平圩電站600MW汽輪機組建模與仿真.pdf

1、隨著電力工業(yè)的迅速發(fā)展以及社會對能源需求的不斷增長，各種類型的大容量發(fā)電機組迅速建成并投入運行，使得機組結構日趨復雜，且自動化水平也越米越高。高度自動化一方面要求運行人員具有更高的操作技能和應變能力；另一方面又減少了運行人員干預的機會，甚至取消了運行人員的某些基本操作。因此，利用計算機仿真技術脫離現場對運行人員進行培訓已成為一種迫切需要。 本文綜述了國內外電站仿真技術的研究現狀，全面調研了國內外典型的汽輪機組仿真系統，分析了不同

2、型式的電站仿真機的技術特點，預測了電站仿真技術的發(fā)展趨勢，指出了國內在電站仿真技術研究方面的差距，并展望了仿真研究的發(fā)展方向。 文中采用先進的仿真支撐系統APROS，以平圩電廠＃1機組600Mw火力發(fā)電機組為對象，開發(fā)了一套該機組汽輪機系統的全工況動態(tài)仿真模型，整套仿真系統現已順利通過驗收并投入實際使用。論文的主要內容包括： 介紹和分析仿真支撐軟件APROS的特點以及利用其進行建模和調試的方法。在認真研究汽輪機系統各設備

3、的結構特點和運行特性的基礎上，參考平圩電廠提供的＃1機組汽輪機系統的P&ID圖以及各類設計、計算和運行資料，將汽輪機系統科學地劃分為各個子系統，并采用APROS提供的豐富的模塊實現了圖形化建模。 凝汽器是汽機系統中一個十分重要的設備，由于APROS系統提供的凝汽器模塊不能實現對現場600Mw汽輪機組凝汽器系統雙背壓并列運行以及5096負荷時凝汽器半邊解列操作的模擬，同時也不能仿真現場凝汽器的抽真空現象，所以建模時采取將四個凝汽器

4、模塊進行組合的方法，將低缸排汽分別引至兩個對分水室的雙殼體凝汽器中，并將熱井用管道連接起來進行壓力的平衡，同時針對四個水室分別建立四個獨立的系統來實現對凝汽器抽真空現象的仿真。所建凝汽器模型經過調試運行能夠很好地模擬現場凝汽器的各種特性。汽輪機金屬溫度和差脹是汽輪機啟、停過程中監(jiān)視的重要指標，而APROS系統未能提供熱膨脹及差脹模型，所以采用目前國內常用的本體分段式模塊化建模的方法，建立起熱膨脹及差脹的數學模型，在此基礎上利用APROS

5、提供的模塊進行組合擴展開發(fā)出其圖形化模型，使得本文所建汽機模型更趨完善。另外，對APROS提供的調節(jié)閥門的流量和開度特性進行了修正，修正后的調門能夠更好地模擬現場的調門特性。 穩(wěn)態(tài)工況下仿真結果與現場實際數據的比較顯示各參數的精度滿足靜態(tài)精度要求。在典型工況下，對汽輪機本體，除氧器，高、低壓加熱器以及凝汽器等設備進行動態(tài)特性測試，得到的動態(tài)響應曲線符合實際情況并與理論分析一致。對凝汽器及低壓加熱器進行故障仿真試驗得到的故障現象也

6、符合理論。因此，所建汽輪機模型滿足了動、靜態(tài)及故障仿真要求。論文的最后部分對建模和調試過程中遇到的一些問題進行了歸類、分析和總結，提出了每種問題的最優(yōu)解決方案，有利于今后縮短建模周期，提高建模質量。 綜上所述，本文利用APROS仿真支撐系統所建立的平圩電廠＃1機組600Mw汽輪機系統模型能夠連續(xù)、實時地模擬被仿對象的各種正常工況變化及事故工況，并且模型簡單實用，物理意義明確，具有很好的可移植性、可擴充性、可修改性、可維護性等特點