联合循环机组运行优化：模型、算法与应用

论文摘要

随着我国燃气-蒸汽联合循环机组的大量投运,研究厂级的优化运行方式在理论和实践上都具有重要的意义。本文针对S109FA型燃用天然气、单轴重型燃气轮机联合循环机组进行优化运行模型、算法与应用的研究,优化运行的内容主要包括负荷分配、压气机水洗、停机优化等,这些方面的研究契合当前联合循环机组安全、稳定、经济运行的紧迫要求。机组间负荷优化分配包括实时的负荷分配和计划负荷分配两部分。随着负荷的改变,机组的各项性能指标都会有显著变化。在机组安全运行的条件下,综合考虑各项运行成本,包括燃料消耗、开停机损耗等,通过免疫-禁忌算法,得出机组间负荷最优分配方式,为机组运行提供决策依据。压气机水洗优化是为了处理压气机在使用过程中,由于空气中含有的大量杂质,导致压气机结垢的问题。由于压气机结垢直接导致了压气机通流能力和压缩能力的下降,引起机组热效率降低。通过分析压气机水洗标准,在对压气机实际性能和理论性能的实时计算的基础上,给出水洗决策建议。气量约束条件下的机组停机优化是通过对研究的对象机组性能的分析计算,分别制定各台机组的停机计划,在保证机组安全停机的前提下,以达到发电量最大的目的,产生最大的经济效益。在程序实现上,采用了.NET程序设计框架和C#语言,充分利用了PI实时/历史数据库和SQL Server各自在数据管理上的优势。为了提高用户体验,数据在WEB界面上的显示主要以图形出现。

论文目录

• 致谢
• 摘要
• Abstract
• 目次
• 第一章 绪论
• 1.1 课题的研究意义及背景
• 1.2 课题的研究内容
• 1.2.1 优化负荷分配方法
• 1.2.2 压气机水洗计算方法
• 1.2.3 气量约束条件下的机组优化运行（停机优化）
• 1.3 相关或类似课题目前研究水平
• 1.3.1 机组间负荷分配
• 1.3.2 压气机水洗决策
• 1.3.3 气量约束条件下的机组运行
• 1.4 研究对象介绍
• 1.4.1 机组基本结构
• 1.4.2 燃烧方式
• 1.5 本章小结
• 第二章 负荷分配优化
• 2.1 负荷分配的控制逻辑
• 2.2 耗量特性曲线
• 2.2.1 变工况运行
• 2.2.2 设计工况试验数据和分析
• 2.3 负荷分配模型
• 2.3.1 实时负荷分配模型
• 2.3.2 计划负荷分配模型
• 2.4 算法与实现
• 2.4.1 负荷优化分配算法
• 2.4.2 算法参数说明与设定
• 2.4.3 计算流程
• 2.5 负荷优化分配测试
• 2.5.1 实时负荷分配测试
• 2.5.2 计划负荷分配测试
• 2.6 本章小结
• 第三章 压气机水洗优化
• 3.1 压气机结垢与危害
• 3.2 压气机特性曲线
• 3.3 性能特性曲线拟合
• 3.3.1 实验数据
• 3.3.2 数据处理和分析
• 3.4 水洗标准探讨
• 3.4.1 当前的水洗安排
• 3.4.2 水洗经济性分析
• 3.5 本章小结
• 第四章 气量约束下的停机优化
• 4.1 优化停机模型
• 4.1.1 模型建立
• 4.1.2 停机优化过程
• 4.1.3 机组升、降负荷过程
• 4.2 模型分析与计算
• 4.2.1 耗量特性曲线的修正
• 4.2.2 负荷上升和下降速率
• 4.2.3 多机组联合停机优化
• 4.3 停机优化的实现
• 4.3.1 停机优化计算流程
• 4.3.2 计算说明
• 4.4 本章小结
• 第五章 数据库应用
• 5.1 PI实时/历史数据库
• 5.1.1 测点的建立
• 5.1.2 PI数据库连接
• 5.2 SQL server
• 5.2.1 SQL server连接与调用
• 5.3 数据库应用实例
• 5.4 本章小结
• 第六章 程序实现
• 6.1 辅助决策支持系统介绍
• 6.1.1 服务器端计算程序架构
• 6.1.2 WEB程序架构
• 6.2 模块化集成
• 6.2.1 程序架构
• 6.2.2 面向对象的模块化建模
• 6.3 运行优化模块的实现
• 6.3.1 负荷优化分配模块
• 6.3.2 压气机水洗分析模块
• 6.4 本章小结
• 第七章 结论与展望
• 参考文献
• 作者简历