电厂循环水系统的建模与优化

论文摘要

循环水泵作为热电厂的重要辅机,是一个庞大的动力系统,其供水量一般是汽轮机排汽量的50-70倍,同时它消耗的电能约占总发电量的1%-1.5%。因此,研究开发循环水系统的最优运行方式,对于节约厂用电、提高电厂运行的经济性具有重要意义。循环水系统最优化运行的目标函数汽轮机的发电量与△pT与循环水泵的耗电量△pb的差额达到最大。因此要知道汽轮机出力与真空的关系。真空与循环泵的流量有关。所以研究循环泵的最优运行方式和最优真空就要进行搜索计算,找出其最优的叶片角度。本文根据电厂的实际数据,建立了电厂（没有使用高压变频器）凝汽器系统最佳真空的模型,并用SQP算法进行寻优,得到其最佳解。我们知道,随着变频技术的发展以及智能优化算法理论的发展,建立循环水泵的变频轴功率模型已经成为可能。对于电厂循环水泵轴效率优化模型,采用目前国外发展比较成熟的遗传算法进行求解,并求出了最优解。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 课题研究的背景与意义
• 1.2 国内外研究状况
• 1.3 论文的主要内容
• 第二章 凝汽器系统的建模及优化
• 2.1 引言
• 2.2 汽轮机输出功率建模
• 2.2.1 凝汽器系统参数
• 2.2.2 汽轮机背压和凝汽器压力的关系
• 2.2.3 凝汽器压力的定义和计算
• 2.2.4 冷却水进口温度
• 2.2.5 冷却水温升
• 2.2.6 凝汽器传热端差
• 2.2.7 凝汽器压力
• 2.2.8 凝汽器总体传热系数的简化计算
• 2.2.9 汽轮机功率增量
• 2.2.10 拟合汽轮机的功率—背压曲线
• 2.3 循环水泵的耗功建模
• 2.3.1 循环水泵相关数据
• 2.3.2 循环水泵的工作特性曲线方程拟合
• 2.3.2.1 扬程—流量曲线方程
• 2.3.2.2 效率—流量特性曲线方程
• 2.3.3 循环水泵的耗功计算
• 2.4 系统模型建立及求解
• 2.5 SQP算法简介
• 2.6 SQP算法求解凝汽器真空模型
• 2.7 本章小结
• 第三章 电厂循环水泵轴效率优化模型
• 3.1 引言
• 3.2 火电厂辅控系统概况介绍
• 3.3 变频调速技术的应用
• 3.3.1 交流变频调速的优异特性
• 3.3.2 与其它调速方法的比较
• 3.3.3 变频调速合理应用
• 3.3.4 变频器容量的确定
• 3.3.5 变频调速技术在循环水泵的运用
• 3.3.5.1 循环水泵的变频控制原理
• 3.3.5.2 循环水泵电机一次回路改造
• 3.3.5.3 循环水泵电机的控制模式
• 3.3.5.4 变频器手动/自动控制方式的实现
• 3.3.5.5 循环水泵在变频方式下的优点
• 3.3.5.6 变频器在循环水泵中的应用
• 3.3.5.7 循环水泵调速运转节能原理
• 3.4 离心式给水泵的特性研究
• 3.4.1 离心式给水泵的参数和性能曲线
• 3.4.2 离心式给水泵的并联运行特性与变速调节
• 3.4.3 离心式给水泵的特性方程
• 3.5 离心式给水泵高效工作区约束条件
• 3.6 系统模型建立
• 3.7 本章小结
• 第四章 循环水泵效率优化模型的遗传算法求解
• 4.1 遗传算法简介
• 4.1.1 遗传算法的生物学基础
• 4.1.2 遗传算法特点
• 4.1.3 遗传算法的应用
• 4.1.4 遗传算法的现状
• 4.2 循环水系统优化模型的遗传算法模型
• 4.3 循环水系统优化模型的遗传算法模型求解
• 4.4 本章小结
• 第五章 总结与展望
• 5.1 论文总结
• 5.2 工作展望
• 致谢
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间完成的论文