离心压缩机模型参数辨识与防喘控制研究

论文摘要

为了适应循环经济发展的需要,合理利用钢铁冶炼过程中的富余煤气,节约能源,同时减少煤气放散带来的环境污染,宝钢投产建成兼具经济效益和社会效益的燃气—蒸汽联合循环发电工程。离心压缩机为燃气轮机提供高压煤气,是整个发电工艺流程的重要设备。喘振是离心压缩机工作在小流量时的不稳定状态,对压缩机本身有严重的损害性,同时会对整个机组的正常运行造成很大影响。本文以宝钢联合循环发电机组离心压缩机为对象,研究离心压缩机运行过程中的防喘问题。通过分析离心压缩机的工作机理,利用压缩机对煤气做功过程中的能量守恒以及煤气质量守恒关系,建立离心压缩机的机理模型。结合现场大量实测数据,采用遗传算法辨识机理模型中的五个非线性参数,得到离心压缩机的准确模型。在此模型基础上求得压缩机实际运行过程中的喘振点,并根据现场实际需求设计合适的防喘振控制方案。仿真结果表明,基于遗传算法参数辨识的模型能够更准确的反映离心压缩机的实际运行状况,并且能确定压缩机实际运行中的喘振点。在此基础上设计的防喘振控制方案能够有效的防止离心压缩机喘振的发生。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题背景及研究意义
• 1.2 研究现状
• 1.2.1 压缩机概述
• 1.2.2 参数辨识研究
• 1.2.3 防喘振控制概述
• 1.3 本文研究内容和主要工作
• 第2章 离心压缩机工作机理分析
• 2.1 离心压缩机工作原理及性能描述
• 2.1.1 工作原理
• 2.1.2 主要性能描述
• 2.2 离心压缩机的工作点及其调节
• 2.3 离心压缩机模型的建立
• 2.3.1 叶轮进出口气流速度分析
• 2.3.2 能量损失
• 2.3.3 离心压缩机的机理模型
• 2.4 本章小结
• 第3章 基于遗传算法的离心压缩机模型参数辨识
• 3.1 遗传算法基本原理
• 3.1.1 遗传算法概述
• 3.1.2 标准遗传算法计算过程
• 3.1.3 模式定理
• 3.1.4 遗传算法的特点
• 3.2 离心压缩机模型参数辨识
• 3.2.1 模型参数的分析
• 3.2.2 遗传算法的设计
• 3.2.3 仿真分析
• 3.3 本章小结
• 第4章 离心压缩机防喘振控制研究
• 4.1 喘振机理和现象分析
• 4.1.1 喘振现象的产生
• 4.1.2 喘振的判断方法
• 4.1.3 影响离心压缩机喘振的因素
• 4.2 防喘振控制方法
• 4.2.1 主动控制法
• 4.2.2 被动控制法
• 4.3 防喘振控制方案设计与仿真分析
• 4.3.1 控制方案设计
• 4.3.2 仿真分析
• 4.4 本章小结
• 第5章 总结与展望
• 参考文献
• 致谢