超临界600MW机组直流锅炉动态特性研究

建立了沁北电厂超临界600MW机组直流锅炉的动态特性数学模型,包括单相受热管集总参数模型、单相受热管压力-流量通道集总参数模型、两相受热管段集总参数模型、烟气侧放热模型、喷水减温器模型等,以及汽轮机模型。通过数字仿真对该锅炉的动态特性进行了研究,对如给水温度阶跃增加5%、给水流量阶跃增加5%、燃料量阶跃增加5%、过热器减温喷水量阶跃变化、再热器喷水量阶跃变化等各种扰动发生后锅炉动态响应的稳定性、响应幅度以及扰动对锅炉的影响进行了分析。     

采用分布参数的控制循环锅炉水循环系统模型研究

建立了分布参数的控制循环锅炉水循环系统的非线性动态数学模型。水冷壁采用与时间和空间有关的分布参数模型,汽包和下降管采用集总参数模型,可以模拟在空间上的水冷壁受热不均及分布参数的动态特性。模型由质量、能量、动量守恒方程导出,并根据锅炉的实际结构尺寸计算,既可以用于锅炉制造厂分析锅炉的起动过程进行优化设计,也可以用于锅炉动态特性的研究。对一台控制循环锅炉在典型扰动工况下的扰动试验表明,该模型可以正确地反映锅炉的动态特性。     

锅炉过热器动态特性数理分析及其状态观测器的鲁棒性

该文以过热器蒸汽温度受控对象为例，剖析了单相受热管焓一温通道的几种集总参数数学模型，它们共同的特性是特征方程的解均为实数根，从而具有过阻尼的性质。在此基础上，进一步揭示应用高阶等容惯性环节作为锅炉过热器蒸汽温度受控对象的状态观测器这一方法内在的数学与物理基础，进而得出在设计锅炉过热器蒸汽温度受控对象的状态观测器时，不必受对象阶数的限制，通过调整观测器的参数，同样可以很好地完成重构状态并进行极点配置，起到改善受控系统动态特性的设计效果。工程实践表明：采用高阶惯性环节作为过热器蒸汽温度的状态观测器是可行的，适用的。     

一种高精度的锅炉单相区段集总参数动态修正模型

通过惯性补偿的方法对锅炉单相区段集总参数模型进行动态修正所得正模型能交好地反映热工对象的分布参数特性,既适用于全工况实时仿真培养系统研究,又适用于电站全程控制系统仿真。     

锅炉单相受热面动态过程建模与仿真的一种新方法

本文基于Lagrange流体质点追踪观点,建立了锅炉单相受热面动态过程数学模型,并给出了相应的数值仿真方法。计算实例表明,本文所提出的方法较常规的Euler集总参数建模方法具有更高的仿真精度和计算速度,从而为电站锅炉在大扰动工况下的实时数值仿真提供了一种新方法     

超临界W型火焰锅炉垂直水冷壁低质量流速条件下热敏感性研究

针对600MW超临界W型火焰锅炉垂直管圈水冷壁在低质量流速下的热敏感特性,对六头内螺纹管垂直水冷壁600MW超临界W型火焰炉热敏感性系数进行研究,分析了干度、热负荷、质量流速及压力等关键参数对超临界W型火焰锅炉内螺纹管垂直水冷壁流量敏感性系数和出口焓敏感性系数的影响规律,并计算和分析了该锅炉水冷壁在不同锅炉负荷下的温度偏差及出口焓值偏差。结果表明随热负荷增大,流量敏感性系数正向增大,锅炉水冷壁自补偿特性增强,出口焓值敏感性系数减小;流量敏感性系数随着质量流速的增大而减小,当质量流速超过一定值时,流量敏感性系数为负,锅炉水冷壁呈现负流量响应特性;质量流速增大,水冷壁出口焓值受热负荷扰动的影响也逐渐减弱;压力的升高有利于锅炉水冷壁水动力稳定性的增强;随干度增大,锅炉自补偿特性减小,出口焓值敏感性系数为正向增大,出口焓值偏差随着干度的增大而增大。研究结果对超临界W型火焰锅炉的安全运行、防止水冷壁爆管具有重要意义。     

