙氣氣流量，因而余余熱鍋爐爐在聯(lián)合合循環(huán)機(jī)機(jī)組負(fù)荷荷控制中中起的作作用有限限。汽輪機(jī)的的功率負(fù)負(fù)荷變化化是通過過改變調(diào)調(diào)節(jié)汽門門開度來來改變進(jìn)進(jìn)汽量，進(jìn)而控控制汽輪輪機(jī)出力力。在系系統(tǒng)運(yùn)行行中汽輪輪機(jī)DEEH系統(tǒng)統(tǒng)通過接接收負(fù)荷荷中心的的指令自自動調(diào)節(jié)節(jié)進(jìn)汽量量來改變變功率輸輸出，由由于汽輪輪機(jī)的進(jìn)進(jìn)汽量需需要余熱熱鍋爐來來保證，從源頭頭講汽輪輪輪機(jī)的的負(fù)荷變變化仍然然依托燃燃?xì)廨啓C(jī)機(jī)的負(fù)荷荷變化，在聯(lián)合合循環(huán)機(jī)機(jī)組負(fù)荷荷控制中中起少量量輔助作

35、作用。在孤網(wǎng)條條件下，系統(tǒng)只只需要接接收操作作員輸入入的升負(fù)負(fù)荷指令令，自動動調(diào)節(jié)負(fù)負(fù)荷分配配；而遇遇到甩負(fù)負(fù)荷情況況時(shí)，機(jī)機(jī)組的負(fù)負(fù)荷控需需要更快快速的響響應(yīng)時(shí)間間。2.4.4 頻頻率控制制 （詳詳細(xì)說明明控制策策略）孤網(wǎng)容量量小，負(fù)負(fù)荷變化化頻繁且且復(fù)雜，在傳統(tǒng)統(tǒng)的奧術(shù)術(shù)導(dǎo)航中中，最突突出的特特點(diǎn)就是是用戶的的負(fù)載經(jīng)經(jīng)常在變變化的情情況下保保持自動動電網(wǎng)周周波的穩(wěn)穩(wěn)定，以以保證每每周一次次的負(fù)載載控制頻頻率控制制。一旦旦FM成成為燃?xì)鈿廨啓C(jī)面面臨的主主要問題題，當(dāng)電電網(wǎng)出現(xiàn)現(xiàn)功率負(fù)負(fù)荷不平平衡后，在控制制系統(tǒng)設(shè)設(shè)置不變變的情況況下，通通過燃?xì)鈿廨啓C(jī)調(diào)調(diào)節(jié)系統(tǒng)統(tǒng)的反饋饋動作改改變輸出出速度，

36、使功率率負(fù)荷達(dá)達(dá)到新的的平衡，頻率恢恢復(fù)穩(wěn)定定。另外外，綜合合考慮燃燃?xì)廨啓C(jī)機(jī)熱部件件、余熱熱鍋爐的的壽命等等因素，對燃?xì)鈿廨啓C(jī)滿滿負(fù)荷一一次調(diào)頻頻功能進(jìn)進(jìn)行限制制設(shè)置：以保證證在機(jī)組組能夠承承受的范范圍。這這種設(shè)置置可以確確保燃?xì)鈿廨啓C(jī)、余熱鍋鍋爐等設(shè)設(shè)備安全全。在FM的的動作之之后，穩(wěn)穩(wěn)定的頻頻率最終終轉(zhuǎn)移到到了等級級。通過過手動修修改，KKreiis系統(tǒng)統(tǒng)的系統(tǒng)統(tǒng)和系統(tǒng)統(tǒng)控制系系統(tǒng)的設(shè)設(shè)置是額額定范圍圍，二次次控制。2.4.5 控控制系統(tǒng)統(tǒng)（BPPS）旁路系統(tǒng)統(tǒng)包括控控制、閥閥門及電電動執(zhí)行行機(jī)構(gòu)。在機(jī)組組啟動過過程中，必須先先啟動高高速啟動動，啟動動時(shí)間短短，汽輪輪機(jī)損壞壞前的高高壓旁

