燃煤機組全流程機理建模及若干關(guān)鍵運行與控制優(yōu)化問題研究.pdf

1、火力發(fā)電，尤其是燃煤機組發(fā)電是我國電力工業(yè)的主體。但是，由于所涉學(xué)科領(lǐng)域多、機理復(fù)雜、測點不完備以及固有的時變、非線性、大時滯、多變量、多干擾等特性，燃煤機組在工藝、運行、控制優(yōu)化等方面還有大量問題有待解決。隨著我國經(jīng)濟發(fā)展帶來的環(huán)境污染影響日益凸顯，對燃煤機組的運行優(yōu)化、性能評估、控制優(yōu)化的需求也越來越迫切。
　　本文涉及燃煤機組全流程機理建模以及基于模型的若干關(guān)鍵變量在線監(jiān)測、運行優(yōu)化、控制優(yōu)化問題。本文的主要研究成果包括：<

2、br>　?。?）改進了工質(zhì)物性參數(shù)的計算公式IAPWS-IF97在臨界區(qū)的計算方法，提出迭代法與工質(zhì)狀態(tài)判定相結(jié)合的方法，解決了直接采用溫度、壓力迭代計算密度時的多解問題。
　?。?）提出了基于氧量在線測量和煤質(zhì)離線分析的煙氣成分實時估計方法，以及適用于溫度范圍273.15~2000 K、壓力范圍0~200 kPa的基于煙氣成分實時估計的煙氣物性參數(shù)計算方法。
　?。?）建立了燃煤機組全流程機理模型。對于鍋爐側(cè)，建立了制粉系

3、統(tǒng)、蒸發(fā)系統(tǒng)、換熱器系統(tǒng)、金屬壁能量動態(tài)蓄積、熱損失的集總或準(zhǔn)分布參數(shù)的機理模型；對于汽機側(cè)，建立了汽輪機系統(tǒng)、回?zé)岢槠到y(tǒng)、冷端系統(tǒng)機理模型。
　　（4）研究了基于鍋爐側(cè)機理模型的入爐煤低位發(fā)熱量的在線辨識方法，并從72小時、一月兩個時間尺度上，分別采用原始化驗值與剔除化驗誤差后的校正化驗值對實時辨識的低位發(fā)熱量進行驗證，結(jié)果表明所提在線辨識方法具有較高的精度和較強的實用性。進而，提出了基于入爐煤低位發(fā)熱量在線辨識的燃料主控優(yōu)化

4、方案，并對鍋爐側(cè)能效進行了實時評估。
　?。?）研究了在線確定并滾動更新機組煤耗特性的方法。提出了四種調(diào)度模式下的最優(yōu)化問題，并通過實例驗證了四種調(diào)度模式下，根據(jù)機組煤耗特性合理分配機組負(fù)荷，可以達到明顯的節(jié)能降耗效果。
　?。?）研究了汽輪機系統(tǒng)的白箱與黑箱模型，利用二者的等效性，推導(dǎo)出了低壓缸排汽濕度的在線監(jiān)測方法。研究了通用于單背壓、雙背壓凝汽器冷端系統(tǒng)的最優(yōu)化問題，提出了冷端優(yōu)化計算流程，結(jié)果表明冷端系統(tǒng)具有明顯的潛