超临界机组协调控制系统优化设计与仿真研究

论文摘要

超临界技术是火力发电技术中越来越重要的技术,为超超临界技术铺垫了道路。相比较亚临界技术而言,超临界应用的效率有了大幅度的提高,其节能环保的特性深受各国重视。目前,我国电力系统正在蓬勃发展中,超临界技术已经成熟发展为主力军了。但是我们国家的超临界技术在设计、制造、运行、维护等多方面的水平仍然不及国外先进水平,需要大批人才对国产600MW机组的DCS系统进行深入研究,挖掘出超临界技术的潜在优势。本文对超临界机组协调控制系统的概念、特性、数学模型、原理进行了详细阐述,描述了DCS系统的历史背景、研究现状、技术特点和发展趋势。对协调控制中的设计、仿真做了深入研究,从蒸汽温度和燃烧调节两个难点系统模块的自动控制进行仿真,对协调控制方式下做了负荷变动试验。本文将理论与实际相结合,以华能平凉2*600MW超临界机组协调控制系统为实例,对该系统进行简要的分析,以此进行仿真结果的模拟验证,得到的模拟结果符合系统控制要求指标。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 选题目的与研究的意义
• 1.2 国内外发展现状
• 1.3 课题的核心研究DCS 技术的优势
• 1.4 课题研究的预期目标和主要内容
• 第二章 系统介绍
• 2.1 引言
• 2.2 超临界机组协调控制概念
• 2.2.1 间接能量平衡（IEB）协调控制系统
• 2.2.2 直接能量平衡（DEB）协调控制系统
• 2.3 超临界机组的动态特性
• 2.4 超临界机组协调控制的数学模型
• 2.5 超临界机组协调控制原理
• 2.6 超临界机组协调控制器的设计
• 2.7 本章小结
• 第三章 DCS 系统设计
• 3.1 DCS 系统设计原则
• 3.2 DCS 系统结构设计
• 3.3 DCS 系统功能模块划分及核心模块说明
• 3.3.1 汽轮机控制模块
• 3.3.2 通风控制模块
• 3.3.3 燃料控制模块
• 3.3.4 给水控制模块
• 3.3.5 汽温控制模块
• 3.4 本章小结
• 第四章 系统的仿真实现
• 4.1 协调控制器的仿真
• 4.2 蒸汽温度控制仿真
• 4.2.1 过热喷水减温控制
• 4.2.2 蒸汽温度控制仿真总结
• 4.3 燃烧控制仿真
• 4.3.1 燃料控制仿真子系统
• 4.3.2 送风控制仿真子系统
• 4.3.3 引风控制仿真子系统
• 4.3.4 燃烧控制仿真总结
• 4.4 给水控制器的设计优化
• 4.4.1 超临界直流锅炉的给水-燃料比值控制
• 4.4.2 给水指令的生成
• 4.4.3 给水调节的执行级控制
• 4.4.4 采用中间焓值信号给水控制器的优化设计
• 4.4.5 PID 控制器的整定结果
• 4.4.6 控制器的优化
• 4.4.7 控制器PID3 的优化结果
• 4.4.8 PID2 控制器的优化
• 4.4.9 PID1 控制器的优化
• 4.4.10 有前馈控制的焓值信号给水控制的仿真
• 4.4.11 给水控制仿真总结
• 4.5 本章小结
• 第五章 仿真结果在工程中的模拟试验
• 5.1 华能平凉2*600MW 超临界机组协调控制系统简介
• 5.2 机组协调控制系统的DCS 结构
• 5.3 机组协调控制系统的特点分析
• 5.4 仿真结果在机组协调控制系统的模拟试验
• 5.4.1 主要控制参数曲线
• 5.4.2 负荷变动模拟试验
• 5.5 本章小结
• 第六章 总结与展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录