37、路路，以滿滿足機(jī)組組的要求求，汽輪輪機(jī)跳閘閘等保護(hù)護(hù)動作 高壓旁旁路也必必須快速速打開，保護(hù)鍋鍋爐汽包包超溫超超級壓力力。兩種類型型的旁路路控制“自動”和“遠(yuǎn)遠(yuǎn)程控制制手冊”，優(yōu)先先于前者者，并且且在兩種種類型之之間相互互跟隨和和無干擾擾之間切切換。旁路系統(tǒng)統(tǒng)具備以以下護(hù)功功能：發(fā)電機(jī)甩甩負(fù)荷發(fā)電機(jī)油油開關(guān)跳跳閘汽輪機(jī)跳跳閘，自自動主汽汽門關(guān)閉閉蒸汽壓力力設(shè)置為為安全保保護(hù)設(shè)置置值（安安全閥跳跳閘值略略低）。方案的難難點(diǎn)和問問題：孤孤網(wǎng)條件件下，電電網(wǎng)負(fù)荷荷變化大大，波動動頻繁，在遇到到甩負(fù)荷荷情況時(shí)時(shí)，燃機(jī)機(jī)控制系系統(tǒng) MMARKK VII 能夠夠完成本本能夠一一次及二二次調(diào)頻頻的工作作，但

38、是是對于補(bǔ)補(bǔ)燃型余余熱鍋爐爐與汽輪輪機(jī)的發(fā)發(fā)電機(jī)組組來說 ，需要要對調(diào)速速調(diào)速系系統(tǒng)及策策略進(jìn)行行驗(yàn)證和和優(yōu)化，并在研研究聯(lián)合合循環(huán)整整體的環(huán)環(huán)境下進(jìn)進(jìn)行測試試。第三章 聯(lián)合循循環(huán)控制制系統(tǒng)的的建模聯(lián)合循環(huán)環(huán)的原理理聯(lián)合循環(huán)環(huán)裝置主主要由三三部分組組成，即即燃?xì)廨嗇啓C(jī)、蒸蒸汽輪機(jī)機(jī)和余熱熱鍋爐，并且包包括其所所驅(qū)動的的負(fù)載和和一些輔輔助組成成部分。為了建建立數(shù)學(xué)學(xué)模型及及仿真模模型，并并對其負(fù)負(fù)荷變化化時(shí)的控控制策略略和特性性進(jìn)行仿仿真研究究打下基基礎(chǔ)，首首先對聯(lián)聯(lián)合循環(huán)環(huán)裝置的的工作原原理和運(yùn)運(yùn)行特性性進(jìn)行研研究。聯(lián)合循環(huán)環(huán)裝置將將燃?xì)廨嗇啓C(jī)做功功后排出出燃?xì)馑a(chǎn)生的的余熱利利用起來來，通

39、過過余熱鍋鍋爐的換換熱，產(chǎn)產(chǎn)生過熱熱蒸汽帶帶動蒸汽汽輪機(jī)發(fā)發(fā)出功率率，從而而利用了了余熱多多發(fā)出一一部分功功來驅(qū)動動負(fù)載。聯(lián)合循循環(huán)裝置置將處于于上層高高溫?zé)崃αρh(huán)的的燃?xì)廨嗇啓C(jī)和處處于中低低溫?zé)崃αρh(huán)的的蒸汽輪輪機(jī)以一一定的方方式聯(lián)結(jié)結(jié)，組成成一個總總的能量量利用系系統(tǒng)224。它通過過將燃機(jī)機(jī)和汽機(jī)機(jī)這兩個個早己成成熟的動動力裝置置結(jié)合起起來，以以達(dá)到將將能量階階梯式利利用的目目的。圖圖 2-1 為聯(lián)聯(lián)合循環(huán)環(huán)裝置溫溫熵圖。圖 2-1 聯(lián)聯(lián)合循環(huán)環(huán)裝置溫溫熵圖由圖中可可以看出出，A11代表燃燃?xì)廨啓C(jī)機(jī)發(fā)出的的功，AA2代表表蒸汽輪輪機(jī)發(fā)出出的功，B與B2的面面積之和和為整個個聯(lián)合循循環(huán)裝