单相工质汽温动态过程的一种新的快速求解法

该文提出了一种用于动态过程集总参数模型的新的快速求解法，并将其应用于锅炉中单相工质汽温动态过程的集总参数模型。该方法首先对模型进行变量分析与综合，并寻求微分方程的精确解与各个变量之间的函数关系；然后求解该模型时不再直接求解微分方程(组)，而是通过前面得到模型精确解与各变量之间的函数关系进行计算。实例计算表明，该方法的计算结果与隐式算法误差小，且计算速度有较大提高。     

超超临界1000MW机组直流锅炉中间点温度建模

以东方锅炉股份有限公司制造的超超临界1 000MW机组锅炉为研究对象,根据质量守恒定律、能量守恒定律和金属热平衡定律,构建了与其相对应的中间点焓值机理模型。在建模过程中使用集中参数分多段的方法,经过线性化、偏差化处理得到了相应的传递函数,将该函数转化为矩阵形式。该模型能够反映直流锅炉中间点焓值在一定工况下的动态响应特性。     

富氧燃烧锅炉单相受热管动态特性的仿真研究

基于富氧燃烧条件下,对流受热面的换热特点,建立了锅炉单相受热管的动态特性数学模型,以Matlab/Simulink为开发平台,利用S-Function模块中的Cmex-S函数、模块封装等基本方法建立了仿真算法模块。以某300 MW锅炉的再热系统为研究对象,分别在空气气氛下以及O2/CO2=30/70气氛下进行了蒸汽入口流量、温度,烟气入口流量、温度扰动的仿真实验。结果表明:富氧气氛下再热汽温的动态变化整体趋势与空气气氛相似,但富氧条件下动态响应的时间以及幅度发生了变化,对富氧气氛下再热系统优化设计和运行控制有重要参考作用。     

适合于中间点焓值预测的超临界直流锅炉蒸发受热面传热计算

给出了基于超临界直流锅炉蒸发受热面实际运行状态的传热建模方法.根据炉膛受热面运行特性确定其结构和污染状态参数,采用参数预测所获得的受热面吸热量,进而给出适合于中间点焓值预测的蒸发受热面传热计算模型,该模型可清晰地描述中间点焓值和各影响因素之间的定量关系.通过对超临界600 MW机组直流锅炉改变煤种、水煤比、负荷和过量空气系数的试验表明,该模型能够准确预测中间点焓值;当锅炉运行条件发生变化时该模型可用于修正热工过程调节参数,指导蒸汽温度调节.     

单相永磁同步电动机的一种研究方法

在单相电力拖动装置中,使用单相永磁同步电动机替代传统的单相异步电动机是发展的必然趋势,然而目前单相永磁同步电动机的相关研究文献较少.本文基于简化的等效磁路、等效电路模型,利用电压迭代法编写出单相永磁同步电动机的设计软件SPPMSM v1.0,该软件的设计结果很好的满足了样机的设计技术要求.然后采用Ansoft公司的Maxwell软件,建立了单相永磁同步电动机(SPPMSM)的系统仿真模型.在所建立的模型基础上,对单相永磁同步电动机的基本特性和运行性能进行了仿真研究.仿真结果可以用来指导这种新型电机的设计.     

导流器叶片进口安放角对潜水泵性能的影响

导流器叶片进口安放角是影响潜水泵性能的重要几何参数,在导流器特性曲线理论分析的基础上,运用计算流体动力学理论对同一叶轮与不同进口安放角导流器组合后的潜水泵三维模型进行数值模拟,得到其性能曲线,并就安放角变化对潜水泵性能的影响规律进行分析,同时在水泵试验台上进行实测验证。结果表明:随着导叶片进口安放角的增大,潜水泵最佳工况点向大流量方向偏移。当导叶片进口安放角位于27~30时,潜水泵工作效率为75%~81%,处于较高值,相应工作流量为95~125m3/h,模拟值与实测值吻合较好。通过改变导流器叶片进口安放角,在一定工况范围内,潜水泵同样可以保持较高的效率,为增加其规格并扩大使用范围寻找出了一种新的途径。     

