CCPP煤气系统建模及压缩机防喘策略研究

【摘要】：联合循环发电机组(Combined Cycle Power Plant-CCPP)以高效和环保的特点,受到世界各国越来越多的关注和广泛应用。将CCPP应用于钢厂备用电厂,利用钢厂富余煤气发电,有利于能源的回收再利用和减少环境污染物的排放。然而CCPP联合循环机组对煤气系统的要求非常高,煤气流量,压力和温度的变化都会给整个机组的安全高效运行造成很大影响。因此对煤气系统的研究具有重要的现实意义。 本文以宝钢集团罗泾钢厂备用电厂的CCPP联合循环发电机组的煤气系统为研究对象,针对目前煤气系统流量和压力波动较大,压缩机喘振频繁等问题,通过机理分析建立了以离心压缩机为核心的CCPP煤气系统数学模型,并从系统实际运行的角度出发,提出了切实可行的防喘控制策略。最后基于上述煤气系统模型及防喘策略进行了仿真研究。 仿真结果表明,本文所建立的煤气系统机理模型结构合理,准确可靠,能够正确反映各个设备的特性以及系统联合运行时的特性。仿真结果同时也表明,本文提出的防喘控制策略对于压缩机的喘振问题能够提供切实有效的控制,并取得了良好的控制效果。 【关键词】：CCPP 煤气系统 建模 机理模型 离心式压缩机 防喘
【学位授予单位】：东北大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2010
【分类号】：TM611.3;TH452
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第1章 绪论9-13
• 1.1 CCPP联合循环发电机组概述9-11
• 1.1.1 CCPP联合循环发电机组发展现状9-11
• 1.1.2 CCPP联合循环在钢厂备用电厂中的应用11
• 1.2 CCPP煤气系统概述及其研究意义11-12
• 1.3 本文主要工作12-13
• 第2章 CCPP煤气系统的组成及其工作原理13-27
• 2.1 CCPP煤气系统的结构及工艺流程13-14
• 2.1.1 CCPP煤气系统的结构13
• 2.1.2 CCPP煤气系统的工艺流程13-14
• 2.2 离心式压缩机14-24
• 2.2.1 离心式压缩机的结构与工作原理14-16
• 2.2.2 离心式压缩机的性能曲线与工作点16-19
• 2.2.3 旋转失速、喘振及阻塞19-24
• 2.3 煤气系统其它设备24-25
• 2.3.1 冷却器24-25
• 2.3.2 气水分离器25
• 2.3.3 控制阀25
• 2.4 本章小结25-27
• 第3章 CCPP煤气系统模型27-47
• 3.1 CCPP煤气系统典型结构27-28
• 3.2 压缩机模型的建立28-38
• 3.2.1 叶轮进出口气流速度分析28-29
• 3.2.2 离心压缩机中的能力损失29-34
• 3.2.3 离心压缩机中的能量传递34-35
• 3.2.4 实际能量传递与压力升高的关系35-37
• 3.2.5 离心压缩机出口温度37-38
• 3.2.6 离心压缩机数学模型38
• 3.3 其他设备数学模型的建立38-42
• 3.3.1 冷却器模型38-42
• 3.3.2 煤水分离器模型42
• 3.3.3 控制阀模型42
• 3.4 煤气系统模型42-44
• 3.5 本章小结44-47
• 第4章 压缩机防喘策略47-59
• 4.1 压缩机防喘控制方法概述47-51
• 4.1.1 离心压缩机的调节方法47-48
• 4.1.2 压缩机防喘控制方法48-51
• 4.2 压缩机防喘策略的研究51-54
• 4.2.1 控制线的确定52
• 4.2.2 防喘振PID控制52-53
• 4.2.3 阀跳变53-54
• 4.3 基于CCPP煤气系统模型的防喘仿真研究54-57
• 4.4 本章小结57-59
• 第5章 总结与展望59-61
• 参考文献61-65
• 致谢65

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