40、置置向外界界散失的的能量，聯(lián)合循循環(huán)裝置置的整體體循環(huán)效效率ccc= (A11+ AA2)/(A11+ AA2+ B1+ B22)。所所以，相相比于單單獨(dú)的燃燃?xì)廨啓C(jī)機(jī)或蒸汽汽輪機(jī)，采用聯(lián)聯(lián)合循環(huán)環(huán)裝置可可以更充充分的利利用熱能能，將二二者結(jié)合合在一起起的循環(huán)環(huán)效率要要顯著的的高于單單獨(dú)使用用某一個個機(jī)組。目前，普普通燃?xì)鈿?- 蒸汽聯(lián)聯(lián)合循環(huán)環(huán)系統(tǒng)采采用的余余熱鍋爐爐燃燒式式燃燒和和再燃燒燒式。 非再燃燃式余熱熱鍋爐，回收鍋鍋爐回收收燃?xì)廨嗇啓C(jī)廢氣氣余熱，結(jié)構(gòu)簡簡單，投投資少，由于額額外加油油，所以以沒有燃燃燒系統(tǒng)統(tǒng)，因此此它是高高度可靠靠的，但但燃?xì)廨嗇啓C(jī) 置置換量，溫度限限制，余余熱鍋爐

41、爐蒸汽的的蒸汽參參數(shù)難以以控制。 燃?xì)鈿廨啓C(jī)的的壓力太太高，蒸蒸汽參數(shù)數(shù)的參數(shù)數(shù)不容易易。 這這種類型型的余熱熱鍋爐出出生蒸汽汽量低，對于非非再燃式式余熱鍋鍋爐，至至少相同同的蒸汽汽發(fā)生流流量消耗耗燃料鍋鍋爐比平平時(shí)的778?！尽吭诼?lián)合國國流通體體系中，每個設(shè)設(shè)備都有有各種功功能。 由于外外界環(huán)境境的負(fù)荷荷和溫度度的變化化，燃?xì)鈿廨啓C(jī)總總是處于于運(yùn)行狀狀態(tài)，燃燃?xì)廨啓C(jī)機(jī)的排氣氣量和溫溫度變化化幅度大大，速度度快，汽汽輪機(jī)所所需蒸汽汽熱力參參數(shù)要求求穩(wěn)定 現(xiàn)在還還為時(shí)過過早，即即使滑動動壓力正正在運(yùn)行行，也沒沒有太大大的變化化。 接接收燃?xì)鈿廨啓C(jī)排排氣參數(shù)數(shù)配合汽汽輪機(jī)和和所需的的蒸汽參參數(shù)，同

42、同時(shí)需要要余熱鍋鍋爐運(yùn)行行，以適適應(yīng)燃?xì)鈿廨啓C(jī)的的變化，滿足汽汽輪機(jī)的的需求，余熱鍋鍋爐 模模式執(zhí)行行期間的的熱結(jié)構(gòu)構(gòu)設(shè)計(jì)，系統(tǒng)控控制等。本文中中改造方方案為補(bǔ)補(bǔ)燃型余余熱鍋爐爐，在電電網(wǎng)負(fù)荷荷小范圍圍變化時(shí)時(shí)，燃?xì)鈿廨啓C(jī)負(fù)負(fù)責(zé)對負(fù)負(fù)荷變化化進(jìn)行調(diào)調(diào)整，余余熱鍋爐爐通過補(bǔ)補(bǔ)燃方式式繼續(xù)保保證蒸汽汽輪機(jī)穩(wěn)穩(wěn)定在額額定工況況運(yùn)行。在電網(wǎng)網(wǎng)發(fā)生550%及以以上甩負(fù)負(fù)荷工況況時(shí)，余余熱鍋爐爐停止補(bǔ)補(bǔ)燃，蒸蒸汽輪機(jī)機(jī)滑壓運(yùn)運(yùn)行。因因此在余余熱鍋爐爐的建模模過程中中，將參參照非補(bǔ)補(bǔ)燃型余余熱鍋爐爐的特點(diǎn)點(diǎn)進(jìn)行設(shè)設(shè)計(jì)，并并在控制制系統(tǒng)模模型中加加入兩種種模型的的切換。圖2-11 聯(lián)合合循環(huán)控控制系統(tǒng)統(tǒng)示意圖

