煤气压缩机数据建模

【摘要】：随着工业规模的不断扩大和工业过程复杂性的日益增加,离心压缩机被广泛应用于冶金、石油、化工、天然气输送以及制冷等工业部门。离心压缩机虽有很多优点,但也有其本身难以消除的缺点,如不适用于气量小的场合、稳定工况区较窄、易喘振等等。喘振是离心压缩机的固有特性,出现喘振是很危险的,严重时会危及压缩机的安全,为了保证离心压缩机稳定、长周期运行,必须快速判断使其脱离喘振工况。 本文以宝钢集团的燃气—蒸汽联合循环发电机组的煤气系统为研究对象。针对上述出现的一些问题,从系统实际运行的角度出发,通过数据建模和混合建模的方法建立煤气系统中离心压缩机的数学模型。由于系统具有多变量、非线性的特性,传统的数据建模方法在处理非线性问题上精度不高。本文采用基于核函数的偏最小二乘(KPLS)方法,利用核函数将低维空间的非线性回归转化为高维空间的线性回归,KPLS方法可以克服实际生产工艺中非线性因素对模型的不利影响。 本文利用现场的数据,以煤气成分、质量流量、入口压力、入口温度等作为输入变量,建立基于KPLS方法的离心压缩机模型。针对机理模型误差较大、精度不高的问题,建立了离心压缩机混合模型。混合模型是由机理模型和误差补偿器两部分并联组成,采用基于KPLS方法训练误差补偿器。仿真分析表明基于KPLS方法的压缩机模型准确可靠、精度较高。 【关键词】：煤气系统 离心式压缩机 KPLS方法 数据模型
【学位授予单位】：东北大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2011
【分类号】：TH452
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第1章 绪论9-17
• 1.1 课题背景及研究意义9-10
• 1.2 离心压缩机建模发展现状10-11
• 1.3 过程建模方法11-15
• 1.3.1 机理建模11-12
• 1.3.2 实验建模12-15
• 1.3.3 混合建模15
• 1.4 课题主要研究内容15-17
• 第2章 CCPP煤气系统工艺分析17-29
• 2.1 CCPP煤气系统的结构及工艺流程17-18
• 2.1.1 CCPP煤气系统的结构17
• 2.1.2 CCPP煤气系统的工艺流程17-18
• 2.2 离心式压缩机的结构组成及工作原理18-27
• 2.2.1 离心式压缩机的结构组成18-21
• 2.2.2 离心式压缩机的特点21-22
• 2.2.3 离心式压缩机的工作原理及性能22-27
• 2.3 离心式压缩机影响变量分析27-28
• 2.4 本章小结28-29
• 第3章 离心式压缩机数据模型29-51
• 3.1 数据来源与分析29-30
• 3.2 过程数据预处理30-31
• 3.2.1 预处理的必要性30-31
• 3.2.2 预处理方法31
• 3.3 基于核函数的偏最小二乘(KPLS)方法31-42
• 3.3.1 偏最小二乘(PLS)方法31-38
• 3.3.2 核函数38-40
• 3.3.3 核偏最小二乘(KPLS)方法40-42
• 3.4 基于KPLS压缩机模型的建立42-49
• 3.4.1 数据选取和采集42-43
• 3.4.2 核函数参数的选择43-44
• 3.4.3 模型的建立与仿真分析44-49
• 3.5 本章小结49-51
• 第4章 离心压缩机混合模型51-61
• 4.1 压缩机机理模型分析51-54
• 4.1.1 级中的能量损失51-52
• 4.1.2 离心压缩机的等熵效率52
• 4.1.3 能量传递与压力升高52-53
• 4.1.4 离心压缩机出口温度53-54
• 4.1.5 离心压缩机机理模型54
• 4.2 压缩机补偿模型54-55
• 4.3 压缩机混合模型55-56
• 4.4 模型的建立与仿真分析56-60
• 4.5 本章小结60-61
• 第5章 总结与展望61-63
• 参考文献63-67
• 致谢67

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