基于模型自适应汽轮机调节门流量特性优化研究及应用

汽轮机调节门流量特性影响机组安全稳定运行和负荷调节性能。首先,针对采用喷嘴配汽方式的汽轮机调节门结构类型,通过模型自适应算法,建立顺序阀方式下的非线性调节门流量特性模型,实现调节门流量特性优化计算。其次,对该模型进行仿真研究,系统仿真结果表明,采用RBF神经网络结构的单阀流量特性仿真模型具有较高的模型精度,利用模型自适应优化算法可获得近似理想的线性度和最佳调节门重叠度。最后,将仿真结果应用在某660 MW机组上,试验结果表明,该方法不仅改善调节门流量特性线性度,而且降低调节门重叠度,改善AGC负荷响应性能,减少调节门晃动和机组节流损失。     

Simulation Method of Dynamic Characteristics of Turbine Flow Sensor

Computational Fluid Dynamics (CFD) simulation is one of the important methods to study the performance and in-fluencing factors of turbine flow sensors. According to the working characteristics of the turbine flow sensor, the passive simulation method based on the six degrees of freedom (6-DOF) model and dynamic mesh is proposed in this paper. The reliability of the simulation method is verified by steady-state experiments and unsteady-state experiments. The results show that the trend of meter factor with flow rate acquired from the simulation is close to the experimental results, and the deviation between the simulation result and the experiment result is low with a maximum deviation of 2.88%. In the unsteady simulation study, the impeller speed changes with the inlet velocity of the turbine flow sensor, which has a good follow-up. The passive simulation method can be used to predict the dynamic performance of the turbine flow sensor.     

基于反步法的单相电压型SPWM变流器控制

单相电压型SPWM变流器的非线性特性使变流器的控制器设计较困难,不易获得良好的变流器输入电流,且动态响应较慢。采用反步法在Lyapunov稳定性理论的基础上逆向推导出一种对单相电压型SPWM变流器新的控制策略,并在使用PSCAD软件仿真所搭建模型效果良好的基础上,构建实验平台对该控制策略的有效性进行了实验验证。实验表明,能够实现控制目标,可以有效提高系统的动态响应特性和抗干扰能力。     

高压直流输电系统接地极电流对电力变压器运行影响的研究

当高压直流输电系统采用单极大地回路方式运行时,可能会有部分入地电流流入中性点接地的电力变压器中,这将给系统运行和变压器本身带来诸多不利后果。采用电路-磁路耦合方法,推导建立了可以考虑负载变化的单相心式变压器模型,对偏磁电流造成的变压器工作电流谐波增加等影响进行了详细分析,并利用解析法对空载条件下的简化变压器模型进行了验证。还比较了由于负载不同使得变压器处于不同工作点时偏磁电流影响的变化。仿真结果表明,变压器运行工作点降低对提高设备耐受直流偏磁干扰的能力有积极的作用。     

某660 MW超超临界机组脱硝催化剂不均匀磨损治理

火电厂SCR脱硝催化剂不均匀磨损会降低催化剂的整体使用寿命。以某660 MW机组超超临界锅炉SCR装置为研究对象,利用数值模拟和现场测试方法,找出了催化剂不均匀磨损的原因;运用数值模拟方法对不同改造方案进行模拟计算,优选出SCR脱硝装置入口断面流场、颗粒浓度场分布均匀的改造方案并加以实施。改造后的测试结果表明,脱硝装置入口烟气流速和飞灰浓度均匀性得到提高,因而可使催化剂的不均匀磨损问题基本得到解决。     

汽轮机低压进汽结构设计的数值模拟分析

用数值模拟的方法对某汽轮机中压排汽至低压进汽间的无叶通道的气动性能进行了分析。针对原始模型不良的气动结构,提出了改进方案。比较两种模型的总压损失系数和低压缸进汽口环形截面速度分布的均匀性,改进模型的总压损失降低7.82%,约提高中压缸效率0.33%、折合机组煤耗率下降约0.3 g/(kW.h),同时低压缸进汽速度均匀程度有一定的提高,对提高低压缸的效率也是有益的。