43、圖在圖中22-2聯(lián)合循循環(huán)發(fā)電電系統(tǒng)由由燃?xì)廨嗇啓C(jī)和余余熱鍋爐爐/汽輪輪機(jī)組成成，燃?xì)鈿廨啓C(jī)控控制系統(tǒng)統(tǒng)主要由由負(fù)荷/速度控控制系統(tǒng)統(tǒng)，溫度度控制系系統(tǒng)，加加速控制制系統(tǒng)和和壓縮機(jī)機(jī)進(jìn)口的的領(lǐng)導(dǎo)者者 控制制系統(tǒng)，燃?xì)廨嗇啓C(jī)可調(diào)調(diào)量：燃燃油流量量w，壓壓縮機(jī)進(jìn)進(jìn)口導(dǎo)向向開度（IGVV）。燃燃油流量量是通過過速度控控制系統(tǒng)統(tǒng)，溫度度控制系系統(tǒng)和加加速度控控制系統(tǒng)統(tǒng)完成的的低級設(shè)設(shè)計(jì)師。加速度度控制系系統(tǒng)在其其中，實(shí)實(shí)際加速速度極限限，燃?xì)鈿鉁u輪機(jī)機(jī)的加速速過程以以限制系系統(tǒng)，甩甩負(fù)荷或或啟動燃燃?xì)廨啓C(jī)機(jī)瞬態(tài)過過程中的的旋轉(zhuǎn)速速度控制制系統(tǒng)，以幫助助動力學(xué)學(xué)后的效效果在允允許范圍圍內(nèi)，溫溫控人員員實(shí)

44、際限限制其系系統(tǒng)，調(diào)調(diào)節(jié)系統(tǒng)統(tǒng)調(diào)節(jié)燃燃?xì)廨啓C(jī)機(jī)燃油流流量的超超熱燃燒燒，保證證燃?xì)廨嗇啓C(jī)正常常運(yùn)行和和使用壽壽命。高高效率，預(yù)期的的燃燒排排氣溫度度，接近近已知變變化的規(guī)規(guī)律逼近近廢熱鍋鍋爐進(jìn)氣氣溫度的的設(shè)計(jì)。通過調(diào)調(diào)節(jié)該要要求，制制成壓縮縮機(jī)入口口導(dǎo)管IIGV，并且在在燃?xì)廨嗇啓C(jī)的模模式期間間，當(dāng)設(shè)設(shè)定渦輪輪排氣溫溫度保存存背心。為此，聯(lián)合國國循環(huán)機(jī)機(jī)構(gòu)的工工作方法法形成以以下一部部分：1)負(fù)荷荷調(diào)節(jié)：響應(yīng)于負(fù)負(fù)載參考考速度，通過負(fù)負(fù)載控制制器負(fù)載載快速增增加通過過減少給給定單元元的負(fù)載載輸出控控制達(dá)到到燃料標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)，通通過改變變負(fù)載非非負(fù)載控控制器，負(fù)載控控制器來來改變速速度控制制器設(shè)置置值

45、 ，消防單單位材料料的用途途。2)轉(zhuǎn)速速控制：必須采取取聯(lián)合發(fā)發(fā)電燃?xì)鈿廨啓C(jī)，控制系系統(tǒng)，并并通過調(diào)調(diào)整方法法進(jìn)行負(fù)負(fù)荷調(diào)整整。 調(diào)調(diào)節(jié)系統(tǒng)統(tǒng)是一個個比例調(diào)調(diào)節(jié)器，與調(diào)節(jié)節(jié)器的輸輸出，調(diào)調(diào)節(jié)器的的輸入，轉(zhuǎn)速參參考值與與調(diào)節(jié)器器輸入的的輸入之之間的偏偏差成正正比。 在實(shí)際際協(xié)調(diào)運(yùn)運(yùn)行中，轉(zhuǎn)速控控制系統(tǒng)統(tǒng)是調(diào)節(jié)節(jié)燃?xì)廨嗇啓C(jī)輸出出的最基基本的方方式。 調(diào)整速速度參考考值（圖圖中的SSET點(diǎn)點(diǎn) - 返工期期間的SSET點(diǎn)點(diǎn)），輸輸出的燃燃油參考考值改變變調(diào)整參參考速度度與實(shí)際際實(shí)際轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速之間間的偏差差，根據(jù)據(jù)負(fù)載調(diào)調(diào)整。3)加速速度控制制：為了限制制燃?xì)廨嗇啓C(jī)機(jī)組組的安全全性，對對燃?xì)廨嗇啓C(jī)加速速度控

46、制制系統(tǒng)起起到非常常重要的的作用，在某些些特殊情情況下保保證其設(shè)設(shè)定值不不超過轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子的角角加速度度。 在在同一溫溫度控制制系統(tǒng)中中，加速速度控制制系統(tǒng)效效果有限限，一般般情況下下無效，燃?xì)廨嗇啓C(jī)突然然斷電威威懾動態(tài)態(tài)速度和和啟動過過程限制制了汽輪輪機(jī)的啟啟動加速速率熱量量部分的的熱量減減少 影影響行動動。 由由于比例例積分，加速燃燃油標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)。 根根據(jù)實(shí)際際的加速速度，積積分結(jié)果果降低到到燃料標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)的加加速設(shè)定定值，燃燃料量減減少，加加速度增增加受限限。4)溫度度控制：溫度控制制系統(tǒng)的的主要作作用是保保持進(jìn)口口限制渦渦輪機(jī)溫溫度T33，在一一定溫度度下渦輪輪機(jī)進(jìn)口口葉片損損壞受損損。 在在排氣溫

