CCPP煤气系统建模与压缩机防喘策略研究

论文摘要

联合循环发电机组(Combined Cycle Power Plant—CCPP)作为一种新型,高效的环保技术,受到世界各国越来越多的关注和广泛应用。将CCPP应用于钢厂备用电厂,利用钢厂富余煤气发电,有利于能源的回收再利用和减少环境污染物的排放。然而联合循环机组对煤气压缩机系统的要求非常高,煤气流量和压力的变化都会给整个机组的安全,高效运行造成很大影响。因此对CCPP煤气系统的研究具有重要的现实意义。本文以某钢厂备用电厂的联合循环发电机组的煤气系统为研究对象,针对目前煤气流量和压力波动较大,压缩机喘振频繁等问题,通过机理分析,采用模块化建模的思想,分别建立了多级离心压缩机,冷却器,煤水分离器和控制阀等关键部件的机理模型,并对模型进行了仿真验证；通过模块联立,建立起高低压煤气子系统的数学模型,并对高低压煤气子系统进行了性能分析的仿真研究；从系统实际运行的角度出发,提出了切实可行的压缩机防喘控制策略,最后基于上述煤气系统模型及防喘策略进行了仿真研究。仿真结果表明,本文所建立的煤气系统机理模型结构合理,准确可靠,能够正确反映煤气系统及各关键部件的工作特性。同时仿真结果也表明,本文提出的防喘控制策略能够切实有效的抑制压缩机喘振的发生,取得了良好的控制效果。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 联合循环现状及发展趋势
• 1.1.1 联合循环国内外研究现状
• 1.1.2 联合循环的发展趋势
• 1.2 CCPP煤气系统研究现状及其意义
• 1.3 本文主要工作
• 第2章 CCPP煤气系统的组成及其工作原理
• 2.1 CCPP煤气系统的组成及工艺流程
• 2.1.1 CCPP煤气系统的组成
• 2.1.2 CCPP煤气系统的工艺流程
• 2.2 离心压缩机
• 2.2.1 离心压缩机的结构及其工作原理
• 2.2.2 离心压缩机的特性曲线
• 2.2.3 离心压缩机的工作点
• 2.2.4 离心压缩机的喘振和阻塞
• 2.3 煤气系统其它部件
• 2.3.1 冷却器
• 2.3.2 煤水分离器
• 2.3.3 控制阀
• 2.4 本章小结
• 第3章 CCPP煤气系统模型
• 3.1 煤气系统建模总体思路
• 3.2 离心压缩机模型的建模
• 3.2.1 单级离心压缩机模型的建立
• 3.2.2 多级离心压缩机模型的建立
• 3.3 其它部件模型的建立
• 3.3.1 冷却器模型的建立
• 3.3.2 煤水分离器模型的建立
• 3.3.3 控制阀模型的建立
• 3.4 煤气系统模型的建立
• 3.4.1 煤气饱和成分分析模型的建立
• 3.4.2 低压系统模型的建立
• 3.4.3 高压系统模型的建立
• 3.5 本章小结
• 第4章 CCPP煤气系统仿真及性能影响因素分析
• 4.1 煤气系统仿真
• 4.1.1 模型参数辨识
• 4.1.2 低压子系统仿真
• 4.1.3 高压子系统仿真
• 4.2 煤气系统性能影响因素分析
• 4.2.1 煤气系统入口压力变化对系统性能的影响
• 4.2.2 煤气系统入口温度变化对系统性能的影响
• 4.2.3 压缩机转速变化对系统性能的影响
• 4.2.4 入口煤气成分变化对系统性能的影响
• 4.3 本章小结
• 第5章 CCPP煤气系统防喘策略研究
• 5.1 压缩机防喘控制方法概述
• 5.2 煤气系统的防喘仿真研究
• 5.2.1 压缩机防喘策略的制定
• 5.2.2 压缩机防喘策略的验证
• 5.3 本章小结
• 第6章 总结与展望
• 参考文献
• 致谢