47、溫度下團(tuán)團(tuán)隊(duì)對渦渦輪進(jìn)口口溫度的的具體反反應(yīng)，即即T3高，T4也升升高；TT3低，T4也降降低。同同時(shí)，由由于T33過高，對其進(jìn)進(jìn)行測量量的困難難很大。因此，溫度控控制系統(tǒng)統(tǒng)并不直直接對TT3進(jìn)行行控制，而是對對T4進(jìn)行行控制，從而間間接實(shí)現(xiàn)現(xiàn)對T33進(jìn)行調(diào)調(diào)節(jié)。溫度控制制在聯(lián)合合循環(huán)發(fā)發(fā)電廠中中起著非非常重要要的作用用。 溫溫度控制制正常壓壓縮機(jī)進(jìn)進(jìn)氣口調(diào)調(diào)節(jié)泄漏漏和調(diào)節(jié)節(jié)燃油流流量來調(diào)調(diào)節(jié)溫度度，溫度度控制器器未調(diào)節(jié)節(jié)，通常常壓縮機(jī)機(jī)進(jìn)氣口口調(diào)節(jié)優(yōu)優(yōu)先進(jìn)行行燃油控控制。 壓縮機(jī)機(jī)進(jìn)口葉葉片改變變風(fēng)量調(diào)調(diào)節(jié)燃燒燒器廢氣氣溫度接接近已知知規(guī)定的的變化設(shè)設(shè)計(jì)廢熱熱鍋爐進(jìn)進(jìn)氣溫度度。 確確保聯(lián)合合

48、循環(huán)具具有較高高的熱效效率。根據(jù)以上上分析，Uppper先先生的控控制系統(tǒng)統(tǒng)誕生了了，燃油油標(biāo)準(zhǔn)，這個燃燃油參考考指令被被選為最最小值選選擇器，燃油供供給系統(tǒng)統(tǒng)的燃油油參考指指令最少少。 從從動態(tài)特特性的角角度來看看，燃?xì)鈿廨啓C(jī)和和汽輪機(jī)機(jī)有許多多不同點(diǎn)點(diǎn)。 一一個明顯顯的區(qū)別別是燃?xì)鈿廨啓C(jī)必必須保持持維持大大部分燃燃料流量量所需的的燃料流流量。5)余熱熱鍋爐和和汽機(jī)系系統(tǒng)：（補(bǔ)燃型型 所以以輸出蒸蒸汽聯(lián)恒恒定）與傳統(tǒng)的的鍋爐渦渦輪式火火力發(fā)電電機(jī)組相相比，再再燃燒式式余熱鍋鍋爐無法法實(shí)現(xiàn)的的燃料調(diào)調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)化化為被動動提供燃燃?xì)廨啓C(jī)機(jī)排氣的的熱力渦渦輪機(jī)的的機(jī)械性性能，同同時(shí)， 由于聯(lián)聯(lián)合循環(huán)環(huán)

49、機(jī)組產(chǎn)產(chǎn)出比例例較小（約300201），通常對對汽輪機(jī)機(jī)的控制制通常是是簡化的的，以控控制一般般的汽輪輪機(jī)，最最大余熱熱利用氣氣體， 汽輪機(jī)機(jī)集成循循環(huán)只適適用于壓壓力控制制設(shè)計(jì)模模式，而而且更為為普遍。但是對于于燃機(jī)輪輪機(jī)排氣氣溫度（5033）較較低的本本系統(tǒng)選選擇補(bǔ)燃燃型余熱熱鍋爐可可以保證證汽輪組組的最大大出力，從而保保證電網(wǎng)網(wǎng)有足夠夠的電力力拖動兩兩臺壓縮縮機(jī)。補(bǔ)補(bǔ)燃新余余熱鍋爐爐的輸出出蒸汽量量可以視視為恒定定值。3.2 燃?xì)廨嗇啓C(jī)控制制系統(tǒng)建建模3.2.1 燃燃?xì)廨啓C(jī)機(jī)的模型型燃?xì)廨啓C(jī)機(jī)是聯(lián)合合循環(huán)裝裝置最主主要組成成部分之之一，為為建立合合理的數(shù)數(shù)學(xué)模型型，現(xiàn)做做出以下下假設(shè)：1

50、）進(jìn)入入壓氣機(jī)機(jī)的空氣氣的溫度度等于外外界環(huán)境境溫度；2）進(jìn)入入壓氣機(jī)機(jī)和透平平內(nèi)作為為工質(zhì)的的氣體被被認(rèn)為是是理想氣氣體； 3）氣體體作為工工質(zhì)與外外界進(jìn)行行熱量交交換的過過程中，焓的變變化相對對很小，熱傳遞遞量可以以忽略不不計(jì)； 4）燃料料在燃燒燒室內(nèi)充充分燃燒燒。 燃?xì)廨啓C(jī)機(jī)模型的的建立分分為多個個模塊，通過將將各個部部件的模模塊分別別建模，然后連連結(jié)成為為整體的的燃?xì)廨嗇啓C(jī)模型型。（一）壓壓氣機(jī)模模塊壓縮機(jī)的的作用是是對空氣氣中的壓壓縮進(jìn)行行恒定的的壓力，然后與與燃燒室室和燃料料混合。 提高高燃料對對高壓空空氣的燃燃燒效率率的工作作原理是是通過氣氣體的增增壓強(qiáng)度度和能量量向高速速旋轉(zhuǎn)葉

51、葉片逐漸漸提供燃燃燒室完完全燃燒燒。若將壓氣氣機(jī)內(nèi)部部作為工工質(zhì)的空空氣在流流動時(shí)的的質(zhì)量和和動量視視為近似似于零，且認(rèn)為為壓氣機(jī)機(jī)內(nèi)部與與外界的的能量損損失和壓壓氣機(jī)內(nèi)內(nèi)部的容容積可以以忽略不不計(jì)，則則壓氣機(jī)機(jī)部件的的特性方方程可確確定如下下： c=f1(GinT1P1 ,n/T1 ) (4-1)c=f2(GinT1 P1,n/T1) (4-2)式中1，2是壓氣氣機(jī)特性性函數(shù)，可由壓壓氣機(jī)特特性曲線線獲得本文采用用模塊庫庫中的二二維查表表函數(shù)模模塊方式式，通過過設(shè)置離離散點(diǎn)的的數(shù)值，采取線線性插值值法計(jì)算算壓氣機(jī)機(jī)工作特特性，然然后采用用外插查查表模塊塊的方式式對其特特性進(jìn)行行描述。然后，通

52、過與與不同的的轉(zhuǎn)換速速度不同同的轉(zhuǎn)換換流量來來計(jì)算壓壓縮機(jī)的的壓縮比比效率。其中n/T1為折合合轉(zhuǎn)速，GinT1/P1為折合合流量，Gin為進(jìn)口口流量，T1為進(jìn)口口溫度，P1為進(jìn)口口壓力，c為壓比比，c為效效率。T1= TaT2= T11+ckc-1kc-1c (44-4) P1=Pa1-1 (4-5)P2=cP1 (4-6) Nc=GinCpa(T2-T1) (4-7)式中，1為為壓力損損失系數(shù)數(shù)，Pa為大大氣壓力力，Ta為大大氣溫度度，T2為出出口溫度度，kc為空空氣比熱熱比，P2為為出口壓壓力，Cpa為為空氣的的定壓比比熱，Nc為為壓氣機(jī)機(jī)功耗。（二）容容積模塊塊在各個部部件之間間，工質(zhì)

53、質(zhì)流動時(shí)時(shí)，其連連接空間間可近似似看作一一個整體體部分35，即為為容積模模塊。由由于工質(zhì)質(zhì)在不同同部件間間迅速流流動，滯滯留的時(shí)時(shí)間短，所以近近似的認(rèn)認(rèn)為工質(zhì)質(zhì)向外界界環(huán)境的的熱量損損失以及及進(jìn)出容容積模塊塊的壓差差可以忽忽略不計(jì)計(jì)。對于于連接部部分工質(zhì)質(zhì)的純流流動，計(jì)計(jì)算容積積模塊入入口和出出口之間間的流量量差而產(chǎn)產(chǎn)生的壓壓力差，認(rèn)為容容積內(nèi)工工質(zhì)的平平均壓力力為 PP，容積積模塊的的數(shù)學(xué)方方程為：dpoutdt=RTinv(Gin-Gout) (44-8)式中，PPoutt為容腔腔出口總總壓，RR 為氣氣體常數(shù)數(shù)，Tin為容容腔進(jìn)口口總溫，V 為容容積，tt 為時(shí)時(shí)間，GGin、Goutt

54、分別為為容腔進(jìn)進(jìn)出口流流量。圖 容積積，模塊塊（三）燃燃燒室模模塊在燃燒室室中，高高壓的空空氣被持持續(xù)不斷斷的送入入，與燃燃料混合合后并充充分燃燒燒，產(chǎn)生生作為工工質(zhì)的高高溫燃?xì)鈿?，以?qū)驅(qū)動透平平發(fā)出功功率。燃燃燒室的的出口壓壓強(qiáng)P3=P2b (4-99)式中，PP2、PP3分別別為燃燒燒室進(jìn)出出口壓強(qiáng)強(qiáng)，bb為燃燒燒室壓力力恢復(fù)系系數(shù)。 燃燒室室的出口口溫度為為：T3=GincpT2+LHVbGf(Gout+Gf)cpT2+LHVbGfGoutcp (4-10)式中，GG為燃燃料流量量，Giin、GGoutt分別為為進(jìn)、出出口空氣氣流量，cp為燃?xì)鈿獗葻幔?b為燃燒燒室效率率，LHHV 為為

55、燃料低低位發(fā)熱熱值。圖 燃燒燒時(shí)模塊塊（四）透透平模塊塊在燃燒室室中產(chǎn)生生的燃?xì)鈿膺M(jìn)入透透平中作作為工質(zhì)質(zhì)發(fā)出功功率。燃燃?xì)廨啓C(jī)機(jī)的透平平產(chǎn)生的的功可以以分為兩兩部分，一部分分功用來來帶動壓壓氣機(jī)持持續(xù)不斷斷的壓縮縮進(jìn)入的的空氣，另一部部分功傳傳遞給動動力透平平，輸出出功率帶帶動負(fù)載載工作?？梢?，燃?xì)庠谠谕钙街兄邪l(fā)出的的功一定定包含了了帶動壓壓氣機(jī)給給空氣升升高壓力力的那部部分功，剩下的的一部分分功用來來傳遞給給動力渦渦輪輸出出給外界界負(fù)荷。透平入口口流量和和透平效效率與透透平膨脹脹比的關(guān)關(guān)系為：Gcor=f3(t)t=f4(t) (4-11)Gin=GcorpinTin (44-122)式中

56、，TTin為為透平入入口溫度度，Pin為透平平入口壓壓強(qiáng)，t為透平平的膨脹脹比。透透平發(fā)出出的功率率為：Nt=GinCPTin-Tout (4-13)透平的出出口溫度度為：Tout=Tin(1-|1-tRCP|t) (44-144)式中，TTin，Touut分別別為透平平入口和和出口的的溫度，cp為燃燃?xì)舛▔簤罕葻?，R 為氣氣體常數(shù)數(shù)， GGin為透平的的入口流流量。透透平出口口壓力為為：Pout=Pint (4-115)（五）轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子模塊塊轉(zhuǎn)子存在在于燃?xì)鈿廨啓C(jī)的的高、低低壓壓氣氣機(jī)渦輪輪和動力力渦輪，其中壓壓氣機(jī)部部分轉(zhuǎn)子子的負(fù)荷荷為壓氣氣機(jī)消耗耗的功，動力渦渦輪轉(zhuǎn)子子的負(fù)荷荷為外界界負(fù)載所

57、所需要的的功率。轉(zhuǎn)子具有有的轉(zhuǎn)動動能隨轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速速的大小小而改變變。當(dāng)轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速穩(wěn)定定不發(fā)生生變化時(shí)時(shí)，轉(zhuǎn)子子發(fā)出的的功與轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子消耗耗的功相相互平衡衡366。當(dāng)當(dāng)轉(zhuǎn)子上上發(fā)出和和消耗的的功不能能相互平平衡時(shí)，轉(zhuǎn)子的的轉(zhuǎn)速就就處于變變化過程程中。由動量守守恒關(guān)系系得出，轉(zhuǎn)子的的動態(tài)方方程可表表達(dá)為：式中， Nt、Nl分別別為轉(zhuǎn)子子輸出的的功率和和負(fù)荷消消耗的功功率。Jddt=Nt-N1 (44-166)=2n60 (4-17)圖 轉(zhuǎn)子子模塊模模型（六）燃燃?xì)廨啓C(jī)機(jī)整體模模型燃?xì)廨啓C(jī)機(jī)整體模模型由壓壓氣機(jī)、燃燒室室、高、低壓透透平、動動力透平平、容積積模塊、轉(zhuǎn)子模模塊等部部分所構(gòu)構(gòu)成，圖圖 4

58、.6 為為將子系系統(tǒng)封裝裝的燃?xì)鈿廨啓C(jī)整整體模型型。圖 4.6 燃?xì)廨嗇啓C(jī)整體體仿真模模型余熱鍋爐爐-汽輪輪機(jī)系統(tǒng)統(tǒng)模型本文以某某單壓無無補(bǔ)燃余余熱鍋爐爐為研究究對象。余熱鍋鍋爐的換換熱過程程實(shí)際上上是利用用燃?xì)廨嗇啓C(jī)的排排氣所產(chǎn)產(chǎn)生的余余熱，加加熱水產(chǎn)產(chǎn)生過熱熱蒸氣的的過程37。在廢廢熱鍋爐爐中，為為了吸收收果酒機(jī)機(jī)械的熱熱值，由由于廢熱熱鍋爐煙煙氣和廢廢氣煙氣氣之間的的熱量差差，可以以建立熱熱平衡關(guān)關(guān)系，以以此建立立余熱鍋鍋爐的數(shù)數(shù)學(xué)模型型。 為最終終做到準(zhǔn)準(zhǔn)確合理理的對余余熱鍋爐爐模塊進(jìn)進(jìn)行數(shù)學(xué)學(xué)描述，在建立立模型之之前先做做以下假假設(shè)： （1）從給給水泵的的給水不不含蒸汽汽； （2）認(rèn)

59、認(rèn)為水是是不可壓壓縮的流流體，各各部件間間不飽和和水的密密度近似似相等；（3）省省煤器內(nèi)內(nèi)冷水比比熱為常常數(shù)； （4）考考慮到蒸蒸汽鍋筒筒壁的溫溫度和飽飽和蒸汽汽鍋筒內(nèi)內(nèi)部的溫溫度是相相同的，即在動動力學(xué)過過程中工工件與壁壁之間傳傳熱的蒸蒸汽鍋筒筒； （5）認(rèn)認(rèn)為煙氣氣是理想想氣體，不考慮慮煙氣流流動時(shí)的的阻力，并且進(jìn)進(jìn)入和流流出余熱熱鍋爐的的煙氣流流量相等等。余熱鍋爐爐和汽輪輪機(jī)工藝藝流程圖圖，余熱熱鍋爐利利用余熱熱預(yù)熱加加熱汽輪輪機(jī)旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)工作，供水發(fā)發(fā)電，汽汽輪機(jī)，聯(lián)合國國循環(huán)發(fā)發(fā)電廠的的功率密密度約為為30 循環(huán)環(huán)發(fā)電廠廠的重要要組成部部分。由圖 44.7 的余熱熱鍋爐汽汽機(jī)簡要要流程圖

60、圖中可以以看出，余熱鍋鍋爐吸收收燃?xì)廨嗇啓C(jī)的排排煙熱量量，在汽汽包及過過熱器中中產(chǎn)生蒸蒸汽m，再經(jīng)經(jīng)過進(jìn)汽汽控制閥閥，進(jìn)入入蒸汽輪輪機(jī)作功功。 燃?xì)夥欧懦龅臒釤崃縌gg取決于于燃?xì)廨嗇啓C(jī)的排排氣流量量和溫度度。Qg=mgas(CpinTgasin-CpoutTgasout)其中：Cpin和和Cpout為進(jìn)口口燃?xì)獾牡亩▔罕缺葻?，mgas為為燃?xì)赓|(zhì)質(zhì)量流量量，Qg為燃燃?xì)鉄崃苛浚琓gasin和Tgasout分別為為燃?xì)膺M(jìn)進(jìn)出口溫溫度。水水在余熱熱鍋爐中中吸熱變變成水蒸蒸汽，吸吸熱量為為Q。Q = Qg HRRSG其中HRSSG換熱熱效率，焓值升升高，即即：Q=mshs-mwhw式中hs為主主蒸汽